文章目录
- 极限计算
- 求导计算
- 积分计算
极限计算
第一步 : 先看 x → v a l u e 确定类型 第一步:先看x \rightarrow value确定类型 第一步:先看x→value确定类型
7 种未定型 : ∞ ∞ , 0 0 , 1 ∞ , 0 ∞ , ∞ 0 , 0 0 , ∞ − ∞ 7种未定型: \frac{\infty}{\infty},\frac{0}{0},1^{\infty},0^{\infty},\infty^0,0^0,\infty-\infty 7种未定型:∞∞,00,1∞,0∞,∞0,00,∞−∞
原则: f ( x ) x k , k 已知上下同阶, k 未知泰勒展开到无法抵消 原则:\frac{f(x)}{x^k},k已知上下同阶,k未知泰勒展开到无法抵消 原则:xkf(x),k已知上下同阶,k未知泰勒展开到无法抵消
定义证明求 f ′ ( x 0 ) , f ′ ′ ( x 0 ) 等用泰勒展开: f ( x ) = f ′ ( x 0 ) + f ′ ( x 0 ) ( x − x 0 ) + 1 2 f ′ ′ ( x 0 ) ( x − x 0 ) + ⋯ + o ( x n ) 定义证明求f'(x_0),f''(x_0)等用泰勒展开:f(x)=f'(x_0)+f'(x_0)(x-x_0)+\frac{1}{2}f''(x_0)(x-x_0)+\cdots+o(x^n) 定义证明求f′(x0),f′′(x0)等用泰勒展开:f(x)=f′(x0)+f′(x0)(x−x0)+21f′′(x0)(x−x0)+⋯+o(xn)
1. 1. 1.
等价代换 : t = 1 x 等价代换: t=\frac{1}{x} 等价代换:t=x1
非零因子 ( 包括 L ′ 过程中每次检查能否提出 ) 非零因子(包括L'过程中每次检查能否提出) 非零因子(包括L′过程中每次检查能否提出)
有理化 ( 分子分母同乘除其他或 x n [ 去除根号或凑等价无穷小 ] ) 有理化(分子分母同乘除其他或x^n [去除根号 或 凑等价无穷小]) \\~ 有理化(分子分母同乘除其他或xn[去除根号或凑等价无穷小])
( x x ) x ′ = ( e x l n x ) x ′ = e x l n x ( l n x + 1 ) = x x ( l n x + 1 ) (x^x)'_x=(e^{xlnx})'_x=e^{xlnx}(lnx+1)=x^x(lnx+1)\\~\\~ (xx)x′=(exlnx)x′=exlnx(lnx+1)=xx(lnx+1)
2. 2. 2.
极限类型 1 ∞ = e A 极限类型1^\infty=e^A \\~ 极限类型1∞=eA
计算题没有 1 : 计算题没有1:\\~ 计算题没有1:
lim x → □ f ( x ) g ( x ) = lim x → □ ( 1 + ( f ( x ) − 1 ) ) g ( x ) \lim\limits_{x \to □}f(x)^{g(x)}=\lim\limits_{x \to □}(1+(f(x)-1))^{g(x)}\\~ x→□limf(x)g(x)=x→□lim(1+(f(x)−1))g(x)
A = lim x → □ ( f ( x ) − 1 ) g ( x ) A=\lim\limits_{x \to □}(f(x)-1)g(x)\\~ A=x→□lim(f(x)−1)g(x)
原极限 = e A = e lim x → □ ( f ( x ) − 1 ) g ( x ) 原极限=e^A=e^{\lim\limits_{x \to □}(f(x)-1)g(x)}\\~\\~ 原极限=eA=ex→□lim(f(x)−1)g(x)
3. 3. 3.
系数 a 相同,极限类型 1 ∞ 则 : 系数a相同,极限类型1^\infty则:\\~ 系数a相同,极限类型1∞则:
lim x → ∞ ( a x + b a x + c ) h x + k = e ( b − c ) h a \lim\limits_{x\to \infty}(\frac{ax+b}{ax+c})^{hx+k}=e^{\frac{(b-c)h}{a}}\\~ x→∞lim(ax+cax+b)hx+k=ea(b−c)h
看到极限次幂大小为 ∞ ,基本确定为 1 ∞ 型 看到极限次幂大小为\infty,基本确定为1^\infty型 看到极限次幂大小为∞,基本确定为1∞型
出现 e 1 x 或 ∣ x ∣ 因子考虑左右极限 出现e^{\frac{1}{x}}或|x|因子考虑左右极限 出现ex1或∣x∣因子考虑左右极限
扩技巧: a r c t a n x + a r c t a n 1 x = − π 2 ( x < 0 ) [ 证明 f ′ ( x ) = 0 , 说明 f ( x ) = c , 带入 0 得 π 2 , x ∈ R ] a r c t a n x + a r c t a n 1 x = π 2 ( x > 0 ) a r c t a n x + a r c c o t x = π 2 a r c s i n x + a r c c o s x = π 2 → a r c s i n x − π 2 = − a r c c o s x \\~\\~ 扩技巧:\\~ arctanx+arctan\frac{1}{x}=-\frac{\pi}{2} \quad(x<0)[证明f'(x)=0,说明f(x)=c,带入0得\frac{\pi}{2},x \in \small{R}~]\\ arctanx+arctan\frac{1}{x}=\frac{\pi}{2}\quad (x>0) \\~ arctanx+arccotx=\frac{\pi}{2}\\~ arcsinx+arccosx=\frac{\pi}{2} \rightarrow arcsinx - \frac{\pi}{2}=-arccosx \\~ 扩技巧: arctanx+arctanx1=−2π(x<0)[证明f′(x)=0,说明f(x)=c,带入0得2π,x∈R ]arctanx+arctanx1=2π(x>0) arctanx+arccotx=2π arcsinx+arccosx=2π→arcsinx−2π=−arccosx
lim n → ∞ 或 0 为数列极限【不连续】此时不能 L ′ ,也不能 T a y l o r ,若要使用则需先令 x = n 转换为函数极限 \lim\limits_{n \rightarrow \infty 或0} 为数列极限【不连续】此时不能L',也不能Taylor,若要使用则需先令x=n转换为函数极限 n→∞或0lim为数列极限【不连续】此时不能L′,也不能Taylor,若要使用则需先令x=n转换为函数极限
易错或典例 lim x → ∞ x s i n x = lim x → 0 1 x s i n 1 x 极限不存在 1 − 1 + x = 1 − ( 1 + 1 2 x + o ( x ) ) ∼ − 1 2 x \\~\\~\\~\\ 易错或典例 \\~ \lim\limits_{x \to \infty} xsinx=\lim\limits_{x \to 0} \frac{1}{x}sin\frac{1}{x}~极限不存在 \\~\\ 1-\sqrt{1+x} = 1-(1+\frac{1}{2}x+o(x)) \sim -\frac{1}{2}x \\~ 易错或典例 x→∞limxsinx=x→0limx1sinx1 极限不存在 1−1+x=1−(1+21x+o(x))∼−21x
