数学二-知识点

0. 解题思路

重要的等价无穷小 P10
基本初等函数导数公式、n阶导数公式 P41
基本积分公式 P94
多元函数极值条件 P187
麦克劳林展开式 P288
高阶线性方程公式 P308

0.1 构造函数

  • lnx相关的构造函数:
    遇到 ln(a/b) ,构造函数为a-b,若a大于b,即a/b大于1,则 ln(a/b)大于0

0.2 推理方法

  • 数学归纳法
    用数学归纳法可证之:对任意n,都有。。。。。。

1. 函数、连续、极限

1.1 函数

  • 局部保号性
    类似证明方法:由函数极限的局部保号性知,存在δ>0,使得当c∈(0,δ)时,有f(c)<0。

1.2 极限

  • 求极限
    求极限,先令lim x_n=a,再让x_{n+1}=x_n,即可解出a

  • 函数收敛:
    条件:
    设数列{Xn},如果存在常数a,对于任意给定的正数q(无论多小),总存在正整数N,使得n>N时,恒有|Xn-a|<q成立,就称数列{Xn}收敛于a(极限为a),即数列{Xn}为收敛。
    例:
    x_{n+1} - x_n < 0,所以{xn}单调递减且存在下界。由单调有界准则可知,{xn}收敛,即lim xxx存在。

  • 斜渐近线方程:
    设y=kx+b,然后把x取到无穷大
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  • 重要的极限

  • 隐藏的极限
    利用题目给的 lim f(x)/x<0 的条件,
    一个小于0的极限乘以0,结果还是0,
    可得f(0)=0

1.3 函数的连续与间断

2. 一元函数微分学

2.1 导数与微分、导数的计算

  • 基本初等函数的导数公式 P41
  • 对积分求导(变上限积分):
    如果积分内函数里的变量x(当然另一个是积分变量t),在积分号上也存在(x),则做代换u=x-t
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2.2 导数的应用

  • 拐点:
    若该曲线图形的函数在拐点有二阶导数,则二阶导数在拐点处异号(由正变负或由负变正)或不存在,或者,一阶导数的单调性改变(看清楚题目给的是几阶导数!)。

  • 曲率:
    \frac{|y''|}{(1+(y')^2)^(3/2)}

2.3 中值定理、不等式与零点问题

中值定理:P68

  • 费马定理

  • 罗尔定理

  • 拉格朗日中值定理
    两个相同的函数相减,且函数的导数容易得到,则想到拉格朗日中值定理

3. 一元函数积分学

3.1 不定积分与定积分的概念、性质、理论

3.2 不定积分与定积分的运算

  • 不定积分:
    遇到根号下复杂的等式,直接用u代换

  • sin的n次方积分
    积分限为0到pi/2:有公式
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    积分限为0到pi:硬算
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3.3 反常积分及其计算与判敛

题目所给的函数一般是可以积分出来的

3.4 定积分的应用

  • 利用积分计算平面面积:
    分动点坐标x0,y0和积分坐标x,y;
    算出的积分函数S不含x,y,只含有x0,y0;
    注意题目提到t,就不要自己定义t。

  • 旋转体体积
    V=\int_{}^{} \pi y^2dx

  • 旋转体表面积
    S=2\pi\int_{}^{} y\sqrt{1+{y'}^2} dx

  • 用定积分的定义计算极限:
    k/n=x
    1/n=dx
    积分限一般=[0,1]

5. 多元函数微分学

5.1 多元函数的极限、连续、偏导数和全微分

  • 全微分->原函数
    已知df(x,y),求f(x,y):
    先从(0,0)积分到(x,0),再从(x,0)积分到(x,y)

5.2 多元函数的微分法

5.3 极值与最值

  • 无条件极值
    ABC对应xxxyyy
    AC-B^2>0有极值,A>0极小值

  • 条件极值
    多元函数最值问题:利用拉格朗日数乘法,建拉格朗日函数

6. 多元函数积分学

6.1 重积分

  • 优先考虑:
    对称性(奇偶性)
    累次积分交换次序 P220

6.2 曲线积分

6.3 曲面积分

7. 无穷级数(x)

不考,可应用

不能太早用泰勒展开,因为分母比分子高阶会出现无穷大,要继续求导

8. 常微分方程

8.1常微分方程 P305

  1. 基本概念

  2. 一阶方程
    通解公式必背(Q=0时不要忘了C)
    y=C e^{-\int P(x) d x}+e^{-\int P(x) d x} \int Q(x) e^{\int P(x) d x} d x

已知特解,可假设P、Q,“待定系数法”求之

  1. 可降价的高阶方程

  2. 高阶线性方程

  • 线性常系数非齐次方程:
    通解:
    齐次通解+非齐次特解
    特解:
    特征方程的根为复数时,特解中,x的多项式类特解(Qm(x))的前置x的次方数只可能为0,三角函数类特解(Rm(x)coswx)的前置的x的次方数只可能为0或1。
    特征方程为的根为实数时,x的次方数可以为0,1,2。


1. 行列式

初等行、列变换使用场景
1、求矩阵的秩(极大线性无关组)可以行初等变换和列初等变换混用,因为“经初等变换矩阵的秩不变”。(用可逆变换)
2、行列式求值可以随便使用行变换和列变换,以及其它手段。行列式的计算只要得出结果出来就行了。
3、解线性方程组只能用初等行变换,才能保证同解。
4、求矩阵的逆矩阵也只能用初等行变换(左右式A|E)。(或叠加排列式A/E只能列变换)

2. 矩阵

  • 矩阵等价
    A经过一系列初等变换等到B,称A与B等价,也就是存在可逆阵PQ使B=PAQ,那么AB秩相等。
    同型矩阵且秩相等。相似必定等价,等价不一定相似。

  • 矩阵相似
    而AB相似是存在可逆阵P使B=P-1AP,由此可见相似的结论强于等价。

3.向量

A=(α1,α2,α3)
Aα1=2α1+α2+α3,
Aα2=α2+2α3,
Aα3=-α2+α3

  • 把A (alpha)转化成(alpha) A的方法:
    把alpha拆开
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4. 线性方程组

4.3 非齐次线性方程组
非齐次特解=齐次通解+非齐次特解

  • 求满足AX=B的X,如果B有多列,就拆分成多个列向量,和A组成增广矩阵,最后把通解合并,取一个解即可
    注意,最后可能要判断X可不可逆

5、特征值、特征向量、相似矩阵

矩阵相似,可经初等列变换化为对应矩阵

  • 相似矩阵的充要条件 P407
    存在可逆矩阵P,满足P^{-1}AP=B(注意对其转置、求逆后P的存在方式,转置变,求逆不变);
    特征值相同,且线性无关特征向量数量相同;
    如A,B都相似与同一个对角阵,那么看看A,B线性无关的特征向量数是都相同;

相似对角化

  • 应用于矩阵连乘
    A^{99}=P \Lambda^{99} P^{-1}
    B^2=BA
    则有B^{100} = BA^{99}

6. 二次型

6.1 二次型、合同矩阵
普通二次型:有定量(<=n)的正、负惯性指数

6.2 标准型、规范型、合同二次型

标准型:只有平方项

  • 如何求标准型?
    配方法

规范型:系数只有1和-1

  • 如何在满秩、非满秩情况下求规范型?
    满秩:直接写成y
    非满秩:求特征值,得到lambda的正、负、零的个数,直接写出规范型(或者配方法+系数归一化)

6.3正定二次型:正惯性指数为n

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