首页 › 资料库 › 高等数学(经管类)备考讲义(试读)
系统知识版 高等数学(经济管理类):一元函数微分学、不定积分

高等数学(经管类)备考讲义

适用对象:报考会计学、经济学等商学院方向的转专业考生
考核范围:高等数学(经济管理类):一元函数微分学、不定积分

  • 四章主体:函数与极限 / 导数与微分 / 中值定理与导数应用 / 不定积分
  • 每章配 ★核心公式表、⚠️ 易错提示、例题精讲
  • 经管特色题型:边际分析、最值应用、近似计算
  • 方法专题 + 附录(公式速查、易错清单)

🔒 获取完整讲义

本页可在线阅读完整目录 + 导学 + 第一章。完整讲义含全部章节、真题卷精解、 公式速查表与附录,随配套题库权限一并提供。

配套电子版为 Word 文档,含 Word 原生公式(可直接编辑), 与在线题库章节一一对应。

📑 完整讲义目录(137 个章节)

  1. 扬州大学转专业考试·高等数学(经管类)备考讲义
  2. 〇、导学:本讲义怎么用
  3. 0.1 一句话告诉你"高等数学(经管类)考什么"
  4. 0.2 知识地图(四章骨架)
  5. 0.3 零基础学生的阅读路径
  6. 0.4 符号与记号约定
  7. 0.5 本讲义的标记符号
  8. 第一章 函数、极限与连续
  9. 1.1 函数
  10. 1.1.1 函数是什么
  11. 1.1.2 定义域的求法
  12. 1.1.3 复合函数与定义域
  13. 1.1.4 函数的奇偶性
  14. 1.1.5 函数的单调性
  15. 1.1.6 函数的周期性
  16. 1.1.7 反函数
  17. 1.1.8 基本初等函数(六大类)
  18. 1.2 数列的极限
  19. 1.2.1 数列与极限的直观
  20. 1.2.2 收敛数列的性质
  21. 1.2.3 极限的四则运算法则
  22. 1.2.4 几个基本极限(直接使用)
  23. 1.2.5 ★ 夹逼准则(迫敛性)
  24. 1.3 函数的极限
  25. 1.3.1 自变量的两种趋近方式
  26. 1.3.2 ★ 极限存在的充要条件(分段点必用)
  27. 1.3.3 函数极限的四则运算
  28. 1.3.4 ★ 两个重要极限
  29. 1.3.5 极限计算方法总览
  30. 1.4 无穷小、无穷大与无穷小的比较
  31. 1.4.1 无穷小
  32. 1.4.2 无穷大
  33. 1.4.3 无穷小的阶
  34. 1.4.4 ★ 常用等价无穷小表($x\to 0$)——必须背熟
  35. 1.4.5 等价无穷小替换的"加减陷阱"
  36. 1.5 函数的连续性与间断点
  37. 1.5.1 连续的定义
  38. 1.5.2 间断点的分类
  39. 1.5.3 初等函数的连续性
  40. 1.6 闭区间上连续函数的性质
  41. 1.7 本章易错清单
  42. 第二章 导数与微分
  43. 2.1 导数的概念
  44. 2.1.1 从"平均变化率"到"瞬时变化率"
  45. 2.1.2 导数的定义
  46. 2.1.3 导数的几何意义
  47. 2.1.4 ★ 导数定义的"变形题"(必考套路)
  48. 2.1.5 左导数与右导数
  49. 2.1.6 ★ 可导与连续的关系
  50. 2.1.7 ★ 分段函数在分段点处的可导性(必考模型)
  51. 2.2 ★ 基本求导公式表(必背,倒背如流)
  52. 2.2.1 公式表
  53. 2.2.2 记忆口诀
  54. 2.2.3 四则运算法则
  55. 2.2.4 ★ 复合函数求导(链式法则)——最核心技能
  56. 2.2.5 对数求导法(幂指函数与多因子乘除)
  57. 2.2.6 隐函数求导
  58. 2.2.7 参数方程求导
  59. 2.2.8 ★ 高阶导数
  60. 2.2.9 ★ 反函数的求导法则
  61. 2.3 微分
  62. 2.3.1 微分的定义
  63. 2.3.2 微分的计算