lim x → ∞ 1 2 x 极限不存在, lim x → − ∞ 1 2 x ( 不存在 ) ≠ lim x → − ∞ 1 2 x ( 值为 0 ) \lim\limits_{x \to \infty} \frac{1}{2^x}极限不存在,\lim\limits_{x \to -\infty} \frac{1}{2^x} (不存在)\neq \lim\limits_{x \to -\infty} \frac{1}{2^x}(值为0)\\~ x→∞lim2x1极限不存在,x→−∞lim2x1(不存在)=x→−∞lim2x1(值为0)
左极限 ≠ 右极限: e x , a r c t a n x lim x → + ∞ e x = + ∞ , lim x → − ∞ e x = 0 lim x → + ∞ a r c t a n x = π 2 , lim x → − ∞ a r c t a n x = − π 2 左极限\ne 右极限:e^x, arctanx \\ \lim\limits_{x \to +\infty}e^x=+\infty,\lim\limits_{x \to -\infty}e^x=0 \\ \lim\limits_{x \to +\infty}arctanx=\frac{\pi}{2} ,\lim\limits_{x \to -\infty}arctanx=-\frac{\pi}{2} \\~ 左极限=右极限:ex,arctanxx→+∞limex=+∞,x→−∞limex=0x→+∞limarctanx=2π,x→−∞limarctanx=−2π
lim x → ∞ x + c o s x x + s i n x 不能 L ′ ( 不是 L ′ 的类型:不是 0 0 或 ∞ ∞ ) \lim\limits_{x \to \infty} \frac{x+cosx}{x+sinx}不能L'(不是L'的类型:不是 \frac{0}{0}或\frac{\infty}{\infty}) x→∞limx+sinxx+cosx不能L′(不是L′的类型:不是00或∞∞)
lim x → ∞ x − s i n x x + s i n x 不能 L ′ ( 求导后极限不存在 ) , 上下同除 x ,得极限为 1 \lim\limits_{x \to \infty} \frac{x-sinx}{x+sinx}不能L'(求导后极限不存在),上下同除x,得极限为1\\~ x→∞limx+sinxx−sinx不能L′(求导后极限不存在),上下同除x,得极限为1
lim x → ∞ x 2 − l n ( 1 + 1 x ) 类型为 ∞ − ∞ , 看到 1 x 固定倒代换 t = 1 x \lim\limits_{x \to \infty} x^2-ln(1+\frac{1}{x}) 类型为\infty-\infty,看到\frac{1}{x}固定倒代换t=\frac{1}{x}\\~ x→∞limx2−ln(1+x1)类型为∞−∞,看到x1固定倒代换t=x1
拆分: + 1 − 1 , + x − x , + c o s x − c o s x , 拆分成两部分求极限 拆分:+1-1,+x-x,+\sqrt{cosx}-\sqrt{cosx},拆分成两部分求极限\\~ 拆分:+1−1,+x−x,+cosx−cosx,拆分成两部分求极限
数列极限 lim n → ∞ ( n − l n n n + l n n ) n l n n = lim n → ∞ ( 1 − l n n n 1 + l n n n ) n l n n = 1 , 只要次幂部分为 ∞ ,可判断为 1 ∞ 数列极限\lim\limits_{n \to \infty} (\frac{n-lnn}{n+lnn})^\frac{n}{lnn}=\lim\limits_{n \to \infty} (\frac{1-\frac{lnn}{n}}{1+ \frac{lnn}{n}})^\frac{n}{lnn}=1, 只要次幂部分为\infty,可判断为1^\infty \\~\\~ 数列极限n→∞lim(n+lnnn−lnn)lnnn=n→∞lim(1+nlnn1−nlnn)lnnn=1,只要次幂部分为∞,可判断为1∞
lim x → ∞ x 6 + x 5 6 − x 6 − x 5 6 需 t = 1 x 替换后才可以使用泰勒公式 原式 = lim t → 0 + ( 1 t 6 + 1 t 5 ) 1 6 − ( 1 t 6 − 1 t 5 ) 1 6 = lim t → 0 + ( 1 + t ) 1 6 − ( 1 − t ) 1 6 t = lim t → 0 + = lim t → 0 + 1 3 t + o ( t ) t = 1 3 ( 偶数次幂 0 + [ 非重点 , 写 t → 0 也行 ] 【 T 的使用前提】 ) \lim\limits_{x \to \infty} \sqrt[6]{x^6+x^5}-\sqrt[6]{x^6-x^5}~需t=\frac{1}{x}替换后才可以使用泰勒公式\\~ 原式=\lim\limits_{t \to 0^+} (\frac{1}{t^6}+\frac{1}{t^5})^\frac{1}{6}-(\frac{1}{t^6}-\frac{1}{t^5})^\frac{1}{6}=\lim\limits_{t \to 0^+}\frac{(1+t)^\frac{1}{6}-(1-t)^\frac{1}{6}}{t}=\lim\limits_{t \to 0^+}=\lim\limits_{t \to 0^+} \frac{\frac{1}{3}t+o(t)}{t}=\frac{1}{3} \small(偶数次幂0^+[非重点,写t \to 0也行]【T的使用前提】) x→∞lim6x6+x5−6x6−x5 需t=x1替换后才可以使用泰勒公式 原式=t→0+lim(t61+t51)61−(t61−t51)61=t→0+limt(1+t)61−(1−t)61=t→0+lim=t→0+limt31t+o(t)=31(偶数次幂0+[非重点,写t→0也行]【T的使用前提】)
此题也可直接等价无穷小:原式 = lim t → 0 + ( 1 t 6 + 1 t 5 ) 1 6 − ( 1 t 6 − 1 t 5 ) 1 6 = lim t → 0 + ( 1 + t ) 1 6 − ( 1 − t ) 1 6 t = lim t → 0 + ( 1 + t ) 1 6 − 1 + 1 − ( 1 − t ) 1 6 t = lim t → 0 + ( 1 + t ) 1 6 − 1 t + lim t → 0 + 1 − ( 1 − t ) 1 6 t = 1 6 + 1 6 = 1 3 负负得正 此题也可直接等价无穷小:原式=\lim\limits_{t \to 0^+} (\frac{1}{t^6}+\frac{1}{t^5})^\frac{1}{6}-(\frac{1}{t^6}-\frac{1}{t^5})^\frac{1}{6}=\lim\limits_{t \to 0^+}\frac{(1+t)^\frac{1}{6}-(1-t)^\frac{1}{6}}{t}=\lim\limits_{t \to 0^+}\frac{(1+t)^\frac{1}{6}-1+1-(1-t)^\frac{1}{6}}{t}=\lim\limits_{t \to 0^+}\frac{(1+t)^\frac{1}{6}-1}{t}+\lim\limits_{t \to 0^+}\frac{1-(1-t)^\frac{1}{6}}{t}=\frac{1}{6}+\frac{1}{6}=\frac{1}{3}~负负得正\\~ 此题也可直接等价无穷小:原式=t→0+lim(t61+t51)61−(t61−t51)61=t→0+limt(1+t)61−(1−t)61=t→0+limt(1+t)61−1+1−(1−t)61=t→0+limt(1+t)61−1+t→0+limt1−(1−t)61=61+61=31 负负得正
