考研辅导班第二讲一元微积分学.ppt

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1、,机动 目录 上页 下页 返回 结束,一元微积学,第二讲,一、历年试题分类统计及考点分布,二、考点综述及主要解题方法与技巧,三、真题解析,一、历年试题分类统计及考点分布,(1)导数与微分定义,机动 目录 上页 下页 返回 结束,(2)微分定理,二、考点综述与主要解题方法与技巧,罗尔定理,拉格朗日中值定理,柯西中值定理,泰勒定理,证明等式,证明不等式,证明根的存在性与唯一性,求极限,(1)导数与微分定义,(a)导数定义,(b)导数定义推广,(c)微分定义,(d)微分几何意义,微分,可微,线性增量代替复杂增量,切线代替曲线,例1.2012年真题（分）,其中n为正整数，则,设函数,（）,析.（）判定

2、类型：用导数定义,（）技巧：,例.1989年真题（分）,则,已知,（）,析.（）判定类型：用导数定义,（）技巧：,例.2006年真题（4分）,具有二阶导数，且,设函数,（A）,析.（）判定类型：用导数与微分几何意义,则在,处有,的连续性及导函数,例.填空题（年考研真题）,(1)设函数,其导数图形如图所示,机动 目录 上页 下页 返回 结束,单调减区间为;,极小值点为;,极大值点为.,提示:,的正负作 f(x)的示意图.,单调增区间为;,微分中值定理及其应用,(a)微分中值定理及其相互关系,罗尔定理,柯西中值定理,机动 目录 上页 下页 返回 结束,b.微分中值定理的主要应用,(1)研究函数或导

3、数的性态,(2)证明恒等式或不等式,(3)证明有关中值问题的结论,机动 目录 上页 下页 返回 结束,原则：欲证结论中的中值属于闭区间，,优先考虑介值定理,原则：欲证结论中的中值属于开区间，,优先考虑中值定理,c.有关中值问题的解题方法,利用逆向思维,设辅助函数.,一般解题方法:,证明含一个中值的等式或根的存在,(2)若结论中涉及到含中值的两个不同函数,(3)若结论中含两个或两个以上的中值,可用原函数法找辅助函数.,多用罗尔定理,可考虑用,柯西中值定理.,必须多次应用,中值定理.,(4)若已知条件中含高阶导数,多考虑用泰勒公式,(5)若结论为不等式,要注意适当放大或缩小的技巧.,有时也可考虑对

4、导数用中值定理.,机动 目录 上页 下页 返回 结束,d.辅助函数的构造方法,将欲证结论中的中值 改写为x,通过整理使得等式一端为零,机动 目录 上页 下页 返回 结束,，另一端记为,（2）令,(3)验证F(x)是否满足零点定理，,若满足，命题成立，若不满足，则,()令,(5)验证F(x)是否满足罗尔定理，,若满足，命题成立，若不满足，则,()改令,（7）将大区间分成若干小区间，在各个小区间用中值定理,结论简单一般用罗尔定理，结论复杂一般用拉格朗日中值定理,应用一：证明等式,例1.证明存在一点,使得,将欲证结论中的中值 改写为x,通过整理使得等式一端为零,，另一端记为,(3)验证F(x)是否满

5、足零点定理，,若满足，命题成立,（2）令,思路解析：,机动 目录 上页 下页 返回 结束,(练习题：年考研真题),思路解析：,()第一问用零点定理,已知函数f(x)在0,1上连续，在(0,1)内可导，且f(0)=0,f(1)=1，证明：,（）存在,（）存在两个不同的点,()第二问利用第一问结论与拉格朗日中值定理,例.设实数,满足下述等式,证明方程,在(0,1)内至少有一,个实根.,机动 目录 上页 下页 返回 结束,将欲证结论中的中值 改写为x,通过整理使得等式一端为零,，另一端记为,(3)验证F(x)是否满足零点定理，,若满足，命题成立，若不满足，则,()令,(5)验证F(x)是否满足罗尔定