  64. 2.3.3 ★ 凑微分(第四章的核心工具)
  65. 2.3.4 微分在近似计算中的应用
  66. 2.4 本章易错清单
  67. 第三章 微分中值定理与导数的应用
  68. 3.1 微分中值定理(三大定理)
  69. 3.1.1 罗尔定理(Rolle)—— 基础
  70. 3.1.2 拉格朗日中值定理(Lagrange)—— 最常用
  71. 3.1.3 柯西中值定理(Cauchy)—— 了解
  72. 3.1.4 ★ 三大定理适用场景速查
  73. 3.2 洛必达法则
  74. 3.2.1 法则内容
  75. 3.2.2 使用前提三检查
  76. 3.2.3 其他未定式的转化
  77. 3.2.4 洛必达与等价无穷小的配合
  78. 3.3 函数的单调性与极值
  79. 3.3.1 单调性判定定理
  80. 3.3.2 ★ 极值(局部最值)
  81. 3.3.3 ★ 闭区间上连续函数的最值
  82. 3.3.4 极值点与驻点的关系(防混淆)
  83. 3.4 曲线的凹凸性与拐点
  84. 3.4.1 凹凸性判定
  85. 3.4.2 ★ 拐点
  86. 3.4.3 极值点与拐点的判别对比
  87. 3.5 曲线的渐近线
  88. 3.6 函数图形的描绘
  89. 3.7 ★ 最值的实际应用(含经济应用)
  90. 3.7.1 几何优化题
  91. 3.7.2 ★ 经济应用
  92. 3.8 ★ 证明题方法论
  93. 模型一:证明"$f(x)=0$ 在 $(a,b)$ 内存在实根"——零点定理
  94. 模型二:证明"存在 $\xi$ 使 $f'(\xi)=k$"——罗尔 / 拉格朗日
  95. 模型三:证明不等式——单调性 / 最值 / 拉格朗日
  96. 3.8.1 证明题书写规范(步骤分要点)
  97. 3.9 本章易错清单
  98. 第四章 不定积分
  99. 4.1 原函数与不定积分的概念
  100. 4.1.1 原函数
  101. 4.1.2 不定积分
  102. 4.1.3 重要结论
  103. 4.2 ★ 基本积分公式表(必背,与求导表对照记忆)
  104. 4.3 直接积分法(恒等变形 + 线性性质)
  105. 4.4 ★ 第一换元法(凑微分法)——最核心方法
  106. 4.4.1 原理
  107. 4.4.2 ★ 常用凑微分模式(背下来)
  108. 4.5 第二换元法(代换后积分再回代)
  109. 4.5.1 根式代换
  110. 4.5.2 三角代换
  111. 4.5.3 可直接套用的两个"积分表外常用"公式
  112. 4.6 ★ 分部积分法
  113. 4.6.1 公式
  114. 4.6.2 ★ 选 $u$ 的口诀:"反对幂指三"
  115. 4.6.3 表格法(快速分部)
  116. 4.7 有理函数与三角有理式的积分
  117. 4.7.1 有理函数(多项式之比)积分——部分分式法
  118. 4.7.2 三角有理式积分(简)
  119. 4.8 不定积分方法选择总表("望闻问切")
  120. 4.9 本章易错清单
  121. 第五章 核心方法速查
  122. 5.1 求极限——看到什么用什么
  123. 5.2 求导数——五种结构
  124. 5.3 求积分——四种方法
  125. 5.4 证明题——三个模型
  126. 5.5 闭区间最值——三步法
  127. 5.6 洛必达法则使用清单
  128. 5.7 求导公式选查(按"看到什么 → 用什么")
  129. 5.8 凑微分模式选查
  130. 附录
  131. 附录 A 常用等价无穷小($x\to 0$)
  132. 附录 B 基本求导公式表
  133. 附录 C 基本积分公式表
  134. 附录 D 必背定理与结论速查
  135. 附录 E 经济应用公式速查
  136. 附录 F 常用凑微分模式
  137. 附录 G 常用定义域禁区
下方为导学 + 第一章试读内容,其余章节在完整版讲义中。

