公式速查
按考点收拢核心公式。记忆时同步检查适用条件、变量范围和展开阶数;点击专题可查看推导思路与例题型模板。
按专题查公式;先读适用条件,再代入变量、区间、方向和展开阶数。点击专题入口可查看定义、定理与例题。
极限与展开
打开极限专题 →ex−1 ~ x ln(1+x) ~ x 1−cos x ~ x²/2
ex=1+x+x²/2!+x³/3!+O(x⁴)
ln(1+x)=x−x²/2+x³/3+O(x⁴)
sin x=x−x³/3!+O(x⁵) cos x=1−x²/2!+x⁴/4!+O(x⁶)
等价无穷小通常用于乘除;加减时关注抵消项,按需展开。
导数与中值定理
打开导数证明 →(ln x)′ = 1/x (sin x)′ = cos x (cos x)′ = −sin x
(f∘g)′(x) = f′(g(x))g′(x)
Lagrange:f′(ξ) = [f(b)−f(a)]/(b−a),ξ∈(a,b)
Rolle:f(a)=f(b) ⇒ 存在 ξ∈(a,b),f′(ξ)=0
中值定理要求闭区间连续、开区间可导;Rolle 定理还要求端点函数值相等。
积分
打开积分专题 →∫abf′(x)dx = f(b)−f(a)
f 偶:∫−aaf(x)dx=2∫0af(x)dx
f 奇:∫−aaf(x)dx=0
m≤f(x)≤M ⇒ m(b−a)≤∫abf(x)dx≤M(b−a)(a<b)
多元函数与重积分
打开多元函数 →D=fxxfyy−fxy²
D>0,fxx>0:局部极小;D>0,fxx<0:局部极大
x=r cosθ,y=r sinθ,dA=r dr dθ
D=0 时二阶判别法不能定性;极坐标换元时面积元含雅可比因子 r。
多元微分
打开多元函数 →全微分:df=f_xdx+f_ydy;方向导数:D_ef=∇f·e,|e|=1
链式法则:z=f(u,v),z_x=f_uu_x+f_vv_x
隐函数 F(x,y)=0:y′=−F_x/F_y(F_y≠0)
曲面 F=c 的切平面:∇F(P)·(r−P)=0(∇F(P)≠0)
偏导时固定其余变量;方向导数先将方向向量单位化;隐函数和切平面必须核对非零条件。
重积分与坐标变换
打开重积分专题 →极坐标:x=r cosθ,y=r sinθ,dA=r dr dθ
柱坐标:dV=r dr dθ dz;球坐标:dV=ρ²sinφ dρ dφ dθ
坐标变换:dA=|∂(x,y)/∂(u,v)| du dv
先换区域边界,再换函数和面积/体积元;Jacobian 必须取绝对值。
曲线积分
打开曲线积分专题 →平面第二类:∫CP dx+Q dy=∫ab[P(x,y)x′(t)+Q(x,y)y′(t)]dt
空间第二类:∫CF·dr=∫abF(r(t))·r′(t) dt
Green:∮∂DPdx+Qdy=∬D(Q_x−P_y) dA
第一类与方向无关;第二类与方向有关。Green 要求正向简单闭曲线及区域内相应偏导连续。
曲面积分与通量
打开曲面积分专题 →第二类:∬SF·n dS=∬DF(r(u,v))·(r_u×r_v) du dv
Gauss:∯∂ΩF·n dS=∭ΩdivF dV
Stokes:∮∂SF·dr=∬S(curlF)·n dS
第一类曲面积分无方向;通量和 Stokes 与定向有关。Gauss 要求闭曲面,Stokes 要求带正向边界的定向曲面。
微分方程
打开微分方程专题 →y″+ay′+by=0:特征方程 r²+ar+b=0
不同实根 r₁,r₂:y=C₁er₁x+C₂er₂x
重根 r:y=(C₁+C₂x)erx
非齐次方程的通解为齐次通解加一个特解;代初值确定常数。
无穷级数
打开无穷级数专题 →交错级数:bₙ↓0 ⇒ Σ(−1)n−1bₙ 收敛,|Rₙ|≤bₙ₊₁
幂级数 Σcₙ(x−x₀)ⁿ:先求收敛半径 R,再分别检验端点
比值极限 L=1 时判别法无结论;幂级数端点必须单独判断。
空间解析几何
打开空间解析几何专题 →点到平面 Ax+By+Cz+D=0 的距离:|Ax₀+By₀+Cz₀+D|/√(A²+B²+C²)
两向量夹角:cosθ=(a·b)/(|a||b|)
直线用方向向量描述;平面用法向量描述。
例题卡片
按方法查看分步解答题目:求 limx→0sin(3x)/x。
解:
第一步:令 t=3x,则 t→0,且 sin(3x)~3x。
第二步:原式等价于 3x/x=3。
答:3。
题目:对 f(x)=x² 在 [0,1] 应用拉格朗日中值定理。
解:
第一步:f 在 [0,1] 连续、在 (0,1) 可导,满足定理条件。
第二步:存在 ξ∈(0,1),使 2ξ=[f(1)−f(0)]/(1−0)=1。
第三步:解得 ξ=1/2,且确实属于 (0,1)。
答:ξ=1/2。
题目:计算 ∫₀¹x eˣdx。
解:
第一步:取 u=x,dv=eˣdx,得到 du=dx、v=eˣ。
第二步:代入公式,∫₀¹x eˣdx=[xeˣ]₀¹−∫₀¹eˣdx。
第三步:计算得 e−(e−1)=1。
答:1。
题目:计算单位圆盘上 ∬(x²+y²)dA。
解:
第一步:圆盘范围为 0≤r≤1、0≤θ≤2π,且 x²+y²=r²。
第二步:使用 dA=r dr dθ,积分写为 ∫₀2π∫₀¹r³drdθ。
第三步:计算得到 2π·1/4=π/2。
答:π/2。