第一篇:考研.数学 高等数学总结1
中值定理及应用
一、基本概念定理
1、极值点与极值—设连续yf(x)(xD),其中x0D。若存在0,当0|xx0|时,有f(x)f(x0),称xx0为f(x)的极大点;若存在0,当0|xx0|时,有f(x)f(x0),称xx0为f(x)的极小点,极大点和极小点称为极值点。
2、极限的保号性定理
定理 设limf(x)A0(0),则存在0,当0|xx0|时,xx0
f(x)0(0),即函数极限大于零则邻域大于零;极限小于零则邻域小于零。
A0,因为limf(x)A,由极限的定义,xx0xx02
AA0。存在0,当0|xx0|时,|f(x)A|,于是f(x)22【证明】设limf(x)A0,取0
3、极限保号性的应用
【例题1】设f(1)0,limf(x)2,讨论x1是否是极值点。x1|x1|
【例题2】(1)设f(a)0,讨论xa是否是f(x)的极值点;
(2)设f(a)0,讨论xa是否是f(x)的极值点。
f(x)f(a)0,由极限的保号性,存在0,xaxa
f(x)f(a)0。当0|xa|时,有xa【解答】(1)设f(a)0,即lim
当x(a,a)时,f(x)f(a);当x(a,a)时,f(x)f(a)。显然xa不是f(x)的极值点。
(2)设f(a)0,即limf(x)f(a)0,由极限的保号性,存在0,当xaxa
f(x)f(a)0。0|xa|时,有xa
当x(a,a)时,f(x)f(a);当x(a,a)时,f(x)f(a)。显然xa不是f(x)的极值点。
【结论1】设连续函数f(x)在xa处取极值,则f(a)0或f(a)不存在。
【结论2】设可导函数f(x)在xa处取极值,则f(a)0。
二、一阶中值定理
定理1(罗尔中值定理)设函数f(x)满足:(1)f(x)C[a,b];(2)f(x)在(a,b)内可导;(3)f(a)f(b),则存在(a,b),使得f()0。
定理2(Lagrange中值定理)设f(x)满足:(1)f(x)C[a,b];(2)f(x)在(a,b)内可导,则存在(a,b),使得f()
【注解】
(1)中值定理的等价形式为: f(b)f(a)。ba
f(b)f(a)f()(ba),其中(a,b);
f(b)f(a)f[a(ba)](ba),其中01。
(2)对端点a,b有依赖性。
(3)端点a,b可以是变量,如f(x)f(a)f()(xa),其中是介于a与x之间的x的函数。
定理3(Cauchy中值定理)设f(x),g(x)满足:(1)f(x),g(x)C[a,b];(2)f(x),g(x)在(a,b)内可导;(3)g(x)0,x(a,b),则存在(a,b),使得f(b)f(a)f()。g(b)g(a)g()
题型一:证明f(n)()0
【例题1】设f(x)C[0,3],f(0)f(1)f(2)3,f(3)1,证明:存在(0,3)使得f()0。
【例题2】设曲线L:yf(x)(x[a,b]),f(x)C[a,b],在(a,b)内二阶可导,连接端点A(a,f(a))与B(b,f(b))的直线与曲线L交于内部一点C(c,f(c))(acb),证明:存在(a,b),使得f()0。
(a)f(b)0,证明:存在【例题3】设f(x)C[a,b],在(a,b)内可导,且f
(a,b),使得f()0。
题型二:结论中含一个中值,不含a,b,且导出之间差距为一阶
【例题1】设f(x)C[a,b],在(a,b)内可导,f(a)f(b)0,证明:存在(a,b),使得f()f()0。
【例题2】设f(x),g(x)C[a,b],在(a,b)内可导,f(a)f(b)0,证明:存在(a,b),使得f()f()g()0。
【例题3】设f(x)C[0,1],在(0,1)内二阶可导,且f(0)f(1),证明:存在(0,1),使得f()2f()。1
题型三:含中值,
情形一:含中值,的项复杂度不同
【例题1】设f(x)C[a,b],在(a,b)内可导,且f(a)f(b)1,证明:存在,(a,b),使得e[f()f()]1。
【例题2】设f(x)C[a,b],在(a,b)内可导(a0),证明:存在,(a,b),使得
f()(ab)f()。2
情形二:含中值,的项复杂度相同
【例题1】设f(x)C[0,1],在(0,1)内可导,且f(0)0,f(1)1。
(1)证明:存在c(0,1),使得f(c)1c。
(2)证明:存在,(0,1),使得f()f()1。
【例题2】设f(x)C[0,1],在(0,1)内可导,且f(0)0,f(1)1,证明:存在,(0,1),使得213。f()f()
三、高阶中值定理—泰勒中值定理
背景:求极限limx0xsinx。x3
定理4(泰勒中值定理)设函数f(x)在xx0的邻域内有直到n1阶导数,则有
f(x0)f(n)(x0)2f(x)f(x0)f(x0)(xx0)(xx0)nRn(x),2!n!