扬州大学转专业考试·高等数学(经管类)备考讲义

适用对象:报考扬州大学经管类专业(会计学、经济学、管理学等)转专业考试、且数学基础较薄弱或久未接触的考生。 讲义定位:本讲义是一份"知识讲解型"讲义——讲清每个概念"是什么、怎么用、容易错在哪里",不是题库说明、也不是题型归纳。题库与刷题请在平台另行进行。 使用建议:先按章节顺序通读,遇到公式不要跳,先盖住自己推一遍;读完一章合上讲义,凭目录回忆这一章"讲了几件什么事、各自的判定条件是什么"。然后再去做题巩固。


〇、导学:本讲义怎么用

0.1 一句话告诉你"高等数学(经管类)考什么"

整门课只研究一件事——一元函数的变化规律。具体到考卷,拆成下面这条主线,每一节都从这条主线长出来:

函数(研究对象)→ 极限(描述"逼近"的工具)→ 连续("不抖"的函数)→ 导数(瞬时变化率)→ 中值定理与导数应用(用导数研究函数整体性态)→ 不定积分(求导的逆运算)

把这六块按顺序学会,整张考卷的知识骨架就有了。

0.2 知识地图(四章骨架)

章节 核心问题 关键概念 关键技能
第一章 函数、极限与连续 怎么用"逼近"描述函数?什么函数算"连续"? 函数 / 极限 / 无穷小 / 连续 / 间断点 / 闭区间上连续函数性质 求定义域、算极限、判断连续与间断点类型
第二章 导数与微分 怎么度量"瞬时变化"? 导数 / 微分 / 求导四则 / 链式 / 隐函数 / 参数方程 / 对数求导 / 高阶导数 会求各种函数的导数、能用定义讨论可导性
第三章 中值定理与导数应用 已知导数信息能反推原函数的什么性质? 罗尔 / 拉格朗日 / 柯西 / 洛必达 / 单调性 / 极值 / 凹凸 / 拐点 / 渐近线 / 最值 / 证明套路 用导数画函数"像不像"的草图;写证明题三步式
第四章 不定积分 已知"变化率"怎么还原原函数? 原函数 / 基本积分表 / 凑微分 / 第二换元 / 分部积分 / 有理分式 看一道题会"望闻问切"——选对积分方法

0.3 零基础学生的阅读路径

如果你离开高中数学已有一段时间,建议按下面的顺序读本讲义,不要跳读:

  1. 先花 1~2 小时只读第一章 1.1 节"函数"——把"定义域/值域/奇偶性/复合函数/反函数"过一遍,磨刀不误砍柴工。这部分不读懂,后面看什么都像天书。
  2. 第 1.2~1.4 节(数列极限/函数极限/无穷小):本讲义最慢的部分。每天读 1 小节,把"两个重要极限"和"常用等价无穷小表"抄两遍。
  3. 第 1.5~1.6 节(连续/闭区间性质):概念为主,记忆量大。读完后用本节"易错清单"自测。
  4. 第 2 章:第一遍只读"导数概念"和"基本求导公式表"。求导的套路都在那张表上,表背熟,题会做一半。
  5. 第 3 章:中值定理三个定理先各画一张图理解几何意义,再记条件与结论。洛必达"验型-求导-再看型"三步走。
  6. 第 4 章:积分是求导的逆运算,每学一个积分公式,立即求导验算。这是学积分最稳的习惯。

0.4 符号与记号约定

0.5 本讲义的标记符号


第一章我们将正式进入"极限"——这是整门课的第一个拦路虎,跨过去后面就顺了。

第一章 函数、极限与连续

本章目标:建立"用极限描述变化"的基本语言。三个核心概念——函数(研究对象)、极限(逼近工具)、连续(不间断性质)。 本章在考卷中的位置:每年 4~6 题,以概念辨析与基础计算为主。


1.1 函数

1.1.1 函数是什么

直观理解:函数就是一个"输入-输出机器"。你给它一个数 xx,它按固定的规则吐出唯一一个数 yy,记作 y=f(x)y=f(x)。

严格定义:设 DD 是一个非空实数集合,若存在对应法则 ff,使得对每个 x∈Dx\in D 都对应唯一一个实数 yy,则称 ff 是定义在 DD 上的函数,记作

y=f(x),x∈Dy=f(x),\quad x\in D
DD 称为定义域,R={f(x)∣x∈D}R=\{f(x)\mid x\in D\} 称为值域。

两个要素:

只要这两个要素定了,函数就定了——与字母用什么无关(如 f(x)f(x) 与 f(t)f(t) 表示同一对应法则,只是自变量记号不同)。

1.1.2 定义域的求法

初等函数的定义域由各种"禁区"决定,把所有限制取交集:

函数结构 限制条件
分式 1g(x)\dfrac{1}{g(x)} g(x)≠0g(x)\neq 0
偶次根式 g(x)2n\sqrt[2n]{g(x)} g(x)≥0g(x)\ge 0
对数 log⁡ag(x)\log_a g(x) g(x)>0g(x)>0(底数还要 a>0,a≠1a>0,a\neq 1)
反正弦/反余弦 arcsin⁡g(x), arccos⁡g(x)\arcsin g(x),\ \arccos g(x) −1≤g(x)≤1-1\le g(x)\le 1
正切 tan⁡g(x)\tan g(x) g(x)≠π2+kπg(x)\neq \dfrac{\pi}{2}+k\pi;正割 sec⁡\sec、余割 csc⁡\csc 同理
反正切 arctan⁡g(x)\arctan g(x)、反余切 arccot g(x)\mathrm{arccot}\,g(x) 无限制(对任何实数都有意义)

两类常错:

例 1 求 f(x)=4−x2+ln⁡(x+1)f(x)=\sqrt{4-x^2}+\ln(x+1) 的定义域。 解:① 4−x2≥04-x^2\ge 0 得 −2≤x≤2-2\le x\le 2;② x+1>0x+1>0 得 x>−1x>-1。取交集:−1<x≤2-1<x\le 2,定义域 (−1,2](-1,2]。

