《高等數(shù)學(xué)練習(xí)》課件

高等數(shù)學(xué)練習(xí)課件歡迎來到高等數(shù)學(xué)練習(xí)課件！本課件旨在幫助大家鞏固高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識，熟悉各種題型，提高解題能力。通過本課件的學(xué)習(xí)，相信大家能夠更加輕松地應(yīng)對高等數(shù)學(xué)的考試和應(yīng)用。課程簡介與目標1課程簡介本課程系統(tǒng)回顧高等數(shù)學(xué)的核心概念和方法，通過精選例題和練習(xí)，加深理解，培養(yǎng)解決實際問題的能力。內(nèi)容涵蓋函數(shù)、極限、導(dǎo)數(shù)、積分等核心模塊。2學(xué)習(xí)目標掌握高等數(shù)學(xué)的基本概念、理論和方法；能夠運用所學(xué)知識解決相關(guān)問題；培養(yǎng)邏輯思維和分析能力；為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。3適用人群本課程適用于高等數(shù)學(xué)的初學(xué)者、需要復(fù)習(xí)鞏固基礎(chǔ)知識的學(xué)生、以及對高等數(shù)學(xué)感興趣的自學(xué)者。無論您是大學(xué)生還是工程師，都能從中受益。預(yù)備知識回顧：函數(shù)什么是函數(shù)？函數(shù)是一種描述變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)工具。簡單來說，一個函數(shù)就是一種“規(guī)則”，它接受一個輸入值（自變量），并根據(jù)這個規(guī)則產(chǎn)生一個輸出值（因變量）。函數(shù)的重要性函數(shù)是高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)，也是理解和應(yīng)用高等數(shù)學(xué)的關(guān)鍵。無論是極限、導(dǎo)數(shù)還是積分，都離不開函數(shù)的概念。掌握函數(shù)，才能更好地理解高等數(shù)學(xué)。函數(shù)的回顧回顧函數(shù)的定義、表示方法、性質(zhì)和圖像，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。包括定義域、值域、奇偶性、單調(diào)性等重要概念。函數(shù)的定義與表示函數(shù)的定義函數(shù)是一種關(guān)系，它將一個集合（定義域）中的每個元素唯一地映射到另一個集合（值域）中的一個元素。即，對于定義域中的每一個x，都有唯一確定的y與之對應(yīng)。函數(shù)的表示方法函數(shù)有多種表示方法，包括解析式、圖像法、表格法等。解析式是用數(shù)學(xué)公式表示函數(shù)關(guān)系的方法，如y=f(x)。圖像法是用圖像直觀地表示函數(shù)關(guān)系的方法。定義域與值域定義域是函數(shù)自變量x的取值范圍，值域是函數(shù)因變量y的取值范圍。確定函數(shù)的定義域和值域是研究函數(shù)的重要步驟。例如，y=1/x的定義域是x≠0。函數(shù)的性質(zhì)：奇偶性，單調(diào)性，周期性奇偶性奇函數(shù)滿足f(-x)=-f(x)，偶函數(shù)滿足f(-x)=f(x)。奇函數(shù)關(guān)于原點對稱，偶函數(shù)關(guān)于y軸對稱。例如，y=x是奇函數(shù)，y=x^2是偶函數(shù)。單調(diào)性單調(diào)遞增函數(shù)：在定義域內(nèi)，x增大，y也增大。單調(diào)遞減函數(shù)：在定義域內(nèi)，x增大，y減小。單調(diào)性可以用導(dǎo)數(shù)來判斷。導(dǎo)數(shù)大于0則單調(diào)遞增。周期性周期函數(shù)滿足f(x+T)=f(x)，其中T為周期。周期函數(shù)在一定間隔內(nèi)重復(fù)出現(xiàn)相同的函數(shù)值。