a x ∼ a x l n a 类似 e x 的泰勒公式,但是一般不用,而是用 L ′ ( 看条件 ) a^x \sim a^xlna类似e^x的泰勒公式,但是一般不用,而是用L'(看条件) ax∼axlna类似ex的泰勒公式,但是一般不用,而是用L′(看条件)
lim x → 0 s i n x ( s i n x ) = lim x → 0 s i n x − 1 6 s i n 3 x . . . = lim x → 0 ( x − 1 6 x 3 + o ( x 3 ) ) − 1 6 ( x − 1 6 x 3 + o ( x 3 ) ) 3 + o ( x 3 ) = lim x → 0 x − 1 3 x 3 + o ( x 3 ) \lim\limits_{x \to 0}sinx(sinx)=\lim\limits_{x \to 0}sinx-\frac{1}{6}sin^3x... =\lim\limits_{x \to 0}(x-\frac{1}{6}x^3+o(x^3))-\frac{1}{6}(x-\frac{1}{6}x^3+o(x^3))^3+o(x^3) \\~ =\lim\limits_{x \to 0}x-\frac{1}{3}x^3+o(x^3) x→0limsinx(sinx)=x→0limsinx−61sin3x...=x→0lim(x−61x3+o(x3))−61(x−61x3+o(x3))3+o(x3) =x→0limx−31x3+o(x3)
lim x → 0 t a n ( t a n x ) = lim x → 0 t a n x + 1 3 t a n 3 x + . . . = lim x → 0 ( x + 1 3 x 3 + o ( x 3 ) ) + 1 3 ( x + 1 3 x 3 + o ( x 3 ) ) 3 + o ( x 3 ) = x + 2 3 x 3 + o ( x 3 ) \lim\limits_{x \to 0}tan(tanx)=\lim\limits_{x \to 0}tanx+\frac{1}{3}tan^3x+... =\lim\limits_{x \to 0}(x+\frac{1}{3}x^3+o(x^3))+\frac{1}{3}(x+\frac{1}{3}x^3+o(x^3))^3+o(x^3) \\~ =x+\frac{2}{3}x^3+o(x^3) x→0limtan(tanx)=x→0limtanx+31tan3x+...=x→0lim(x+31x3+o(x3))+31(x+31x3+o(x3))3+o(x3) =x+32x3+o(x3)
推出: t a n ( t a n x ) − s i n x ( s i n x ) = x 3 + o ( x 3 ) 推出:tan(tanx)-sinx(sinx)=x^3+o(x^3) 推出:tan(tanx)−sinx(sinx)=x3+o(x3)
另一种做法 : lim x → 0 t a n ( t a n x ) − s i n x ( s i n x ) = lim x → 0 ( t a n ( t a n x ) − t a n x ) + ( t a n x − s i n x ) + ( s i n x − s i n x ( s i n x ) ) = lim x → 0 ( 1 3 x 3 + o ( x 3 ) ) + ( 1 2 x 3 + o ( x 3 ) ) + ( 1 6 x 3 + o ( x 3 ) ) = lim x → 0 x 3 + o ( x 3 ) 另一种做法:\lim\limits_{x \to 0}tan(tanx)-sinx(sinx)=\lim\limits_{x \to 0}(tan(tanx)-tanx)+(tanx-sinx)+(sinx-sinx(sinx)) \\~ =\lim\limits_{x \to 0}(\frac{1}{3}x^3+o(x^3))+(\frac{1}{2}x^3+o(x^3))+(\frac{1}{6}x^3+o(x^3))=\lim\limits_{x \to 0}x^3+o(x^3) 另一种做法:x→0limtan(tanx)−sinx(sinx)=x→0lim(tan(tanx)−tanx)+(tanx−sinx)+(sinx−sinx(sinx)) =x→0lim(31x3+o(x3))+(21x3+o(x3))+(61x3+o(x3))=x→0limx3+o(x3)
lim x → 0 ( 1 + x ) 1 x − e x 的 ( 1 + x ) 1 x 部分不能用 e 等价替换, ( 在同一极限下,不能分次求极限 ) [ 正解 − 幂指化 ] = lim x → 0 e l n ( 1 + x ) 1 x − e x = lim x → 0 e l n ( 1 + x ) 1 x − e x [ 用公式 e f ( x ) − e g ( x ) , 提取 e g ( x ) ] = e lim x → 0 e ( 1 x l n ( 1 + x ) − 1 ) − 1 x = e lim x → 0 1 x l n ( 1 + x ) − 1 x [ T a y l o r ] = e lim x → 0 l n ( 1 + x ) − x x 2 = e lim x → 0 − 1 2 x 2 x 2 = − 1 2 e \lim\limits_{x \to 0}\frac{(1+x)^{\frac{1}{x}}-e}{x}的(1+x)^{\frac{1}{x}}部分不能用e等价替换,(在同一极限下,不能分次求极限) \\ [正解-幂指化]=\lim\limits_{x \to 0}\frac{e^{ln(1+x)^{\frac{1}{x}}}-e}{x}=\lim\limits_{x \to 0}\frac{e^{ln(1+x)^{\frac{1}{x}}}-e}{x} [用公式e^{f(x)}-e^{g(x)},提取e^{g(x)}]~\\=e \lim\limits_{x \to 0}\frac{e^{(\frac{1}{x}ln(1+x)-1)}-1}{x}=e \lim\limits_{x \to 0}\frac{\frac{1}{x}ln(1+x)-1}{x} [Taylor] =e\lim\limits_{x \to 0}\frac{ln(1+x)-x}{x^2}= e\lim\limits_{x \to 0}\frac{-\frac{1}{2}x^2}{x^2}=-\frac{1}{2}e \\~ x→0limx(1+x)x1−e的(1+x)x1部分不能用e等价替换,(在同一极限下,不能分次求极限)[正解−幂指化]=x→0limxeln(1+x)x1−e=x→0limxeln(1+x)x1−e[用公式ef(x)−eg(x),提取eg(x)] =ex→0limxe(x1ln(1+x)−1)−1=ex→0limxx1ln(1+x)−1[Taylor]=ex→0limx2ln(1+x)−x=ex→0limx2−21x2=−21e
lim x → + ∞ ( 2 π a r c t a n x − 1 ) x = lim x → + ∞ 2 π ( a r c t a n x − π 2 ) x = 2 π lim x → + ∞ ( − a r c t a n 1 x ) x [ 记技巧 ] = − 2 π \lim\limits_{x \to +\infty}(\frac{2}{\pi}arctanx-1)x=\lim\limits_{x \to +\infty}\frac{2}{\pi}(arctanx-\frac{\pi}{2})x=\frac{2}{\pi}\lim\limits_{x \to +\infty}(-arctan\frac{1}{x})x[记技巧]=-\frac{2}{\pi}\\~ x→+∞lim(π2arctanx−1)x=x→+∞limπ2(arctanx−2π)x=π2x→+∞lim(−arctanx1)x[记技巧]=−π2
