第二讲 一元函数微分学 18′

如题所述

第1个回答  2022-06-23
核心考点:

(1)定义 4′

(2)计算 4′

(3)应用{中值定理、几何应用}10′

一、定义(牛顿)

瞬间变化率

[注]

①左右有别

在X0点导数存在的充要条件(必考)

②三角x广义化为狗    学会凑出“狗”

③下图为典型错误

④换元法  求导的增量形式的等价写法差值形式

[例1]见到在一点处的导数⇒先用定义法写出来再说(综合性)

[注1]1-cosh趋于0+(h趋于0)

[注2]|狗|/狗在狗趋于0时有界但极限不存在

[注3]见下图

[注4]2A-A≠A(只有A存在时,才作数量运算)

[例2](注意隐含条件)

[注1]F'=f,

若 F'(-x)=-F'(x),则f(-x)=-f(x).

[注2]X0特指点;X泛指点

自证:若f(x)为可导的奇函数,证明f'(x)为偶函数.

二、计算(基础之基础)

1.基本求导公式(牢记)

幂(1)  指(2)  对(1)

三角(6)  反三角(4)  两个对数复合

2.基本求导法

①复合函数求导(一层一层剥开他的心)

幂指函数一定要写成e为底的幂指函数

[例]e的狗次幂的导=e的狗次幂×狗的导

②隐函数求导(二阶导不简单)

方法:在等式两边同时对x求导,注意y=y(x)即可(复合求导)

[例]求一阶导后注意化简

③对数求导法

对于多项相乘、相除、开方、乘方的式子,先取对数再求导

[例]两边同时取对数+两边对x求导

[注]u=u(x)(ln|u|)'视绝对值而不见

④反函数求导

[例]求三阶导

[注]转化为对x求导,如下图

⑤参数方程求导

[例题]计算方法见下图

⑥高阶导数(强化班讲)

三、中值定理  10′

1.定理总结

①涉及f(x)的定理

设f(x)在[a,b]上连续(前提),则

(1)有界性定理

(2)最值定理

(3)介值定理(考研第一大考点,写法)

(4)零点定理(柯西)

[注]以上四条只用不证

②涉及f'(x)的定理

(5)费马定理

[作业:证明之]导数定义、极限保号性、极限定义

(6)罗尔定理(给分点⇒f(a)=f(b))

[作业:证明之]

(7)拉格朗日中值定理

[注1]若f(a)=f(b),则f'(c)=0,成为罗尔

[注2]2009年考过此证明.

(8)柯西中值定理

[注]

①若g(x)=x, ⇒拉格朗日

②柯西⇒朗格朗日(若f(a)=f(b))⇒罗尔

(9)泰勒定理(泰勒公式)[不证]

任何可导函数f(x)⇒幂函数和的形式(统一美)

①带拉格朗日余项的泰勒公式

若X0=0,变成麦克劳林公式

②带佩亚诺余项的泰勒公式

若X0=0,变成麦克劳林公式

[注]任何可导函数都有麦克劳林展开式

2.五大方面的应用

1°涉及f(x)的应用(①-④)

[例]证积分中值定理(找题眼f(x))

[注]积分保号性+介值三部曲(见下图)

2°罗尔定理的应用(⑥)[考研核心]

题眼f'(x)=0,工作 f(a)=f(b)⇒f'(c)=0

[例1][例2]

罗尔定理两大关键:

①称F(X)为辅助函数,找F(X)有两个途径

1°求导公式逆用法

共三种:见到XXX想到XXX(见下图)

2°积分还原法(见下图)

[例1][例2][例3]

②证F(a)=F(b).

3°拉氏中值的应用(⑦)两种形式

①将f复杂化(一般证等式)

[例]构造辅助函数,罗尔解决等于0的问题

②给出相对高阶条件⇒证低阶不等式

[例]看出4个点了吗?⇒没有⇒复习到8点

多点最好画图,不妨设x1<x2

③给出相对低阶⇒高阶不等式

[例]积分中值定理,见到后先写出来(必考)如下图

④具体化f,a<x<b⇒不等式(4′  经常出现)

具体化函数的差 f(b)-f(a)(没有函数差去创造,ln(b/a)=ln(b)-ln(a))

4°柯西中值定理应用(一个抽象f,一个具体g)

[例]双中值

①两中值无≠要求:在同一区间[a,b]上用两次中值定理

②两中值有≠要求:将[a,b]分成[a,c]与[c,b]

物以类聚,人以群分

和差化积,积化和差公式⇒考前记一记

5°泰勒公式的应用——信号高阶导数(n≥2)

一阶用罗尔、拉格朗日、柯西

[注]

①f(a)=f(b),f(c)=f(d)⇒多次使用罗尔/拉格朗日

②泰勒展开成f'',f''',…(见下图例题)

复习到位:

1.最值定理、介值定理、零点定理

2.罗尔定理

3.拉格朗日

4.柯西定理

5.泰勒定理

四、导数的几何应用(三点两性一线)

1.极值与单调性

①极值定义

1°广义极值

2°真正极值

[注]若无说明,按1°办事,同理对最值

②单调性与极值的判别

1°f'(x)>0,对任意x属于区间I⇒f(x)单调递增;单调递减同理

2°若f(x)在x0连续,去心邻域可导:

左邻域f'(x)<0,右邻域f'(x)>0⇒极小;

左邻域f'(x)>0,右邻域f'(x)<0⇒极大.

3°二阶法求极值

[注]泰勒展开至二阶⇒f(x)>f(x0)

[例1]一阶法+拉氏中值+放缩

[例2]华罗庚:数形结合百般好

2.凹凸性与拐点

①凹凸性

②拐点(与可导性无关,连续就行)

③判别法

1°二阶导正负

2°某点左右领域二阶导变号

[例1]参数方程讨论凹凸性

[例2]三阶可导,证明某一点是拐点

导数概念和判别法结合