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考前速查

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。

使用方式

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 →
sin x ~ x tan x ~ x arcsin x ~ x arctan x ~ x
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 →
(xα)′ = αxα−1  (ex)′ = ex
(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。

∫u dv = uv − ∫v du
∫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 →
z=f(u,v):zx=fuux+fvvx
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。

偏导:f_x=limh→0[f(x+h,y)−f(x,y)]/h(固定 y)
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 →
二重积分:∬Df dA;三重积分:∭Ωf dV
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。

第一类:∫Cf ds=∫abf(r(t))|r′(t)| dt
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 →
第一类:∬Sf dS=∬Df(r(u,v))|r_u×r_v| du dv
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。

y′+P(x)y=Q(x):μ(x)=e∫P(x)dx,(μy)′=μQ
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。

比值判别:L=lim|aₙ₊₁/aₙ|,L<1 收敛,L>1 发散
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。

直线:r=r₀+ts  平面:n·(r−r₀)=0
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
例题|等价无穷小的首项应用

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。

例题|写清中值定理条件

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。

例题|定积分分部公式

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。

例题|极坐标面积元中的雅可比因子

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。