lim n → ∞ ( a n + b n 2 ) n = lim x → ∞ ( a x + b x 2 ) x [ 函数极限才可泰特 ] 由 1 ∞ = e A , A = lim x → ∞ ( a x + b x 2 − 1 ) x = 不能 [ lim x → ∞ ( ( 1 + a − 1 ) 1 x + ( 1 + b − 1 ) 1 x − 2 2 ) x ( a − 1 , b − 1 不能确定无穷小,不能 T ,用 L ′ ) ] 正解: [ 令 t = 1 x ] = lim t → 0 a t + b t − 2 2 t = [ L ′ ] lim t → 0 a t l n a + b t l n b 2 = l n a b 2 = 1 2 l n a b = l n a b 原式 = e A = e l n a b = a b \lim\limits_{n \to \infty}(\frac{\sqrt[n]{a}+\sqrt[n]{b}}{2})^n= \lim\limits_{x \to \infty}(\frac{\sqrt[x]{a}+\sqrt[x]{b}}{2})^x [函数极限才可泰特] \\由1^\infty=e^A,A= \lim\limits_{x \to \infty}(\frac{\sqrt[x]{a}+\sqrt[x]{b}}{2}-1)x=不能[~\lim\limits_{x \to \infty}(\frac{(1+a-1)^{\frac{1}{x}}+(1+b-1)^{\frac{1}{x}}-2}{2})x~~(a-1,b-1不能确定无穷小,不能T,用L')] \\ 正解:[令t=\frac{1}{x}]=\lim\limits_{t \to 0}\frac{a^t+b^t-2}{2t}=[L']\lim\limits_{t \to 0}\frac{a^tlna+b^tlnb}{2}=\frac{lnab}{2}=\frac{1}{2}lnab=ln \sqrt{ab} \\原式=e^A=e^{ln \sqrt{ab}}= \sqrt{ab} \\~ n→∞lim(2na+nb)n=x→∞lim(2xa+xb)x[函数极限才可泰特]由1∞=eA,A=x→∞lim(2xa+xb−1)x=不能[ x→∞lim(2(1+a−1)x1+(1+b−1)x1−2)x (a−1,b−1不能确定无穷小,不能T,用L′)]正解:[令t=x1]=t→0lim2tat+bt−2=[L′]t→0lim2atlna+btlnb=2lnab=21lnab=lnab原式=eA=elnab=ab
[ 补充 ] 变型 lim x → + ∞ x 2 + x − x = lim x → + ∞ [ x 2 + x − x ] ( x 2 + x + x ) ( x 2 + x + x ) = lim x → + ∞ x x 2 + x + x = lim x → + ∞ 1 1 + 1 x + 1 = 1 2 [补充]变型\lim\limits_{x \to +\infty}\sqrt{x^2+x}-x=\lim\limits_{x \to +\infty}\frac{[\sqrt{x^2+x}-x](\sqrt{x^2+x}+x)}{(\sqrt{x^2+x}+x)}=\large\lim\limits_{x \to +\infty}\frac{x}{\sqrt{x^2+x}+x}=\lim\limits_{x \to +\infty}\frac{1}{\sqrt{1+\frac{1}{x}}+1}=\frac{1}{2} [补充]变型x→+∞limx2+x−x=x→+∞lim(x2+x+x)[x2+x−x](x2+x+x)=x→+∞limx2+x+xx=x→+∞lim1+x1+11=21
注意极限中偶次方根: lim x → − ∞ x 2 + x − x = lim x → + ∞ x x 2 + x + x = lim x → − ∞ x ( − x ) 1 + 1 x + x = lim x → + ∞ 1 − 1 + 1 x + 1 = ∞ 极限不存在 注意极限中偶次方根:\lim\limits_{x \to -\infty}\sqrt{x^2+x}-x=\large\lim\limits_{x \to +\infty}\frac{x}{\sqrt{x^2+x}+x}=\lim\limits_{x \to -\infty}\frac{x}{(\red{-x})\sqrt{1+\frac{1}{x}}+x}=\lim\limits_{x \to +\infty}\frac{1}{-\sqrt{1+\frac{1}{x}}+1}=\infty~~\small极限不存在 注意极限中偶次方根:x→−∞limx2+x−x=x→+∞limx2+x+xx=x→−∞lim(−x)1+x1+xx=x→+∞lim−1+x1+11=∞ 极限不存在
[ 新补充 ] lim x → ∞ x 2 + 1 = ∣ x ∣ 1 + 1 x 2 [新补充]\lim\limits_{x \to \infty}\sqrt{x^2+1}=|x|\sqrt{1+\frac{1}{x^2}} [新补充]x→∞limx2+1=∣x∣1+x21
\\~\\~\\~
总结: 7 种未定型解法: 1 ∞ = e A = e lim x → □ f ( x ) 0 ∗ ∞ 把求导更难的放分子,其余放分母,再 L ′ 0 0 用 L ′ , T , 每次 L ′ 前确定类型 , 再有理化或无穷小替换或提出非零因子 ∞ ∞ 用 L ′ , T , 看最高次系数,抓大 ∞ − ∞ 通分, 1 x 倒代换 t 0 0 , ∞ 0 用 e l n 指数化 无穷小量 ∗ 有界量 = 0 区分左右极限: ①如 e x 要分左右极限分别计算 ( 图像左极限 ! = 右极限 ) ②分段函数 [ x ] 总结: \\~\\~ 7种未定型解法: \\~ 1^\infty =e^A=e^{\lim \limits_{x \to □}f(x)} \\~ 0*\infty~把求导更难的放分子,其余放分母,再L' \\~ \frac{0}{0} ~用L',T,每次L'前确定类型,再有理化或无穷小替换或提出非零因子\\~ \frac{\infty}{\infty}~用L',T,\mathbf{}看最高次系数,抓大 \\~ \infty-\infty通分,\frac{1}{x}倒代换t \\~ 0^0,\infty^0用e^{ln指数化} \\~ 无穷小量*有界量=0 \\~ \\~ 区分左右极限: \\~ ①如e^x要分左右极限分别计算 ~~\small(图像左极限!=右极限)\\~ ②分段函数[x] \\~ 总结: 7种未定型解法: 1∞=eA=ex→□limf(x) 0∗∞ 把求导更难的放分子,其余放分母,再L′ 00 用L′,T,每次L′前确定类型,再有理化或无穷小替换或提出非零因子 ∞∞ 用L′,T,看最高次系数,抓大 ∞−∞通分,x1倒代换t 00,∞0用eln指数化 无穷小量∗有界量=0 区分左右极限: ①如ex要分左右极限分别计算 (图像左极限!=右极限) ②分段函数[x]
求导计算
1. 利用导数定义求导 : 1.利用导数定义求导: 1.利用导数定义求导:
f ′ ( x 0 ) = lim Δ x → 0 Δ y Δ x = lim Δ x → 0 f ( x + Δ x ) − f ( x ) Δ x = lim Δ x → 0 f ( x ) − f ( x 0 ) x − x 0 f'(x_0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{\Delta y}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{f(x+\Delta x)-f(x)}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0} \\~ f′(x0)=Δx→0limΔxΔy=Δx→0limΔxf(x+Δx)−f(x)=Δx→0limx−x0f(x)−f(x0)
复杂求导配合非零因子带入 , 拆分 复杂求导配合非零因子带入,拆分\\~ 复杂求导配合非零因子带入,拆分
变型 f ′ ( x 0 ) = lim Δ x → 0 f ( x + Δ x ) − f ( x ) Δ x = lim Δ x → 0 f ( x − Δ x ) − f ( x ) − Δ x 变型f'(x_0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{f(x+\Delta x)-f(x)}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{f(x-\Delta x)-f(x)}{-\Delta x} \\~ 变型f′(x0)=Δx→0limΔxf(x+Δx)−f(x)=Δx→0lim−Δxf(x−Δx)−f(x)
当 x − x 0 = Δ x 无穷小时 , 导数值近似等于 x = x 0 处的斜率 当x-x_0=\Delta x 无穷小时,导数值近似等于x=x_0处的斜率 当x−x0=Δx无穷小时,导数值近似等于x=x0处的斜率
扩: 0 0 型极限,但没有说在 x = x 0 的去心领域内可导,只说在 x = x 0 这个点可导, 不能用 L ′ , 只能用导数定义求极限 ( 导数定义公式本身就是求极限 ) 扩:\frac{0}{0}型极限,但没有说在x=x_0的去心领域内可导,只说在x=x_0这个点可导,\\~ 不能用L',只能用导数定义求极限(导数定义公式本身就是求极限) 扩:00型极限,但没有说在x=x0的去心领域内可导,只说在x=x0这个点可导, 不能用L′,只能用导数定义求极限(导数定义公式本身就是求极限)
反之没有说只在 x = x 0 这个点可导,可 L ′ , 注意复合函数求导 反之没有说只在x=x_0这个点可导,可L',注意复合函数求导 反之没有说只在x=x0这个点可导,可L′,注意复合函数求导
分段函数求导 : 分段点只能用导数定义,分段区间用求导法则 分段函数求导:分段点只能用导数定义,分段区间用求导法则 分段函数求导:分段点只能用导数定义,分段区间用求导法则
∣ x ∣ 在 x = 0 连续但不可导 ( 图像连续但不光滑 ) f − ′ ( 0 ) = − 1 , f + ′ ( 0 ) = 1 , f − ′ ( 0 ) ≠ − 1 , f + ′ ( 0 ) 即 ∣ x ∣ 在 x = 0 不可导 |x|在x=0连续但不可导(图像连续但不光滑) \\~ f'_-(0)=-1,f'_+(0)=1,f'_-(0)\ne-1,f'_+(0)即|x|在x=0不可导 ∣x∣在x=0连续但不可导(图像连续但不光滑) f−′(0)=−1,f+′(0)=1,f−′(0)=−1,f+′(0)即∣x∣在x=0不可导
`
2. 复合函数 f ( u ) , u = f ( z ) , z = f ( x ) → ( f ( u ) ) ′ = f ′ ( u ) u z ′ z x ′ = f ′ ( u ) [ f ′ ( z ) [ f ′ ( x ) ] ] 判断复合:比如 s i n 1 x , 基本求导公式只学过 s i n x ,没有 s i n 1 x ,说明其为复合函数,用复合函数求导 2.复合函数 \\~ f(u),u=f(z),z=f(x) \to (f(u))'=f'(u)u'_zz'_x=f'(u)[f'(z)[f'(x)]] \\~ 判断复合:比如sin\frac{1}{x},基本求导公式只学过sinx,没有sin\frac{1}{x},说明其为复合函数,用复合函数求导 2.复合函数 f(u),u=f(z),z=f(x)→(f(u))′=f′(u)uz′zx′=f′(u)[f′(z)[f′(x)]] 判断复合:比如sinx1,基本求导公式只学过sinx,没有sinx1,说明其为复合函数,用复合函数求导
l n 1 − x 1 + x 2 = 1 2 [ l n ( 1 − x ) − l n ( 1 + x 2 ) ] ln \sqrt\frac{1-x}{1+x^2}=\frac{1}{2}[ln (1-x)-ln(1+x^2)] ln1+x21−x=21[ln(1−x)−ln(1+x2)]
l n ( x + x 2 ± a 2 ) = 1 x 2 ± a 2 ln(x + \sqrt{x^2 \pm a^2})=\frac{1}{\sqrt{x^2\pm a^2}} ln(x+x2±a2)=x2±a21
积分: ∫ d x x 2 ± a 2 = l n ( x + x 2 ± a 2 ) + c 积分:\int \frac{dx}{\sqrt{x^2\pm a^2}}=ln(x + \sqrt{x^2 \pm a^2})+c 积分:∫x2±a2dx=ln(x+x2±a2)+c
f 嵌套 u ( v ) , v ( y ) , y ( x ) , 复合求导 f ′ = u v ′ [ v y ′ ( y x ′ ) ] ( 注意内层整体顺序 ) \\~\\~\\ f嵌套~~~u(v),v(y),y(x), 复合求导f'=u'_v[v'_y(y'_x)]~~~~(注意内层整体顺序)\\~ f嵌套 u(v),v(y),y(x),复合求导f′=uv′[vy′(yx′)] (注意内层整体顺序)
隐函数求导 : 隐函数求导: \\~ 隐函数求导:
由方程 F ( x , y ) = 0 , 确定 y = y ( x ) 函数,求 d y d x 方法 1 :两边同时对 x 求导,把 y 看成 x 的函数 由方程F(x,y)=0,确定y=y(x)函数,求\frac{dy}{dx} \\~\\ 方法1:两边同时对x求导,把y看成x的函数 \\~ 由方程F(x,y)=0,确定y=y(x)函数,求dxdy 方法1:两边同时对x求导,把y看成x的函数
如 y 2 = 2 y y ′ 如~y^2=2yy' 如 y2=2yy′
参数方程求导: 一阶 y ′ = d y d x = y ′ ( t ) x ′ ( t ) y ′ ′ = d 2 y d x 2 = d ( y ′ ) d x = d ( y ′ ) d t d t d x = ( y ′ ( t ) x ′ ( t ) ) t ′ 1 x ′ ( t ) ( 其中倒数计算 d t d x = 1 d x d t = 1 x ′ ( t ) ) 参数方程求导: \\ 一阶y'= \frac{dy}{dx}=\frac{y'(t)}{x'(t)} \\ y''=\frac{d^2y}{dx^2}=\frac{d(y')}{dx}=\frac{d(y')}{dt}\frac{dt}{dx}=(\frac{y'(t)}{x'(t)})'_t\frac{1}{x'(t)} \\~\\ (其中倒数计算 \frac{dt}{dx}=\frac{1}{\frac{dx}{dt}}=\frac{1}{x'(t)}) \\~ 参数方程求导:一阶y′=dxdy=x′(t)y′(t)y′′=dx2d2y=dxd(y′)=dtd(y′)dxdt=(x′(t)y′(t))t′x′(t)1 (其中倒数计算dxdt=dtdx1=x′(t)1)