f(n1)()且Rn(x)(xx0)n,其中介于x0与x之间,称此种形式的余项为拉格(n1)!
郎日型余项,若Rn(x)o[(xx0)n],称此种形式的余项为皮亚诺型余项。特别地,若x00,则称
f(0)f(n)(0)n2f(x)f(0)f(0)(xx0)xRn(x),2!n!
f(n1)(x)n1为马克劳林公式,其中Rn(x)x(01)。(n1)!
【注解】常见函数的马克劳林公式
xn
o(xn)。
1、e1xn!x
x3(1)n
2n
12、sinxxxo(x2n1)。3!(2n1)!
x2(1)n
2n3、cosx1xo(x2n)。2!(2n)!
11xxno(xn)。1x
11x(1)nxno(xn)。5、1x4、x2(1)n1
nxo(xn)。
6、ln(1x)x2n
专题一:泰勒公式在极限中的应用 【例题】求极限limx0xsinx。x3
专题二:二阶保号性问题
设函数f(x)的二阶导数f(x)0(0),这类问题主要有两个思路:
思路一:设f(x)0,则f(x)单调增加
【例题1】设f(x)在[0,)上满足f(x)0且f(0)0,证明:对任意的a0,b0有f(a)f(b)f(ab)。
【例题2】设f(x)在[a,)上满足f(x)0且f(a)2,f(a)1,证明:f(x)在(a,)内有且仅有一个零点。
思路二:重要不等式
设f(x)0,因为f(x)f(x0)f(x0)(xx0)
所以有
f(x)f(x0)f(x0)(xx0),其中等号成立当且仅当xx0。
【例题1】设f(x)C(,),f(x)0,且limx0f()(xx0)2,2!f(x)1,证明:f(x)x。x
【例题2】设f(x)0(axb),证明:对任意的xi[a,b](i1,2,,n)及ki0(i1,2,,n)且k1k2kn1,证明:
f(k1x1k2x2knxn)k1f(x1)k2f(x2)knf(xn)。
【例题3】设f(x)C[0,1]且f(x)0,证明:
101f(x2)dxf()。3
第二篇:考研数学——高等数学重难点
给人改变未来的力量
考研数学——高等数学重难点
不管对数学
一、数学二还是数学三的考生,高等数学都是考研数学复习中的重中之重。首先,从分值上,数学一和数学三的高等数学都占到了56%,数学二更是占到了78%,说得高数者得天下一点一不为过;其次,从内容上,高等数学的考点多,难点也多,不同考生之间的差别也是最大的,对于复习情况比较好的同学来说,线性代数和概率论与数理统计这两科基本上是可以做到不丢分的,考生之间拉开差距的地方往往就在高等数学。为了便于广大考生复习,中公考研数学研究院李擂老师总结了高等数学各个章节的主要重点与难点,以供大家参考:
第一章 函数、极限与连续
主要考点:求极限或已知极限确定原式中的常数;讨论函数的连续性,判断间断点的类型;无穷小阶的比较;讨论连续函数在给定区间上零点的个数,或确定方程在给定区间上有无实根。这一部分更多的会以选择题,填空题,或者作为构成大题的一个部件来考核,复习的关键是要对这些概念有本质的理解,在此基础上找习题强化。
第二章 一元函数微分学
主要考点:求给定函数的导数与微分(包括高阶导数),隐函数和由参数方程所确定的函数求导,分段函数和带有绝对值的函数可导性的讨论;利用洛比达法则求不定式极限;讨论函数极值,方程的根,证明函数不等式;利用罗尔定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理和泰勒中值定理证明有关命题;几何、物理、经济等方面的最大值、最小值应用问题;利用导数研究函数性态和描绘函数图形,求曲线渐近线。这一部分的试题综合性、灵活性较强,在考题中各种类型(选择、填空、解答)的题目都有出现,考查方式比较多样,其中中值定理证明和不等式证明部分是高等数学中难度最大的题型之一,需要引起考生重视。
第三章 一元函数积分学
