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多元函数微分法及其应用-方向导数与梯度

常用基本初等函数求导公式积分公式

基本初等函数求导公式 (1) 0)(='C (2) 1 )(-='μμμx x (3) x x cos )(sin =' (4) x x sin )(cos -=' (5) x x 2 sec )(tan =' (6) x x 2csc )(cot -=' (7) x x x tan sec )(sec =' (8) x x x cot csc )(csc -=' (9) a a a x x ln )(=' (10) (e )e x x '= (11) a x x a ln 1 )(log = ' (12) x x 1)(ln = ', (13) 211)(arcsin x x -= ' (14) 211)(arccos x x -- =' (15) 21(arctan )1x x '= + (16) 21(arccot )1x x '=- + 函数的和、差、积、商的求导法则 设)(x u u =,)(x v v =都可导,则 (1) v u v u '±'='±)( (2) u C Cu '=')((C 是常数) (3) v u v u uv '+'=')( (4) 2v v u v u v u '-'=' ??? ?? 反函数求导法则 若函数)(y x ?=在某区间y I 内可导、单调且0)(≠'y ?,则它的反函数)(x f y =在对应 区间 x I 内也可导,且 )(1)(y x f ?'= ' 或 dy dx dx dy 1= 复合函数求导法则

设)(u f y =,而)(x u ?=且)(u f 及)(x ?都可导,则复合函数)]([x f y ?=的导数为 dy dy du dx du dx = 或 2. 双曲函数与反双曲函数的导数. 双曲函数与反双曲函数都是初等函数,它们的导数都可以用前面的求导公式和求导法则求出. 可以推出下表列出的公式:

多元函数微分学知识点梳理

第九章 多元函数微分学 内容复习 一、基本概念 1、知道:多元函数的一些基本概念(n 维空间,n 元函数,二重极限,连续等);理解:偏导数;全微分. 2、重要定理 (1)二元函数中,可导、连续、可微三者的关系 偏导数连续?可微???函数偏导数存在 ?连续 (2)(二元函数)极值的必要、充分条件 二、基本计算 (一) 偏导数的计算 1、 偏导数值的计算(计算),(00y x f x ') (1)先代后求法 ),(00y x f x '=0),(0x x y x f dx d = (2)先求后代法(),(00y x f x '=00),(y y x x x y x f ==') (3)定义法(),(00y x f x '=x y x f y x x f x ?-?+→?),(),(lim 00000)(分段函数在分段点处的偏导数) 2、偏导函数的计算(计算(,)x f x y ') (1) 简单的多元初等函数——将其他自变量固定,转化为一元函数求导 (2) 复杂的多元初等函数——多元复合函数求导的链式法则(画树形图,写求导公式) (3) 隐函数求导 求方程0),,(=z y x F 确定的隐函数),(y x f z =的一阶导数,z z x y ???? ,,,(),,y x z z F F z z x y z x F y F x y x y z ''???=-=-?''????? 公式法:(地位平等)直接法:方程两边同时对或求导(地位不平等) 注:若求隐函数的二阶导数,在一阶导数的基础上,用直接法求。 3、高阶导数的计算 注意记号表示,以及求导顺序 (二) 全微分的计算 1、 叠加原理

高数第二章导数与微分知识点与习题

高数第二章导数与微分知识点总结 第一节 导数 1.基本概念 (1)定义 0000000000 ()()()()()|(|)'()lim lim lim x x x x x x x f x x f x f x f x dy df x y f x dx dx x x x x ==?→?→→+?--?====??-或 注:可导必连续,连续不一定可导. 注:分段函数分界点处的导数一定要用导数的定义求. (2)左、右导数 0'00000 0()()()()()lim lim x x x f x x f x f x f x f x x x x - --?→→+?--==?-. 0 '00000 0()()()()()lim lim x x x f x x f x f x f x f x x x x + ++?→→+?--==?-. 0'()f x 存在''00()()f x f x -+?=. (3)导数的几何应用 曲线()y f x =在点00(,())x f x 处的切线方程:000()'()()y f x f x x x -=-. 法线方程:0001 ()()'() y f x x x f x -=- -. 2.基本公式 (1)'0C = (2)' 1 ()a a x ax -= (3)()'ln x x a a a =(特例()'x x e e =)(4)1 (log )'(0,1)ln a x a a x a = >≠

(5)(sin )'cos x x = (6)(cos )'sin x x =- (7)2(tan )'sec x x = (8)2 (cot )'csc x x =- (9)(sec )'sec tan x x x = (10)(csc )'csc cot x x x =- (11)2 1(arcsin )'1x x = - (12)2 1(arccos )'1x x =- - (13)21(arctan )'1x x = + (14)2 1 (arccot )'1x x =-+ (15222 2 1[ln()]'x x a x a + += + 3.函数的求导法则 (1)四则运算的求导法则 ()'''u v u v ±=± ()'''uv u v uv =+ 2 '' ()'u u v uv v v -= (2)复合函数求导法则--链式法则 设(),()y f u u x ?==,则(())y f x ?=的导数为:[(())]''(())'()f x f x x ???=. 例5 求函数2 1 sin x y e =的导数. (3)反函数的求导法则 设()y f x =的反函数为()x g y =,两者均可导,且'()0f x ≠,则 11 '()'()'(()) g y f x f g y = =. (4)隐函数求导 设函数()y f x =由方程(,)0F x y =所确定,求'y 的方法有两种:直接求导法和公式法' ''x y F y F =-. (5)对数求导法:适用于若干因子连乘及幂指函数 4.高阶导数

