核心考点:
(1)定义 4′
(2)计算 4′
(3)应用{中值定理、几何应用}10′
一、定义(牛顿)
瞬间变化率
[注]
①左右有别
在X0点导数存在的充要条件(必考)
②三角x广义化为狗 学会凑出“狗”
③下图为典型错误
④换元法 求导的增量形式的等价写法差值形式
[例1]见到在一点处的导数⇒先用定义法写出来再说(综合性)
[注1]1-cosh趋于0+(h趋于0)
[注2]|狗|/狗在狗趋于0时有界但极限不存在
[注3]见下图
[注4]2A-A≠A(只有A存在时,才作数量运算)
[例2](注意隐含条件)
[注1]F'=f,
若 F'(-x)=-F'(x),则f(-x)=-f(x).
[注2]X0特指点;X泛指点
自证:若f(x)为可导的奇函数,证明f'(x)为偶函数.
二、计算(基础之基础)
1.基本求导公式(牢记)
幂(1) 指(2) 对(1)
三角(6) 反三角(4) 两个对数复合
2.基本求导法
①复合函数求导(一层一层剥开他的心)
幂指函数一定要写成e为底的幂指函数
[例]e的狗次幂的导=e的狗次幂×狗的导
②隐函数求导(二阶导不简单)
方法:在等式两边同时对x求导,注意y=y(x)即可(复合求导)
[例]求一阶导后注意化简
③对数求导法
对于多项相乘、相除、开方、乘方的式子,先取对数再求导
[例]两边同时取对数+两边对x求导
[注]u=u(x)(ln|u|)'视绝对值而不见
④反函数求导
[例]求三阶导
[注]转化为对x求导,如下图
⑤参数方程求导
[例题]计算方法见下图
⑥高阶导数(强化班讲)
三、中值定理 10′
1.定理总结
①涉及f(x)的定理
设f(x)在[a,b]上连续(前提),则
(1)有界性定理
(2)最值定理
(3)介值定理(考研第一大考点,写法)
(4)零点定理(柯西)
[注]以上四条只用不证
②涉及f'(x)的定理
(5)费马定理
[作业:证明之]导数定义、极限保号性、极限定义
(6)罗尔定理(给分点⇒f(a)=f(b))
[作业:证明之]
(7)拉格朗日中值定理
[注1]若f(a)=f(b),则f'(c)=0,成为罗尔
[注2]2009年考过此证明.
(8)柯西中值定理
[注]
①若g(x)=x, ⇒拉格朗日
②柯西⇒朗格朗日(若f(a)=f(b))⇒罗尔
(9)泰勒定理(泰勒公式)[不证]
任何可导函数f(x)⇒幂函数和的形式(统一美)
①带拉格朗日余项的泰勒公式
若X0=0,变成麦克劳林公式
②带佩亚诺余项的泰勒公式
若X0=0,变成麦克劳林公式
[注]任何可导函数都有麦克劳林展开式
2.五大方面的应用
1°涉及f(x)的应用(①-④)
[例]证积分中值定理(找题眼f(x))
[注]积分保号性+介值三部曲(见下图)
2°罗尔定理的应用(⑥)[考研核心]
题眼f'(x)=0,工作 f(a)=f(b)⇒f'(c)=0
[例1][例2]
罗尔定理两大关键:
①称F(X)为辅助函数,找F(X)有两个途径
1°求导公式逆用法
共三种:见到XXX想到XXX(见下图)
2°积分还原法(见下图)
[例1][例2][例3]
②证F(a)=F(b).
3°拉氏中值的应用(⑦)两种形式
①将f复杂化(一般证等式)
[例]构造辅助函数,罗尔解决等于0的问题
②给出相对高阶条件⇒证低阶不等式
[例]看出4个点了吗?⇒没有⇒复习到8点
多点最好画图,不妨设x1<x2
③给出相对低阶⇒高阶不等式
[例]积分中值定理,见到后先写出来(必考)如下图
④具体化f,a<x<b⇒不等式(4′ 经常出现)
具体化函数的差 f(b)-f(a)(没有函数差去创造,ln(b/a)=ln(b)-ln(a))
4°柯西中值定理应用(一个抽象f,一个具体g)
[例]双中值
①两中值无≠要求:在同一区间[a,b]上用两次中值定理
②两中值有≠要求:将[a,b]分成[a,c]与[c,b]
物以类聚,人以群分
和差化积,积化和差公式⇒考前记一记
5°泰勒公式的应用——信号高阶导数(n≥2)
一阶用罗尔、拉格朗日、柯西
[注]
①f(a)=f(b),f(c)=f(d)⇒多次使用罗尔/拉格朗日
②泰勒展开成f'',f''',…(见下图例题)
复习到位:
1.最值定理、介值定理、零点定理
2.罗尔定理
3.拉格朗日
4.柯西定理
5.泰勒定理
四、导数的几何应用(三点两性一线)
1.极值与单调性
①极值定义
1°广义极值
2°真正极值
[注]若无说明,按1°办事,同理对最值
②单调性与极值的判别
1°f'(x)>0,对任意x属于区间I⇒f(x)单调递增;单调递减同理
2°若f(x)在x0连续,去心邻域可导:
左邻域f'(x)<0,右邻域f'(x)>0⇒极小;
左邻域f'(x)>0,右邻域f'(x)<0⇒极大.
3°二阶法求极值
[注]泰勒展开至二阶⇒f(x)>f(x0)
[例1]一阶法+拉氏中值+放缩
[例2]华罗庚:数形结合百般好
2.凹凸性与拐点
①凹凸性
②拐点(与可导性无关,连续就行)
③判别法
1°二阶导正负
2°某点左右领域二阶导变号
[例1]参数方程讨论凹凸性
[例2]三阶可导,证明某一点是拐点
导数概念和判别法结合