1.1.3 复合函数与定义域

复合函数:若 y=f(u)y=f(u),u=g(x)u=g(x),且 g(x)g(x) 的值域落在 ff 的定义域内,则 y=f[g(x)]y=f[g(x)] 是复合函数。外层是 ff,内层是 gg。

复合函数求定义域:先求 gg 的值域,再令其落在 ff 的定义域内,解出 xx。

例 2 设 f(x)f(x) 的定义域为 [0,1][0,1],求 f(x2)f(x^2) 的定义域。 解:需 0≤x2≤10\le x^2\le 1,即 ∣x∣≤1|x|\le 1,定义域 [−1,1][-1,1]。

1.1.4 函数的奇偶性

判定三步:

  1. 看定义域是否关于原点对称——不对称则必为非奇非偶;
  2. 算 f(−x)f(-x);
  3. 与 f(x)f(x) 比较,看是相等、相反、还是其他。

📌 运算规律:奇 ± 奇 = 奇;偶 ± 偶 = 偶;奇 × 奇 = 偶;奇 × 偶 = 奇;偶 × 偶 = 偶。常数按偶函数处理。

1.1.5 函数的单调性

设 II 是区间,若对任意 x1<x2∈Ix_1<x_2\in I:

1.1.6 函数的周期性

若存在常数 T≠0T\neq 0 使 f(x+T)=f(x)f(x+T)=f(x) 对所有 xx 成立,则 ff 为周期函数,TT 为一个周期。最小的正周期称为最小正周期。

1.1.7 反函数

设 y=f(x)y=f(x) 的定义域为 DD,值域为 RR。若对每个 y∈Ry\in R,DD 中有唯一的 xx 使 f(x)=yf(x)=y,则 ff 存在反函数 x=f−1(y)x=f^{-1}(y),习惯上仍写成 y=f−1(x)y=f^{-1}(x)。

反函数存在的条件:ff 在定义域上一一对应(单调是其充分条件)。几何性质:y=f(x)y=f(x) 与 y=f−1(x)y=f^{-1}(x) 的图像关于 y=xy=x 对称。

例 3 求 y=2x+1x−1 (x≠1)y=\dfrac{2x+1}{x-1}\ (x\neq1) 的反函数。 解:y(x−1)=2x+1⇒yx−y=2x+1⇒x(y−2)=y+1⇒x=y+1y−2y(x-1)=2x+1 \Rightarrow yx-y=2x+1 \Rightarrow x(y-2)=y+1 \Rightarrow x=\dfrac{y+1}{y-2}。交换 x,yx,y:反函数 y=x+1x−2y=\dfrac{x+1}{x-2}。

1.1.8 基本初等函数(六大类)

基本初等函数是构成所有初等函数的"积木",共六类:

类别 形式 例子
常数函数 y=Cy=C y=3y=3
幂函数 y=xμy=x^\mu xx、x2x^2、x1/2x^{1/2}、x−1x^{-1}
指数函数 y=ax (a>0,a≠1)y=a^x\ (a>0,a\neq1) ex\mathrm{e}^x、2x2^x
对数函数 y=log⁡ax (a>0,a≠1)y=\log_a x\ (a>0,a\neq1) ln⁡x\ln x、lg⁡x\lg x
三角函数 sin⁡x\sin x、cos⁡x\cos x、tan⁡x\tan x、cot⁡x\cot x、sec⁡x\sec x、csc⁡x\csc x —
反三角函数 arcsin⁡x\arcsin x、arccos⁡x\arccos x、arctan⁡x\arctan x、arccot x\mathrm{arccot}\,x —

初等函数 = 基本初等函数经有限次四则运算与复合得到的函数。


1.2 数列的极限

1.2.1 数列与极限的直观

数列:按自然数顺序排成一列的数 x1,x2,x3,⋯x_1,x_2,x_3,\cdots,简记为 {xn}\{x_n\}。

极限的直观:当 nn 越来越大时,xnx_n 越来越"逼近"某个常数 aa。比如 {1/n}\{1/n\} 越来越逼近 0,{(−1)n/n}\{(-1)^n/n\} 越来越逼近 0,{sin⁡n}\{\sin n\} 没有极限(不逼近任何数)。

记法:

lim⁡n→∞xn=a(读作:xn 的极限等于 a)\lim_{n\to\infty}x_n=a\qquad\text{(读作:$x_n$ 的极限等于 $a$)}
此时称数列 {xn}\{x_n\} 收敛于 aa;否则称数列发散。

