考研必备数学笔记

发布 2022-06-08 06:20:28 阅读 2987

三角函数。

1.,2.积化和差:,

3.和差化积:,

4.倍角公式:,,

5.半角公式:,,

6.万能公式:设,则,,

7.将次公式:,

8.其他:,

函数极限的性质。

1)极限唯一;(反证)

2)有界性:若,则在某个内有界;

3)局部保号性;

推论1:若,且a>b,则在某个内;

推论2:若,且在某个内,则a≥b。

夹逼定理:若在某个内u≤v≤w,且,则。

heine定理: 对以为极限的数列且≠,都有。

闭区间上连续函数的性质定理:设,

1)有界定理:则m>0,st;

2)最值定理:则,st;

3)根值定理:若,则,st;

若,则,st;

4)介值定理:且,则对,都,st;

stolz定理:设且,若(有限值或),则。

推论1:若,则;

推论2:若,且,则;

推论3:若,且,则(补充首项1)。

cauchy收敛准则ⅰ:收敛对,当时总有。

cauchy收敛准则ⅱ:,对,总有。

cauchy收敛准则ⅲ:收敛,当时,对总有。

cauchy收敛准则ⅳ:,对,总有对以。

第一类间断点:均存在,其中:

或不存在),称为可去型;

称为跳跃型。

第二类间断点:至少有一个不存在,其中:

若之中有一个为,称为无穷型。

常用极限,令,则,。

等价无穷小量。

极限趋近速度。

双曲函数。奇),(偶),(奇),

反:, 一根两端固定自然下垂的绳索,如两根电线杆间的电线,称为悬链线,其方程为:

常用导数。高阶微分,不具有形式不变性:为自变量时,;为中间变量时,。

误差估计。1)准确值:a 近似值:a绝对误差: 相对误差:。

若(最大)绝对误差: (最大)绝对误差:。

2),的最大绝对误差:。

常用积分(不定积分已略去常数c)

其中: 正交性: 广义积分。

变限积分求导,其中:

函数的极值与最值、驻点与拐点。

1.极值点的必要条件:若是的极值点,则或不存在。

充分条件ⅰ:在,若。

在内,且在内,则;

在内,且在内,则;

在和内正负号相同,则不是极值点。

充分条件ⅱ: 设存在,且,则。

若,;若,。

充ⅱ引申:设存在,且,则。

若为偶数,当,;当,。

若为奇数,不是极值点。

2.最值:;

3.驻点:,则称为的驻点。驻点不一定为极值点。

4.拐点:若①在处连续,且②在和内正负号相反,则称为的拐点。

或不存在的点和的点可能为拐点。

曲线c在拐点处凹向发生改变。

函数的凸凹。

1.所谓凸凹是指朝向看去的直观结果。

2.,则:凸函数向上凹(往上无限);

凹函数向下凹(往下无限)。

3.詹生不等式:若在上是凸函数,则有:,其中且。

渐近线、曲率与渐屈线。

1.渐近线 ①垂直:或,则直线即为垂直渐近线;

斜:,其中;

水平:,则直线即为水平渐近线。

2.弧微分。

曲率,曲率半径。

曲率中心坐标:,

3.渐屈线(中心轨迹):,原曲线为渐开线。

函数作图基本步骤。

确定定义域讨论对称性与周期性求出,定出或不存在的点列表确定曲线的升降和凹向,算出极值和拐点讨论渐近线描出特殊点,绘出曲线。

微分定理。1.fermat定理函数在内有定义,在处可导,且在取局部极值,则。

2.roll定理若函数,且:,则, 。

3.lagrange定理若函数,则, ;

变形①则, —微分中值定理;

变形②则, ;

变形③记,则,

—有限增量公式。

推论ⅰ 若函数在内有,则在内为一常数。

推论ⅱ 若两函数及对有,则(c为一常数)。

推论ⅲ 若函数在上存在有界导数,则在上满足lipschitz条件。

lipschitz条件:若函数在上有定义,且存在常数, 对有:

则称在上满足lipschitz条件。

4.cauchy定理若函数,且对,则。

微分中值定理的应用(辅助函数的构造)

lagrange格式:

cauchy格式:

or。格式:其中为关于的轮换对称式。

分离得到轮换式,。

1 欲证:。,

2 欲证:。,

3 欲证:。

4 欲证:。

令,。函数的一致性连续。

def 设在上有定义,若对,总存在只与有关而与内的无关的, ,当,恒有,则称函数在上一致连续,否则称非一致连续。

ps 若要证函数在上非一致连续,只证:,对,总,虽然,但。。或用反证法推出矛盾。

cantor定理设,则在闭区间上一致连续。

判定对满足lipschitz条件:为常数,则在上一致连续。

函数可积条件。

定理ⅰ 闭区间上的连续函数是可积的。

定理ⅱ 在闭区间上除去有限个点外都连续的有界函数(即具有有限个第一类间断点)是可积的。

推论闭区间上的分段连续函数是可积的。

定理ⅲ 闭区间上的单调函数必可积。

定积分中值定理。

第一定理:设,且在上不变号,则, 。

推论设,则, 。

性质设在上可积,则也可积,且。

第二定理:设,且在上不变号,则,

taylor公式。

1.多项式;

2.函数,peano余项;

3.函数,lagrange余项,其中;

注:具有阶连续导数和阶导数,所以证明时只可以用次l'hospital法则,最后一步用lagrange定理:。

4.maclaurin公式:,在。

5.高阶微分形式:,(

其中,仅适用于为自变量的情况。

关于积分的处理。

令,,则:尤拉变换:令,。

函数序列的一致收敛性。

defⅰ 设是定义在区间上的函数序列,若对,收敛,则称在上逐点收敛。

对,,,当时有:,则:。

defⅱ 设是定义在区间上的函数序列,若有定义在上的函数,满足:,总,当时,对一切都有: 则称在上一致收敛。

定理ⅰ(cauchy一致收敛准则) 在区间上一致收敛,总,当时,对一切都有:。

又叙述为:在上一致收敛,总,当时,有:,。

定理ⅱ 设,且在上一致收敛于,则有:

定理ⅲ 设在上收敛于,,且在上一致收敛,则有:①;

无穷级数。定理若级数收敛,则不改变项的顺序,而对任意有限项求和后得到的新级数仍收敛,且和数相同。

def 条件收敛:级数收敛但发散;绝对收敛:收敛。

性质 ①收敛收敛。反之不成立;②若用比值判别法证明发散,则也发散;

若收敛,则绝对收敛。令,则绝对收敛。

在时收敛,在是发散。

函数项级数的一致收敛性 ,总,当时,有:,。

m—判别存在收敛级数,在区间上有,则在区间上一致收敛。

关于幂级数。

1.幂级数的收敛区间≠收敛域,收敛区间为不包括端点的开区间,收敛域可能为闭区间。

2.幂级数在收敛区间内一致收敛,在收敛域内收敛,但在半径点收敛性不定(绝对or条件or发散)。

3.常用幂级数公式, ,

fourier级数。

1.,,其中:

2.正弦级数(奇式延拓) 。需给出间断点和端点收敛值,其中端点收敛于0。

余弦级数(偶式延拓) 。只给出间断点收敛值即可。

3.周期函数以为周期的f-级数为:

4.将展成f-级数得:,。

进一步可得:,。

f-级数的复数形式,;

微分方程。1.分离变量型 ;

齐次型 ;,其中:,

2.高阶微分方程 ;

3.一阶线性 ;

1)(齐次)

3) bernoulli:

4.二阶常系数线性 ;

1) 齐次— 特征方程:

2) 非齐次情形一

即若为的重根,则方程特解。采用待定系数法求得。

3) 非齐次情形二 or

step1.求的特解:

若为的重根,则;

step2.原方程特解or 。

非齐次方程通解,其中为对应齐次方程的通解。

4) 一般情况——常数变易法。

设。5.euler方程 ,;

6.一阶线性方程组

特征方程:(齐次);

对于非齐次用消元法。

7.r-c回路

由于。r-c-l回路

其中:,多元函数微分学。

2.隐函数求导:,其中;

3.方向导数:,其中:。

4.空间曲线的切线方程:,切向量:,其中。

法平面方程:。

5.空间曲面的法线方程:,法向量:,切平面方程:。

多元函数的极值。

定理设,令,当。

时,若,则为极大值点;若,则为极小值点。

时,则不是极值点。

时,则不确定是否是极值点。

lagrange法求约束型极值 obj:

st:, 构造辅助函数。

求导:,;求得上述(m+n)元方程组的解代入目标函数验证。

坐标变换。1.极坐标系

2.广义极坐标系

3.柱面坐标系表示半径为c的圆,表示过z轴且与+x方向成角的半平面,表示平行于xoy面的平面,4.球面坐标系

表示以原点为圆心半径为c的球面,表示过z轴且与+x方向成角的半平面,表示以原点为顶点,以与+z方向成角的射线为母线的半圆锥面,(范围可由x、y和z的取值范围确定),5.广义球面坐标系

6.一般坐标变换

其中jacobi行列式;。

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