【摘要】在暑期完成第一轮基础考点的复习之后,9月份开始需要对考研数学所考的定理定义进行必要的汇总。本文为同学们整理了高数部分的导数与微分定理定义汇总。考研帮携手2016大纲解析人第一时间解读大纲,点击免费报名。
▶导数与微分 1、导数存在的充分必要条件 ●函数f(x)在点x0处可导的充分必要条件是在点x0处的左极限 lim(h→-0)[f(x0+h)-f(x0)]/h及右极限lim(h→+0)[f(x0+h)-f(x0)]/h都存在且相等,即左导数f-′(x0)右导数f+′(x0)存在相等。 2、函数f(x)在点x0处可导=>函数在该点处连续;函数f(x)在点x0处连续≠>在该点可导。即函数在某点连续是函数在该点可导的必要条件而不是充分条件。 3、原函数可导则反函数也可导,且反函数的导数是原函数导数的倒数。 4、函数f(x)在点x0处可微=>函数在该点处可导;函数f(x)在点x0处可微的充分必要条件是函数在该点处可导。 ▶中值定理与导数的应用 1、定理(罗尔定理)如果函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,且在区间端点的函数值相等,即f(a)=f(b),那么在开区间(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ0,那么函数f(x)在[a,b]上单调增加; (2)如果在(a,b)内f’(x)<0,那么函数f(x)在[a,b]上单调减少。 ●如果函数在定义区间上连续,除去有限个导数不存在的点外导数存在且连续,那么只要用方程f’(x)=0的根及f’(x)不存在的点来划分函数f(x)的定义区间,就能保证f’(x)在各个部分区间内保持固定符号,因而函数f(x)在每个部分区间上单调。 6、函数的极值 ●如果函数f(x)在区间(a,b)内有定义,x0是(a,b)内的一个点,如果存在着点x0的一个去心邻域,对于这去心邻域内的任何点x,f(x)f(x0)均成立,就称f(x0)是函数f(x)的一个极小值。 ●在函数取得极值处,曲线上的切线是水平的,但曲线上有水平曲线的地方,函数不一定取得极值,即可导函数的极值点必定是它的驻点(导数为0的点),但函数的驻点却不一定是极值点。 ●定理(函数取得极值的必要条件)设函数f(x)在x0处可导,且在x0处取得极值,那么函数在x0的导数为零,即f’(x0)=0。 ●定理(函数取得极值的第一种充分条件)设函数f(x)在x0一个邻域内可导,且f’(x0)=0,那么: (1)如果当x取x0左侧临近的值时,f’(x)恒为正;当x去x0右侧临近的值时,f’(x)恒为负,那么函数f(x)在x0处取得极大值; (2)如果当x取x0左侧临近的值时,f’(x)恒为负;当x去x0右侧临近的值时,f’(x)恒为正,那么函数f(x)在x0处取得极小值; (3)如果当x取x0左右两侧临近的值时,f’(x)恒为正或恒为负,那么函数f(x)在x0处没有极值。 ●定理(函数取得极值的第二种充分条件)设函数f(x)在x0处具有二阶导数且f’(x0)=0,f’’(x0)≠0那么: (1)当f’’(x0)<0时,函数f(x)在x0处取得极大值; (2)当f’’(x0)>0时,函数f(x)在x0处取得极小值; ●驻点有可能是极值点,不是驻点也有可能是极值点。 7、函数的凹凸性及其判定 设f(x)在区间Ix上连续,如果对任意两点x1,x2恒有f[(x1+x2)/2]< [f(x1)+f(x1)]/2,那么称f(x)在区间Ix上图形是凹的;如果恒有f[(x1+x2)/2]>[f(x1)+f(x1)]/2,那么称f(x)在区间Ix上图形是凸的。 ●定理设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内具有一阶和二阶导数,那么 (1)若在(a,b)内f’’(x)>0,则f(x)在闭区间[a,b]上的图形是凹的; (2)若在(a,b)内f’’(x)<0,则f(x)在闭区间[a,b]上的图形是凸的。 ●判断曲线拐点(凹凸分界点)的步骤 (1)求出f’’(x); (2)令f’’(x)=0,解出这方程在区间(a,b)内的实根; (3)对于(2)中解出的每一个实根x0,检查f’’(x)在x0左右两侧邻近的符号,如果f’’(x)在x0左右两侧邻近分别保持一定的符号,那么当两侧的符号相反时,点(x0,f(x0))是拐点,当两侧的符号相同时,点(x0,f(x0))不是拐点。 ●在做函数图形的时候,如果函数有间断点或导数不存在的点,这些点也要作为分点。 (实习编辑:赵峰)