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文档简介
千里之行,始于足下让知识带有温度。第第2页/共2页精品文档推荐高数第二章导数与微分知识点与习题
高数其次章导数与微分学问点总结
第一节导数
1.基本概念(1)定义
0000000000
()()()()()|(|)'()limlimlimxxxxxxxfxxfxfxfxdydfxy
fxdxdxxxxx==?→?→→+?--?====??-或
注:可导必延续,延续不一定可导.
注:分段函数分界点处的导数一定要用导数的定义求.(2)左、右导数
0'00000
0()()()()()limlimxxxfxxfxfxfxfxxxx-
--?→→+?--==?-.0
'00000
0()()()()()limlimxxxfxxfxfxfxfxxxx+
++?→→+?--==?-.0'()fx存在''00()()fxfx-+?=.
(3)导数的几何应用
曲线()yfx=在点00(,())xfx处的切线方程:000()'()()yfxfxxx-=-.
法线方程:0001
()()'()
yfxxxfx-=-
-.2.基本公式
(1)'0C=(2)'
1
()aaxax-=
(3)()'lnx
x
aaa=(特例()'x
x
ee=)(4)1
(log)'(0,1)lnaxaaxa
=
>≠
(5)(sin)'cosxx=(6)(cos)'sinxx=-
(7)2(tan)'secxx=(8)2
(cot)'cscxx=-(9)(sec)'sectanxxx=(10)(csc)'csccotxxx=-
(11)2
1(arcsin)'1xx
=
-(12)2
1(arccos)'1xx
=-
-
(13)21(arctan)'1xx=
+(14)2
1
(arccot)'1xx=-+(15222
2
1[ln()]'xxaxa
+
+=
+
3.函数的求导法则(1)四则运算的求导法则
()'''uvuv±=±()'''uvuvuv=+2
''
()'uuvuvvv
-=(2)复合函数求导法则--链式法则
设(),()yfuux?==,则(())yfx?=的导数为:[(())]''(())'()fxfxx???=.
例5求函数2
1
sinx
ye
=的导数.
(3)反函数的求导法则
设()yfx=的反函数为()xgy=,两者均可导,且'()0fx≠,则
11
'()'()'(())
gyfxfgy=
=.(4)隐函数求导
设函数()yfx=由方程(,)0Fxy=所确定,求'y的办法有两种:直接求导法和公式法'
''xy
FyF=-.
(5)对数求导法:适用于若干因子连乘及幂指函数4.高阶导数
二阶以上的导数为高阶导数.常用的高阶求导公式:(1)()
()
ln(0)xnxnaaaa=>特殊地,(n)()xxee=
(2)()
(sin)sin()2nnkxkkxnπ
=+
(3)()
(cos)
cos()2nnkxkkxnπ
=+
(4)()
1
(1)!
[ln(1)]
(1)(1)nnn
nxx--+=-+
(5)()
()
(1)(2)
(1)knknxkkkknx-=+
(6)莱布尼茨公式:()
()()
()
n
nknkknkuvCuv-==∑,其中(0)(0),uuvv==其次节微分
1.定义
背景:函数的增量()()yfxxfx?=+?-.
定义:假如函数的增量y?可表示为()yAxox?=?+?,其中A是与x?无关的常数,则称函数
()yfx=在点0x可微,并且称Ax?为x?的微分,记作dy,则dyAx=?.
注:,ydyxdx?≠?=2.可导与可微的关系
一元函数()fx在点0x可微,微分为dyAx=??函数()fx在0x可导,且0'()Afx=.3.微分的几何意义4.微分的计算
(1)基本微分公式'()dyfxdx=.(2)微分运算法则
②四则运算法则
()duvdudv±=±duvvduudv=+2
()uvduudv
dvv-=
②一阶微分形式不变
若u为自变量,(),'()'()yfudyfuufudu==?=;
若u为中间变量,()yfu=,()ux?=,'()'()'()dyfuxdxfudu?==.