例 : 1. 一阶求 y ′ { x = s i n t y = c o s 2 t 例: \\~ 1.一阶求y' \\ \begin{cases} x=sint \\ y=cos2t \end{cases} \\~ 例: 1.一阶求y′{x=sinty=cos2t
y ′ = ( c o s 2 t ) t ′ ( s i n t ) t ′ = − 2 s i n 2 t c o s t y'=\frac{(cos2t)'_t}{(sint)'_t}=\frac{-2sin2t}{cost} \\~ y′=(sint)t′(cos2t)t′=cost−2sin2t
2. 二阶求 y ′ ′ { x = t 2 2 y = 1 − t \\~ 2.二阶求y'' \\ \begin{cases} x=\frac{t^2}{2} \\ y=1-t \\ \end{cases} \\~ 2.二阶求y′′{x=2t2y=1−t
y ′ = ( 1 − t ) t ′ t 2 2 t ′ = − 1 t y ′ ′ = d ( y ′ ) d t d t d x = d ( y ′ ) d t 1 d x d t [ d x d t 在计算 y ′ 时已经算出,带入 d x d t 和 y ′ ] = ( − 1 t ) t ′ ( 1 t ) = t − 2 ( 1 t ) = t − 3 y'=\frac{(1-t)'_t}{\frac{t^2}{2}'_t}=-\frac{1}{t} \\~\\ y''=\frac{d(y')}{dt}\frac{dt}{dx}=\frac{d(y')}{dt}\frac{1}{\frac{dx}{dt}} [\frac{dx}{dt}在计算y'时已经算出,带入\frac{dx}{dt}和y'] \\ = (-\frac{1}{t})'_t(\frac{1}{t})=t^{-2}(\frac{1}{t})=t^{-3} \\ \\~ y′=2t2t′(1−t)t′=−t1 y′′=dtd(y′)dxdt=dtd(y′)dtdx1[dtdx在计算y′时已经算出,带入dtdx和y′]=(−t1)t′(t1)=t−2(t1)=t−3
分段函数求导 : 连续: lim x → x 0 f ( x ) = f ( x 0 ) 一元函数:可微 ⇔ 可导 ≠ 连续 ( 可导必连续,图像相连且光滑 ) 分段函数求导: \\ 连续:\lim\limits_{x \to x_0}f(x)=f(x_0) \\ 一元函数:可微 \Leftrightarrow 可导 \ne 连续 (可导必连续,图像相连且光滑) \\~ 分段函数求导:连续:x→x0limf(x)=f(x0)一元函数:可微⇔可导=连续(可导必连续,图像相连且光滑)
例 : 讨论 y = e ∣ x ∣ 在 x = 0 的可导性 y = e ∣ x ∣ { e x x > 0 1 x = 0 e − x x < 0 例: \\~ 讨论y=e^{|x|}在x=0的可导性 \\ y=e^{|x|} \begin{cases} e^x ~ ~~~~~~~x>0 \\ 1 ~~~~~~~~~~x=0\\ e^{-x} ~~~~~~x<0 \end{cases} \\~ 例: 讨论y=e∣x∣在x=0的可导性y=e∣x∣⎩ ⎨ ⎧ex x>01 x=0e−x x<0
[ 注:若 y = e ∣ x ∣ 在 x = 0 连续: lim x → 0 f ( x ) = f ( x 0 ) = 1 , 此处需 lim x → 0 − f ( x ) = lim x → 0 + f ( x ) = 1 ] [注:若y=e^{|x|}在x=0连续:\lim\limits_{x \to 0}f(x)=f(x_0)=1~,此处需\lim\limits_{x \to 0^-}f(x)=\lim\limits_{x \to 0^+}f(x)=1] \\~ [注:若y=e∣x∣在x=0连续:x→0limf(x)=f(x0)=1 ,此处需x→0−limf(x)=x→0+limf(x)=1]
[ 注:若 y = e ∣ x ∣ 在 x = 0 可导: f + ′ ( 0 ) = f − ′ ( 0 ) ] [注:若y=e^{|x|}在x=0可导:f'_+(0)=f'_-(0)~] \\~ [注:若y=e∣x∣在x=0可导:f+′(0)=f−′(0) ]
f + ′ ( 0 ) = lim x → 0 + f ( x ) − f ( 0 ) x − 0 = lim x → 0 + e x − 1 x = 1 f'_+(0)=\lim\limits_{x \to 0^+}\frac{f(x)-f(0)}{x-0}=\lim\limits_{x \to 0^+}\frac{e^x-1}{x}=1 f+′(0)=x→0+limx−0f(x)−f(0)=x→0+limxex−1=1
f − ′ ( 0 ) = lim x → 0 − f ( x ) − f ( 0 ) x − 0 = lim x → 0 − e − x − 1 x = − 1 f'_-(0)= \lim\limits_{x \to 0^-}\frac{f(x)-f(0)}{x-0}=\lim\limits_{x \to 0^-}\frac{e^{-x-}1}{x}=-1 \\~ f−′(0)=x→0−limx−0f(x)−f(0)=x→0−limxe−x−1=−1
则 y = e ∣ x ∣ 在 x = 0 处不可导 ( f ′ ( 0 ) 不存在 ) 则y=e^{|x|}在x=0处不可导(f'(0)不存在) \\~\\~\\~ 则y=e∣x∣在x=0处不可导(f′(0)不存在)
问 f ( x ) 的不可导点的个数 ( 常规解法:左右极限是否相等 − 连续 且 极限 lim x → x 0 f ( x ) 是否等于函数值 f ( x 0 ) 记结论: 绝对值内外相等则可导 如 f ( x ) = ∣ x ∣ 在 x = 0 不可导 , 而 g ( x ) = x ∣ x ∣ 在 x = 0 可导 又如 x ( x + 1 ) x ( + 2 ) ∣ x ( x + 1 ) ∣ 在 x = 0 和 x = − 1 可导,在 x = − 2 不可导, 1 个不可导点 问f(x)的不可导点的个数\\ (常规解法:左右极限是否相等-连续~ 且 ~极限\lim\limits_{x \to x_0}f(x)是否等于函数值f(x_0) \\ 记结论: \\ 绝对值内外相等则可导 \\ 如f(x)=|x|在x=0不可导, 而g(x)=x|x| 在x=0可导 \\ 又如 ~x(x+1)x(+2)|x(x+1)|在x=0和x=-1可导,在x=-2不可导,1个不可导点\\ \\~ 问f(x)的不可导点的个数(常规解法:左右极限是否相等−连续 且 极限x→x0limf(x)是否等于函数值f(x0)记结论:绝对值内外相等则可导如f(x)=∣x∣在x=0不可导,而g(x)=x∣x∣在x=0可导又如 x(x+1)x(+2)∣x(x+1)∣在x=0和x=−1可导,在x=−2不可导,1个不可导点
