一元函数微分学
给大家总结一下这一部分的三类题型的解题要点:
(一)分段函数的导数
分段函数在分段点处可导必须满足:
1.分段点处连续:要求分段点处左右极限相等且等于函数值
2.分段点处可导:要求分段点处的左右导数存在且相等
(二)高阶导数
求高阶导数的题目有三种方法:
1.利用泰勒展开和泰勒级数(一般用于求函数具体某一点的n阶导数)
2.利用莱布尼茨公式(一般用于计算函数非指定点的n阶导数)
3.根据前面几阶导数的规律归纳猜想,并证明之(一般用于求微分方程给出的抽象函数的n阶导数)
(三)求渐近线
f(x)的渐近线分为水平渐近线,铅直渐近线和斜渐近线:
1.水平渐近线:分别令x趋向于正无穷和负无穷,看看这两个极限是否存在,存在则有水平渐近线,然后判断是一条还是两条。
2.铅直渐近线:找一下f(x)不连续的点或者无定义的点,看看这些点处f(x)极限是否为无穷,如果是,则存在铅直渐近线。
3.斜渐近线:需要寻找是否存在常数a和b,使得f(x)-ax-b在x趋于无穷时极限为0。
罗尔定理引申
给大家引申一下罗尔定理,这个定理在判断原函数及其某阶导数的零点个数问题上非常有效:
设f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内n阶可导,则罗尔定理可以引申为下面的表述:
“若f(x)的m阶导数最少有(k+1)个零点,则f(x)的(m+1)阶导数最少有k个零点,其中m,k∈N+,且m≤n-1。”设为命题(✳)。
下面取m=n-2,k=2,则有:
“若f(x)的(n-2)阶导数最少有3个零点,则f(x)的(n-1)阶导数最少有2个零点。”
则它的逆否命题为:
“若f(x)的(n-1)阶导数最多有2个零点,则f(x)的(n-2)阶导数最多有3个零点。”设为命题(1)。
接下来命题(✳)中取m=n-3,k=3,并进行逆否处理得到命题(2),即:
“若f(x)的(n-2)阶导数最多有3个零点,则f(x)的(n-3)阶导数最多有4个零点。”
以此类推分别得到命题(3),(4),···,(n-1)。(其中命题(i)就是先对命题(✳)中取m=n-i-1,k=i+1,再对所得命题进行逆否处理得到)
将这些命题按i从小到大的顺序排列后发现,后一个命题的条件刚好是前一个命题的结论,故我们可以将它们综合为一个命题,只保留命题(1)的条件和命题(n-1)的结论,即:
“若f(x)的(n-1)阶导数最多有1个零点,则f(x)最多有n个零点。”得证。