基本初等函数的导数公式表

导数基本知识汇总试题 基本知识点: 知识点一、基本初等函数的导数公式表(须掌握的知识点) 1、=c '0 2、 =n n x nx -1'() (n 为正整数) 3、 ln =x x a a a '() =x x e e '() 4、ln =a long x x a 1'() 5、ln =x x 1 '() 6、sin cos =x x '() 7、 cos sin =-x x '() 8、=-x x 211'() 知识点二:导数的四则运算法则 1、v =u v u '''±±() 2、 =u v uv v u '''+() 3、(=Cu Cu '' ) 4、u -v =u v u v v 2'''() 知识点三:利用函数导数判断函数单调性的法则 1、如果在(,)a b ,()f x '>0,则()f x 在此区间是增区间,(,)a b 为()f x 的单调增区间。 2、如果在(,)a b ,()f x '<0,则()f x 在此区间是减区间,(,)a b 为()f x 的单调减区间。 一、计算题 1、计算下列函数的导数; (1)y x 15= (2) )-y x x 3=≠0( (3))y x x 54=0 ( (4))y x x 23=0 ( (5))-y x x 23 =0 ( (6)y x 5=

(7)sin y x = (8)cos y x = (9)x y =2 (10)ln y x = (11)x y e = 2、求下列函数在给定点的导数; (1)y x 1 4= ,x =16 (2)sin y x = ,x π =2 (3)cos y x = ,x π=2 (4)sin y x x = ,x π =4 (5)3y x = ,11 28(,) (6)+x y x 2=1 ,x =1 (7)y x 2 = ,,24()

高等数学习题详解第7章多元函数微分学(精品文档)

1. 指出下列各点所在的坐标轴、坐标面或卦限: A (2,1,-6), B (0,2,0), C (-3,0,5), D (1,-1,-7). 解:A 在V 卦限,B 在y 轴上,C 在xOz 平面上,D 在VIII 卦限。 2. 已知点M (-1,2,3),求点M 关于坐标原点、各坐标轴及各坐标面的对称点的坐标. 解:设所求对称点的坐标为(x ,y ,z ),则 (1) 由x -1=0,y +2=0,z +3=0,得到点M 关于坐标原点的对称点的坐标为:(1,-2,-3). (2) 由x =-1,y +2=0,z +3=0,得到点M 关于x 轴的对称点的坐标为:(-1,-2,-3). 同理可得:点M 关于y 轴的对称点的坐标为:(1, 2,-3);关于z 轴的对称点的坐标为:(1,-2,3). (3)由x =-1,y =2,z +3=0,得到点M 关于xOy 面的对称点的坐标为:(-1, 2,-3). 同理,M 关于yOz 面的对称点的坐标为:(1, 2,3);M 关于zOx 面的对称点的坐标为:(-1,-2,3). 3. 在z 轴上求与两点A (-4,1,7)和B (3,5,-2)等距离的点. 解: 设所求的点为M (0,0,z ),依题意有|MA |2=|MB |2,即 (-4-0)2+(1-0)2+(7-z)2=(3-0)2+(5-0)2+(-2-z)2. 解之得z =11,故所求的点为M (0,0, 149 ). 4. 证明以M 1(4,3,1),M 2(7,1,2),M 3(5,2,3)三点为顶点的三角形是一个等腰三角形. 解:由两点距离公式可得2 12 14M M =,2 2 13236,6M M M M == 所以以M 1(4,3,1),M 2(7,1,2),M 3(5,2,3)三点为顶点的三角形是一个等腰三角形. 5. 设平面在坐标轴上的截距分别为a =2,b =-3,c =5,求这个平面的方程. 解:所求平面方程为1235y x z + +=-。 6. 求通过x 轴和点(4,-3,-1)的平面方程. 解:因所求平面经过x 轴,故可设其方程为 Ay +Bz =0. 又点(4,-3,-1)在平面上,所以-3A -B =0.即B=-3 A 代入并化简可得 y -3z =0. 7. 求平行于y 轴且过M 1(1,0,0),M 2(0,0,1)两点的平面方程. 解:因所求平面平行于y 轴,故可设其方程为 Ax +Cz +D =0. 又点M 1和M 2都在平面上,于是 A D C D +=?? +=? 可得关系式:A =C =-D ,代入方程得:-Dx -Dz +D =0. 显然D ≠0,消去D 并整理可得所求的平面方程为x +z -1=0. 8. 方程x 2+y 2+z 2-2x +4y =0表示怎样的曲面? 解:表示以点(1,-2,0 9. 指出下列方程在平面解析几何与空间解析几何中分别表示什么几何图形? (1) x -2y =1; (2) x 2+y 2=1; (3) 2x 2+3y 2=1; (4) y =x 2. 解:(1)表示直线、平面。(2)表示圆、圆柱面。(3)表示椭圆、椭圆柱面。 (4)表示抛物线、抛物柱面。