例如，y=sin(x)是周期函數(shù)，周期為2π。函數(shù)圖像及其變換平移變換函數(shù)圖像的平移變換包括左右平移和上下平移。左右平移改變自變量x，上下平移改變因變量y。例如，y=f(x-a)表示將y=f(x)向右平移a個單位。伸縮變換函數(shù)圖像的伸縮變換包括水平伸縮和垂直伸縮。水平伸縮改變自變量x的比例，垂直伸縮改變因變量y的比例。例如，y=af(x)表示將y=f(x)垂直伸縮a倍。對稱變換函數(shù)圖像的對稱變換包括關(guān)于x軸對稱、關(guān)于y軸對稱和關(guān)于原點對稱。關(guān)于x軸對稱的圖像是將y變?yōu)?y，關(guān)于y軸對稱的圖像是將x變?yōu)?x。極限的概念極限的定義極限描述了當自變量無限接近某個值時，函數(shù)值的變化趨勢。極限是微積分的基礎(chǔ)，也是理解導(dǎo)數(shù)和積分的關(guān)鍵。1極限的重要性極限是解決微積分問題的核心工具。通過極限，我們可以定義導(dǎo)數(shù)、積分、連續(xù)性等重要概念，從而解決各種實際問題。2極限的理解理解極限需要掌握其精確定義、幾何意義和運算規(guī)則。通過例題和練習(xí)，可以加深對極限的理解，提高解題能力。3數(shù)列極限1數(shù)列極限的定義當數(shù)列的項數(shù)趨向于無窮大時，如果數(shù)列的值趨向于一個確定的常數(shù)，則稱該常數(shù)為數(shù)列的極限。2數(shù)列極限的性質(zhì)唯一性、有界性、保號性等。3數(shù)列極限的計算利用數(shù)列極限的定義和性質(zhì)，計算數(shù)列的極限。函數(shù)極限1函數(shù)極限的定義當自變量趨向于某個值時，如果函數(shù)的值趨向于一個確定的常數(shù)，則稱該常數(shù)為函數(shù)的極限。2函數(shù)極限的性質(zhì)唯一性、局部有界性、局部保號性等。3函數(shù)極限的計算利用函數(shù)極限的定義和性質(zhì)，計算函數(shù)的極限。無窮小與無窮大無窮小的定義當自變量趨向于某個值時，如果函數(shù)的值趨向于零，則稱該函數(shù)為無窮小。無窮小不是一個很小的數(shù)，而是一個變化趨勢。無窮大的定義當自變量趨向于某個值時，如果函數(shù)的值趨向于無窮大，則稱該函數(shù)為無窮大。無窮大也不是一個很大的數(shù)，而是一個變化趨勢。無窮小與無窮大的關(guān)系無窮小與無窮大互為倒數(shù)關(guān)系。如果f(x)是無窮小，則1/f(x)是無窮大；如果f(x)是無窮大，則1/f(x)是無窮小。極限的運算法則法則1lim[f(x)+g(x)]=limf(x)+limg(x)法則2lim[f(x)-g(x)]=limf(x)-limg(x)法則3lim[f(x)*g(x)]=limf(x)*limg(x)法則4lim[f(x)/g(x)]=limf(x)/limg(x)(limg(x)≠0)法則5lim[c*f(x)]=c*limf(x)(c為常數(shù))兩個重要極限1重要極限一lim(sinx/x)=1(x->0)。這個極限在三角函數(shù)的極限計算中非常常用，是求解許多三角函數(shù)極限的基礎(chǔ)。2重要極限二lim(1+1/x)^x=e(x->∞)。這個極限定義了自然常數(shù)e，在指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)的極限計算中非常常用。3應(yīng)用通過這兩個重要極限，可以求解許多復(fù)雜的極限問題。掌握這兩個極限，可以提高解題效率和準確性。例如，求解lim(sin2x/x)(x->0)可以轉(zhuǎn)化為2*lim(sin2x/2x)(x->0)=2。極限存在準則：夾逼定理與單調(diào)有界定理夾逼定理如果存在函數(shù)g(x)和h(x)，使得g(x)≤f(x)≤h(x)，且limg(x)=limh(x)=A，則limf(x)=A。夾逼定理常用于求解難以直接計算的極限。