微积分主要知识点整理如下:
如果函数f(x)在区间[a,b]是连续的,且$f(a)\neq f(b)$,则有f(x)在区间(a,b)上可以取遍f(a)与f(b)间的所有值。
在闭区间连续的函数,在区间上是有界的。
在闭区间连续的函数,在区间上一定有最大值和最小值。
1)合成函数的微分 $y=f(t),t=g(x),则有\dfrac{dy}{dx}=\dfrac{dy}{dt}\cdot \dfrac{dt}{dx}$
例:$y=x^x$ 求它的微分
$\log y=x\log x \\ \dfrac{y'}{y}=\log x+1\\ y'=y(\log x+1)=x^x(\log x+1)$
$\dfrac{d^n}{dx^n} (f(x)g(x))=\sum_{k=0}^n C_n^kf^{(n-k)}(x)g^{(k)}(x)$
如果f(x)在区间[a,b]上连续,在(a,b)上可导,则有$\dfrac{f(b)-f(a)}{b-a}=f'(c)$,满足a<c<b的c一定存在
有f(x),g(x),在区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)上可导,且在(a,b)区间上有$g'(x)\neq 0$
则有$\dfrac{f(b)-f(a)}{g(b)-g(a)}=\dfrac{f'(c)}{g'(c)},满足a<c<b的c一定存在$
不定极限有$\dfrac{0}{0},\dfrac{\infty}{\infty},0^{\infty},1^{\infty},\infty^0$等形式,
其中以于$\dfrac{0}{0}$型的极限,可以使用洛必达法则,上下求导计算
$\lim_{x\to x_0}\dfrac{f(x)}{g(x)}=\lim_{x\to x_0} \dfrac{f'(x)}{g'(x)}$
如果$\dfrac{f(x)}{g(x)}\to 0(x\to x_0),则有$f(x)=o(g(x))$
$f(x)=f(a)+\dfrac{f'(a)}{1!}(x-a)+\dfrac{f''(a)}{2!}(x-a)^2+\dots +\dfrac{f^{(n)}(a)}{n!}(x-a)^n+\dots$
特别地,当a=0时,称为麦克劳林级数展开。
常用的泰勒级数展开有:
$e^x=\sum_{n=0}^{\infty} \dfrac{x^n}{n!}=1+\dfrac{x}{1!}+\dfrac{x^2}{2!}+\dots +\dfrac{x^n}{n!}+\dots (-\infty<x<\infty)$
$\cos x=1-\dfrac{x^2}{2!}+\dfrac{x^4}{4!}-\dots +(-1)^n\dfrac{x^{2n}}{(2n)!}+\dots (-\infty<x<\infty)$
$\sin x=x-\dfrac{x^3}{3!}+\dfrac{x^5}{5!}-\dots +(-1)^n\dfrac{x^{2n+1}}{(2n+1)!}+\dots (-\infty<x<\infty)$
$\log(x+1)=x-\dfrac{x^2}{2}+\dfrac{x^3}{3}-\dots +(-1)^{n-1}\dfrac{x^n}{n}+\dots (-1<x<1)$
$\int_a^b f(x)dx=[F(x)]_a^b =F(b)-F(a)$
$\int_a^b f'(x)g(x)dx=[f(x)g(x)]_a^b-\int_a^b f(x)g'(x)dx$
令$x=varphi(t)$,则$'int_a^b f(x)dx=\int_{\alpha}^{\beta} f(\varphi(t))\varphi'(t)dt (a=\varphi(t),b=\varphi(\beta))$
1) $|\int_a^b f(x)dx|\leq \int_a^b |f(x)|dx \quad (a<b)$
$(\int_a^b f(x)g(x)dx)^2 \leq (\int_a^b (f(x))^2 dx) \cdot (\int_a^b (g(x))^2dx)$
$\int_a^{\beta}\sqrt{\varphi'(t)^2+\phi'(t)^2}dt$
$\int_{\alpha}^{\beta} \sqrt{r^2+(\dfrac{dr}{d\theta})^2}d\theta$
$\tan \dfrac{x}{2}=t, dx=\dfrac{2dt}{t^2+1}, \sin x=\dfrac{2t}{t^2+1},\cos x=\dfrac{1-t^2}{1+t^2}$
由sin x和cos x组成的积分,使用欧拉公式统一为$e^{\pm ix}$的形式
$e^{ix}=\cos x+i\sin x, \cos x=\dfrac{e^{ix}+e^{-ix}}{2}, \sin x=\dfrac{e^{ix}-e^{-ix}}{2i}$
特别地,双曲函数$coshx=\dfrac{e^x+e^{-x}}{2}, sinhx=\dfrac{e^x-e^{-x}}{2}$
1)在闭区间[a,b]内点c附近,函数f(x)不是有界函数,若
$\lim_{$\delta_1\to +0}\int_a^{c-\delta_1} f(x)dx+\lim_{\delta_2\to +0}\int_{c+\delta_2}^b f(x)dx$
存在的话,则称f(x)是可积的,上式的极限值称为广义积分.