多元函数微分学复习题集与答案解析

第八章 多元函数微分法及其应用 复习题及解答 一、选择题 1. 极限lim x y x y x y →→+00 242= (提示:令22y k x =) ( B ) (A) 等于0 (B) 不存在 (C) 等于 12 (D) 存在且不等于0或1 2 2、设函数f x y x y y x xy xy (,)sin sin =+≠=? ????1100 ,则极限lim (,)x y f x y →→0 = ( C ) (提示:有界函数与无穷小的乘积仍为无穷小) (A) 不存在 (B) 等于1 (C) 等于0 (D) 等于2 3、设函数f x y xy x y x y x y (,)=++≠+=??? ? ?22 2222000 ,则(,)f x y ( A ) (提示:①在220x y +≠,(,)f x y 处处连续;②在0,0x y →→ ,令y kx = , 20 0(0,0)x x y f →→→=== ,故在220x y +=,函数亦连续.所以, (,)f x y 在整个定义域内处处连续.) (A) 处处连续 (B) 处处有极限,但不连续 (C) 仅在(0,0)点连续 (D) 除(0,0)点外处处连续 4、函数z f x y =(,)在点(,)x y 00处具有偏导数是它在该点存在全微分的 ( A ) (A)必要而非充分条件 (B)充分而非必要条件 (C)充分必要条件 (D)既非充分又非必要条件 5、设u y x =arctan ,则??u x = ( B ) (A) x x y 22 + (B) - +y x y 22 (C) y x y 22 + (D) -+x x y 22 6、设f x y y x (,)arcsin =,则f x '(,)21= ( A ) (A )-1 4 (B ) 14 (C )-12 (D )1 2 7、设y x z arctan =,v u x +=,v u y -=,则=+v u z z ( C )

导数与微分重点知识归纳

导数的概念 例:设一质点沿x轴运动时,其位置x是时间t的函数,,求质点在t0的瞬时速 度? 我们知道时间从t0有增量△t时,质点的位置有增量 这就是质点在时间段△t的位移。因此,在此段时间内质点的平均速度为: 若质点是匀速运动的则这就是在t0的瞬时速度,若质点是非匀速直线运动,则这还不是质点在t0时的瞬时速度。 我们认为当时间段△t无限地接近于0时,此平均速度会无限地接近于质点t0时的瞬时速度, 即:质点在t0时的瞬时速度= 为此就产生了导数的定义,如下 导数的定义 设函数在点x0的某一邻域内有定义,当自变量x在x0处有增量△x(x+△x也在该邻域内)时,相应地 函数有增量 , 若△y与△x之比当△x→0时极限存在,则称这个极限值为在x0处的导数。 记为:还可记为:, 函数在点x0处存在导数简称函数在点x0处可导,否则不可导。 若函数在区间(a,b)内每一点都可导,就称函数在区间(a,b)内可导。这时函数 对于区 间(a,b)内的每一个确定的x值,都对应着一个确定的导数,这就构成一个新的函数, 我们就称这个函数为原来函数的导函数。 注:导数也就是差商的极限左、右导数 前面我们有了左、右极限的概念,导数是差商的极限,因此我们可以给出左、右导数的

概念。 若极限存在,我们就称它为函数在x=x0处的左导数。 若极限存在,我们就称它为函数在x=x0处的右导数。 注:函数在x0处的左右导数存在且相等是函数在x0处的可导的充分必要条件 函数的和差求导法则 法则:两个可导函数的和(差)的导数等于这两个函数的导数的和(差). 用公式可写为:。其中u、v为可导函数。 常数与函数的积的求导法则 法则:在求一个常数与一个可导函数的乘积的导数时,常数因子可以提到求导记号外面去。用公式可写成: 函数的积的求导法则 法则:两个可导函数乘积的导数等于第一个因子的导数乘第二个因子,加上第一个因子乘第二个因子的导数。用公式可写成: 函数的商的求导法则 法则:两个可导函数之商的导数等于分子的导数与分母导数乘积减去分母导数与分子导数的乘积,在除以分母导数的平方。用公式可写成: 复合函数的求导法则 例题:求=? 解答:由于,故这个解答正确吗? 这个解答是错误的,正确的解答应该如下: 我们发生错误的原因是是对自变量x求导,而不是对2x求导。 下面我们给出复合函数的求导法则

