微分積分簡要總結

這次經歷了考研穆碎,雖然很駑鈍牙勘,感覺考得一般,但是既然帶著學習和了解知識的目的所禀,那么方面,便要總結一下我學的數學知識放钦,不忍心讓它流逝而對我沒什么用處。

以我覺得葡幸,數學的知識最筒,很初級的那些贺氓,在普通生活中用的相對較多蔚叨。對于高等數學這些,對于大部分人辙培,沒什么明顯的作用蔑水,估計就只是考考試,鍛煉下思維扬蕊。

我之所以覺得既然學了搀别,便不能放棄,是因為:

  1. 我希望我能夠有一種思維尾抑,一種總結式的思維歇父,什么東西,都可以嘗試用函數的方式來思考再愈,這是掌握事務準則的原則榜苫。
  2. 數學真的能夠鍛煉人的思維方式,無論是總結翎冲、探索垂睬、觀察還是推理等,都很有作用抗悍。
  3. 若是想要從事研究工作驹饺,它是必不可少的,很多的極限條件缴渊,還只能靠它來研究赏壹。
  4. 憑一句話:“數學是上帝用來書寫宇宙的語言”。
arithmatic

以下的所有方法衔沼,基礎點都是從函數出發(fā)卡儒,有了準確的函數,才能夠有下面的方法俐巴。

這里呢骨望,記錄下感悟和理解,如有需要查看的欣舵,教科書查看之:


一 函數及其性質

我的理解: 函數是對于一個功能的描述擎鸠,固定(同類或者同值)的參數傳入,必定得到固定的值或者輸出缘圈。簡單點理解劣光,就可以理解函數是一個功能袜蚕,是一個實現了的功能。
運用: 其實函數是量與量之間的關系绢涡,是規(guī)律的表現牲剃。一個函數代表著某種規(guī)律。這就提供了一種規(guī)律思維雄可,什么事情凿傅,要掌握規(guī)律,就試圖將其“函數化”数苫,試圖找尋出其規(guī)律聪舒。
相關知識:復合函數,反函數虐急,基本初等函數箱残,分段函數,函數的有界性止吁,函數的奇偶性被辑,函數的周期性。


二 極限和連續(xù)

我的理解:極限和連續(xù)研究的是細節(jié)敬惦,深入到及其精細的地方盼理。研究的是無限接近的情況。連續(xù)仁热,人看來就是不斷夏漱,就是連接著颊咬,而在數學上隆判,把這種理念用定義很準確的描述了出來亦鳞,在某點是否連續(xù)(不斷),就是在某點上左右極限是否相同迅矛,這就保證了在著點附近無窮小的地方都是連著的妨猩。
運用:極限在知道函數時候,在需要其預估值(無窮大無窮小情況)和人的描述難以精確到的自變量的時候很有用秽褒,比如有段函數趨勢圖壶硅,計算其極端情況。而連續(xù)建立在極限上销斟,主要用于分析圖像于某點出的屬性和特點庐椒。
相關知識:數列的極限、收斂數列之性質蚂踊、函數極限约谈、函數極限性質、無窮大無窮小、等價無窮下棱诱、洛必達法則泼橘、函數的連續(xù)和間斷、極限的求法迈勋。
重要筆記:

  1. 極限求法
1. 對于0·∞炬灭、∞·∞類型,常趁夜剑化為分數(對分子分母)進行同乘除處理重归,然后運用洛必達法則;
2. 對于∞^0镰官、0^0提前、1^∞類型吗货,常秤具耄化成e為底數的形式,對其指數求極限即可宙搬;
3. 等價無窮斜啃取(如果式子可被視為一項,則可以使用)勇垛;
4. 泰勒公式脖母;
5. 換元法;
6. 二個重要極限闲孤;
7. 對于有理式谆级,且趨向于無窮大的,上下同除去最高項變量讼积,進行可以得到結果肥照;

三 一元函數微分學的概念和計算

我的理解:導數,就是y軸上的變化量除以x軸上的變化量勤众,體現的是變化率舆绎;微分是y軸上的增量,體現的是增量们颜。都是建立在極限基礎上吕朵,可以理解成:當x變化非常非常小的時候,曲線的斜率可以用直線代替窥突,曲線y的增量努溃,可以用直線的增量代替,就實現了化曲為直阻问,將所有的問題都轉化成局部簡單的梧税。比如要求某個地方的增量,不好入手,變將這個地方微觀化贡蓖,用此處直線來代替曹鸠。是從面到線到點
運用:簡而言之斥铺,是一種思維:整體問題局部化彻桃。
相關知識:導數的概念、導數的幾何意義晾蜘、高階導數概念邻眷、可微判別、可微的幾何解釋剔交、導數計算肆饶、反函數導數、參數方程導數岖常。


