成考专升本高等数学(二)重点知识及解析(占130分左右) 第一章、函数、极限和连续(22分左右)
第一节、函数(不单独考,了解即可) 一、复合函数:要会判断一个复合函数是由哪几个简单函数复合而成的。
例如:y?lnsin2x是由y?lnu,u?v和v?sinx这三个简单函数复合而成. 例如:y?arctane3x是由y?arctanu,u?e和v?3x这三个简单函数复合而成. 该部分是后面求导的关键!
v2二、基本初等函数:
?x(1)常值函数:y?c (2)幂函数:y?x (3)指数函数:y?a(a〉0,且a?1)
(4)对数函数:y?logax(a〉0,且a?1)
(5)三角函数:y?sinx,y?cosx,y?tanx,y?cotx,y?secx,y?cscx (6)反三角函数:y?arcsinx,y?arccosx,y?arctanx,y?arccotx 其中: (正割函数)secx?11 , (余割函数)cscx? cosxsinx三、初等函数:由基本初等函数经过有限次的四则运算和复合运算,并能用一个解析式表示的函数称为初
等函数。他是高等数学的主要研究对象!
第二节、无穷小与无穷大(有时选择题会单独考到,也是后面求极限的基础)
一、无穷小
1、定义:以0为极限的量称为无穷小量。
注意:(1)一个变量否是无穷小量与他的自变量的变化趋势紧密相关。
(2)只有0能能作为无穷小的唯一常量,千万不能将无穷小与很小的常量混为一谈。
2例1:极限limx?1?0,即当x?1时,变量x?1是无穷小;
x?1?2?但是当x?0时,x?1就不是无穷小,因为此时他的极限值不为零。所以表述无穷小时必须指明自变量的变化趋势。
例2:下例变量在给定的变化过程中为无穷小的是( ).
11x?32A、sin (x?0) B、ex (x?0) C、ln?1?x?(x?0) D、2?x?3?
x?9x2
E、1?cosx(x?0) F、2?1(x?0) G、
x1?x?1?(x?1) H、2sinx(x?0) x答案:选C、E、F、H ,因为上述选项的极限值均为零!
二、无穷大
1、定义:当x?xo(或x??)时,f(x)无限地增大或无限减小,则称f(x)是当x?xo(或x??)的无穷大。
注意:(1)无穷大是变量,不能与很大的常量混为一谈。
(2)无限增大是正无穷大(??),无限减小是负无穷大(??)。
三、无穷小和无穷大的关系:若f(x)为无穷大,则
1为无穷大 f(x)1为无穷小;若f(x)为无穷小(f(x)?0),则f(x)1为无穷大。 x2?41 当x??时,2x?1为无穷大,则为无穷小。
2x?1例如:当x?2时,x?4为无穷小,则
2
第三节、极限的运算方法(重中之重!选择、填空和解答题都会考到)
一、直接代入
法:对于一般的极限式(即非未定式),只要将x0代入到函数表达式中,函数值即是极限值。
注意:(1)常数极限等于他本身,与自变量的变化趋势无关.即limC?C,C为任意常数
(2)求极限时首先考虑用代入法,但是该方法只能针对x?x0的时候,而x??时则不能用代入法,因为?是变量,并非实数! 例1:lim4?4 ,lim?3??3 ,limlg2?lg2 ,lim??? ,lim0?0
x???x??1x??x??x?100677x3?123?1例2:lim2=lim2=lim=?
x?2?3x?2x?5x?3x?22?5?2?330例3:lim(e?sinx)=lime?sin0=1?0?1
x?0xx?0??3?30x2?3例4:lim2=lim=?0
x?3x?1x?33?14
二、未定式极限的运算法(重点,每年必考一题!)
