微積分 學習筆記

2022-08-19 14:27:09 字數 3176 閱讀 4512

1階導:\(\frac \)

2階導:\(\frac )}=\frac y}}\)

n階導:\(\frac y}}\)

基本導數:

\(c'=~0\)

\((x^n)'= ~n~x^\)

\((\sin x)'= ~\cos x\)

\((\cos x)'=~ -\sin x\)

\((e^x)'= ~e^x\)

\((e^)'=~c~e^\)

鏈式法則:

\((a^x)'= [e^]'~=a^x~\ln a\)

除法法則:(也可以用鏈式法則\(-1\)次方去理解)

\((\csc x)'=(\frac 1 )'=~-\frac =~-\csc x \cot x\)

\((\sec x)'=(\frac 1 )'=~\frac =~\sec x \tan x\)

\((\tan x)'=~\frac 1=~\sec^2 x\)

\((\cot x)'=~-\frac 1=~-\csc^2 x\)

逆函式法則:

\((\ln x)'=~\frac 1 x\)

\((\log_a x)'=~\frac 1 \)

\((\arcsin x)'=(\sin^ x)'=~\frac 1}\)

\((\arccos x)'=(\cos^ x)'=~-\frac 1}\)

\((\arctan x)'=(\tan^ x)'=~ \frac 1 \)

\((arccot~x)'=(\cot^ x)'= ~ -\frac 1 \)

以下\(a,b\)為常數

加減法則:\((a f\pm bg)'=a~f'+b~g'\)

乘法法則:\((fg)'=f~g'+g'~f\)(矩形面積法證明)

除法法則:\((\frac f g)'=\frac \)

鏈式法則:\([~f(g(x))~]'=\frac =\frac \frac =f'(g(x))~~g'(x)\)

(外函式求導*內含數求導)

逆函式法則:\([~f^(y)~]'=\frac =\frac }=\frac 1\)

(逆函式又叫反函式,就是x,y交換,如\(e^x\)與\(\ln x\))

冪法則(由鏈式法則得):\([f(x)^n]'=n~ f^f'\)

洛必達法則:\(\lim\limits_\frac =\lim\limits_\frac\)

高階導:

\((a\pm b)^=a^\pm b^\)

\((ca)^=c~a^\)

\((ab)^=\sum\limits_^n\binom n ka^b^~~~~(長得像二項式定理,用數學歸納法證明)\)

1.\(y'\)代表了斜率的變換,與單調性相關

\(y'=0\)時函式取得極值(不同於最大值最小值,極值是區域性的)

2.\(y''\)代表了函式的彎曲性(凹凸性),與函式增長速度有關

\(y''<0且y'=0\)為max

\(y''>0且y'=0\)為min

\(y''=0\)為拐點(彎曲性改變)

\(\lim\limits_\frac =0\)

證明:\(\frac =\frac \)

就是\(\cos\)在\(0\)處的導數

而\(\cos\)在\(0\)處取得極值,導數為0

\(\lim\limits_\frac =1\)

證明:\(\because 0<\delta x<\frac 2\)

\(\therefore \sin\delta x<\delta x,\tan\delta x>\delta x\)

\(\therefore \frac <1,\frac >\delta x\)

\(\therefore \frac <1,\frac >\cos \delta x\)

被\(\cos\)和\(y=1\)兩條線夾著

\(\therefore \lim\limits_ \frac =1\)

\((\sin(x))'=\cos(x),(\cos(x))'=-\sin(x)\)

證明:\[\begin

\sin'(x)&=\frac \\

&=\frac\\

&=\sin(x)\frac +\cos(x)\frac\\

&=cos(x)\\

同理可證:

cos'(x)&=-\sin(x)

\end

\]\((x^)'=\frac a b x^\)

證明:\[\begin

(x^)^&=1\\

\frac b a~(x^)^\frac &=1\\

\frac&=\frac a bx^\\

\frac&=\frac a b x^

\end

\]\(e^\)其中\(a\)為常數

\((e^)'=a~e^\)

證明:令\(y=g(x)=ax\),\(~f(y)=e^y\)

\((f(g(x)))'=f'(g(x))*g'(x)=e^y*a=a~e^\)

\(f'=cf+d\),其中\(c,~d\)為常數

則\(f'=c(f+\frac dc)\)

\(\because(a\pm b)'=a'\pm b'\)

\(\therefore (f+\frac dc)'=c(f+\frac dc)\)

和\(f'=c~f\)長得很像,由\(f'=c~f\)可得\(f=ae^\)

所以由\((f+\frac dc)'=c(f+\frac dc)\)可得

\(f=ae^-\frac dc\)

\((x\ln x-x)'=ln x\)

8.拉格朗日中值

連續光滑曲線中

區間\([a,b]\)中有一點瞬時斜率等於區間的平均斜率

用導數求出的函式極值可能在限制範圍外,要特判

對於函式\(f(x)\),若求出原函式\(g(x)\)

使得\(\delta g(x)=g(x+\delta x)-g(x)=f(x)\)

那麼我們隊\(f(x)\)的求和,就可以轉化成\(\delta g(x)\)的求和

而\(\delta g(x)\)的求和相鄰兩項會消掉一些東西

最後變成了\(\delta g(x)_-\delta g(x)_\)

而不難發現\(\delta g(x)\iff slope~g(x)\)

所以原函式就是:導數為\(f(x)\)的函式

微積分學習筆記五 多元函式微積分

1 二元函式偏導數定義 設函式z f x,y 在點 x y 的某鄰域有定義,固定y y 是x從 x 變到 x delta x 時,函式的變化為 f x delta x,y f x y 如果極限 lim frac delta x,y f x y 存在,則稱此極限為z f x,y 在 x y 對x的偏導...

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1 二元函式偏導數定義 設函式z f x,y 在點 x y 的某鄰域有定義,固定y y 是x從 x 變到 x delta x 時,函式的變化為 f x delta x,y f x y 如果極限 lim frac delta x,y f x y 存在,則稱此極限為z f x,y 在 x y 對x的偏導...

微積分學習筆記三 定積分

1 介值定理 設f x 是區間 a,b 上的連續函式,那麼對於任意的u,f a u f b 或者f b u f a 在 a,b 上存在c使得f c u。2 積分中值定理 如果函式f x 在 a,b 連續,那麼在 a,b 上至少存在一點 使得 int f left x right dx f left ...