單調(diào)有界定理單調(diào)有界數(shù)列必有極限。即，如果一個數(shù)列是單調(diào)遞增或單調(diào)遞減的，并且有上界或下界，則該數(shù)列必有極限。這個定理常用于證明數(shù)列極限的存在性。應(yīng)用夾逼定理和單調(diào)有界定理是判斷極限存在性的重要工具。掌握這兩個定理，可以解決許多復(fù)雜的極限問題。例如，證明數(shù)列x_n=(1+1/n)^n的極限存在性，可以使用單調(diào)有界定理。函數(shù)的連續(xù)性連續(xù)性的定義函數(shù)f(x)在點x_0處連續(xù)，如果滿足三個條件：(1)f(x_0)有定義；(2)limf(x)存在(x->x_0)；(3)limf(x)=f(x_0)(x->x_0)。間斷點如果函數(shù)f(x)在點x_0處不滿足連續(xù)性的三個條件，則稱x_0為函數(shù)的間斷點。間斷點分為可去間斷點、跳躍間斷點、無窮間斷點和振蕩間斷點。連續(xù)函數(shù)如果函數(shù)f(x)在其定義域內(nèi)的每一點都連續(xù)，則稱f(x)為連續(xù)函數(shù)。連續(xù)函數(shù)的圖像是一條連續(xù)的曲線，沒有間斷點。連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)：介值定理介值定理如果函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù)，且f(a)≠f(b)，則對于任意的c在f(a)和f(b)之間，存在至少一個x_0在(a,b)內(nèi)，使得f(x_0)=c。推論如果函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù)，且f(a)和f(b)異號，則在(a,b)內(nèi)至少存在一個x_0，使得f(x_0)=0。這個推論常用于證明方程根的存在性。應(yīng)用介值定理是證明方程根的存在性的重要工具。通過介值定理，可以判斷方程在某個區(qū)間內(nèi)是否存在實根。例如，證明方程x^3-3x+1=0在(0,1)內(nèi)存在實根。導(dǎo)數(shù)的概念導(dǎo)數(shù)的定義導(dǎo)數(shù)是描述函數(shù)在某一點處變化快慢的數(shù)學(xué)工具。導(dǎo)數(shù)是微積分的核心概念，也是理解和應(yīng)用微積分的關(guān)鍵。1導(dǎo)數(shù)的重要性導(dǎo)數(shù)可以用于求解函數(shù)的極值、判斷函數(shù)的單調(diào)性、描述物理量的變化率等。掌握導(dǎo)數(shù)，可以解決各種實際問題。2導(dǎo)數(shù)的理解理解導(dǎo)數(shù)需要掌握其精確定義、幾何意義和計算規(guī)則。通過例題和練習(xí)，可以加深對導(dǎo)數(shù)的理解，提高解題能力。3導(dǎo)數(shù)的定義1導(dǎo)數(shù)的定義設(shè)函數(shù)y=f(x)在點x_0處有定義，如果極限lim(f(x_0+Δx)-f(x_0))/Δx存在(Δx->0)，則稱f(x)在點x_0處可導(dǎo)，并稱該極限為f(x)在點x_0處的導(dǎo)數(shù)，記為f'(x_0)。2導(dǎo)數(shù)的記法f'(x_0)、dy/dx|x=x_0、y'|x=x_0等。3導(dǎo)數(shù)的理解導(dǎo)數(shù)是函數(shù)在某一點處切線的斜率，表示函數(shù)在該點處的變化率。導(dǎo)數(shù)的幾何意義1導(dǎo)數(shù)的幾何意義導(dǎo)數(shù)f'(x_0)表示函數(shù)y=f(x)在點(x_0,f(x_0))處的切線的斜率。切線是函數(shù)圖像在某一點處的最接近的直線。2切線方程函數(shù)y=f(x)在點(x_0,f(x_0))處的切線方程為y-f(x_0)=f'(x_0)*(x-x_0)。3應(yīng)用導(dǎo)數(shù)的幾何意義可以用于求解曲線的切線方程、判斷曲線的切線方向等。