高数考研大纲

第1篇：高数考研大纲

考研高数大纲

2014年考研数学一考试大纲

考试形式和试卷结构：

一、试卷满分及考试时间

试卷满分为150分，考试时间为180分钟。

二、答题方式

答题方式为闭卷、笔试。

三、试卷内容结构

高等教学线性代数概率论与数理统计

四、试卷题型结构

单选题8填空题6解答题(包括证明题)9 约56% 约22% 约22% 小题，每小题4分，共32分 小题，每小题4分，共24分 小题，共94分

第2篇：考研高数(1)复习大纲

一、函数、极限与连续

1.求分段函数的复合函数;

2.求极限或已知极限确定原式中的常数;

3.讨论函数的连续性，判断间断点的类型;

4.无穷小阶的比较;

5.讨论连续函数在给定区间上零点的个数，或确定方程在给定区间上有无实根。

二、一元函数微分学

1.求给定函数的导数与微分(包括高阶导数)，隐函数和由参数方程所确定的函数求导，特别是分段函数和带有绝对值的函数可导性的讨论;

2.利用洛比达法则求不定式极限;

3.讨论函数极值，方程的根，证明函数不等式;

4.利用罗尔定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理和泰勒中值定理证明有关命题，如证明在开区间内至少存在一点满足……，此类问题证明经常需要构造辅助函数;

5.几何、物理、经济等方面的最大值、最小值应用问题，解这类问题，主要是确定目标函数和约束条件，判定所讨论区间;

6.利用导数研究函数性态和描绘函数图形，求曲线渐近线。

三、一元函数积分学

1.计算题：计算不定积分、定积分及广义积分;

2.关于变上限积分的题：如求导、求极限等;

3.有关积分中值定理和积分性质的证明题;

4.定积分应用题：计算面积，旋转体体积，平面曲线弧长，旋转面面积，压力，引力，变力作功等;

第3篇：高数大纲

重庆交通大学、重庆邮电大学

(2011级)《高等数学(下)》(联考)考试大纲

考试时间(统一)：

第十八周的星期五(即2012年6月22日)上午10：10～12：10。

二、考试题型与分数分布：主观：客观=4：6

1)单项选择题(4分×5个=20分)、2)填空题(4分×5个=20分)、

3)计算题(10分×4个=40分)、4)证明题(10分×1个=10分)、

5)应用题(10分×1个=10分)等五类。

三、考试重点与分数分布(满分100分)：

1)第八章大约占8分;

2)第九章大约占42分(重点);3)第十章大约占14分;

4)第十一章大约占18分;5)第十二章大约占18分。

四、考试内容重点问题与方法：

1. 第八章：向量的运算(数量积、向量积)、空间直线与空间平面的方程

2. 第九章：二元函数的极限与连续，多元函数的偏导数和全微分，多元复合函数的一阶、二阶偏导数，由方程确定的隐函数的一阶、二阶偏导数，空间曲线的切线和法平面、曲面的切平面和法线，多元函数的极值和条件极值，多元函数的最值。

3. 第十章：二重积分与三重积分概念、性质、计算，重积分在几何与物理上应用(曲面面积、质心坐标，转动惯量)。

4. 第十一章 两类曲线积分的性质及计算，格林(Green)公式,平面曲线积分与路径无关的条件,二元函数全微分的原函数,两类曲面积分的性质及计算 高斯(Gauss)公式.

5. 第十二章：常数项级数的收敛与发散的概念，级数的基本性质与收敛的必要条件,几何级数与级数及其收敛性.正项级数审敛法，莱布尼茨定理，绝对收敛与条件收敛，幂级数的收敛半径、收敛区间(指开区间)和收敛域的求法，幂级数的和函数，幂级数在其收敛区间内的基本性质，简单幂级数的和函数的求法 初等函数的幂级数展开式，傅里叶(Fourier)系数与傅里叶级数 狄利克雷(Dirichlet)定理。

五、考试目的、要求与注意事项：(略)