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主要考点:计算不定积分、定积分及广义积分;关于变上限积分的题:如求导、求极限等;有关积分中值定理和积分性质的证明题;定积分应用题:计算面积,旋转体体积,平面曲线弧长,旋转面面积,压力,引力,变力作功等。这一部分主要以计算应用题出现,只需多加练习即可。
第四章 向量代数和空间解析几何
主要考点:向量的运算;求直线方程,平面方程;判定平面与直线间平行、垂直的关系,求夹角;旋转曲面与柱面的方程。这一部分的难度在考研数学中应该是相对简单的,找辅导书上的习题练习,需要做到快速正确的求解。
第五章 多元函数的微分学
主要考点:判定一个二元函数在一点是否连续,偏导数是否存在、是否可微;求多元函数(特别是含有抽象函数)的一阶、二阶偏导数,求隐函数的一阶、二阶偏导数;求二元、三元函数的方向导数和梯度;求曲面的切平面和法线,求空间曲线的切线与法平面;多元函数的极值或条件极值在几何、物理与经济上的应用题;求一个二元连续函数在一个有界平面区域上的最大值和最小值。这部分应用题多要用到其他领域的知识,在复习时要引起注意,可以找一些题目做做,找找这类题目的感觉。
第六章 多元函数的积分学
主要内容:二重、三重积分在各种坐标下的计算,累次积分交换次序;第一型曲线积分、曲面积分计算;第二型(对坐标)曲线积分的计算,格林公式,斯托克斯公式及其应用;第二型(对坐标)曲面积分的计算,高斯公式及其应用;梯度、散度、旋度的综合计算;重积分,线面积分应用;求面积,体积,重量,重心,引力,变力作功等。
第七章 微分方程
主要考点:求典型类型的一阶微分方程的通解或特解:这类问题首先是判别方程类型,求线性常系数齐次和非齐次方程的特解或通解;根据实际问题或给定的条件建立微分方程并求解;综合题,常见的是以下内容的综合:变上限定积分,变积分域的重积分,线积分与路径无关,全微分的充要条件,偏导数等。
第八章 级数
主要考点:级数收敛性的定义与性质;正项级数判别法;绝对收敛与条件收敛;交错级数的莱布尼兹判别法;幂级数的收敛半径与收敛域;幂级数求和;幂级数展开;傅里叶级数;综合应用题。这一部分的试题抽象性较强,考生容易在概念的理解和常见性质的运用上出现问题;
同时,幂级数部分需要综合极限、导数和积分的计算方法,对考生综合能力是一个较大的挑战。
总之,数学要想考高分,考生必须认真系统地按照考试大纲的要求全面复习,掌握数学的基本概念、基本方法和基本定理。只要能够踏踏实实打好基础,同时针对考研的要求进行足质足量的练习,就能够在最后的考试中取得比较好的成绩。
运城中公教育
第三篇:高等数学考研知识点总结5
@第五讲 中值定理的证明技巧
一、考试要求
1、理解闭区间上连续函数的性质(最大值、最小值定理,有界性定理,介值定理),并会应用这些性质。
2、理解并会用罗尔定理、拉格朗日中值定理、泰勒定理,了解并会用柯西中值定理。掌握这四个定理的简单应用(经济)。
3、了解定积分中值定理。
二、内容提要
1、介值定理(根的存在性定理)
(1)介值定理
在闭区间上连续的函数必取得介于最大值 M 与最小值m之间的任何值.(2)零点定理
设f(x)在[a、b]连续,且f(a)f(b)<0,则至少存在一点,c(a、b),使得f(c)=0
2、罗尔定理
若函数f(x)满足:
(1)f(x)在a,b上连续(2)f(x)在(a,b)内可导(3)f(a)f(b)
则一定存在(a,b)使得f'()0
3、拉格朗日中值定理
若函数f(x)满足:
(1)f(x)在a,b上连续(2)f(x)在(a,b)内可导
则一定存在(a,b),使得f(b)f(a)f'()(ba)
4、柯西中值定理
若函数f(x),g(x)满足:(1)在a,b上连续(2)在(a,b)内可导(3)g'(x)0
f(b)f(a)f'()g'()则至少有一点(a,b)使得g(b)g(a)
5、泰勒公式
x如果函数f(x)在含有0的某个开区间(a,b)内具有直到n1阶导数 则当x在(a,b)内时 f(x)可以表示为xx的一个n次多项式与一个余项Rn(x)之和,即