0?1、未定式定义:我们把、,,???,1?等极限式称为未定式,因为它们的极限值是不确定的,可
0?能是无穷小,可能是不为零的常数,也可能是无穷大。
注意:确定式是指极限值是确定的一个值,不用通过计算就可以推断出。
2、四则运算中常见的几个未定式和确定式
0 为未定式 0?(2)???为未定式, ???为未定式, ?????, 为未定式
?上述和下述的0都代表无穷小,即极限值为零的量。
(1)0?0?0, 0?0?0, 0?0?0,
3、几个重要未定式的计算方法
0(1)对于未定式:分子、分母提取公因式,然后消去公因式后,将x0代入后函数值即是极限值。(对于分
0子、分母有根号的特殊情况,要先消去根号,然后提取公因式) (2)对于
?未定式:分子、分母同时除以未知量的最高次幂,然后利用无穷大的倒数是无穷小的这一关系?00进行计算。
(3)对于???未定式:先通分将???转化成或
?0?的形式,然后再用上述或的计算方法进行计算。
0??x2?2x?10例1:计算lim. ………未定式,提取公因式 2x?10x?1x?1?0?x?1??lim解:原式==lim=?0
x?1?x?1??x?1?x?1?x?1?2x3?80例2:计算lim. ………未定式,提取公因式
x?2x?20(x?2)(x2?2x?4)2解:原式= lim= lim(x?2x?4)?12
x?2x?2x?201?3x2?1例3:计算lim. ……… 未定式,先去根号再提取公因式
x?00x2解:原式=limx?02(1?3x2?1)(1?3x2?1)x2(1?3x2?1)=limx?03x2x2(1?3x2?1)=limx?03
21?3x?123=
?3x2?2x?13x例4:计算lim3. ………未定式,分子分母同除以
x??2x?x2?5?321?2?3x=0?0 ………无穷大倒数是无穷小,因此分子是0分母是2 解:原式=limxxx??1522??3xx?n2?3??例5:计算lim?2. ………未定式,先求极限再开三次方 ?n??2n?1???3
?3?31????n2?3???n2lim解:原式=?lim?2=???n???n??2n?11??????2?2?n??例6:计算lim????????????3?1?1=??= ?2?834??1?2?. ………???未定式,先通分,后计算 x??2x?2x?4??解:原式=limx?2?4x?211x?2limlim?==== limx??2x2?4x??2x2?4x??2x?2x??2x?24???x?2?注意常用的几个代数转换公式: a2?b2??a?b??a?b?
2a3?b3??a?b??a2?ab?b2? a3?b3??a??b?a?ab??2 b
三、利用两个重要的极限 (重点掌握公式?,一般考选择、填空)
sinx1、公式?:lim=1 (把结论记住即可,重点掌握后面的等价无穷小的替换) x?0x1?1?2、公式?:lim?1??=e 或 lim?1?x?x=e
x?0x???x?x(1)适用范围:一般用于“1” 未定式的极限式
(2)解题方法: 通常用换元法,先将复杂的变量换元成新变量t,再将原极限式中的变量x用新变量t的进行代换,然后转化为公式?的形式,最后进行计算。 注意:由于换元时引入了新变量,要求出新变量的变化趋势。
例1:计算lim?1?3x?. ……1未定式,先换元然后用公式?求解
??1xx?0解:令t??3x,得x??,即
t313?? ……将复杂的变量?3x换元成新变量t xt?3当x?0时,t?0 ……求出新变量的变化趋势 所以原式=lim?1?t?t?0?3t=
1??lim??1?t?t?=e?3 ……转换成新变量的极限式后再用公式求 t?0??x?11??例2:计算lim?1??x???2x?解:令t??
. ……1未定式,先换元然后用公式?求解
?111,得x??,即x?1???1 ……先换元 2x2t2t当x??时,t?0 ……求出新变量的变化趋势
所以原式=lim?1?t?t?01??12t=
lim?1?t?t?01?2t???lim(1?t)1=lim??1?t??t?0t?0??1t?12?1=e
?12
四、利用等价无穷小的代换求极限(重点、每年必考一题!) 1、等价无穷小的定义:
设?和?是同一变化过程中的两个无穷小,即lim??lim??0 如果lim
?=1,称?与?是等价无穷小,记作?~?. ?sinx=1 ,所以当x?0时,sinx与x是等价无穷小.
x?0xf(x)1例2:当x?0时,函数f(x)与tanx是等价无穷小,则lim= .
x?02tanx22、用等价无穷小的代换求极限
?'''(1)定理:设?、?、?、?'均为无穷小,又?~?,?~?',且lim存在
?'??'则lim=lim 或 lim????lim?'??'
??'例1:由公式?可知极限lim注意:利用等价无穷小的代换求极限能起到简化运算的作用,但是等价无穷小的代换只能对分子、分母的乘除因子进行代换,不能对分子、分母的加减式子进行代换。 (2)常用的等价无穷小代换(7个):当x?0时,1?cosx~
12x,ln(1?x)~x, 2ex?1~x,sinx~x, tanx~x, arcsinx~x, arctanx~x, ,
注意:这7个等价无穷小务必熟记,是我们做一些极限题目的必备“工具”。在使用时要注意这7个等价无穷小的代换前提是x?0的时候,代换时也要根据题意要灵活运用!
例1:当x?0时,sin2x~2x,tan(?3x)~?3x, arcsin(?x)~?x, arctan4x~4x,
221cosx?1~?x2,1?cos2x~2x2,ln(1?2x)~?2x,e5x?1~5x
2sin2x2x22例2:极限lim=lim=lim= ………sin2x用2x等价代换
x?0x?05xx?055x5tan3x3x 极限lim=lim=lim3?3 ………tan3x用3x等价代换
x?0x?0xxx?01?cos2x例3:计算lim.
x?0x?sinx解:当x?0时,1?cos2x~2x,sinx~x ………等价代换
22x2所以原式=lim2=lim2=2 ………计算
x?0x?0x
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