第4篇：高数B教学大纲

《高等数学

(二)B》教学大纲 Advanced Mathematics (2)B

课程编码：09A00050

学分：3.5

课程类别：专业基础课

计划学时：56

其中讲课：56

实验或实践：0

上机：0 适用专业：材料与工程学院，化学化工学院，历史与文化产业学院，商学院，生物科学与技术学院，医学与生命科学学院。

推荐教材：同济大学数学系编，《高等数学》第七版(下册)，高等教育出版社，2014年7月。 参考书目：

1、齐民友主编，高等数学(下册)，高等教育出版社， 2009年8月;

2、同济大学数学系编，高等数学习题全解指南(下册)，第七版，高等教育出版社， 2014年8月。

课程的教学目的与任务

高等数学

(二)B是工科院校的一门极其重要的专业基础课。通过本课程的学习，能使学生获得空间解析几何、二元函数微积分和无穷级数的基本知识，基本理论和基本运算技能，逐步增加学生自学能力，比较熟练的运算能力，抽象思维和空间想象能力。同时强调分析问题和解决问题的实际能力。使学生在得到思维训练和提高数学素养的同时，为后继课程的学习和进一步扩大数学知识面打下必要的数学基础。

课程的基本要求

通过本课程的学习，使学生掌握向量的概念及计算，空间平面、直线、曲面、曲线的概念和运算。掌握多元函数微分的计算及其应用。掌握二重积分的概念、计算和应用。握常数项级数和幂级数的概念和计算。

各章节授课内容、教学方法及学时分配建议(含课内实验)

第八章 向量代数与空间解析几何

建议学时：12

[教学目的与要求] 理解向量的概念及其表示，掌握向量的运算(线性运算、数量积、向量积)，了解两个向量垂直、平行的条件;理解单位向量、方向数与方向余弦、向量的坐标表达式，掌握用坐标表达式进行向量运算的方法。掌握平面方程和直线方程及其求法，会求平面与平面、平面与直线、直线与直线之间的夹角，并会利用平面、直线的相互关系(平行、垂直、相交等))解决有关问题，会求点到直线以及点到平面的距离。了解曲面方程和空间曲线方程的概念，了解常用二次曲面的方程及其图形，会求简单的柱面和旋转曲面的方程，了解空间曲线的参数方程和一般方程，了解空间曲线在坐标平面上的投影，并会求该投影曲线的方程。

[教学重点与难点] 平面方程和直线方程。

[授 课 方 法] 以课堂多媒体讲授为主，课堂讨论和课堂练习为辅。 [授 课 内 容] 第一节 向量及其线性运算 第二节 数量积 向量积

第三节 平面及其方程 第四节 空间直线及其方程 第五节 曲面及其方程 第六节 空间曲线及其方程

第九章 多元函数微分法及其应用

建议学时：20

[教学目的与要求] 了解点集、邻域、区域、多元函数等概念。理解二元函数的几何意义;了解二元函数的极限与连续的概念以及有界闭区域上连续函数的性质。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。掌握多元复合函数一阶、二阶偏导数的求法;了解隐函数存在定理，会求多元隐函数的偏导数。了解空间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。了解方向导数与梯度的概念，并掌握其计算方法。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。

[教学重点与难点] 偏导数、全微分的概念及其计算，多元函数的极值。 [授 课 方 法] 以课堂多媒体讲授为主，课堂讨论和课堂练习为辅。 [授 课 内 容] 第一节 多元函数的基本概念 第二节 偏导数 第三节 全微分

第四节 多元复合函数的求导法则 第五节 隐函数的求导公式 第六节 多元函数微分学的几何应用 第七节 方向导数与梯度 第八节 多元函数的极值及其求法

第十章 重积分

建议学时：10

[教学目的与要求] 理解二重积分的概念，了解二重积分的性质，了解二重积分的中值定理。掌握二重积分的计算方法(直角坐标、极坐标)，会用二重积分计算一些几何量与物理量(体积、曲面面积、质量、质心、转动惯量、引力)。

[教学重点与难点] 二重积分的计算。

[授 课 方 法] 以课堂多媒体讲授为主，课堂讨论和课堂练习为辅。 [授 课 内 容] 第一节 二重积分的概念与性质 第二节 二重积分的计算法 第四节 重积分的应用