四 一元函數微分學的幾何應用

我的理解:極值和拐點都是建立在了一階導數和高階導數的基礎上的驯镊,分析的是原函數圖像的性質(某個區(qū)間的max和min值和轉折點),函數圖像的水平竭鞍、鉛直和斜漸近線板惑,分析的是函數圖像臨界位置的問題;
運用:極值對知曉圖像偎快,分析和得到極值和最值冯乘,很有幫助;拐點對分析圖像的變化趨勢很有幫助晒夹;漸近線對于確定圖像(值)的邊界很有作用裆馒。
相關知識:極值點和駐點、判斷極值點的條件丐怯、凹凸性的定義喷好、凹凸性的充分條件、凹凸性的充要條件响逢、漸近線的定義


五 中值定理

我的理解:主要是在知曉圖像的情況下绒窑,能夠結合有限的條件對圖像進行深入的分析,得到圖像的相關性質舔亭,都是建立在導數和微分之上的些膨,是鏈接原函數和導數之間的橋梁。
運用:在知道原函數和其導數钦铺、微分的情況下订雾,能夠根據已知一些條件進行一些特性的分析,如:平均數矛洞、零點洼哎、比例等烫映。
相關知識:有界與最值定理、介值定理噩峦、平均值定理锭沟、零點定理、費馬定理识补、羅爾定理族淮、拉格朗日中值定理、柯西中值定理凭涂、帶拉格朗日余項的泰勒公式祝辣。


六 一元函數積分學概念與計算

我的理解:分為定積分和不定積分,不定積分求得實際上就是導數的原函數切油;定積分蝙斜,實際上求得是函數圖像圍城的面積;定積分和微分相反澎胡,要了解的是宏觀的問題孕荠,借助微觀了解宏觀。比如求非規(guī)則體型的面積滤馍,讓各個很微觀的長方形的面積累加起來就是岛琼,是由點到線到面到體底循。
運用:在實際問題中巢株,想要求不規(guī)則圖形的面積,或者不規(guī)則圖形環(huán)繞形成的體積熙涤、曲線環(huán)繞形成的圖形的表面積時候阁苞,很有用。
相關知識點:不定積分祠挫、定積分那槽、定積分相關性質、變限積分等舔、變限積分求導骚灸、反常積分、積分的求解方法慌植。
重要筆記:

  1. 積分求解
1. 結合導數目測手試法
2. 湊微分法
3. 換元法
4. 分步積分法
5. 被積分函數變形法

七 多元函數微分學

我的理解:之前所學的一元函數居多甚牲,但是像是編程,往往一個輸出會受到很多輸入的影響蝶柿,所以多個參數丈钙,即多個因變量。再次情況下研究此函數的微分交汤,研究各個變量的影響如:在z(x,y)單獨x的影響(偏導數)雏赦,單獨y的影響及x,y共同的影響(全微分)。而兩個變量構成的影響因素(定義域),在坐標系中實際是一塊面積星岗。相同的填大,在二元或者多元的情況下研究其極值、最值等特性俏橘。
運用:面臨多個因變量時候的特性分析栋盹。
相關知識:偏導數、可微敷矫、偏導數連續(xù)性例获、多元函數微分法則、隱函數定理曹仗、多元函數的極值和最值榨汤。


八 二重積分

我的理解:這么想,一重積分怎茫,是求面積收壕,在定義域為一條直線的時候;二重積分轨蛤,定義域為一個圖形面積蜜宪,所求是體積;更加驗證了由點到線到面到體的過程祥山;其對稱性和次序性可以用來對其進行簡化圃验。
運用:主要用于求體積。經常是極坐標和直角坐標進行轉化缝呕。分析這種題目往往都是畫出圖(定義域面積)進行分析澳窑。
知識點:幾何背景、精確定義供常、其性質(可加性摊聋,保號性,估值定理栈暇,中值定理麻裁,)、普通對稱和輪換對稱源祈、計算(極坐標煎源,直角坐標,互相轉化新博,被積分的次序的轉換)


九 常微分方程

我的理解:首先是方程薪夕,普通方程是講一個數當做未知量,而微分方程赫悄,是把一個函數當做未知量原献;普通方程的次數就是未知量的幾次方馏慨,微分方程的次數,是函數的幾階導數姑隅。
運用:目前能想到的就是在未知的時候求函數表達式写隶。
知識點:主要就是微分方程的解法。
重要筆記:

  1. 常見的形式和解法
一讲仰、一階齊次
(1)觀察法
(2)分離變量法
(3)分子分母是x,y混合的慕趴,同除化為` y/x `形式,利用換元法` u=y/x `來處理鄙陡,之后按照分離變量法即可
二冕房、一階非齊次
(1)、形如` dy/dx+P(x)y=Q(x) `的趁矾,直接利用公式
(2)耙册、對于特殊形式,利用換元法
三毫捣、高階線性微分方程
(1)可降階的
   1.` y^(n)=f(x) `形式的详拙,直接依據導數公式反化即可;
   2.` y''=f(x,y') `形式的蔓同,可令` y'=p,y''=dp/dx `后饶辙,按照分離變量法計算
   3.` y''=f(x,y') `形式的,可令` y'=p,y''=dp/dx=dp/dy*dy/dx=dp/dy*p `后斑粱,按照分離變量法計算
(2)不可將階的
   可分為齊次可非齊次二階常微分方程弃揽,利用特征方程、特征根和公式來進行求解

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