例如，求解曲線y=x^2在點(1,1)處的切線方程，首先求出導(dǎo)數(shù)f'(x)=2x，則f'(1)=2，切線方程為y-1=2*(x-1)。基本求導(dǎo)公式常數(shù)函數(shù)如果f(x)=c(c為常數(shù))，則f'(x)=0。冪函數(shù)如果f(x)=x^n(n為實數(shù))，則f'(x)=n*x^(n-1)。指數(shù)函數(shù)如果f(x)=a^x(a>0且a≠1)，則f'(x)=a^x*lna。特別地，如果f(x)=e^x，則f'(x)=e^x。對數(shù)函數(shù)如果f(x)=log_ax(a>0且a≠1)，則f'(x)=1/(x*lna)。特別地，如果f(x)=lnx，則f'(x)=1/x。三角函數(shù)如果f(x)=sinx，則f'(x)=cosx；如果f(x)=cosx，則f'(x)=-sinx；如果f(x)=tanx，則f'(x)=sec^2x。反三角函數(shù)如果f(x)=arcsinx，則f'(x)=1/√(1-x^2)；如果f(x)=arccosx，則f'(x)=-1/√(1-x^2)；如果f(x)=arctanx，則f'(x)=1/(1+x^2)。導(dǎo)數(shù)的四則運算法則1[u(x)+v(x)]'=u'(x)+v'(x)法則2[u(x)-v(x)]'=u'(x)-v'(x)法則3[u(x)*v(x)]'=u'(x)*v(x)+u(x)*v'(x)法則4[u(x)/v(x)]'=[u'(x)*v(x)-u(x)*v'(x)]/[v(x)]^2(v(x)≠0)復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)法則1復(fù)合函數(shù)設(shè)y=f(u)，u=g(x)，則y=f(g(x))為復(fù)合函數(shù)。其中，u為中間變量，x為自變量。2復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)法則如果y=f(u)，u=g(x)均可導(dǎo)，則dy/dx=(dy/du)*(du/dx)。即，復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)等于各層函數(shù)導(dǎo)數(shù)的乘積。3應(yīng)用復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)法則是求解復(fù)雜函數(shù)導(dǎo)數(shù)的重要工具。例如，求解y=sin(x^2)的導(dǎo)數(shù)，首先令u=x^2，則y=sinu，dy/du=cosu，du/dx=2x，dy/dx=cosu*2x=2x*cos(x^2)。反函數(shù)求導(dǎo)法則反函數(shù)如果函數(shù)y=f(x)存在反函數(shù)x=g(y)，則稱g(y)為f(x)的反函數(shù)。反函數(shù)的圖像關(guān)于直線y=x對稱。反函數(shù)求導(dǎo)法則如果函數(shù)y=f(x)可導(dǎo)，且f'(x)≠0，則其反函數(shù)x=g(y)也可導(dǎo)，且g'(y)=1/f'(x)。即，反函數(shù)的導(dǎo)數(shù)等于原函數(shù)導(dǎo)數(shù)的倒數(shù)。應(yīng)用反函數(shù)求導(dǎo)法則是求解反三角函數(shù)導(dǎo)數(shù)的重要工具。例如，求解y=arcsinx的導(dǎo)數(shù)，首先令x=siny，則dx/dy=cosy，dy/dx=1/cosy=1/√(1-sin^2y)=1/√(1-x^2)。隱函數(shù)求導(dǎo)法則隱函數(shù)由一個方程F(x,y)=0確定的函數(shù)稱為隱函數(shù)。隱函數(shù)通常不能直接寫成y=f(x)的形式。隱函數(shù)求導(dǎo)法則對F(x,y)=0兩邊同時對x求導(dǎo)，將y看作x的函數(shù)，利用復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)法則，解出dy/dx。