第十二章 无穷级数

建议学时：14

[教学目的与要求] 理解常数项级数收敛、发散以及收敛级数的和的概念，掌握级数的基本性质及收敛的必要条件;掌握几何级数与p级数收敛与发散的条件。掌握正项级数收敛性的比较判别法和比值判别法，

会用根值判别法;掌握交错级数的莱布尼茨判别法，了解任意项级数绝对收敛与条件收敛的概念以及绝对收敛与收敛的关系。理解幂级数收敛半径的概念、并掌握幂级数的收敛半径、收敛区间及收敛域的求法，了解幂级数在其收敛区间内的基本性质(和函数的连续性、逐项求导和逐项积分)，会求一些幂级数在收敛区间内的和函数，并会由此求出某些数项级数的和。了解函数展开为泰勒级数的充分必要条件，掌握某些函数的麦克劳林(Maclaurin)展开式，会用它们将一些简单函数间接展开为幂级数。 [教学重点与难点] 数项级数的收敛性判定，幂级数展开，求和函数及收敛域。 [授 课 方 法] 以课堂多媒体讲授为主，课堂讨论和课堂练习为辅。 [授 课 内 容]

第一节 常数项级数的概念和性质 第二节 常数项级数的审敛法 第三节 幂级数

第四节 函数展开成幂级数

撰稿人：杨殿武

审核人：王纪辉

第5篇：考研.数学 高数总结3

定积分理论

一、实际应用背景

1、运动问题—设物体运动速度为vv(t)，求t[a,b]上物体走过的路程。

(1)取at0t1tnb，[a,b][t0,t1][t1,t2][tn1,tn]， 其中tititi1(1in);

(2)任取i[xi1,xi](1in)，S

nf()t; iii1

iin(3)取max{xi}，则Slim1in0f()x i1

2、曲边梯形的面积—设曲线L:yf(x)0(axb)，由L,xa,xb及x轴围成的区域称为曲边梯形，求其面积。

(1)取ax0x1xnb，[a,b][x0,x1][x1,x2][xn1,xn]， 其中xixixi1(1in);

(2)任取i[xi1,xi](1in)，A

nf()x; iii1

iin(3)取max{xi}，则Alim1in0f()x。 i1

二、定积分理论

(一)定积分的定义—设f(x)为[a,b]上的有界函数，

(1)取ax0x1xnb，[a,b][x0,x1][x1,x2][xn1,xn]， 其中xixixi1(1in);

(2)任取i[xi1,xi](1in)，作

nf()x; iii1

inax{xi}，(3)取m若lim1in0f()x存在，称f(x)在[a,b]上可积，极限称为f(x)i

i1

在[a,b]上的定积分，记b

af(x)dx，即f(x)dxlimf(i)xi。 abn0i1

【注解】

(1)极限与区间的划分及i的取法无关。

n

1,xQ

【例题】当x[a,b]时，令f(x)，对limf(i)xi，

0

i10,xRQ

n

n

情形一：取所有iQ(1in)，则lim

0

f()x

i

i1

n

i

limxiba;

0

i1

情形二：取所有iRQ(1in)，则lim

0

n

f()x

i

i1

i

0，

所以极限lim

0

f()x不存在，于是f(x)在[a,b]上不可积。

i

i

i1

(2)0n，反之不对。

112n1n1

,]，xi(1in);

nnnnnn

i1i

取法：取i或i(1in)，则

nn

分法：等分，即[0,1][0,][,][



1ni1ni1

f(x)dxlimf()limf()。

nnnnni1ni1

则



b

a

banif(x)dxlimf[a(ba)]。 nni1n

1n2i【例题1】求极限lim。

nnni1

11n2i

【解答】lim2xdx。

0nnni1

【例题2】求极限lim(

n

1n1





1n2





1nn

)。

22

)

