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高等数学解题步骤

解题步骤一、求极限:1)先代入判类型2)再根据类型确定方法,如用到现成结论须说明。

例1、 1lim sinx x x→∞⋅ 【解】:(1)0⋅∞型(2)原式=1sinlim11x x x →∞=(由第一个重要极限得)或原式=1lim 1x x x →∞⋅= (由等价无穷小111,0sinx x xx→∞→⇒) 例2、24321lim sin 213x x x x x x →∞⎛⎫- ⎪-++⎝⎭【解】:(1)0⋅有界函数(2)231lim 021x x x x →∞-=-+,42sin 3x x +有界由无穷小性质:原式=0例3、1lim ln x x e ex→-【解】:(1)型 (2)利用洛必达法则:原式=()()11limlim 1ln xxx x e e e e x x→→'-==' 二、求导数:1、利用定义求导数:1)先写出导数定义式 ()()()()()0000000limlim x h f x x f x f x h f x f x x h∆→→+∆-+-'==∆ ()()()()00000limlimx x x f x x f x f x f x x x x →→+--==- 导函数:()()()limx f x x f x f x x∆→+∆-'=∆2)再将要求的式子凑成定义式例1:设()1f a '=,求()()1431lim1x f x f x →---【解】:(1)()()()111limh f h f f h→+-'=(2)令1x h -=, 原式=()()()()()()030131131limlim 33133h h f h f f h f f a h h→-→----'=⋅-=-=-- 例2:设()2f a '=,求()1lim 22n n f f n →∞⎡⎤⎛⎫+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦【解】:(1)()()()0222limh f h f f h→+-'=(2)令1h n=, 原式=()()()022lim2h f h f f a h→+-'==例3:设有任意的,x y 有()()()f xy f x f y =+且()11f '=,证明: 当1x ≠时()1f x x'=【证明】:(1)()()()limx f x x f x f x x∆→+∆-'=∆(2)()()()0lim x f x x f x f x x∆→+∆-'=∆()01lim x x f x f x x x ∆→⎡∆⎤⎛⎫+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦=∆ ()()01lim x x f x f f x x x∆→∆⎛⎫++- ⎪⎝⎭=∆ (由已知) ()()011111lim 1x x f f x f x x x xx∆→∆⎛⎫+- ⎪⎝⎭'=⋅=⋅=∆ (()()()()10f xy f x f y f =+⇒=)2、求导数(复合函数、隐函数、参数方程导数、) 复合函数求导:1)分解函数成简单函数。

2)写出复合函数的求导公式。

()()()()),dya y f u u x f u x dxϕϕ''==⇒=⋅ ()()()()()()),,dyb y f u u v v x f u v x dxφϕφϕ''===⇒=⋅⋅()()()()()()()()()),,dyc y f u u g x v v x f u g x v x dxφϕφϕ''''==+=⇒=⋅+⋅3)最后将中间变量回代。

例1、()2ln 1y x x =++,求dy dx【解】:(1)2ln ,1y u u x x ==++ (2)()()()22121ln 1211dy x u x x x dx u x x +''=⋅++=+=++例2、y f=,求y '【解】:(1)()2,1y f u u v x ===+ (2)()()()212y f u x f u x f ''''''=⋅⋅+==例3、(ln y x =,求y '【解】:(1)2ln ,1y u u x v x ===+(2)()()21ln 112y u x x x u ⎛⎫⎛⎫'''''=⋅+⋅+=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭1⎛⎫=+= ⎝隐函数求导:1)写明等式两边同时对x 求导。

2)利用复合函数的运算法则进行求导,遇含y 的函数则先对y 求导再乘以y '。

3)解出y '表达式。

4)如求()0y x ',则无需操作第3)步,只需将00,x y 代入2)中方程解得。

例1、方程224yx xy y e ++=确定函数()y f x =,求y '【解】:(1)等式两边同时对x 求导:()()224yx xy ye ''++=(2)()()()()22482yyxxy y e x x y xy y y ey ''''''''++=⇒+++⋅=⋅(3)82y x yy e x y+'=--例2、方程1sin ln0x xy y+-=确定函数()y f x =,求()0y ' 【解】:(1)当0x =时1y =(2)等式两边同时对x 求导:1sin ln 0x xy y '⎛⎫+'-= ⎪⎝⎭(3)()()()()()()()sin ln 1ln 0cos ln 1ln 0xy x y xy xy x y '''''''-++=⇒⋅-++= ()()11cos 101xy x y xy x y x y''''⇒⋅+-⋅++⋅=+ ()11cos 01xy y xy y x y''⇒⋅+-+⋅=+,将0,1x y ==代入方程得 ()()()()11cos010********y y y '''⇒⋅+⋅-+⋅=⇒=+ 参数方程()()x t y t φϕ=⎧⎪⎨=⎪⎩求导:1)先分别求出()(),x x φϕ'' 2)写出公式()()()t dy f t dx t ϕφ'==', ()()22dy d f t d y dxd x dx t φ⎛⎫⎪'⎝⎭==' 3)进行整理(若要求二阶导数的话)例1、设sin cos 2x t y t=⎧⎨=⎩,求22,dy d y dx dx 【解】:(1)()()sin cos t t t φ''==()()()cos 2sin 222sin 2t t t t t ϕ'''==-⋅=-(2)()()2sin 24sin cos t dy tt dx t tϕφ'-===-',令()4sin t f t -=(3) ()()()224sin 4cos 4cos cos f t t d y tdx t t tφ''--====-' 3、对数求导法:适用于求幂指函数或多个因子的乘积或商的导数 1)等式两边同时取对数。