1.2.2 收敛数列的性质

  1. 极限唯一:若收敛,极限值必唯一。
  2. 有界性:收敛数列必有界(有极限 ⇒ 有界;反之不真,如 1,0,1,0,⋯1,0,1,0,\cdots 有界但不收敛)。
  3. 保号性:若 lim⁡xn=a>0\lim x_n=a>0(或 a<0a<0),则从某项起 xn>0x_n>0(或 xn<0x_n<0)。

1.2.3 极限的四则运算法则

设 lim⁡xn=a\lim x_n=a,lim⁡yn=b\lim y_n=b,则:

lim⁡(xn±yn)=a±b,lim⁡(xn⋅yn)=a⋅b,lim⁡xnyn=ab (b≠0)\lim(x_n\pm y_n)=a\pm b,\quad \lim(x_n\cdot y_n)=a\cdot b,\quad \lim\frac{x_n}{y_n}=\frac{a}{b}\ (b\neq 0)

⚠️ 使用前提:各极限都存在(除法还要求分母极限 ≠0\neq 0)。"∞−∞\infty-\infty""0⋅∞0\cdot\infty""00\dfrac00""∞∞\dfrac{\infty}{\infty}"等未定式不能直接套。

1.2.4 几个基本极限(直接使用)

lim⁡n→∞1n=0,lim⁡n→∞qn=0 (∣q∣<1),lim⁡n→∞nn=1,lim⁡n→∞an=1 (a>0)\lim_{n\to\infty}\frac{1}{n}=0,\quad \lim_{n\to\infty}q^n=0\ (|q|<1),\quad \lim_{n\to\infty}\sqrt[n]{n}=1,\quad \lim_{n\to\infty}\sqrt[n]{a}=1\ (a>0)

例 4 求 lim⁡n→∞2n2+n−13n2−n+5\lim_{n\to\infty}\dfrac{2n^2+n-1}{3n^2-n+5}。 解:分子分母同除以 n2n^2(最高次幂),得 lim⁡2+1n−1n23−1n+5n2=23\lim\dfrac{2+\frac1n-\frac1{n^2}}{3-\frac1n+\frac5{n^2}}=\dfrac{2}{3}。 💡 口诀:分子分母都除以 nn 的"最高次幂","抓大头"。

1.2.5 ★ 夹逼准则(迫敛性)

定理:若从某项起有 yn≤xn≤zny_n\le x_n\le z_n,且 lim⁡yn=lim⁡zn=a\lim y_n=\lim z_n=a,则 lim⁡xn=a\lim x_n=a。

适用场景:和式中含 nn 项、每项趋于 0("nn 个无穷小之和"),无法用四则运算直接算时,用"最小项 × nn ≤ 和式 ≤ 最大项 × nn"放缩后夹逼。

例 5 求 lim⁡n→∞(1n2+1+1n2+2+⋯+1n2+n)\lim_{n\to\infty}\left(\dfrac{1}{\sqrt{n^2+1}}+\dfrac{1}{\sqrt{n^2+2}}+\cdots+\dfrac{1}{\sqrt{n^2+n}}\right)。 解:nn 项和的最大项是 1n2+1\dfrac{1}{\sqrt{n^2+1}},最小项是 1n2+n\dfrac{1}{\sqrt{n^2+n}},故

nn2+n≤Sn≤nn2+1\frac{n}{\sqrt{n^2+n}}\le S_n\le\frac{n}{\sqrt{n^2+1}}
两端极限均为 11(用 1.2.4 抓大头),故原式 =1=1。


1.3 函数的极限

1.3.1 自变量的两种趋近方式

x→x0x\to x_0(点极限):xx 趋近于有限数 x0x_0。

x→∞x\to\infty(无穷极限):∣x∣|x| 无限增大。又分 x→+∞x\to+\infty(只往右走)与 x→−∞x\to-\infty(只往左走)。

1.3.2 ★ 极限存在的充要条件(分段点必用)

lim⁡x→x0f(x)=A ⟺ lim⁡x→x0−f(x)=lim⁡x→x0+f(x)=A\lim_{x\to x_0}f(x)=A\ \Longleftrightarrow\ \lim_{x\to x_0^-}f(x)=\lim_{x\to x_0^+}f(x)=A

口诀:左极限 = 右极限 = 极限值。只要左右不相等,极限就不存在。

1.3.3 函数极限的四则运算

与数列相同。前提:参与运算的各极限都存在(除法还要求分母极限 ≠0\neq 0)。

1.3.4 ★ 两个重要极限

重要极限一:

lim⁡x→0sin⁡xx=1\lim_{x\to 0}\frac{\sin x}{x}=1

一般形式:若 φ(x)→0\varphi(x)\to 0,则 lim⁡sin⁡[φ(x)]φ(x)=1\lim\dfrac{\sin[\varphi(x)]}{\varphi(x)}=1。即"sin⁡(□)\sin(\square) 与 □\square 之比、且 □→0\square\to 0"。