【解答】lim(

n

1n1



1n

21nn1n

()2

n

22

1lim[nn

11()2

n

2()2

n



]

dxx

三、定积分的普通性质

1、

2、

3、

4、

[f(x)g(x)]dx

a

bb

a

f(x)dxg(x)dx。

a

b

kf(x)dxk

a

bb

a

f(x)dx。

bc



b

a

f(x)dxf(x)dxf(x)dx。

a

c



b

a

dxba。

5、设f(x)0(axb)，则【证明】



b

a

f(x)dx0。



b

a

f(x)dxlimf(i)xi，

0

i1

n

因为f(x)0，所以f(i)0， 又因为ab，所以xi0，于是

n

f()x

i

i1

n

i

0，由极限保号性得

limf(i)xi0，即f(x)dx0。

0

i1

b

a

(1)



b

a

f(x)dx|f(x)|dx(ab)。

a

b

(2)设f(x)g(x)(axb)，则



b

a

f(x)dxg(x)dx。

a

b

6(积分中值定理)设f(x)C[a,b]，则存在[a,b]，使得

四、定积分基本理论

定理1 设f(x)C[a,b]，令(x)



b

a

f(x)dxf()(ba)。



x

a

f(t)dt，则(x)为f(x)的一个原函数，即

(x)f(x)。

【注解】

(1)连续函数一定存在原函数。

dx

f(t)dtf(x)， (2)adx

d(x)

f(t)dtf[(x)](x)。 adx

d2(x)

(x)f[1(x)]1(x)。 f(t)dtf[2(x)]2(3)

dx1(x)

【例题1】设f(x)连续，且(x)【解答】(x)

x

(xt)f(t)dt，求(x)。

0x0

x

(xt)f(t)dtx

0f(t)dttf(t)dt，

x

(x)f(t)dtxf(x)xf(x)f(t)dt，(x)f(x)。

xx

【例题2】设f(x)为连续函数，且(x)【解答】(x)

x2t2u

tf(x

x

t2)dt，求(x)。



x

tf(x2t2)dt

1x2222

f(xt)d(xt) 20

101x2

2f(u)duf(u)du，

2x20

f(x2)2xxf(x2)。 2

(x)

定理2 (牛顿—莱布尼兹公式)设f(x)C[a,b]，且F(x)为f(x)的一个原函数，则



b

a

f(x)dxF(b)F(a)。

【证明】由F(x)f(x),(x)f(x)得[F(x)(x)]f(x)f(x)0， 从而F(x)(x)constant，

于是F(b)(b)F(a)(a)，注意到(a)0， 所以(b)F(b)F(a)，即

五、定积分的积分法

(一)换元积分法—设f(x)C[a,b]，令x(t)，其中(t)可导，且(t)0，其中



b

a

f(x)dxF(b)F(a)。

()a,()b，则f(x)dxf[(t)](t)dt。

a

b



(二)分部积分法—

udvuvvdu。

a

a

a

b

b

b

六、定积分的特殊性质

1、对称区间上函数的定积分性质 设f(x)C[a,a]，则 (1)则



a

a

f(x)dx[f(x)f(x)]dx。

a

(2)若f(x)f(x)，则



a

a

f(x)dx2f(x)dx。

a

(3)若f(x)f(x)，则



a

a

f(x)dx0。

【例题1】设f(x),g(x)C[a,a]，其中f(x)f(x)A,g(x)为偶函数，证明：



a

a

f(x)g(x)dxAg(x)dx。

a

【解答】

a



a

a

f(x)g(x)dx[f(x)g(x)f(x)g(x)]dx

a0

a

[f(x)f(x)]g(x)dxAg(x)dx。



(2)计算

arctane

22

x

|sinx|dx。





【解答】







arctane|sinx|dx2(arctanexarctanex)sinxdx，

x

x

x

exex

0， 因为(arctanearctane)2x2x

1e1e

所以arctanexarctanexC0，取x0得C0





，

于是

arctane|sinx|dx

22

x





20

2

sinxdx



。

2、周期函数定积分性质 设f(x)以T为周期，则 (1)



aT

a

。 f(x)dxf(x)dx，其中a为任意常数(周期函数的平移性质)

T

如



3











sinxdx2sinxdx22sin2xdx。

(2)



nT

f(x)dxnf(x)dx。

T

3、特殊区间上三角函数定积分性质





(1)设f(x)C[0,1]，则





20

f(sinx)dx2f(cosx)dx，特别地，



20

sinxdxcosxdxIn，且In

20

n



n

n1

In2,I0,I11。 n2

sinx

【例题1】计算2dx。

1ex2



sin4xsin4xsin4x2【解答】dx()dx x01ex1ex1e2



1131342sin4xdxI2()sinxdx。 4x01ex0422161e



【例题2】计算【解答】



100

cosxdx。



100

cosxdx

50



100

cosxd(x)