0f(x)f(x0)f(x0)(xx0)1f(x0)(xx0)2 1f(n)(x0)(xx0)nRn(x)2!n!
f(n1)()Rn(x)(xx0)n1x(n1)!其中(介于0与x之间)
在需要用到泰勒公式时,必须要搞清楚三点:
1.展开的基点; 2.展开的阶数;
3.余项的形式.
其中余项的形式,一般在求极限时用的是带皮亚诺余项的泰勒公式,在证明不等式时用的是带拉格朗日余项的泰勒公式.
而基点和阶数,要根据具体的问题来确定.
6、积分中值定理
若f(x)在[a、b]上连续,则至少存在一点c∈[a、b],使得
baf(x)dx=f(c)(b-a)
三、典型题型与例题
题型一、与连续函数相关的问题(证明存在使f()0或方程f(x)=0有根)方法:大多用介值定理 f(x)满足:在[a,b]上连续;f(a)f(b)<0.思路:1)直接法
2)间接法或辅助函数法
例
1、设f(x)在[a,b]上连续,ax1x2xnb,ci0(i1,2,,n),证明存在[a,b],使得
f()c1f(x1)c2f(x2)cnf(xn)
c1c2cn例
2、设ba0,f(x)在[a,b]上连续、单调递增,且f(x)0,证明存在(a,b)
使得
a2f(b)b2f(a)22f()
*例
3、设f(x)在[a,b]上连续且f(x)0,证明存在(a,b)使得
af(x)dxf(x)dxb1bf(x)dx。2a
.例
4、设f(x),g(x)在[a,b]上连续,证明存在(a,b)使得
例
5、设f(x)在[0,1]上连续,且f(x)<1.证明:2xf(t)dt1在(0,1)内有且仅
0xg()f(x)dxf()g(x)dx
ab有一个实根。例
6、设实数a1,a2,,an满足关系式a1ana2(1)n10,证明方程 32n1
a1coxsa2co3sxancos2(n1)x0,在(0,)内至少有一实根。
2例
7、(0234,6分)
设函数f(x),g(x)在[a,b]上连续,且g(x)>0,利用闭区间上连续函数的性质,证明存在一点[a,b]使得
题型
二、验证满足某中值定理
3x2,x12例
8、验证函数f(x),在[0,2]上满足拉格朗日中值定理,并求
1,x1x满足定理的
baf(x)g(x)dxf()g(x)dx
ab题型
三、证明存在, 使f(n)()0(n=1,2,…)
方法:
1、用费马定理
2、用罗尔定理(或多次用罗尔定理)
3、用泰勒公式
思路:可考虑函数f(n1)(x)
例
9、设f(x)在[a,b]上可导且f(a)f(b)0,证明至少存在一个
(a,b)使得f()0
例
10、设f(x)在[0,3]上连续,在(0,3)内可导,且f(0)f(1)f(2)3,f(3)1,证明存在一个(0,3)使得f()0
*例
11、设f(x)在[0,2]上连续,在(0,2)内具有二阶导数且
1f(x)lim0,21f(x)dxf(2),证明存在(0,2)使得f()0 12xcosx2 题型
四、证明存在, 使G(,f(),f())0
方法:1)用罗尔定理(原函数法,常微分方程法),2)直接用拉格朗日中值定理和柯西中值定理(要求a,b分离)
思路:1)换为x
2)恒等变形,便于积分 3)积分或解微分方程
4)分离常数:F(x,f(x))C F(x,f(x))即为辅助函数(1)用罗尔定理 1)原函数法:
步骤:将换为x;
恒等变形,便于积分;
求原函数,取c=0; 移项,得F(x).例
12、设f(x),g(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且g(x)0(x(a,b)),求证
f(a)f()f()存在(a,b)使得
g()g(b)g()
例
13、(0134)设f(x)在[0,1]上连续,(0,1)内可导,且
f(1)kxe1xf(x)dx,k1
证明:在(0,1)内至少存在一点, 使 f()(11)f().1k0例