⚠️ 必须是 sin⁡(□)\sin(\square) 与同一个 □\square 之比,且 □→0\square\to 0,三者缺一不可。

例 6 求 lim⁡x→0sin⁡3xx\lim_{x\to 0}\dfrac{\sin 3x}{x}。 解:凑"□→0\square\to 0":sin⁡3xx=3⋅sin⁡3x3x→3⋅1=3\dfrac{\sin 3x}{x}=3\cdot\dfrac{\sin 3x}{3x}\to 3\cdot 1=3。

重要极限二:

lim⁡x→∞(1+1x)x=e,lim⁡x→0(1+x)1/x=e\lim_{x\to\infty}\left(1+\frac{1}{x}\right)^x=\mathrm{e},\qquad \lim_{x\to 0}(1+x)^{1/x}=\mathrm{e}

一般形式:lim⁡(1+□)1/□=e\lim(1+\square)^{1/\square}=\mathrm{e}(□→0\square\to 0),或 lim⁡(1+1/□)□=e\lim(1+1/\square)^\square=\mathrm{e}(□→∞\square\to\infty)。

特征:这是 1∞1^\infty 型未定式——底数是"11 + 无穷小",指数是其倒数。

例 7 求 lim⁡x→∞(1+2x)x\lim_{x\to\infty}\left(1+\dfrac{2}{x}\right)^x。 解:令 t=x2t=\dfrac{x}{2},原式 =[(1+1t)t]2→e2=\left[\left(1+\dfrac{1}{t}\right)^t\right]^2\to\mathrm{e}^2。

1.3.5 极限计算方法总览

极限类型 处理方法
代入型(lim⁡x→x0\lim_{x\to x_0},x0x_0 在定义域内) 直接代入 f(x0)f(x_0)
00\dfrac{0}{0}(因式) 约去公因式
00\dfrac{0}{0}(根式) 分子分母有理化
∞∞\dfrac{\infty}{\infty} 抓大头:分子分母同除以 xx 的最高次幂
sin⁡□□\dfrac{\sin\square}{\square} 重要极限一
1∞1^\infty 重要极限二
乘除因子中的 00 或 ∞\infty 等价无穷小替换(见 1.4)
难处理的 00\dfrac{0}{0}、∞∞\dfrac{\infty}{\infty} 洛必达法则(见 3.2)

1.4 无穷小、无穷大与无穷小的比较

1.4.1 无穷小

定义:极限为 0 的量(变量或函数)称为无穷小。例如 x→0x\to 0 时,xx、x2x^2、sin⁡x\sin x、ln⁡(1+x)\ln(1+x) 都是无穷小。

等价刻画:lim⁡f(x)=A\lim f(x)=A 的充要条件是 f(x)=A+α(x)f(x)=A+\alpha(x),其中 α(x)\alpha(x) 为无穷小。

运算法则:

例 8 求 lim⁡x→0xsin⁡1x\lim_{x\to 0}x\sin\dfrac{1}{x}。 解:x→0x\to 0 是无穷小,sin⁡1x\sin\dfrac1x 有界(∣sin⁡∣≤1|\sin|\le 1),故乘积 →0\to 0。

1.4.2 无穷大

定义:lim⁡f(x)=∞\lim f(x)=\infty(或 +∞+\infty、−∞-\infty)的量称为无穷大。注意:无穷大不是数,是"绝对值无限增大"的变化趋势。

关系:同一过程中,无穷大的倒数是无穷小,无穷小的倒数是无穷大(分母不恒为 0)。

1.4.3 无穷小的阶

设 α,β\alpha,\beta 都是 x→x0x\to x_0(或 x→∞x\to\infty)时的无穷小,看 lim⁡βα=l\lim\dfrac{\beta}{\alpha}=l:

条件 结论
l=0l=0 β\beta 是比 α\alpha 高阶的无穷小,记 β=o(α)\beta=o(\alpha)
l=∞l=\infty β\beta 是比 α\alpha 低阶的无穷小
l=C≠0l=C\neq 0 β\beta 与 α\alpha 同阶无穷小
l=1l=1 β\beta 与 α\alpha 等价无穷小,记 β∼α\beta\sim\alpha
lim⁡βαk=C≠0\lim\dfrac{\beta}{\alpha^k}=C\neq 0 β\beta 是 α\alpha 的 kk 阶无穷小

1.4.4 ★ 常用等价无穷小表(x→0x\to 0)——必须背熟

等价关系 等价关系
sin⁡x∼x\sin x\sim x tan⁡x∼x\tan x\sim x
arcsin⁡x∼x\arcsin x\sim x arctan⁡x∼x\arctan x\sim x
ln⁡(1+x)∼x\ln(1+x)\sim x ex−1∼x\mathrm{e}^x-1\sim x
ax−1∼xln⁡aa^x-1\sim x\ln a (1+x)α−1∼αx(1+x)^\alpha-1\sim \alpha x
1−cos⁡x∼x221-\cos x\sim\dfrac{x^2}{2} 1+xn−1∼xn\sqrt[n]{1+x}-1\sim\dfrac{x}{n}