100



100

cosxdx



50







2

cosxdx









cosxdx







cosxdx









1cosx2xx222

。 dxsind()sinxdx00222

第6篇：考研高数知识总结1

考研数学讲座(17)论证不能凭感觉

一元微分学概念众多，非常讲究条件。讨论问题时，要努力从概念出发，积极运用规范的算法与烂熟的基本素材。绝不能凭感觉凭想象就下结论。

1. x趋于∞时，求极限 lim xsin(2x∕(x平方+1) ,你敢不敢作等价无穷小替换?

分析 只凭感觉，多半不敢。依据定义与规则，能换就换。

x 趋于∞时，α = 2x∕(x平方+1)是无穷小，sinα 是无穷小， sinα(x) ～ α(x)且 sinα 处于“因式”地位。可以换。

等价无穷小替换后，有理分式求极限，是“化零项法”处理的标准∞∕∞型，答案为 2

2.设f(x)可导，若f(x)是奇(偶)函数(周期函数，单调函数，有界函数)，它的导函数fˊ(x)有什么样的奇偶性(周期性，单调性，有界性) ?

分析 有定义数学式的概念，一定要先写出其定义式。简单一点也行。比如 奇函数 f(-x)= -f(x) 周期为T的函数 f(x+T)= f(x) 等式两端分别求导，得 fˊ(-x) = fˊ(x) fˊ(x+T)= fˊ(x) (实际上，由复合函数求导法则， (f(-x))ˊ= fˊ(-x) (-x)ˊ= -fˊ(-x))

所以，奇函数的导数是偶函数;偶函数的导数是奇函数。(如果高阶可导，还可以逐阶说下去。)周期函数的导数也是周期函数。很有趣的是，因为 (x)ˊ= 1 ，有的非周期函数，比如y = x + sinx ，的导数却是周期函数。

(潜台词：周期函数的原函数不一定是周期函数。)

单调函数定义中没有等式的概念，可以先在基本初等函数中举例观察。

如y = x单增，yˊ = 1不是单调函数。y = sinx在(0，π/2)单增，yˊ = conx 单减，没有确定的结论。

有界性讨论相对较为困难。如果注意到导数的几何意义是函数图形的切线斜率。即切线倾角的正切。就可以想到，在x趋于x0时，要是导数值无限增大，相应的图形切线就趋向于与x轴垂直。显然，圆周上就有具竖直切线的点。

取 y =√(1-x的平方)，它在[0，1]有界，但是 x 趋于 1 时，其导数的绝对值趋于正无穷。 这个反例说明有界函数的导数不一定有界。

(画外音：写出来很吓人啊。 x → 1 时 ，lim f (x) = 0 ，而 lim fˊ(x)= -∞ )

3. 连续函数的复合函数一定连续。有间断点的函数的复合函数就一定间断吗?

分析 连续函数的复合，花样更多。原因在于复合函数f(g(x))的定义域，是f(x)的定义域与g(x)值域的交。有“病”的点可能恰好不在“交”内。因而，有间断点的函数的复合函数不一定间断。比如：

取分段函数 g(x)为，x > 0 时 g =1 ， x ≤ 0 时 g = -1，0是其间断点。 取 f(u)=√u ，则 f(g(x))= 1 在 x > 0 时有定义且连续。 还有一些原因让“病态点”消失。