练习题
1、求下列函数的导数。
(1)
223)1(-=xxy;(2)x
xysin=
;(3)bxeyax
sin=;(4))ln(2
2axxy++=;(5)11arctan-+=xxy;(6)xx
xy)1(+=。
2、求下列隐函数的导数。(1)
0)cos(sin=+-yxxy;
(2)已知,exyey
=+求)0(y''。3、求参数方程???-=-=)
cos1()sin(tayttax)0(>a所确定函数的一阶导数
dxdy
与二阶导数2
2dxyd。
4、求下列函数的高阶导数。(1)
,αxy=求)(ny;(2),2sin2xxy=求)50(y。
5、求下列函数的微分。(1)
)0(,>=xxyx;(2)2
1arcsinx
xy-=
。
6、求双曲线122
22=-b
yax,在点)3,2(ba处的切线方程与法线方程。
7、用定义求
)0(f',其中
?????=,
0,1sin)(2
x
xxf.0,0=≠xx并研究导函数的延续性。答案:1、(1)解:])1[()1()(])1([23223223'-+-'='-='xxxxxxy]))(1(2[)1(3223222'-+-=xxxxxxxxxx2)1(2)1(323222?-+-=
)37)(1(222--=xxx。
(2)解:
2
sincos)sin(
x
x
xxxxy-='='。(3)解:
bxbebxaebxeyaxaxaxcossin)sin(+='='
)cossin(bxbbxaeax+=。
(4)解:
][1])[ln(222222'++++=
'++='axxaxxaxxy
])(21
1[1222
22
2'+++
++=axaxaxx
]2211[12
2
2
2
xa
xa
xx?++++=
]1[122
2
2
a
xxa
xx++++=2
2
1a
x+=
。
(5)解:
)11
()
1
1(11)1
1
(arctan
2'-+-++='-+='xxxxxxy
1
1
)1()1()1()1(2)1(2222+-
=-+--?+-=xxxxxx。(6)解:)(])1[(1ln'='+='+xx
xx
ex
xy]1ln)
1()1()1([)1(2
xxxxxxxxxxx+-+-+?++=)1ln11()1(x
xxxxx+-++=。
2、(1)解:两边直接关于x求导得
0)1)(sin(cossin='++++'yyxxyxy)
sin(sin)
sin(cosyxxyxxyy++++-
='。
(2)解:将0=x
代入原方程解得,1=y
原方程两边直接关于x求导得0='++'yxyyey,
上方程两边关于x再次求导得,02)(2=''+'+''+'yxyyeyeyy
将0=x
,,1=y代入上边第一个方程得1)0(--='ey,
将0=x,,1=y1)0(--='ey代入上边其次个方程得2)0(-=''ey。
3、解:
),cos1(tadtdx-=tadtdysin=;2
cot)cos1(sint
tatadtdxdtdydxdy=-==;2csc41)cos1(1)212csc()(422
2tatatdxdtdxdydtddx
yd-=-?-=?=。4、(1)解:
1-='ααxy;2)1(--=''αααxy;……
依此类推)1(,)1()1()(≥+--=-nxnynnαααα。
(2)解:设,,2sin2xvxu
==
则)50,,2,1)(2
2sin(2)
(=?+=kkxu
kkπ
,
),50,,4,3(0,2,2)(===''='kvvxvk
代入萊布尼茨公式,得
2)2
482sin(2!249502)2
492sin(250)2502sin(2)2sin(4849250)
50(2)50(??+??+
??+?+??+==π
π
πxxxxxxxy)2sin2
1225
2cos502sin(2250xxxxx+
+-=。5、(1)解:
),1(ln)(ln+='='xxeyxxxdxxxdyx)1(ln+=.
(2)解:
]122arcsin111
[
112
22
2x
xxxxxy--?
=
'
2
322)
1(arcsin1xxxx-+-=
;
=
'=dxydydxxxxx2
322)
1(arcsin1-+-。
6、解:首先把点)3,2(ba代入方程左边得1343422
222222=-=-=
-b
baabyax,即点)3,2(ba是切点。对双曲线用隐函数求导得,,0222222y
ax
bybyyax='?='-
过点)3,
2(ba的切线的斜率为,3232)3,2(2
2a
bb
aa
bbay=
=
'
故过点)3,
2(ba的切线方程为)2(323axa
bby-=
-;
过点)3,
2(ba的法线方程为)2(233axb
a
by--
=-。7、解:
,01sin1
sin
0)
0()()0(limlimlim
200===--='++
+
→→→+xxxxxxfxffxxx同理0)0(='-f;故0)0(='f。
明显
x
xxxxxxxxf1
cos1sin211cos1sin2)(22-=?-='在0≠x点延续,因此只需考查)(xf'在
0=x点的延续性即可。
但已知x
1
cos在0=x点不延续,由延续函数的四则运算性质知)(xf'在0=x点不延续。
研究习题:1、设
,)3()(-=xxxxf求)(xf'。
2、求和nnxnxxxS2322232++++=。
3、设函数
)(xf在]1,1[-上有定义,且满足,11,)(3≤≤-+≤≤xxxxfx
证实
)0(f'存在,且1)0(='f。
研究习题参考答案:
1、解:由于
??
?
??=),3(),3(),3()(222xxxxxxxf.0,30,3<<≤≥xxx
易知
)(xf在开区间),3()3,0()0,(+∞??-∞内都是可导的;又
对于分段点0=x,3=x,有
00
)3(0)0()()0(20
0limlim
=--=--='++
→→+xxxxfxffxx,
00)3(0)0()()0(20
0limlim
=--=--='--
→→-xxxxfxffxx,即0)0(='f;
930
)3()3(2323limlim==='+
+→→+xxxxfxx,
9)(30
)3()3(2323limlim-=-=='-
-→→-xxxxfxx,即)3(f'不存在;
所以除3=x
之外)(xf在区间),3()3,(+∞?-∞內均可导,且有
??
?
??--=',36,0,63)(22xxxxxf).3,0(,
0),,3()0,(∈=+∞?-∞∈xxx2、解:由于x
xxxxnn
--=
+++++1111
2
,
2
1
2
)1()1(1)1(xnxxnxxxnnn
-++-=
'++++?+,
2
11
2)1()1(1321xnxxnnx
xxnnn-++-=
++++?+-;
]1)1()122([)
1(])1()1([})
1()1(1[])321([)32()321(32212223
2
2
12
1
123212132223222--++-+--='-++-='-++-?='++++='++++=++++=++++=?+++++xxnxnnxnxxxnxxnxxxnxxnxxnxxxxxnxxxxxxnxxxxnxxxSn
nnnnnnnnnnn
3、证:由,11,)(3≤≤-+≤≤xxxxfx可知当0=x时,0)0(0≤≤f,
即
0)0(=f。又
)0,11(,0)0()()(3≠≤≤-
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