14、设f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且f(a)f(b)>0,f(a)f(在[a,b]上连续,试证对(a,b),使得f()g()f()..ab)0, g(x)2*例
15、设f(x)在[0,1]上连续,在(0,1)内一阶可导,且f(x)dx0,xf(x)dx0.0011试证:(0,1),使得 f()(11)f()..2)常微分方程法:
适用: ,f()(,f())
步骤:x,f(x)(x,f(x))
解方程 G(x,f(x))c
令 F(x)G(x,f(x))
例
16、设f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且f(a)f(b),证明存在(a,b)使得f()f()*例
17、设f(x)在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且 f(0)=0,f(1)=1, 证明:对任意实数,必存在(0,1), 使得f()[f()]
1(2)直接用拉格朗日或柯西中值定理
例18、设f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,求证存在(a,b),使得
bf(b)af(a)f()f()
ba
例
19、设f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,求证存在(a,b),使得
bn1baf(a)anf(b)n1[nf()f()],n1
例20、设f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导(0ab),求证存在(a,b),b使得 f(b)f(a)lnf()
a例
21、设f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导(0ab),求证存在(a,b),f(b)f(a)f()使得
(a2abb2)2ba3
题型
5、含有f()(或更高阶导数)的介值问题
方法:1)原函数法(对f(x)仍用微分中值定理:罗尔定理,拉格朗日,柯 西中值定理);
2)泰勒公式
例
22、设f(x)在[0,1]上二阶可导,且f(0)=f(1), 试证至少存在一个(0,1), 使
2f()f()
1
例
23、(012,8分)设f(x)在[a,a](a0)上具有二阶连续导数,f(0)=0(1)写出f(x)的带拉氏余项的一阶麦克劳林公式。(2)证明在[a,a]上至少存在一个使得
af()3f(x)dx
a3a例
24、设f(x)在[-1, 1]上具有三阶连续导数,且f(-1)=0, f(1)=1, f(0)=0, 证明: 在(-1,1)内存在一点,使得f()3..例
25、(103)设函数f(x)在闭区间[0, 3]上连续, 在开区间(0, 3)内二阶可导, 且 f(0)=20f(x)dx= f(2)+ f(3).(I)证明存在 (0, 2), 使得f()= f(0);(II)证明存在 (0, 3), 使得 f()=0..题型
6、双介值问题F(,,)0
方法:1)同时两次用拉格朗日中值定理或柯西中值定理 2)用一次后再用一次中值定理
例
26、设f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,0ab,求证存在,(a,b)使f()得f()(ab)
2
例
27、(051,12分)已知函数f(x)在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且f(0)0,f(1)1
证明:(1)存在(0,1),使得f()1
(2)存在两个不同的点,(0,1)使得f()f()1 题型
7、综合题
*例
29、(011,7分)
设函数f(x)在(-1,1)内具有二阶连续导数,且f(x)0,试证(1)对于(-1,1)内的任意x0,存在唯一的(x)(0,1)使得
f