使用规则(重要):

例 9 求 lim⁡x→0e2x−1sin⁡3x\lim_{x\to 0}\dfrac{\mathrm{e}^{2x}-1}{\sin 3x}。 解:e2x−1∼2x\mathrm{e}^{2x}-1\sim 2x,sin⁡3x∼3x\sin 3x\sim 3x,原式 →2x3x=23\to\dfrac{2x}{3x}=\dfrac{2}{3}。

1.4.5 等价无穷小替换的"加减陷阱"

⚠️ 典型错例:求 lim⁡x→0tan⁡x−sin⁡xx3\lim_{x\to 0}\dfrac{\tan x-\sin x}{x^3}。 错:把 tan⁡x∼x\tan x\sim x、sin⁡x∼x\sin x\sim x 同时替换,得 00。错了——因为加减项被替换后相互抵消了。

正解:用泰勒展开:tan⁡x=x+x33+o(x3)\tan x=x+\dfrac{x^3}{3}+o(x^3),sin⁡x=x−x36+o(x3)\sin x=x-\dfrac{x^3}{6}+o(x^3),故

tan⁡x−sin⁡x=x32+o(x3)\tan x-\sin x=\frac{x^3}{2}+o(x^3)
原式 =12=\dfrac{1}{2}。


1.5 函数的连续性与间断点

1.5.1 连续的定义

f(x)f(x) 在 x0x_0 处连续,三条件同时满足:

  1. f(x)f(x) 在 x0x_0 的某邻域内有定义(x0∈Dx_0\in D);
  2. lim⁡x→x0f(x)\lim\limits_{x\to x_0}f(x) 存在;
  3. lim⁡x→x0f(x)=f(x0)\lim\limits_{x\to x_0}f(x)=f(x_0)。

等价定义:lim⁡Δx→0Δy=0\lim\limits_{\Delta x\to 0}\Delta y=0,即 lim⁡Δx→0[f(x0+Δx)−f(x0)]=0\lim\limits_{\Delta x\to 0}[f(x_0+\Delta x)-f(x_0)]=0。

左连续 / 右连续:

⚠️ 分段函数在分段点处的连续性,要分别验证左连续和右连续——分两步,不能只算一个方向的极限。

例 10 设 f(x)={x+1,x<1a,x=12x,x>1f(x)=\begin{cases}x+1,&x<1\\ a,&x=1\\ 2x,&x>1\end{cases} 在 x=1x=1 处连续,求 aa。 解:lim⁡x→1−f(x)=2\lim\limits_{x\to 1^-}f(x)=2,lim⁡x→1+f(x)=2\lim\limits_{x\to 1^+}f(x)=2,由连续性 a=f(1)=2a=f(1)=2。

1.5.2 间断点的分类

f(x)f(x) 在 x0x_0 处不连续,称 x0x_0 为 ff 的间断点。按左右极限情况分两类:

第一类间断点(左右极限都存在):

第二类间断点(至少一侧极限不存在):

💡 记忆口诀:极限存在但"对不上"= 可去;极限"跳开"= 跳跃;"炸开 / 振荡"= 第二类。

例 11 判断 f(x)=x2−1x−1f(x)=\dfrac{x^2-1}{x-1} 在 x=1x=1 处的间断点类型。 解:x=1x=1 处无定义,但 lim⁡x→1x2−1x−1=lim⁡(x+1)=2\lim\limits_{x\to 1}\dfrac{x^2-1}{x-1}=\lim(x+1)=2 存在 → 可去间断点(补上 f(1)=2f(1)=2 即连续)。

例 12 判断 f(x)={x,x<0x+1,x≥0f(x)=\begin{cases}x,&x<0\\ x+1,&x\ge 0\end{cases} 在 x=0x=0 处的间断点类型。 解:lim⁡x→0−f(x)=0\lim\limits_{x\to 0^-}f(x)=0,lim⁡x→0+f(x)=1\lim\limits_{x\to 0^+}f(x)=1,左右极限存在但不相等 → 跳跃间断点。

例 13 判断 f(x)=1xf(x)=\dfrac{1}{x} 在 x=0x=0 处的间断点类型。 解:x→0x\to 0 时 ∣f(x)∣→∞|f(x)|\to\infty,至少一侧极限为 ∞\infty → 无穷间断点(第二类)。