变限积分求导 ! ! ! 微积分基本定理: f ( x ) 连续, F ( x ) = ∫ a x f ( t ) d t ∫ a b f ( x ) d x 可转化为 [ a , b ] 的图形面积 重要变型公式: ( ∫ a g ( x ) f ( t ) d t ) ′ = f ( g ( x ) ) g ′ ( x ) ( ∫ h ( x ) a f ( t ) d t ) ′ = ( − ∫ a h ( x ) f ( t ) d t ) ′ = − f ( g ( x ) ) g ′ ( x ) ( ∫ h ( x ) g ( x ) f ( t ) d t ) ′ = f ( h ( x ) ) h ′ ( x ) − f ( g ( x ) ) g ′ ( x ) 变限积分求导!!! \\~\\ 微积分基本定理: f(x)连续, F(x)=\int_{a}^x f(t)dt \\ \int_{a}^b f(x)dx 可转化为[a,b]的图形面积 \\ \\~\\ 重要变型公式:\\~ (\int_{a}^{g(x)} f(t)dt)'= f(g(x))g'(x) \\~\\ (\int_{h(x)}^{a} f(t)dt)' = (-\int_{a}^{h(x)} f(t)dt)' = -f(g(x))g'(x) \\~\\ (\int_{h(x)}^{g(x)} f(t)dt)' = f(h(x))h'(x)-f(g(x))g'(x) \\ \\~ 变限积分求导!!! 微积分基本定理:f(x)连续,F(x)=∫axf(t)dt∫abf(x)dx可转化为[a,b]的图形面积 重要变型公式: (∫ag(x)f(t)dt)′=f(g(x))g′(x) (∫h(x)af(t)dt)′=(−∫ah(x)f(t)dt)′=−f(g(x))g′(x) (∫h(x)g(x)f(t)dt)′=f(h(x))h′(x)−f(g(x))g′(x)
[ ∫ a x f ( t , x ) d t 若 t , x 无法分离,用变量替换 ] \\~ [~~\int^x_af(t,x)dt~若t,x无法分离,用变量替换~] \\~ [ ∫axf(t,x)dt 若t,x无法分离,用变量替换 ]
例: 注意:只允许字母 x 出现在积分上下限中 y = ∫ 0 x ( x ( g ( t ) ) − t g ( t ) ) d t = ∫ 0 x x ( g ( t ) d t − ∫ 0 x t g ( t ) ) d t = x ∫ 0 x g ( t ) d t − ∫ 0 x t g ( t ) ) d t [ 运用 ( u v ) ′ = u ′ v + u v ′ ] y ′ = ( x ∫ 0 x g ( t ) d t − ∫ 0 x t g ( t ) ) d t ) ′ = ∫ 0 x g ( t ) d t + x g ( x ) − x g ( x ) = ∫ 0 x g ( t ) d t 例:\\ 注意:只允许字母x出现在积分上下限中 \\~ y=\int_{0}^{x} (x(g(t))-tg(t))dt =\int_{0}^{x} x(g(t)dt- \int_{0}^{x}tg(t))dt \\~ =x \int_{0}^{x} g(t)dt- \int_{0}^{x}tg(t))dt ~~~~[运用(uv)'=u'v+uv']\\ y'=(x \int_{0}^{x} g(t)dt- \int_{0}^{x}tg(t))dt)'=\int_{0}^{x} g(t)dt+xg(x)-xg(x)=\int_{0}^{x} g(t)dt \\~ 例:注意:只允许字母x出现在积分上下限中 y=∫0x(x(g(t))−tg(t))dt=∫0xx(g(t)dt−∫0xtg(t))dt =x∫0xg(t)dt−∫0xtg(t))dt [运用(uv)′=u′v+uv′]y′=(x∫0xg(t)dt−∫0xtg(t))dt)′=∫0xg(t)dt+xg(x)−xg(x)=∫0xg(t)dt
根据 ( C ) ′ = 0 : ( ∫ a b f ( x ) d x ) ′ = ( F ( x ) ∣ a b ) x ′ = ( F ( b ) − F ( a ) ) ′ = 0 [ 没有含 x 字母,视为常数 ] 对比: d d x ∫ a b s i n x 2 d x = 0 d d b ∫ a b s i n x 2 d x = ( F ( b ) − F ( a ) ) b ′ = f ( b ) − 0 = f ( b ) = s i n b 2 [ 熟练后可直接写 s i n b 2 ] 根据(C)'=0 : \\ (\int_a^bf(x)dx)'=(F(x)|_a^b)'_x=(F(b)-F(a))'= 0 ~~~[没有含x字母,视为常数] \\ 对比: \\ \frac{d}{dx}\int_a^bsinx^2dx=0 \\~\\ \frac{d}{db}\int_a^bsinx^2dx= (F(b)-F(a))'_b=f(b)-0=f(b)=sinb^2 ~ [熟练后可直接写sinb^2 ]\\ \\~ 根据(C)′=0:(∫abf(x)dx)′=(F(x)∣ab)x′=(F(b)−F(a))′=0 [没有含x字母,视为常数]对比:dxd∫absinx2dx=0 dbd∫absinx2dx=(F(b)−F(a))b′=f(b)−0=f(b)=sinb2 [熟练后可直接写sinb2]
求导与积分 ( 凑微分 ) [ 求导容易积分难 ] ( x ) ′ = 1 2 1 x 逆运算 ∫ 1 x d x = 2 x + c f ′ ( Δ ) = f ′ ( Δ ) + Δ f ( Δ ) = 0 ∗ Δ = 0 → 【 e Δ x 】 ( x l n x ) ′ = l n x + 1 , ( l n x x ) ′ = 1 − l n x x 2 ∫ 1 − l n x ( x − l n x ) 2 d x = ∫ 1 − l n x x 2 ( x − l n x ) 2 x 2 d x = ∫ d l n x x ( 1 − l n x x ) 2 [ d 中可等价添加常数 ] = − ∫ d ( 1 − l n x x ) ( 1 − l n x x ) 2 = 1 1 − l n x x + c 求导与积分(凑微分)~~[求导容易积分难] \\ (\sqrt x)'= \frac{1}{2}\frac{1}{\sqrt x} 逆运算 \int \frac{1}{\sqrt x}dx=2\sqrt x+c \\ f'( \Delta)=f'( \Delta)+\Delta f( \Delta) =0*\Delta=0 \to 【e^{\Delta x} 】 \\ (xlnx)'=lnx+1, (\frac{lnx}{x})'= \frac{1-lnx}{x^2} \\ \int \frac{1-lnx}{(x-lnx)^2}dx=\int \frac{ \frac{1-lnx}{x^2} } {\frac{(x-lnx)^2}{x^2} }dx = \int \frac{ d \frac{lnx}{x} }{ (1-\frac{lnx}{x})^2 } [d中可等价添加常数]= -\int \frac{ d (1-\frac{lnx}{x}) }{ (1-\frac{lnx}{x})^2 } = \frac{1}{1-\frac{lnx}{x}}+c \\ \\~ 求导与积分(凑微分) [求导容易积分难](x)′=21x1逆运算∫x1dx=2x+cf′(Δ)=f′(Δ)+Δf(Δ)=0∗Δ=0→【eΔx】(xlnx)′=lnx+1,(xlnx)′=x21−lnx∫(x−lnx)21−lnxdx=∫x2(x−lnx)2x21−lnxdx=∫(1−xlnx)2dxlnx[d中可等价添加常数]=−∫(1−xlnx)2d(1−xlnx)=1−xlnx1+c
若题中告知 f ′ ( x ) 存在 = > 导数定义求极限 : 若题中告知f'(x)存在 =>导数定义求极限: 若题中告知f′(x)存在=>导数定义求极限:
f ′ ( x 0 ) = lim g ( t ) → 0 f ( x 0 + g ( t ) ) − f ( x 0 ) g ( t ) f'(x_0)=\lim\limits_{g(t) \to 0}\frac{f(x_0+g(t))-f(x_0)}{g(t)} \\~ f′(x0)=g(t)→0limg(t)f(x0+g(t))−f(x0)
用分子相减的部分做分母 ! [ 满足变型后可确定 ] 用分子相减的部分做分母![满足变型后可确定] 用分子相减的部分做分母![满足变型后可确定]