f(x)f(0)x((x成立)x
1(2)lim(x)
x0
2例29、试证明若f(x)在[a,b]上存在二阶导数,且f(a)f(b)0,则存在4(a,b)使得f()f(b)f(a)2(ba)*例30、设e aeaeblnalnb0 1 b1e13 考研数学之高等数学:前事不忘后事之师 一转眼就要到11月份了,离全国研子们论剑之期也是越来越近了,相信到这时候大家的复习也都应该已经有了个整体的规模了,在此,数学教研室根据近两年的考试情况来对高等数学这一块进行简要分析对比,希望能为大家带来一点启悟。 高等数学第一章求极限,极限的计算方法,这个地方可以说是每年必考,不管是大题小题。比方2011年考的大题,2010年考小题。 第二章重点内容是导数的计算和应用,以及微分中值定理的应用。尤其是导数的应用特别重要。2011年考了两个大题,一个题是考利用导数研究方程的根,另一个是用导数证明不等式。2010年也考查了导数应用,考大家用导数研究单调性与极值。 第三章最重要的是积分的计算和应用,今年数1数2的同学考了一个大题,考积分的应用来求做功。重点说一下关于数2的同学,积分的物理应用特别重要。数 1、数 2、数3共同掌握的是积分几何应用。 第五章多元微分学重点掌握多元复合函数求偏导、多元隐函数求偏导,多元函数求极值、条件极值与最值。今年考了一个复合函数求偏导的大题,2010年考的是多元隐函数求偏导的小题,2009年考了多元函数求极值。 第六章多元函数积分学重点说一下,数 2、数3的同学不考曲线积分,不考曲面积分,也不考什么格林公式,需要掌握二重积分的计算,这是重点,可以说每年必考。2011年考的是二重积分,数 1、数 2、数3都考了。数1的同学,除了二重积分掌握以后,三重积分、一类线积分、二类线积分、一类面积分、二类面积分,以及相应的高斯公式、格林公式,斯托克斯公式,这些也是重点。比方2010年考了一个一类面积分的计算。 第七章非常重要的一个考点是幂级数收敛半径,收敛区间,收敛域的判定,另一个考点就是幂级数展开与求和。2011年考了一个幂级数收敛域的判定。2010年考了一个大题,考的是幂级数的求和。 第八章微分方程重点两个内容,一阶微分方程,二阶常系数微分方程。这地方可能考大题,可能考小题。今年考了一个小题一阶微分方程求解,2010年考了一个大题,二阶常系数非齐次线性微分方程。 2018考研数学三高等数学考点知多少 来源:智阅网 高等数学是考研数学三中很重要的学科,所以,就让大家一起来了解一下高等数学的常考知识点吧! 1.函数、极限与连续:主要考查极限的计算或已知极限确定原式中的常数;讨论函数连续性和判断间断点类型;无穷小阶的比较;讨论连续函数在给定区间上零点的个数或确定方程在给定区间上有无实根。 2.一元函数微分学:主要考查导数与微分的定义;各种函数导数与微分的计算;利用洛比达法则求不定式极限;函数极值;方程的的个数;证明函数不等式;与中值定理相关的证明;最大值、最小值在物理、经济等方面实际应用;用导数研究函数性态和描绘函数图形;求曲线渐近线。 3.一元函数积分学:主要考查不定积分、定积分及广义积分的计算;变上限积分的求导、极限等;积分中值定理和积分性质的证明;定积分的应用,如计算旋转面面积、旋转体体积、变力作功等。 4.多元函数微分学:主要考查偏导数存在、可微、连续的判断;多元函数和隐函数的一阶、二阶偏导数;多元函数极值或条件极值在与经济上的应用;二元连续函数在有界平面区域上的最大值和最小值。此外,数学一还要求会计算方向导数、梯度、曲线的切线与法平面、曲面的切平面与法线。 大家还可以通过汤家凤老师的2018《考研数学接力题典1800》(数学三),掌握高等数学等的常考题型和解题方法。想买考研数学三相关内容的朋友,可以去天猫商城北京世纪文都专营店上看看,月末会有周年店庆,买书就送优惠,非常划算。第四篇:考研数学之高等数学:前事不忘后事之师
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