1.5.3 初等函数的连续性

定理:一切初等函数在其定义区间内都是连续的。

推论(求极限的利器):若 ff 是初等函数且 x0x_0 在定义区间内,则

lim⁡x→x0f(x)=f(x0)\lim_{x\to x_0}f(x)=f(x_0)
——直接代入即可,不用任何技巧。


1.6 闭区间上连续函数的性质

设 f(x)f(x) 在闭区间 [a,b][a,b] 上连续,则下列性质成立:

性质 结论 用途
有界性 ff 在 [a,b][a,b] 上有界 证明题铺垫
最值定理 ff 在 [a,b][a,b] 上能取到最大值 MM 与最小值 mm 求最值
介值定理 对介于 m,Mm,M 之间的任何 μ\mu,必存在 ξ∈[a,b]\xi\in[a,b],使 f(ξ)=μf(\xi)=\mu 证明题
★ 零点定理 若 f(a)⋅f(b)<0f(a)\cdot f(b)<0(端点异号),则必存在 ξ∈(a,b)\xi\in(a,b),使 f(ξ)=0f(\xi)=0 证明方程有根

📌 零点定理用途:证明"f(x)=0f(x)=0 在 (a,b)(a,b) 内有实根"。证明步骤四步:① 移项令 F(x)F(x);② 说明 FF 在 [a,b][a,b] 连续;③ 算 F(a)⋅F(b)<0F(a)\cdot F(b)<0;④ 由零点定理得 ξ∈(a,b)\xi\in(a,b),F(ξ)=0F(\xi)=0。

例 14 证明方程 x3−3x+1=0x^3-3x+1=0 在 (0,1)(0,1) 内至少有一个实根。 证:令 F(x)=x3−3x+1F(x)=x^3-3x+1。FF 在 [0,1][0,1] 连续;F(0)=1>0F(0)=1>0,F(1)=1−3+1=−1<0F(1)=1-3+1=-1<0;F(0)⋅F(1)<0F(0)\cdot F(1)<0。由零点定理,∃ξ∈(0,1)\exists\xi\in(0,1) 使 F(ξ)=0F(\xi)=0。■\blacksquare

例 15 证明方程 x3−3x+1=0x^3-3x+1=0 在 (0,1)(0,1) 内有且仅有一个实根。 证:

  • 存在性:同例 14。
  • 唯一性:F′(x)=3x2−3=3(x−1)(x+1)<0F'(x)=3x^2-3=3(x-1)(x+1)<0 在 (0,1)(0,1) 内恒成立,故 FF 在 (0,1)(0,1) 上单调递减,至多一个零点。 综上,方程在 (0,1)(0,1) 内有且仅有一个实根。■\blacksquare

1.7 本章易错清单

# 易错点 正确理解
1 求定义域时根号下取"≥0\ge 0" 偶次根式取 ≥0\ge 0;若同时在分母上,则必须 >0>0
2 复合函数 f(g(x))f(g(x)) 的定义域用 gg 的定义域 应该是 g(x)g(x) 的值域落在 ff 的定义域内
3 奇偶性先看 f(−x)f(-x) 不看定义域 必须先验证定义域关于原点对称
4 求数列极限先想"通项公式"再算 00\dfrac{0}{0}、∞∞\dfrac{\infty}{\infty} 不能直接代入
5 重要极限一写成 lim⁡sin⁡xx=1\lim\dfrac{\sin x}{x}=1 后用错 必须是 sin⁡(□)\sin(\square) 与同一个 □\square 之比,□→0\square\to 0
6 重要极限二写成 1∞=11^\infty=1 1∞1^\infty 是未定式,不是 1
7 等价替换用在加减项 替换后若与其他项抵消,结果错;保险做法:乘除项才换
8 分段函数在分段点只算一侧极限 必须左右两侧都算
9 间断点分类只看极限存不存在 第一类 / 第二类的分界是"左右极限是否都存在"
10 零点定理写成"导数零点" 零点定理是函数值零点,用来证方程有根;中值定理才是导数零点

第一章是整门课的语言基础。第二章我们引入"导数"——这是把"极限"思想用到函数局部变化率上的第一个大成果。

📖 试读到此结束。以上为导学与第一章全文;完整讲义共 137 个章节/附录, 含各章核心公式表、易错提示、例题精讲与真题解析。返回资料库 · 进入配套题库
备考有疑问? 加入官方QQ群交流:资料更新通知、报考答疑、备考资料共享都在群里 — 群号 456825047
扬州大学转专业资料站
本站为个人整理的学习资料,与扬州大学官方无关;政策原文以教务处及学院当年发布为准。
资料库 · 在线题库 · 备考答疑
题库全部入口(管理)
扫码加QQ群交流 · 或扫码直达网站
官方QQ群 456825047二维码官方QQ群 456825047
扫码直达本站二维码扫码直达本站