f ′ ( 1 ) = lim x → 0 f ( 1 + 2 s i n x ) − f ( 1 ) 2 s i n x f'(1)=\lim\limits_{x \to 0} \frac{f(1+2sinx)-f(1)}{2sinx} f′(1)=x→0lim2sinxf(1+2sinx)−f(1)
f ′ ( 1 ) = lim x → 0 f ( 1 ) − f ( 1 − 3 t a n x ) 3 t a n x = lim x → 0 f ( 1 − 3 t a n x ) − f ( 1 ) − 3 t a n x f'(1)=\lim\limits_{x \to 0} \frac{f(1)-f(1-3tanx)}{3tanx}=\lim\limits_{x \to 0} \frac{f(1-3tanx)-f(1)}{-3tanx}\\~\\~ f′(1)=x→0lim3tanxf(1)−f(1−3tanx)=x→0lim−3tanxf(1−3tanx)−f(1)
凑导数定义例题: 凑导数定义例题:\\~ 凑导数定义例题:
【扩结论 : 若 lim x → □ f ( x ) g ( x ) ∃ 且分母 lim x → □ g ( x ) = 0 ⇒ lim x → □ f ( x ) = 0 【扩结论:若\lim\limits_{x \to \square} \frac{f(x)}{g(x)} \exists ~~且分母~\lim\limits_{x \to \square}g(x) =0 ~~~\Rightarrow \lim\limits_{x \to \square}f(x)=0\\~ 【扩结论:若x→□limg(x)f(x)∃ 且分母 x→□limg(x)=0 ⇒x→□limf(x)=0
例:求 f ( x ) 在 x = 1 可导 , 已知 lim x → 0 f ( e x 2 ) − 3 f ( 1 + s i n 2 x ) x 2 = 2 , 求 f ′ ( 1 ) 例:求f(x)在x=1可导,已知 \lim\limits_{x \to 0} \frac{f(e^{x^2})-3f(1+sin^2x)}{x^2}=2 ,求f'(1)\\~ 例:求f(x)在x=1可导,已知x→0limx2f(ex2)−3f(1+sin2x)=2,求f′(1)
lim x → 0 f ( e x 2 ) − 3 f ( 1 + s i n 2 x ) x 2 = 2 \lim\limits_{x \to 0} \frac{f(e^{x^2})-3f(1+sin^2x)}{x^2}=2 x→0limx2f(ex2)−3f(1+sin2x)=2
lim x → 0 f ( e x 2 ) − f ( 1 ) + 3 f ( 1 ) − 3 f ( 1 + s i n 2 x ) − 2 f ( 1 ) x 2 = 2 \lim\limits_{x \to 0} \frac{f(e^{x^2})-f(1)+3f(1)-3f(1+sin^2x)-2f(1)}{x^2}=2 x→0limx2f(ex2)−f(1)+3f(1)−3f(1+sin2x)−2f(1)=2
根据 x = 1 极限 ∃ 且分母 lim x → 0 x 2 = 0 ⇒ 分子极限 = 0 ,带入 x = 1 , f ( 1 ) − 3 f ( 1 ) = 0 ⇒ f ( 1 ) = 0 根据x=1极限\exist且分母\lim\limits_{x \to 0}x^2=0 ~~\Rightarrow~~分子极限=0,带入x=1,f(1)-3f(1)=0~~\Rightarrow~~f(1)=0 根据x=1极限∃且分母x→0limx2=0 ⇒ 分子极限=0,带入x=1,f(1)−3f(1)=0 ⇒ f(1)=0
lim x → 0 ( f ( e x 2 ) − f ( 1 ) e x 2 − 1 ) ( f ( e x 2 − 1 x 2 ) + 3 lim x → 0 ( f ( 1 ) − 3 f ( 1 + s i n 2 x ) − s i n 2 x ) ( − s i n 2 x x 2 ) = 2 \lim\limits_{x \to 0} (\frac{f(e^{x^2})-f(1)}{e^{x^2}-1})(\frac{f(e^{x^2}-1}{x^2})+3\lim\limits_{x \to 0}(\frac{f(1)-3f(1+sin^2x)}{-sin^2x})(\frac{-sin^2x}{x^2})=2 x→0lim(ex2−1f(ex2)−f(1))(x2f(ex2−1)+3x→0lim(−sin2xf(1)−3f(1+sin2x))(x2−sin2x)=2
f ′ ( 1 ) − 3 f ′ ( 1 ) = 2 f'(1)-3f'(1)=2 f′(1)−3f′(1)=2
f ′ ( 1 ) = − 1 f'(1)=-1 f′(1)=−1
经典考题: 经典考题: 经典考题:
设 y = f ( x ) , 由方程 y − x = e x ( 1 − y ) 确定 , 求 lim n → ∞ [ f ( 1 n ) − 1 ] n 设y=f(x),由方程y-x=e^{x(1-y)}确定,求\lim\limits_{n \to \infty}[f(\frac{1}{n})-1]n 设y=f(x),由方程y−x=ex(1−y)确定,求n→∞lim[f(n1)−1]n
隐函数求导基本功, ( 尝试 x = 0 , 1 , − 1 ) 代入法 x = 0 , y = 1 ( 即 f ( 0 ) = 1 ) 隐函数求导基本功,(尝试x=0,1,-1)代入法x=0,y=1(即f(0)=1) 隐函数求导基本功,(尝试x=0,1,−1)代入法x=0,y=1(即f(0)=1)
对 x 求导 y ′ − 1 = e x ( 1 − y ) ( 1 − y + x ( − y ) ′ ) 对x求导~~~~~~~y'-1=e^{x(1-y)}(1-y+x(-y)') 对x求导 y′−1=ex(1−y)(1−y+x(−y)′)
代入 x = 0 , y = 1 , y ′ − 1 = 0 , 即 y ′ = 1 , ( 代入的是 x = 0 , 即 f ′ ( 0 ) = 1 ) 代入x=0,y=1,y'-1=0,即y'=1,(代入的是x=0,即f'(0)=1) 代入x=0,y=1,y′−1=0,即y′=1,(代入的是x=0,即f′(0)=1)
lim x → 0 f ( x ) − f ( 0 ) x − 0 x = 1 n lim n → ∞ [ f ( 1 n ) − f ( 0 ) ] 1 n − 0 \lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)-f(0)}{x-0} ~~~\frac{x=\frac{1}{n}}{}\lim\limits_{n \to \infty} \frac{[f(\frac{1}{n})-f(0)]}{\frac{1}{n}-0} x→0limx−0f(x)−f(0) x=n1n→∞limn1−0[f(n1)−f(0)]
原式 lim n → ∞ [ f ( 1 n ) − 1 ] n = lim n → ∞ [ f ( 1 n ) − f ( 0 ) ] 1 n − 0 = f ′ ( 0 ) = 1 ( 代入 f ( 0 ) = 1 , f ′ ( 0 ) = 1 ) 原式\lim\limits_{n \to \infty} [f(\frac{1}{n})-1]n=\lim\limits_{n \to \infty} \frac{[f(\frac{1}{n})-f(0)]}{\frac{1}{n}-0}=f'(0)=1 \\ (代入f(0)=1,f'(0)=1) \\~\\~ 原式n→∞lim[f(n1)−1]n=n→∞limn1−0[f(n1)−f(0)]=f′(0)=1(代入f(0)=1,f′(0)=1)