一元函数微分学知识点

第一章 函数与极限 1. 函数 会求函数的定义域,对应法则; 几种特殊的函数(复合函数、初等函数等); 函数的几种特性(有界性、单调性、周期性、奇偶性) 2. 极限 (1)概念 无穷小与无穷大的概念及性质; 无穷小的比较方法;(高阶、低阶、同阶、等价) 函数的连续与间断点的判断 (2)计算 函数的极限计算方法(对照极限计算例题,熟悉每个方法的应用条件) 极限的四则运算法则 利用无穷小与无穷大互为倒数的关系; 利用无穷小与有界函数的乘积仍为无穷小的性质; 消去零因子法; 无穷小因子分出法; 根式转移法; 利用左右极限求分段函数极限; 利用等价无穷小代换(熟记常用的等价无穷小); 利用连续函数的性质; 洛必达法则(掌握洛必达法则的应用条件及方法); ∞ ∞或00型,)()(lim )()(lim x g x f x g x f ''= 两个重要极限(理解两个重要极限的特点);1sin lim 0=→x x x ,1)()(sin lim 0)(=??→?x x x e x x x =+→10)1(lim ,e x x x =+∞→)11(lim , 一般地,0)(lim =?x ,∞=ψ)(lim x ,)()(lim )())(1lim(x x x e x ψ?ψ=?+ 3 函数的连续 连续性的判断、间断点及其分类 第二章 导数与微分 1 导数 (1)导数的概念:增量比的极限;导数定义式的多样性,会据此求一些函数的极限。 导数的几何意义:曲线上某点的切线的斜率 (2)导数的计算:

基本初等函数求导公式; 导数的四则运算法则;(注意函数积、商的求导法则) 复合函数求导法则(注意复合函数一层层的复合结构,不能漏层) 隐函数求导法则(a :两边对x 求导,注意y 是x 的函数;b :两边同时求微分;) 高阶导数 2 微分 函数微分的定义,dx x f dy x x )(00'== 第三章 导数的应用 洛必达法则(函数极限的计算) 函数的单调性与极值,最值、凹凸性与拐点的求法

高等数学题库第08章(多元函数微分学)

第八章 多元函数微积分 习题一 一、填空题 1. 设2 23),(y x y x y x f +-= ,则.________ )2,1(_______,)1,2(=-=-f f 2. 已知12),(22++=y x y x f ,则._________________ )2,(=x x f 二、求下列函数的定义域并作出定义域的图形 1.x y z -= 2. y x z -+-=11 3. 224y x z --= 4. xy z 2log = 习题二 一、是非题 1. 设y x z ln 2 +=,则 y x x z 1 2+=?? ( ) 2. 若函数),(y x f z =在),(00y x P 处的两个偏导数),(00y x f x 与),(00y x f y 均存在,则 该函数在P 点处一定连续 ( ) 3. 函数),(y x f z =在),(00y x P 处一定有),(00y x f xy ),(00y x f yx = ( ) 4. 函数?? ? ?? =+≠++=0,00,),(222222y x y x y x xy y x f 在点)0,0(处有0)0,0(=x f 及 0)0,0(=y f ( ) 5. 函数22y x z += 在点)0,0(处连续,但该函数在点)0,0(处的两个偏导数 )0,0(x z )0,0(,y z 均不存在。 ( ) 二、填空题

1. 设2 ln y x z = ,则_;___________; __________1 2=??=??==y x y z x z 2. 设),(y x f 在点),(b a 处的偏导数),(b a f x 和),(b a f y 均存在,则 ._________) 2,(),(lim =--+→h h b a f b h a f h 三、求下列函数的偏导数: 1. ;133+-=x y y x z 2. ;) sin(22y e x xy xy z ++= 3. ;)1(y xy z += 4. ;tan ln y x z = 5. 222zx yz xy u ++= 四、求下列函数的,22x z ??22y z ??和y x z ???2: 1. ;234 23+++=y y x x z 2. y x z arctan = 五、计算下列各题 1. 设),2(),(sin y x e y x f x +=-求);1,0(),1,0(y x f f 2. 设)ln(),(y x x y x f +=,求,2 12 2==??y x x z , 2 122==??y x y z .2 12==???y x y x z 六、设)ln(3 13 1y x z +=,证明:.3 1=??+??y z y x z x 习题三 一、填空题 1.xy e y x z +=2在点),(y x 处的._______________ =dz 2.2 2 y x x z += 在点)1,0(处的._______________ =dz