即，dy/dx=-(?F/?x)/(?F/?y)。應(yīng)用隱函數(shù)求導(dǎo)法則是求解隱函數(shù)導(dǎo)數(shù)的重要工具。例如，求解x^2+y^2=1的dy/dx，對兩邊同時對x求導(dǎo)，2x+2y*dy/dx=0，dy/dx=-x/y。參數(shù)方程求導(dǎo)法則參數(shù)方程如果x和y都是參數(shù)t的函數(shù)，即x=φ(t)，y=ψ(t)，則稱該方程為參數(shù)方程。參數(shù)方程求導(dǎo)法則如果x=φ(t)，y=ψ(t)均可導(dǎo)，且φ'(t)≠0，則dy/dx=(dy/dt)/(dx/dt)=ψ'(t)/φ'(t)。應(yīng)用參數(shù)方程求導(dǎo)法則是求解參數(shù)方程導(dǎo)數(shù)的重要工具。例如，求解x=t^2，y=sint的dy/dx，dx/dt=2t，dy/dt=cost，dy/dx=(cost)/(2t)。高階導(dǎo)數(shù)高階導(dǎo)數(shù)的定義如果函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)f'(x)仍然可導(dǎo)，則稱f'(x)的導(dǎo)數(shù)為f(x)的二階導(dǎo)數(shù)，記為f''(x)。類似地，可以定義三階導(dǎo)數(shù)、四階導(dǎo)數(shù)等。1高階導(dǎo)數(shù)的記法f''(x)、y''、d^2y/dx^2等。2高階導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用高階導(dǎo)數(shù)可以用于研究函數(shù)的凹凸性、拐點等。例如，二階導(dǎo)數(shù)大于0表示函數(shù)是凹的，二階導(dǎo)數(shù)小于0表示函數(shù)是凸的。3微分的概念1微分的定義設(shè)函數(shù)y=f(x)在點x_0處可導(dǎo)，則Δy=f(x_0+Δx)-f(x_0)可以表示為Δy=f'(x_0)*Δx+o(Δx)，其中o(Δx)是Δx的高階無窮小。稱f'(x_0)*Δx為函數(shù)y=f(x)在點x_0處的微分，記為dy=f'(x_0)*Δx。2微分的記法dy、df(x)等。3微分的理解微分是函數(shù)增量的線性主要部分，表示函數(shù)在某一點處變化的近似值。微分的定義與幾何意義1微分的定義微分dy=f'(x)*dx，其中dx是自變量x的微分，dy是因變量y的微分。2微分的幾何意義微分dy表示函數(shù)y=f(x)在點(x,f(x))處的切線的增量。當Δx很小時，dy可以近似表示Δy。3應(yīng)用微分可以用于近似計算函數(shù)的增量、誤差估計等。例如，近似計算√4.01，令f(x)=√x，x_0=4，Δx=0.01，f'(x)=1/(2√x)，f'(4)=1/4，dy=(1/4)*0.01=0.0025，√4.01≈√4+dy=2+0.0025=2.0025。微分的運算法則加法法則d(u+v)=du+dv減法法則d(u-v)=du-dv乘法法則d(u*v)=u*dv+v*du除法法則d(u/v)=(v*du-u*dv)/v^2(v≠0)常數(shù)法則d(c*u)=c*du(c為常數(shù))導(dǎo)數(shù)與微分的關(guān)系1導(dǎo)數(shù)的定義導(dǎo)數(shù)f'(x)=lim(Δy/Δx)(Δx->0)。2微分的定義微分dy=f'(x)*dx。3導(dǎo)數(shù)與微分的關(guān)系dy=f'(x)*dx，f'(x)=dy/dx。導(dǎo)數(shù)是微分的商，微分是導(dǎo)數(shù)的乘積。導(dǎo)數(shù)表示函數(shù)的變化率，微分表示函數(shù)的增量。微分在近似計算中的應(yīng)用近似計算公式f(x_0+Δx)≈f(x_0)+f'(x_0)*Δx。當Δx很小時，可以用微分來近似計算函數(shù)的值。誤差估計Δy≈dy=f'(x_0)*Δx?？梢杂梦⒎謥砉烙嫼瘮?shù)值的誤差。