《高等数学》微分学思维导图是微积分中的知识点,微积分中的可微、可导与连续都需要满足特定的条件,而可微即可导,可导推连续,左导数存在则左连续,右导数存在则右连续,多元微分中,可微则可偏导,连续,可偏导与连续互不相关,且皆无法推出可微,偏导数连续则可微,有可微的判定式。微积分中求导有按定义求导和求导公式两种方法,且有链式求导法和一阶微分形式不变性。导数的应用有研究函数的性态、费马定理、极值与最值、微分中值定理、拉格朗日中值定理、罗尔定理、柯西中值定理、泰勒公式,导数的几何应用有切线、法线、截距和微分中值定理。微积分中还有构造原函数、证明微分等式、不等式、一元函数的拐点、渐近线等内容。利用单调性求极值、找等值点、求区间内最值问题可以转化为方程和不等式的求解,一些特定的问题可以使用Taylor展开及Lagrange中值定理、不定中值不等式、凹凸性不等式。
《高等数学》微分学思维导图模板大纲
一元微分
可微/可导的条件
充分必要条件
可微即可导
可导推连续
左导数存在则左连续
右导数存在则右连续
多元微分
可微则可偏导,连续
可偏导与连续互不相关,且皆无法推出可微
偏导数连续则可微
可微的判定式
按定义求导
分段函数的分段点
求导公式求出导数不存在的点
给出某点导数值求另一点的导数值
复合函数求导
一元微分
链式求导法
多元微分
链式求导法
一阶微分形式不变性
多元函数的全微分
隐函数求导
公式法
一阶微分不变性
两端同时求导
变限积分求导
变限积分被积函数的自变量中若含有积分限上的元素,则无法求导,必须进行换元
N阶导数
公式
Taylor公式的唯一性(麦式法)
研究函数的性态
费马定理
观察极值,最值的存在性
单调性
极值与最值(值域)
一元微分(一般考察判定)
极值的充分必要条件(定义)
第一充分条件
函数的导数在该点两端变号
第二充分条件
该点2k-1阶导数为0,2k阶导数不为0
多元微分(一般考察计算)
求极值
必要条件为对每个自变量的偏导都为0(解方程)
备选点利用二阶判别式判定是否为极值
求条件极值
利用拉式函数
利用边界条件将多元函数转化为一元函数
多元函数在一个区域内的最值
先求区域内的极值,再求边界上的条件极值
拐点(一元函数)
拐点的判定
渐近线
导数的经济应用
弹性
最大利润问题(条件极值或最值)
一般来说利润最大化利用公式MC=MR,成本最小化则是AC=MC
导数的几何应用
切线
法线
截距
拉格朗日中值定理(核心定理之一)
利用函数的导数性质
可用于具体函数与抽象函数,注意常数可以代表某些函数的特定值
罗尔定理
构造原函数
证明至少有几个零点
证明至多有几个零点
柯西中值定理
泰勒公式的应用
求n阶导数
证明微分等式、不等式
展开点一般为一阶导数为0的点或区间中点
若无特殊点,可将f(x+1)及f(x-1)在x点展开,消去一阶导数项
等式多与介值定理结合,不等式多与费马定理结合(在极值点展开)
等式
带不定中值的等式(方程根的存在性)
罗尔定理
找原函数
原函数常为变限积分或自然指数与函数的乘积
找点
等值点除题目直接给出的以外可考虑积分中值定理,介值定理,某点的导数值。
用
存在n阶导数为0需要原函数有n+1个等值点,如证明一阶导数存在一个零点,可找到变限积分的三个零点
n阶导数不为0,则原函数最多存在n个等值点
费马定理
考察极/最值的存在性,特别适合两端点函数值相等的情况
零点定理
Taylor展开及Lagrange中值定理
函数恒等式
在区间内导数恒为0
在区间内存在某一点函数值为目标值
不等式
方程不等式
利用单调性,可转化为求区间内最值问题
不定中值不等式
二阶以下多用lagrange,二阶及二阶以上多用Taylor,视题目条件选择定理
凹凸性不等式
切线与弧的上下关系
割线与弧的上下关系
存在凹凸性时的Taylor放缩法