2)等式两边同时对x 求导(利用隐函数求导方法,等式左边的导数为1y y'⋅)。

3)整理,并将y 的表达式代入。

例1、设()sin 0x y x x=,求y '【解】:(1)等式两边同时取对数:sin ln ln ln sin ln xy x y x x =⇒=⋅(2)等式两边同时对x 求导:()()ln sin ln y x x ''=⋅ ()()1sin ln sin ln y x x x x y'''⇒⋅=⋅+⋅ ()11cos ln sin y x x x y x ⎛⎫'⇒⋅=⋅+⋅ ⎪⎝⎭(3)()sin 1sin cos ln sin cos ln x x y x x x y x x x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫'=⋅+⋅=⋅+⋅⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦注:若一函数不能直接用法则或上述方法求得,则将其分成若干个函数分别求然后再用法则。

例2、设()2sin ,0xx y x e x =+,求y '【解】:不能直接用对数求导法 (1)设2sin 123123;x x y y x y e y y y y ''''===⇒=-+ (2)()()1111ln ln ln 1ln 122y y x x x =⇒=++-- ()()()111ln ln ln 1ln 122y x x x '⎛⎫'⇒=++-- ⎪⎝⎭()()()()111111112121y x x y x x x '''⇒⋅=+⋅+-⋅-+-()()11112121y x x x ⎡⎤'⇒=+-⋅⎢⎥+-⎣⎦sin 2xy x =⇒由上题知sin 2sin cos ln xx y x x x x ⎛⎫'=⋅+⋅ ⎪⎝⎭ 23x y e =⇒由复合函数求导()22232x x y e xxe ''=⋅= (3)()()2sin 111sin cos ln 22121x x x y x x x xe x x x x ⎡⎤⎛⎫'=+-⋅⋅+⋅+⎢⎥ ⎪+-⎝⎭⎣⎦ 4、分段函数导数:1)写出()f x 在分段点处函数值。

2)利用左右导数的定义式求出分段点处的左右导数 ()()()0000lim x x f x f x f x x x --→-'=-; ()()()000lim x x f x f x f x x x ++→-'=-。

3)其他点处直接用求导公式求,最后导函数写成分段函数形式。

例1、设()2,0,0x x f x x x ⎧≥=⎨⎩,求()0f '及()f x '【解】:(1)()2,00,0,0x x f x x x x ⎧⎪==⎨⎪≥⎩(2)()()()000lim x x f x f x f x x x --→-'=-()()()00000lim lim 10x x f x f x f x x---→→--'⇒===- ()()()0000lim x x f x f x f x x x ++→-'=-()()()200000limlim 00x x f x f x f x x+++→→--'⇒===- ()()()000f f f -+'''≠⇒不存在(3)()()()0,1xf x x f x x ''=⇒==()()()220,2xf x x f x x x ''=⇒==(4)()1,002,0x f x x x x ⎧⎪'==⎨⎪⎩不存在,5、高阶导数:先求一阶,整理,然后逐阶求 ()()()()n n n u v uv ±=±; ()()()()0nn n k k k n k uv c u v -==⋅∑ 例1、设ln y x x =,求y '' 【解】:(1)()1ln ln ln 1y x x x x x x''==+⋅=+ (2)()1ln 1y x x'''=+= 例2、设2156y x x =-+,求()n y 【解】:(1)()()()11113232n n ny y x x x x ⎛⎫⎛⎫=-⇒=- ⎪⎪----⎝⎭⎝⎭(2)()()()()()()12313131233u x u x u x x ---'''==-⇒=--⇒=---- ()()()()()()()11......12...31!3n n n n u n x n x ----⇒=----=-⋅⋅-同理()()()()11121!22n n n v x v n x x ---==-⇒=-⋅⋅-- (3)()()()()()()111!32nn n n n n yu v n x x ----⎡⎤=-=-⋅⋅---⎣⎦例3、设22xy x e =⋅,求()20y【解】:(1)()()2221,2,3...20kxk x u eu e k =⇒=⋅=()()22,2,...03,4,...k v x v x v v k n '''=⇒====(2)()()()()()0nn n n k k k n k yuv c u v -===⋅∑ ()()()2020222022192182201922022222!x x x xyx e e x e x e ⋅=⋅=⋅+⋅⋅+⋅⋅ ()202222095xe x x =⋅++6、求微分:1)用上述步骤求出()y x '。

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