第八章多元函数微分法及其应用

第八章多元函数微分法及其应用 第一节多元函数的基本概念 教学目的:学习并掌握关于多元函数的区域、极限以及多元函数概念,掌握多元函数的连续性定理,能够判断多元函数的连续性,能够求出连续函数在连续点的极限。教学重点:多元函数概念和极限,多元函数的连续性定理。 教学难点:计算多元函数的极限。 教学内容: 一、区域 1.邻域 设P o(x°,y。)是xoy平面上的一个点,是某一正数。与点P o(X o,y°)距离小于:的 点p(x,y)的全体,称为点p的「?邻域,记为U(P0,、),即 U(P°,、)= {P PPo < }, 也就是 U (P o,、)= {(X, y)丨..(X -X。)2(y - y o)2、}。 在几何上,U(P o「J就是xoy平面上以点p o(x o,y。)为中心、:-0为半径的圆内部 的点P(x,y)的全体。 2.区域 设E是平面上的一个点集,P是平面上的一个点。如果存在点P的某一邻域U(P) E, 则称P为E的内点。显然,E的内点属于E。 如果E的点都是内点,则称E为开集。例如,集合E, ={(x, y)1 vx2+ y2£4}中每个点都是E,的内点,因此E,为开集。 如果点P的任一邻域内既有属于E的点,也有不属于E的点(点P本身可以属于E,也可以不属于E ),则称P为E的边界点。E的边界点的全体称为E的边界。例如上例中,E ,的边界是圆周x2 y2 = 1和x2 y2=4o

设D是点集。如果对于D内任何两点,都可用折线连结起来,且该折线上的点都属于 D,则称点集D是连通的。 连通的开集称为区域或开区域。例如,{(x, y) x + y a 0}及{( x, y)d 0}及{(x, y) | 1< x y <4} 都是闭区域。 对于平面点集E ,如果存在某一正数r,使得 E U(0,r), 其中0是原点坐标,则称E为有界点集,否则称为无界点集。例如,{(x,y) | K x2 y2< 4}是有界闭区域,{(x, y) | x y>0}是无界开区域。 二、多元函数概念 在很多自然现象以及实际问题中,经常遇到多个变量之间的依赖关系,举例如下: 例1圆柱体的体积V和它的底半径r、高h之间具有关系 V =二r2h 。 这里,当r、h在集合{(r,h) r 0,h 0}内取定一对值(r,h)时,V的对应值就随之确定。 例2 一定量的理想气体的压强p、体积V和绝对温度T之间具有关系 RT P =— V 其中R为常数。这里,当V、T在集合{(V,T) V >0,T >T0}内取定一对值(V,T)时,p的 对应值就随之确定。 定义1设D是平面上的一个点集。称映射 f : D》R为定义在D上的二元函数,通 常记为 z 二f(x, y) , (x, y) D (或z 二f(P) , P D )。 其中点集D称为该函数的定义域,x、y称为自变量,z称为因变量。数集

导数与微分知识点

第二章 导数与微分 一、导数 1.导数的定义: 由“变速直线运动的瞬时速度”、“平面曲线的切线斜率”引出 设函数()x f y =在点0x 的某领域内有定义,自变量x 在0x 处有增量x ?,相应地函数增量()()00x f x x f y -?+=?。如果极限 ()()x x f x x f x y x x ?-?+=??→?→?0000lim lim 存在,则称此极限值为函数()x f 在0x 处的导数(也称微商),记作()0x f ',或0 x x y =' , 0x x dx dy =,()0 x x dx x df =等,并称函数()x f y =在点0x 处可导。如果上面的极限不存在, 则称函数()x f y =在点0x 处不可导。 注:函数()x f 在0x 处的导数,就是导函数f ’(x)在点在0x 处的函数值,即()0x f '=f ’(x)|x=x0。 多数情况下用求导法则,有时用定义求导更方便。如题中函有f(x),而不是具体的方程时。 2、单侧导数 右导数:()()()()() x x f x x f x x x f x f x f x x x ?-?+=--='++ →?→+000000lim lim 0 左导数:()()()()()x x f x x f x x x f x f x f x x x ?-?+=--='-- →?→-000000lim lim 0 则有 ()x f 在点0x 处可导()x f ?在点0x 处左、右导数皆存在且相等。 3、导数的几何意义 如果函数()x f y =在点0x 处导数()0x f '存在,则在几何上()0x f '表示曲线 ()x f y =在点()()00,x f x 处的切线的斜率,即:()0x f '=K=tan a 。 切线方程:()()()000x x x f x f y -'=- 法线方程:()() ()()()01 0000≠'-'- =-x f x x x f x f y 注:切线与法线垂直,切线的斜率与法线的斜率乘积为负1,即:K 切 * K 法 = -1。 设物体作直线运动时路程S 与时间t 的函数关系为()t f S =,如果()0t f '存在,则

基本初等函数的导数公式的推导过程

基本初等函数的导数公式推导过程 一、幂函数()f x x α=(α∈Q *)的导数公式推导过程 命题 若()f x x α=(α∈Q *),则()1f x x αα-'=. 推导过程 ()f x ' ()()()()()()000112220 011222011222011220 lim lim C C C C lim C C C C lim C C C lim lim C C C x x x x x x f x x f x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x αα αααααααααααααααααααααααα ααααααα?→?→--?→--?→--?→--?→+?-=?+?-=?+?+?++?-=?-+?+?++?=??+?++?=?=+?++L L L L ()11 11 C x x x ααααααα---?== 所以原命题得证. 二、正弦函数()sin f x x =的导数公式推导过程 命题