應(yīng)用例如，近似計算sin30.5°，令f(x)=sinx，x_0=30°=π/6，Δx=0.5°=π/360，f'(x)=cosx，f'(π/6)=√3/2，dy=(√3/2)*(π/360)≈0.0075，sin30.5°≈sin30°+dy=0.5+0.0075=0.5075。中值定理：羅爾定理羅爾定理如果函數(shù)f(x)滿足：(1)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù)；(2)在開區(qū)間(a,b)內(nèi)可導(dǎo)；(3)f(a)=f(b)，則在(a,b)內(nèi)至少存在一個ξ，使得f'(ξ)=0。幾何意義如果函數(shù)f(x)在[a,b]上滿足羅爾定理的條件，則在(a,b)內(nèi)至少存在一點，使得函數(shù)在該點的切線平行于x軸。應(yīng)用羅爾定理是證明其他中值定理的基礎(chǔ)，也可以用于判斷方程根的存在性。例如，證明方程f'(x)=0在(a,b)內(nèi)至少存在一個根，可以使用羅爾定理。中值定理：拉格朗日中值定理拉格朗日中值定理如果函數(shù)f(x)滿足：(1)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù)；(2)在開區(qū)間(a,b)內(nèi)可導(dǎo)，則在(a,b)內(nèi)至少存在一個ξ，使得f'(ξ)=(f(b)-f(a))/(b-a)。幾何意義如果函數(shù)f(x)在[a,b]上滿足拉格朗日中值定理的條件，則在(a,b)內(nèi)至少存在一點，使得函數(shù)在該點的切線平行于連接(a,f(a))和(b,f(b))的直線。應(yīng)用拉格朗日中值定理是微積分中的重要定理，可以用于估計函數(shù)值的范圍、判斷函數(shù)的單調(diào)性等。例如，估計sinx的范圍，可以使用拉格朗日中值定理。中值定理：柯西中值定理柯西中值定理如果函數(shù)f(x)和g(x)滿足：(1)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù)；(2)在開區(qū)間(a,b)內(nèi)可導(dǎo)；(3)g'(x)≠0，則在(a,b)內(nèi)至少存在一個ξ，使得[f(b)-f(a)]/[g(b)-g(a)]=f'(ξ)/g'(ξ)。1幾何意義柯西中值定理是拉格朗日中值定理的推廣。當g(x)=x時，柯西中值定理退化為拉格朗日中值定理。2應(yīng)用柯西中值定理可以用于證明洛必達法則、求解參數(shù)方程的導(dǎo)數(shù)等。例如，證明洛必達法則，可以使用柯西中值定理。3洛必達法則1洛必達法則如果limf(x)=0，limg(x)=0，或limf(x)=∞，limg(x)=∞(x->a)，且lim(f'(x)/g'(x))存在(x->a)，則lim(f(x)/g(x))=lim(f'(x)/g'(x))(x->a)。2洛必達法則的條件0/0型或∞/∞型不定式，且導(dǎo)數(shù)之比的極限存在。3應(yīng)用洛必達法則是求解不定式極限的重要工具。例如，求解lim(sinx/x)(x->0)，可以使用洛必達法則。函數(shù)的單調(diào)性與極值1單調(diào)性的定義如果函數(shù)f(x)在區(qū)間I內(nèi)滿足f'(x)>0，則f(x)在I內(nèi)單調(diào)遞增；如果f(x)在區(qū)間I內(nèi)滿足f'(x)<0，則f(x)在I內(nèi)單調(diào)遞減。2極值的定義如果函數(shù)f(x)在點x_0處滿足f'(x_0)=0，且在x_0的鄰域內(nèi)，f'(x)的符號發(fā)生變化，則稱x_0為f(x)的極值點，f(x_0)為f(x)的極值。3應(yīng)用單調(diào)性和極值可以用于研究函數(shù)的性質(zhì)、求解優(yōu)化問題等。例如，求解函數(shù)的最大值和最小值，可以使用單調(diào)性和極值。