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一、极限

两个重要极限:

lim⁡x→0sin⁡xx=1,lim⁡x→∞(1+1x)x=e\lim_{x \to 0}\frac{\sin x}{x}=1,\qquad \lim_{x \to \infty}\left(1+\frac{1}{x}\right)^x=e

等价无穷小(x→0):

x∼sin⁡x∼tan⁡x∼arcsin⁡x∼arctan⁡x∼ln⁡(1+x)∼ex−1;1−cos⁡x∼x22;(1+x)a−1∼axx\sim\sin x\sim\tan x\sim\arcsin x\sim\arctan x\sim\ln(1+x)\sim e^x-1;\quad 1-\cos x\sim\frac{x^2}{2};\quad (1+x)^a-1\sim ax

1^∞ 秒杀:lim⁡uv=elim⁡v(u−1)\lim u^v=e^{\lim v(u-1)} | 抓大头:只适用 x→∞,比最高次系数

二、导数与微分

导数表:(xa)′=axa−1(x^a)'=ax^{a-1},(ax)′=axln⁡a(a^x)'=a^x\ln a,(ex)′=ex(e^x)'=e^x,(ln⁡x)′=1x(\ln x)'=\frac1x,(sin⁡x)′=cos⁡x(\sin x)'=\cos x,(cos⁡x)′=−sin⁡x(\cos x)'=-\sin x,(tan⁡x)′=sec⁡2x(\tan x)'=\sec^2x,(arctan⁡x)′=11+x2(\arctan x)'=\frac{1}{1+x^2},(arcsin⁡x)′=11−x2(\arcsin x)'=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}

四则:(uv)′=u′v+uv′(uv)'=u'v+uv',(uv)′=u′v−uv′v2\left(\frac uv\right)'=\frac{u'v-uv'}{v^2} | 链式:外层导×内层导 | 参数:dydx=y′(t)x′(t)\frac{dy}{dx}=\frac{y'(t)}{x'(t)}

微分:dy=y′dxdy=y'dx | 切线:y−y0=y′(x0)(x−x0)y-y_0=y'(x_0)(x-x_0),法线斜率 −1y′(x0)-\frac{1}{y'(x_0)}

三、中值定理与导数应用

罗尔:连续+可导+端点等值 → f′(ξ)=0f'(\xi)=0 | 拉格朗日:f(b)−f(a)=f′(ξ)(b−a)f(b)-f(a)=f'(\xi)(b-a)

极值流程:定义域 → f’ → 驻点+不可导点 → 列表变号 | 最值:+ 端点全代入

拐点:f’’ 变号点(含不存在点),写坐标 | 渐近线:垂直(分母零点且约分后≠0)→ 水平 → 斜(k=lim⁡fxk=\lim\frac fx)

四、积分

基本表:∫xadx=xa+1a+1+C\int x^a dx=\frac{x^{a+1}}{a+1}+C(a≠−1),∫dxx=ln⁡∣x∣+C\int\frac{dx}{x}=\ln|x|+C,∫dx1+x2=arctan⁡x+C\int\frac{dx}{1+x^2}=\arctan x+C,∫dx1−x2=arcsin⁡x+C\int\frac{dx}{\sqrt{1-x^2}}=\arcsin x+C

推广:∫dxa2+x2=1aarctan⁡xa+C\int\frac{dx}{a^2+x^2}=\frac1a\arctan\frac xa+C,∫dxx2−a2=12aln⁡∣x−ax+a∣+C\int\frac{dx}{x^2-a^2}=\frac{1}{2a}\ln\left|\frac{x-a}{x+a}\right|+C

凑微分:x dx=12d(x2)x\,dx=\frac12d(x^2),dxx=dln⁡x\frac{dx}{x}=d\ln x,exdx=dexe^xdx=de^x,sin⁡x dx=−dcos⁡x\sin x\,dx=-d\cos x,dxx=2dx\frac{dx}{\sqrt x}=2d\sqrt x

分部:∫u dv=uv−∫v du\int u\,dv=uv-\int v\,du(u 选「反对幂三指」排前者;循环型移项)

定积分:换元必换限|对称区间查奇偶|华里士:∫0π/2sin⁡nx=(n−1)!!n!!\int_0^{\pi/2}\sin^nx=\frac{(n-1)!!}{n!!}(×π/2 当 n 偶)

应用:面积 ∫(上−下)\int(\text{上}-\text{下})|旋转体 V=π∫f2V=\pi\int f^2(环:π∫(R2−r2)\pi\int(R^2-r^2))

变限求导:ddx∫aφ(x)f(t)dt=f(φ(x))φ′(x)\frac{d}{dx}\int_a^{\varphi(x)}f(t)dt=f(\varphi(x))\varphi'(x);双限:(∫xx2)′=2xf(x2)−f(x)\left(\int_x^{x^2}\right)'=2xf(x^2)-f(x)

五、微分方程

一阶线性 y′+Py=Qy'+P y=Q:y=e−∫P(∫Qe∫Pdx+C)y=e^{-\int P}\left(\int Qe^{\int P}dx+C\right)

特征根 r2+pr+q=0r^2+pr+q=0:两根 C1er1x+C2er2xC_1e^{r_1x}+C_2e^{r_2x}|重根 (C1+C2x)erx(C_1+C_2x)e^{rx}|复根 eαx(C1cos⁡βx+C2sin⁡βx)e^{\alpha x}(C_1\cos\beta x+C_2\sin\beta x)

特解:y∗=xkQm(x)eλxy^*=x^kQ_m(x)e^{\lambda x},k=λ 作为特征根的重数(0/1/2);多项式特解次数取 k+m

六、级数

等比 ∑aqn\sum aq^n:∣q∣<1|q|<1 收敛,和 a1−q\frac{a}{1-q} | p 级数:p>1 敛,p≤1 散

比值:ρ=lim⁡un+1un\rho=\lim\frac{u_{n+1}}{u_n},ρ<1 敛 / >1 散 / =1 失效 | 莱布尼茨:单调减+趋零

幂级数:R=lim⁡∣anan+1∣R=\lim\left|\frac{a_n}{a_{n+1}}\right|,端点单独验 | 拆项:1n(n+k)=1k(1n−1n+k)\frac{1}{n(n+k)}=\frac1k\left(\frac1n-\frac{1}{n+k}\right)

七、多元微积分

偏导:其他变量当常数|全微分:dz=fxdx+fydydz=f_xdx+f_ydy

二重积分:先画区域再定限;交换次序:外层常数、内层含参;极坐标(若考):dσ=r dr dθd\sigma=r\,dr\,d\theta 多乘 r

极值:fx=fy=0f_x=f_y=0 → AC−B2>0AC-B^2>0 且 A<0 极大 / A>0 极小

八、考前十大防错(30 秒过一遍)

  1. 加减不乱换等价 2. 洛必达先验型 3. x2=∣x∣\sqrt{x^2}=|x| 4. 隐函数 y 项带 y′ 5. 参数二阶除 x′(t)
  2. 不定积分 +C 7. 凑微分除系数 8. 定积分换元换限 9. 旋转体 R2−r2R^2-r^2 10. 极坐标多乘 r