推导过程 ()f x ' ()() ()()()()0000020lim sin sin lim sin cos cos sin sin lim cos sin sin cos sin lim cos sin sin cos 1lim cos 2sin cos sin 12sin 1222lim x x x x x x f x x f x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ?→?→?→?→?→?→+?-=?+?-=??+?-=??+?-=??+?-=???????????+?-- ? ????????=2 00002sin cos cos 2sin sin 222lim 2sin cos cos sin sin 222lim 2sin cos 22lim sin 2lim cos 22x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ?→?→?→?→????????- ???=???????- ???=?????+ ???=?????????=+??? ???????? 当0x ?→时,sin 22 x x ??=,所以此时sin 212x x ?=?. 所以()0lim cos cos 2x x f x x x ?→???'=+= ??? ,所以原命题得证. 三、余弦函数()cos f x x =的导数公式推导过程 命题

高等数学多元函数微分法

第 八 章 多元函数微分法及其应用 第 一 节 多元函数的基本概念 教学目的:学习并掌握关于多元函数的区域、极限以及多元函数 概念,掌握多元函数的连续性定理,能够判断多元函数的连续性,能够求出连续函数在连续点的极限。 教学重点:多元函数概念和极限,多元函数的连续性定理。 教学难点:计算多元函数的极限。 教学内容: 一、 区域 1. 邻域 设),(000y x p 是xoy 平面上的一个点,δ是某一正数。与点),(000y x p 距离小于δ的点(,)p x y 的全体,称为点0P 的δ邻域,记为),(0δP U ,即 ),(0δP U =}{0δδ为半径的圆内部的点),(y x P 的全体。 2. 区域 设E 是平面上的一个点集,P 是平面上的一个点。如果存在点P 的某一邻域E P U ?)(,则称P 为E 的内点。显然,E 的内点属于E 。 如果E 的点都是内点,则称E 为开集。例如,集合 }41),{(221<+<=y x y x E 中每个点都是E 1的内点,因此E 1为开集。

如果点P 的任一邻域内既有属于E 的点,也有不属于E 的点(点P 本身可以属于E ,也可以不属于E ),则称P 为E 的边界点。E 的边界点的全体称为E 的边界。例如上例中,E 1的边界是圆周12 2 =+y x 和 22y x +=4。 设D 是点集。如果对于D 内任何两点,都可用折线连结起来,且该折线上的点都属于D ,则称点集D 是连通的。 连通的开集称为区域或开区域。例如,}0),{(>+y x y x 及 }41),{(22<+0}是无界开区域。 二、多元函数概念 在很多自然现象以及实际问题中,经常遇到多个变量之间的依赖关系,举例如下: 例1 圆柱体的体积V 和它的底半径r 、高h 之间具有关系 h r V 2 π=。 这里,当r 、h 在集合}0,0),{(>>h r h r 内取定一对值),(h r 时,V 的对应值就随之确定。

多元函数微分习题

多元函数微分学 1.二元函数??? ??=≠+=)0,0(),(, 0)0,0(),(,),(22y x y x y x xy y x f 在点)0,0(处 ( ) (A) 连续,偏导数存在 (B) 连续,偏导数不存在 (C) 不连续,偏导数存在 (D) 不连续,偏导数不存在 答:C 2.设),(y x f 是一二元函数,),(00y x 是其定义域内的一点,则下列命题中一定正确的是( ) (A) 若),(y x f 在点),(00y x 连续,则),(y x f 在点),(00y x 可导。 (B) 若),(y x f 在点),(00y x 的两个偏导数都存在,则),(y x f 在点),(00y x 连 续。 (C) 若),(y x f 在点),(00y x 的两个偏导数都存在,则),(y x f 在点),(00y x 可微。 (D) 若),(y x f 在点),(00y x 可微,则),(y x f 在点),(00y x 连续。 答:D 3.函数2223),,(z y x z y x f +++=在点)2,1,1(-处的梯度是( ) (A) )32,31,31(- (B) )32,31,31(2- (C) )92,91,91(- (D) )9 2,91,91(2- 答:A 4.函数z f x y =(.)在点(,)x y 00处具有两个偏导数f x y f x y x y (,),(,)0000 是函数存在全 微分的( )。 (A).充分条件 (B).充要条件 (C).必要条件 (D). 既不充分也不必要 答C 5.对于二元函数z f x y =(,),下列有关偏导数与全微分关系中正确的命题是 ( )。 (A).偏导数不连续,则全微分必不存在 (B).偏导数连续,则全微分必存在 (C).全微分存在,则偏导数必连续 (D).全微分存在,而偏导数不一定存在 答B 6.二元函数z f x y =(,)在(,)x y 00处满足关系( )。 (A).可微(指全微分存在)? 可导(指偏导数存在)?连续 (B).可微?可导?连续 (C).可微?可导或可微?连续,但可导不一定连续 (D).可导?连续,但可导不一定可微 答C