6、理，,若满足，命题成立,思路解析：,（2）令,练习题：98年真题,且在,内可导,证明至少存,在一点,使,（）验证,在,上满足罗尔定理条件.,（）令,机动 目录 上页 下页 返回 结束,思路解析：,将欲证结论中的中值 改写为x,整理使得等式一端为零,（）易得,设,（）结论简单一般用罗尔定理，结论复杂一般用拉格朗日中值定理,思路解析：,（）将欲证结论中的中值 改写为x,通过整理使得等式一端为常,数，另一端记为,()令,()验证F(x)是否满足罗尔定理，,若满足，命题成立,练习：设函数,证明，存在,使得,（）结论简单一般用罗尔定理，结论复杂一般用拉格朗日中值定理,思路解析：,（）将欲证结论中的中值

7、改写为x,通过整理使得等式一端为常,数，另一端记为,()令,()验证F(x)是否满足拉格朗日中值定理，,若满足，命题成立,例4.设,至少存在一点,使,证明,机动 目录 上页 下页 返回 结束,思路解析：,()若结论中涉及到含中值的两个不同函数,可考虑用,柯西中值定理.,（）结论可变形为,例4.设,至少存在一点,使,证:结论可变形为,设,则,在 0,1 上满足柯西中值,定理条件,因此在(0,1)内至少存在一点,使,即,证明,机动 目录 上页 下页 返回 结束,例,且,试证存在,机动 目录 上页 下页 返回 结束,思路解析：,（）结论可变形为,即,()若结论中含两个或两个以上的中值,必须多次应用,

8、中值定理.,例,且,试证存在,证:欲证,因 f(x)在 a,b 上满足拉氏中值定理条件,故有,将代入,化简得,故有,即要证,机动 目录 上页 下页 返回 结束,例6,且,试证存在,机动 目录 上页 下页 返回 结束,思路解析：,（）注意到,()若结论中含两个或两个以上的中值,必须多次或者在,不同区间上应用中值定理.,应用二：证明不等式,设,证明对任意,有,机动 目录 上页 下页 返回 结束,例.（年考研真题）分,思路解析：,()若结论中有函数之差的形式，,(5)若结论为不等式,要注意适当放大或缩小的技巧.,可考虑用中值定理.,设,证明对任意,有,证：,不妨设,机动 目录 上页 下页 返回 结束

9、,例.（年考研真题）分,例.（年考研真题）,在,上二阶可导,且,证明,机动 目录 上页 下页 返回 结束,设函数,()若已知条件中含高阶导数,多考虑用泰勒公式,(2)若结论为不等式,要注意适当放大或缩小的技巧.,有时也可考虑对导数用中值定理.,思路解析：,(3):泰勒公式建立了函数及其导数的联系。在使用中，展开点的选择是十分关键的，通常可以选择一些函数的具有一些特点的点，比如区间端点，中点，极值点等。,例.设函数,在,上二阶可导,且,证明,证:,由泰勒公式得,两式相减得,机动 目录 上页 下页 返回 结束,应用三：证明根的存在性与唯一性,例1：设 a,b,c为三个实数，证明：方程,的根不超过三

10、个.,思路解析：,()”不超过”问题多考虑用反证法,(),应用四：求极限,例1.求,机动 目录 上页 下页 返回 结束,思路解析：,()若结论中有函数之差的形式，,可考虑用中值定理.,例1.求,解法1 利用中值定理求极限,原式,机动 目录 上页 下页 返回 结束,解法2 利用泰勒公式,令,则,原式,机动 目录 上页 下页 返回 结束,例2 求,机动 目录 上页 下页 返回 结束,思路解析：,()若结论中有函数之差的形式，,可考虑泰勒公式.,应用五：极值与拐点,例1,机动 目录 上页 下页 返回 结束,思路解析：,()利用拐点定义，与极值判定法，及参数方程求导法则,如果一个质点在平面内运动，它的