函數(shù)單調(diào)性的判別判別方法求解函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)f'(x)，判斷f'(x)的符號。如果f'(x)>0，則f(x)單調(diào)遞增；如果f'(x)<0，則f(x)單調(diào)遞減。步驟(1)求解f'(x)；(2)求解f'(x)=0的根；(3)判斷f'(x)在根之間的符號。應(yīng)用例如，判斷函數(shù)f(x)=x^3-3x的單調(diào)性，首先求解f'(x)=3x^2-3，f'(x)=0的根為x=±1。當x<-1時，f'(x)>0，f(x)單調(diào)遞增；當-1<x<1時，f'(x)<0，f(x)單調(diào)遞減；當x>1時，f'(x)>0，f(x)單調(diào)遞增。函數(shù)的極值與最值1極值的定義如果函數(shù)f(x)在點x_0處滿足f'(x_0)=0，且在x_0的鄰域內(nèi)，f'(x)的符號發(fā)生變化，則稱x_0為f(x)的極值點，f(x_0)為f(x)的極值。2最值的定義函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]上的最大值和最小值稱為f(x)在[a,b]上的最值。最值可能在極值點或端點處取得。3求解方法(1)求解f'(x)=0的根；(2)判斷f'(x)在根之間的符號；(3)求解端點值；(4)比較極值和端點值，確定最值。函數(shù)的凹凸性與拐點凹凸性的定義如果函數(shù)f(x)在區(qū)間I內(nèi)滿足f''(x)>0，則f(x)在I內(nèi)是凹的；如果f(x)在區(qū)間I內(nèi)滿足f''(x)<0，則f(x)在I內(nèi)是凸的。拐點的定義如果函數(shù)f(x)在點x_0處滿足f''(x_0)=0，且在x_0的鄰域內(nèi)，f''(x)的符號發(fā)生變化，則稱x_0為f(x)的拐點。幾何意義凹的函數(shù)圖像是向下彎曲的，凸的函數(shù)圖像是向上彎曲的，拐點是函數(shù)圖像凹凸性發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點。函數(shù)凹凸性的判別判別方法求解函數(shù)f(x)的二階導(dǎo)數(shù)f''(x)，判斷f''(x)的符號。如果f''(x)>0，則f(x)是凹的；如果f''(x)<0，則f(x)是凸的。拐點的判別求解f''(x)=0的根，判斷f''(x)在根之間的符號是否發(fā)生變化。如果發(fā)生變化，則該根為拐點。應(yīng)用例如，判斷函數(shù)f(x)=x^4-6x^2的凹凸性，首先求解f''(x)=12x^2-12，f''(x)=0的根為x=±1。當x<-1或x>1時，f''(x)>0，f(x)是凹的；當-1<x<1時，f''(x)<0，f(x)是凸的。拐點為x=±1。函數(shù)圖像的描繪描繪步驟(1)確定函數(shù)的定義域；(2)判斷函數(shù)的奇偶性和周期性；(3)求解函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)；(4)確定函數(shù)的單調(diào)性、極值、凹凸性和拐點；(5)求解函數(shù)與坐標軸的交點；(6)繪制函數(shù)圖像。注意事項注意函數(shù)圖像的對稱性、漸近線等。利用導(dǎo)數(shù)可以更精確地描繪函數(shù)圖像。應(yīng)用描繪函數(shù)圖像可以更直觀地了解函數(shù)的性質(zhì)，解決實際問題。例如，描繪函數(shù)f(x)=x^3-3x的圖像，可以了解函數(shù)的單調(diào)性、極值、凹凸性和拐點。不定積分的概念不定積分的定義設(shè)F(x)是f(x)的一個原函數(shù)，則稱F(x)+C為f(x)的不定積分，記為∫f(x)dx=F(x)+C，其中C為任意常數(shù)。1原函數(shù)的定義如果F'(x)=f(x)，則稱F(x)為f(x)的一個原函數(shù)。2不定積分的性質(zhì)∫[f(x)+g(x)]dx=∫f(x)dx+∫g(x)dx，∫cf(x)dx=c∫f(x)dx(c為常數(shù))。