电大【高等数学基础】 导数与微分

2) 导数与微分 070713.设 )(x f 在0x 可导,则=--→h x f h x f h ) ()2(lim 000 ( ). A )(0x f ' B )(20x f ' C )(0x f '- D )(20x f '- 070113.设 )(x f 在0x 可导,则=--→h x f h x f h 2) ()2(lim 000 ( ). (A) )(0x f ' (B) )(20x f ' (C) )(0x f '- (D) )(20x f '- 060113.设 x x f e )(=,则=?-?+→?x f x f x )1()1(lim ( ).A e 2 B e C 080713.下列等式中正确的是( ) A dx x x d 1 )1(2-= B dx x 2)x 1d(= C dx d x x 2)ln22(= D 050713.下列等式中正确的是( ). A.xdx d arctan )1( 2= B. 2 )1(dx d -= C.dx d x x 2)2ln 2 (= D.xdx x d cot )(tan = A 先单调下降再单调上升 B 单调下降 C 先单调上升再单调下降 D 单调上升 060713. 函数 622+-=x x y 在区间)5,2(内满足( ) . A. 先单调下降再单调上升 B. 单调下降 C. 先单调上升再单调下降 D. 单调上升 080724.函数 2)2(2+-=x y 的单调减少区间是 .

080124.函数 1)(2-=x x f 的单调减少区间是 . 070724. 函数2 x e y -=的单调减少区间是 . 070124.函数x y arctan =的单调增加区间是 . 060724.函数1)1(2++=x y 的单调增加区间是 . 060124.函数1)1(2++=x y 的单调减少区间是 . 050724.函数 )1ln(2x y +=的单调增加区间是 . 080732.设 2sin sin x e y x +=,求y ' 解:2sin 2sin cos 2cos )(sin )(x x x e x e y x x +='+'=' 080132.设2 x xe y =,求 y ' 解:2 22222)()(x x x x e x e e x e x y +='+'=' 070732.设2sin x e y x -=,求'y 解:x xe x x e y x x 2cos )().(sin sin 2sin -='-'=' 070132.设x x y e cos ln +=,求'y 解:x x x y e sin )(ln -'=' 060732.设 x x e y x ln tan -=,求y '. x x x x x 12- 解:由导数四则运算法则得 x x x x x x x x x y ++= '+'+'='ln 2cos 1 )(ln ln )()(tan 222 050733.设 2cos ln x y =,求d y .

多元函数微分法及其应用

第八章多元函数微分法及其应用 (讲授法18学时) 上册研究了一元函数微分法,利用这些知识,我们可以求直线上质点运动的速度和加速度,也可以求曲线的切线的斜率,可以判断函数的单调性和极值、最值等,但这远远不够,因为一元函数只是研究了由一个因素确定的事物。一般地说,研究自然现象总离不开时间和空间,确定空间的点需要三个坐标,所以一般的物理量常常依赖于四个变量,在有些问题中还需要考虑更多的变量,这样就有必要研究多元函数的微分学。 多元函数微分学是一元函数的微分学的推广,所以多元函数微分学与一元函数微分学有许多相似的地方,但也有许多不同的地方,学生在学习这部分内容时,应特别注意它们的不同之处。 一、教学目标与基本要求 1、理解多元函数的概念,理解二元函数的几何意义。 2、了解二元函数的极限与连续性的概念,以及有界闭区域上连续函数的性质。 3、理解多元函数偏导数和全微分的概念,会求全微分,了解全微分存在的必要条件和充分条件,了解全微分形式的不变性,了解全微分在近似计算中的应用。 4、理解方向导数与梯度的概念并掌握其计算方法。 5、掌握多元复合函数偏导数的求法。 6、会求隐函数(包括由方程组确定的隐函数)的偏导数。 7、了解曲线的切线和法平面及曲面的切平面和法线的概念,会求它们的方程。 8、了解二元函数的二阶泰勒公式。 9、理解多元函数极值和条件极值的概念,掌握多元函数极值存在的必要条件,了解二元函数极值存在的充分条件,会求二元函数的极值,会用拉格朗日乘数法求条件极值,会求简单多元函数的最大值和最小值,并会解决一些简单的应用问题。 二、教学内容及学时分配: 第一节多元函数的基本概念2课时 第二节偏导数2学时 第三节全微分2学时 第四节多元复合函数的求导法则2学时 第五节隐函数的求导公式2学时 第六节多元函数微分学的几何应用2学时 第七节方向导数与梯度2学时 第八节多元函数的极值及其求法2学时 三、教学内容的重点及难点: 重点: 1.多元函数的极限与连续; 2.偏导数的定义;全微分的定义 3.多元复合函数的求导法则;隐函数的求导法则 4.方向导数与梯度的定义 5.多元函数的极值与最值的求法 难点: 1.多元函数微分学的几个概念,即多元函数极限的存在性、多元函数的连续性、偏导数的存在性、全微分的存在性、偏导数的连续性之间的关系; 2.多元复合函数的求导法则中,抽象函数的高阶导数; 3.由方程组确定的隐函数的求导法则; 4.梯度的模及方向的意义; 5.条件极值的求法