11、坐标可以表示为时间的函数,证明：曲线在,t=0处有一个拐点，并且质点运,动的速度在t=0处有一个极大值,.历年真题解析,机动 目录 上页 下页 返回 结束,(年考研真题),思路解析：,()导数定义,已知,则,（）,（）,机动 目录 上页 下页 返回 结束,已知 f(x)在x=0 上连续,在(0,3)的某,(90年考研真题),则在点x=0处，f(x),邻域内连续，,思路解析：,()利用极限保号性,A.不可导,B.可导,C.取得极大值,D.取得极小值,机动 目录 上页 下页 返回 结束,(年考研真题),证明,拉格朗日中值定理：,(1)在区间 a,b 上连续,满足:,(2)在区间(a,b)内可导,至

12、少存在一点,使,机动 目录 上页 下页 返回 结束,设函数 f(x)在闭区间0,上可微,(年考研真题),对于0,1上的每个 x,思路解析：,()存在性用零点定理,()唯一性用反证法结合罗尔定理,证明有且仅,有一个,使得,机动 目录 上页 下页 返回 结束,(年考研真题),思路解析：,()第一问用零点定理,已知函数f(x)在0,1上连续，在(0,1)内可导，且f(0)=0,f(1)=1，证明：,（）存在,（）存在两个不同的点,()第二问利用第一问结论与拉格朗日中值定理,机动 目录 上页 下页 返回 结束,(年考研真题),思路解析：,()先画图分析,()利用拉格朗日中值定理,设不恒为常数的函数 f

13、(x)在闭区间,a,b上连续，在开区间（a,b）内可导，,证明至少存在一点,使得,机动 目录 上页 下页 返回 结束,设函数 f(x)在0,3 上连续,在(0,3),(03年考研真题),试证必存在,内可导,且,思路解析：,()从结论看,典型的罗尔定理,()难点是确定合适的区间,使两端点函数值相等.,机动 目录 上页 下页 返回 结束,设函数 f(x)在0,3 上连续,在(0,3),分析:所给条件可写为,(03年考研真题),试证必存在,想到找一点 c,使,证:因 f(x)在0,3上连续,所以在0,2上连续,且在,0,2上有最大值 M 与最小值 m,故,由介值定理,至少存在一点,由罗尔定理知,必存

14、在,内可导,且,补充习题.设,在,内可导,且,证明至少存在一点,使,上连续,在,证:问题转化为证,设辅助函数,显然,在 0,1 上满足罗尔定理条件,故至,使,即有,少存在一点,机动 目录 上页 下页 返回 结束,费马 目录 上页 下页 返回 结束,法国数学家,Rolle年轻时家境贫困,仅受过初等教育,靠自学精通了代数和Diophantus分析理论.1682年,他解决了数学家Ozanam提出的一个数学难题,受到学术界的好评,从此生活有了转机，得到了社会上层人士的经济援助。Rolle所处的时代正当微积分诞生不久，因而微积分遭受到多方面的非议，Rolle就是反对派之一.他认为：“微积分是巧妙的谬论的

15、汇集.”从而和一些数学家之间展开了激烈的争论,直到1706年秋，他才放弃自己的观点,并于1691年了发明Rolle定理.,1.罗尔(Rolle)(1652-1719),.拉格朗日Lagange(1736 1813),法国数学家.,他在方程论,解析函数论,及数论方面都作出了重要的贡献,近百,余年来,数学中的许多成就都直接或间,接地溯源于他的工作,他是对分析数学,产生全面影响的数学家之一.,.柯西(Cauchy)(1789 1857),法国数学家,他对数学的贡献主要集中,在微积分学,柯,西全集共有 27 卷.,其中最重要的的是为巴黎综合学,校编写的分析教程,无穷小分析概论,微积,分在几何上的应用 等,有思想有创建,响广泛而深远.,对数学的影,他是经典分析的奠人之一,他为微积分,所奠定的基础推动了分析的发展.,复变函数和微分方程方面.,一生发表论文800余篇,著书 7 本,