期中复习

考试范围:

一.极限的计算

常考的是未定式。
回忆一下,有7种。
四种四则运算型:\frac{0}{0}\frac{\infty}{\infty}0\cdot\infty\infty-\infty
三种指数型:1^{\infty}\infty^00^0

统一转化为\frac{0}{0}型或\frac{\infty}{\infty}型后再处理。

处理方法:

1.等价无穷小/等价无穷大

常用的等价无穷小:
\sin x\sim x\sim \tan x
e^x-1\sim x\sim \ln(x+1)
(1+x)^\frac{1}{n}-1\sim \frac{1}{n}x

无穷大的比较:
\ln x<<x^\alpha<<e^x<<x^x

2.洛必达法则

f,g\rightarrow 0(或f,g\rightarrow \infty),且极限\lim\frac{f'}{g'}存在,则有
\lim\frac{f}{g}=\lim\frac{f'}{g'}

(注意条件,首先检查是否为\frac{0}{0}型或\frac{\infty}{\infty}型,其次要求导数的商的极限\lim \frac{f'}{g'}存在。)

二.连续的定义

fx_0处连续,即
\lim_{x\rightarrow x_0} f(x)=f(x_0)

这个等式蕴含三点信息:
1.极限\lim_{x\rightarrow x_0} f(x)存在
2.fx_0处有定义
3.二者相等

回忆左右极限的概念,函数f在一点x_0处极限\lim_{x\rightarrow x_0} f(x)存在,当且仅当它在该点的左极限\lim_{x\rightarrow x_0^-} f(x)和右极限\lim_{x\rightarrow x_0^+} f(x)都存在且相等。

因此函数fx_0处连续,当且仅当\lim_{x\rightarrow x_0^-} f(x)=\lim_{x\rightarrow x_0^+} f(x)=f(x_0)

考试的题型很固定,就是含参数的分段函数f,在分段的x_0处连续,求参数。利用\lim_{x\rightarrow x_0^-} f(x)=\lim_{x\rightarrow x_0^+} f(x)=f(x_0)构造关于参数的方程即可。左极限代入左半段,右极限代入右半段。

三、导数的计算

1.基本初等函数求导公式

(C')=0
(\sin x)'=\cos x , (\cos x)'=\sin x
(x^\mu)'=\mu x^{\mu-1},特别地,(\frac{1}{x})'=-\frac{1}{x^2},(\sqrt{x})'=\frac{1}{2\sqrt{x}}
(a^x)'=a^x \ln a,特别地,(e^x)'=e^x
(\ln x)'=\frac{1}{x}

2.四则运算的求导法则

(f+g)'=f'+g'
(f-g)'=f'-g'
(fg)'=f'g+g'f
(\frac{f}{g})'=\frac{f'g-g'f}{g^2}

3.复合函数求导法则(链式法则)

四、导数的应用

1.微分的定义

\mathrm{d}y=y'\mathrm{d}x\mathrm{d}f=f'(x)\mathrm{d}x

可以发现,求\mathrm{d}y或者\mathrm{d}f就是在求导,只是不要忘了在最后乘\mathrm{d}x

2.过曲线一点的切线和法线方程

首先我们知道,过一点A(x_0,y_0)斜率为k就能唯一确定一条直线,
它有所谓的“点斜式方程”:
y-y_0=k(x-x_0)

因此当点A(x_0,y_0)确定时,只需要分别求出切线和法线的斜率,即可得到切线方程和法线方程。

对于曲线y=f(x)x_0处的切线斜率k_切=f'(x_0)

由于切线与法线垂直,因此k_切\cdot k_法=-1,因此法线斜率k_法=-\frac{1}{f'(x_0)}

因此切线方程:
y-y_0=f'(x_0)(x-x_0)
法线方程:
y-y_0=-\frac{1}{f'(x_0)}(x-x_0)

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