基本初等函数的导数公式表

导数基本知识汇总试题 基本知识点: 知识点一、基本初等函数的导数公式表(须掌握的知识点) 1、"0 2、 (乂7二心I (n 为正整数) 3、 Ca x y=a x \na Ce x y=e x (long a xy=-^— 4、 xina (lnxX=- 5、 x 6、 (sin Q 二 cos x 7 (cos x )‘二-sin x '(ly=-± 8. x 对 知识点二:导数的四则运算法则 1、 ("土 v y=u ± v r 2、 (nv )r =u F v + //v r 3、 (Cu7=Cu 4、 v 知识点三:利用函数导数判断函数单调性的法则 1. 如果在广(力>°,则/a )在此区间是增区间,为/(X )的单调增区间。 2、如果在(""),广(x )v0,则/(x )在此区间是减区间,(心)为/(X )的单调减区 间。 一、计算题 1. 计算下列函数的导数: (1) y = x 15 (2) y = x* (XH O) (3) 5 y = x 4 (x a 0) (4) 2 y = x^ (XA O) (5) 2 y = x 3 (X A 0) (6) y = x 5

(7) >,=v2 , 24) (7) y = sin x (8) y = cos x (9) y=r (10) y = In x (11) y = e x 2、求下列函数在给泄点的导数: 2 (1)尸存,“16 7T . X =— (4) y = xsinx , 4 x y = --- (6) 1+F ,兀=1 (2) y = sinx (3)y = cosx x = 2TT 3 (5) >,=v

高中数学导数与定积分知识点

高中数学知识点—导数、定积分 一.课标要求: 1.导数及其应用 (1)导数概念及其几何意义 ①通过对大量实例的分析,经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,了解导数概念的实际背景,知道瞬时变化率就是导数,体会导数的思想及其内涵; ②通过函数图像直观地理解导数的几何意义。 (2)导数的运算 ①能根据导数定义求函数y=c,y=x,y=x2,y=x3,y=1/x,y=x 的导数; ②能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数,能求简单的复合函数(仅限于形如f(ax+b))的导数; ③会使用导数公式表。 (3)导数在研究函数中的应用 ①结合实例,借助几何直观探索并了解函数的单调性与导数的关系;能利用导数研究函数的单调性,会求不超过三次的多项式函数的单调区间; ②结合函数的图像,了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件;会用导数求不超过三次的多项式函数的极大值、极小值,以及闭区间上不超过三次的多项式函数最大值、最小值;体会导数方法在研究函数性质中的一般性和有效性。 (4)生活中的优化问题举例 例如,使利润最大、用料最省、效率最高等优化问题,体会导数在解决实际问题中的作用。 (5)定积分与微积分基本定理 ①通过实例(如求曲边梯形的面积、变力做功等),从问题情境中了解定积分的实际背景;借助几何直观体会定积分的基本思想,初步了解定积分的概念; ②通过实例(如变速运动物体在某段时间内的速度与路程的关系),直观了解微积分基本定理的含义。 (6)数学文化 收集有关微积分创立的时代背景和有关人物的资料,并进行交流;体会微积

分的建立在人类文化发展中的意义和价值。具体要求见本《标准》中"数学文化"的要求。 二.命题走向 导数是高中数学中重要的内容,是解决实际问题的强有力的数学工具,运用导数的有关知识,研究函数的性质:单调性、极值和最值是高考的热点问题。在高考中考察形式多种多样,以选择题、填空题等主观题目的形式考察基本概念、运算及导数的应用,也经常以解答题形式和其它数学知识结合起来,综合考察利用导数研究函数的单调性、极值、最值. 三.要点精讲 1.导数的概念 函数y=f(x),如果自变量x 在x 0处有增量x ?,那么函数y 相应地有增量y ?=f (x 0+x ?)-f (x 0),比值x y ??叫做函数y=f (x )在x 0到x 0+x ?之间的平均变化率,即 x y ??=x x f x x f ?-?+)()(00。 如果当0→?x 时, x y ??有极限,我们就说函数y=f(x)在点x 0处可导,并把这个极限叫做f (x )在点x 0处的导数,记作f ’(x 0)或y ’|0x x =。 即f (x 0)=0 lim →?x x y ??=0 lim →?x x x f x x f ?-?+)()(00。 说明: (1)函数f (x )在点x 0处可导,是指0→?x 时,x y ??有极限。如果x y ??不存在极限,就说函数在点x 0处不可导,或说无导数。 (2)x ?是自变量x 在x 0处的改变量,0≠?x 时,而y ?是函数值的改变量,可以是零。 由导数的定义可知,求函数y=f (x )在点x 0处的导数的步骤(可由学生来归纳): (1)求函数的增量y ?=f (x 0+x ?)-f (x 0);

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