3不定積分的定義與性質(zhì)1不定積分的定義設(shè)f(x)是一個定義在某區(qū)間上的函數(shù)，如果存在一個可導(dǎo)函數(shù)F(x)，使得在該區(qū)間上，F(xiàn)'(x)=f(x)成立，那么就稱F(x)為f(x)的一個原函數(shù)。函數(shù)f(x)的所有原函數(shù)構(gòu)成的集合稱為f(x)的不定積分，記作∫f(x)dx。2不定積分的性質(zhì)∫[f(x)+g(x)]dx=∫f(x)dx+∫g(x)dx；∫kf(x)dx=k∫f(x)dx(k為常數(shù))；(∫f(x)dx)'=f(x)；∫F'(x)dx=F(x)+C(C為任意常數(shù))。3不定積分的幾何意義不定積分表示一族曲線，這些曲線在同一點的切線斜率相同，只是在y軸上的截距不同?；痉e分公式1冪函數(shù)∫x^ndx=(x^(n+1))/(n+1)+C(n≠-1)2指數(shù)函數(shù)∫a^xdx=(a^x)/ln(a)+C；∫e^xdx=e^x+C3三角函數(shù)∫sin(x)dx=-cos(x)+C；∫cos(x)dx=sin(x)+C；∫sec^2(x)dx=tan(x)+C；∫csc^2(x)dx=-cot(x)+C4反三角函數(shù)∫1/√(1-x^2)dx=arcsin(x)+C；∫1/(1+x^2)dx=arctan(x)+C5其他∫1/xdx=ln|x|+C換元積分法第一類換元積分法∫f[g(x)]g'(x)dx=∫f(u)du，其中u=g(x)。通過引入中間變量u，將復(fù)雜的積分轉(zhuǎn)化為簡單的積分。第二類換元積分法∫f(x)dx=∫f[g(t)]g'(t)dt，其中x=g(t)。通過引入中間變量t，將復(fù)雜的積分轉(zhuǎn)化為簡單的積分。應(yīng)用例如，求解∫sin^2(x)cos(x)dx，令u=sin(x)，則du=cos(x)dx，∫sin^2(x)cos(x)dx=∫u^2du=(u^3)/3+C=(sin^3(x))/3+C。分部積分法1分部積分公式∫udv=uv-∫vdu。通過選擇合適的u和dv，將復(fù)雜的積分轉(zhuǎn)化為簡單的積分。2選擇u和dv的原則選擇u使得du比u簡單，選擇dv使得v容易求得。3應(yīng)用例如，求解∫xsin(x)dx，令u=x，dv=sin(x)dx，則du=dx，v=-cos(x)，∫xsin(x)dx=-xcos(x)-∫(-cos(x))dx=-xcos(x)+sin(x)+C。定積分的概念定積分的定義設(shè)函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]上有界，將[a,b]分成n個小區(qū)間[x_(i-1),x_i]，在每個小區(qū)間上任取一點ξ_i，作和∑f(ξ_i)Δx_i，當n趨向于無窮大時，如果該和的極限存在，則稱該極限為f(x)在[a,b]上的定積分，記為∫abf(x)dx。幾何意義定積分表示函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]上與x軸圍成的面積。當f(x)<0時，面積取負值。定積分的性質(zhì)∫ab[f(x)+g(x)]dx=∫abf(x)dx+∫abg(x)dx；∫abkf(x)dx=k∫abf(x)dx(k為常數(shù))；∫abf(x)dx=-∫baf(x)dx；∫acf(x)dx+∫cbf(x)dx=∫abf(x)dx(a<c<b)。定積分的定義與幾何意義定義將區(qū)間分割成小段，計算黎曼和，取極限。幾何意義表示曲線下方的面積。注意面積有正負，取決于函數(shù)值正負。定積分的性質(zhì)性質(zhì)1∫ab[f(x)+g(x)]dx=∫abf(x)dx+∫abg(x)dx(積分的線性性質(zhì))性質(zhì)2∫abkf(x)dx=k∫abf(x)dx(k為常數(shù))性質(zhì)3∫abf(x)dx=-∫baf(x)dx(交換積分上下限，積分值反號)性質(zhì)4∫abf(x)dx=∫ac