如果只图简单，你可以取 f(u)为常函数。以不变应万变。

取 f(u)= u的平方 ，则 f(g(x))= 1 ，显然是个连续函数。

4.设 f (x)可导，若x趋于 +∞ 时 ，lim f (x) = +∞ ,是否必有lim fˊ(x)= +∞ 分析 稍为一想，就知为否。 例如 y = x 更复杂但颇为有趣的是 y = ln x ，x 趋于 +∞ 时 ，它是无穷大。但是 yˊ = 1∕x 趋于0 ，这就是对数函数异常缓慢增长的原因。 5.设f(x)可导，若 x 趋于+∞时，lim fˊ(x) = +∞ , 是否必有 lim f(x) = +∞ 分析 用导数研究函数，这是微积分的正道。首先要体念极限(见指导(3)。)： 因为 lim fˊ(x) = +∞，所以当 x 充分大时，不仿设 x > x0 时，总有 fˊ(x)>1 用拉格朗日公式给函数一个新的表达式

f (x)= f (x0)+ fˊ(ξ)(x-x0) , x0 <ξ< x (潜台词: ξ=ξ(x) 。你有这种描述意识吗?) 进而就有, x >x0 时, f (x) >f (x0) + 1(x-x0) (画外音：这一步是高级动作。) 因为 f (x0)是个常数，x0是我们选择的定点，所以上式表明，必有 lim f (x) = +∞ 6 。 设 f (x)可导，若 x 趋于 -∞ 时，lim fˊ(x)=-∞ , 是否必有 lim f (x)= -∞ 分析 否。你如果与上述问题5对比，认为情形相仿，结论必有。那就太想当然了。 请你还是老老实实地象5中那样写出推理吧。结论是

若 x 趋于 -∞ 时，lim fˊ(x)= -∞ , 则必有 lim f (x) = +∞

7.设 f (x)可导，若x 趋于+∞时，lim f (x) = c(常数，)是否必有lim f ˊ(x) = 0 分析 否。lim fˊ(x) 有可能不存在。

这是最容易凭感觉想当然的一个题目。我读本科时，最初的想法就是，“lim f(x) = c 表示函数图形有水平渐近线，函数又可导，当然在 x 趋于+∞时，切线就趋于水平了。”

想当然的原因之一是我们见识太少，脑子里的函数都较简单，图形很光滑漂亮。之二则是对于渐近线的初等理解有惯性。

由极限定义的水平渐近线，并不在乎曲线中途是否与其相交。比如， 曲线可以以渐近线为轴震荡，最终造成 lim fˊ(x) 不存在的后果。 对比条件强化 —— 如果 lim fˊ(x) 存在，则必有 lim fˊ(x) = 0 用反证法证明。且不仿设 x 趋于 +∞ 时 lim fˊ(x) = A >0 与前述5中同样，可以选定充分大的正数 x0，使 x>x0 时，总有 fˊ(x)>A/2 ，然后用拉格朗日公式给函数一个新的表达式，导数条件管住ξ，从而有

f (x) >f (x0) + A(x-x0) /2 —→+∞ 矛盾。

8.函数在一点可导，且导数大于0 ，能说函数在这一点单增吗?

分析 不能。函数的单调性是宏观特征，背景是区间。函数在一点可导，且导数大于0，其间所蕴含的信息只能通过可导的定义去挖掘。即先把条件还原成定义算式，即 x 趋于x0 时，lim ( f (x)-f(x0))/ (x-x0)> 0 如果没有别的条件，下一步就试试体念符号。即在x0邻近，分子分母同号。进而在其右侧邻近，分子分母皆为正，f (x) > f(x0) 。但是，我们不知道函数值相互间的大小。

*9 设f (x)可导，若fˊ(a)·fˊ(b) < 0 ，则(a，b)内必有点c ，fˊ(c) = 0

分析 对。尽管可导函数的导函数不一定连续。但是，导函数天然地满足介值定理。这个结论在微积分中叫“达布定理”。

在本篇问题8中，我们讲了“一点导数大于0”的逻辑推理。现在不仿设 fˊ(a) > 0 而 fˊ(b) < 0 分别在a ， b两点处写出导数定义式，体念极限符号，(本篇问题8。)可以综合得到结论：

函数的端值 f (a)，f (b) 都不是 f (x)在[a，b] 上的最大值。 最大值只能在(a，b)内一点实现，该点处导数为0 好啊，多少意外有趣事，尽在身边素材中。要的是脚踏实地，切忌空想。 考研数学讲座(18)泰勒公式级数连

中值定理是应用函数的导数研究函数变化特点的桥梁。中值定理运用函数在选定的中心点x0的函数值、导数值以及可能的高阶导数值，把函数表示为一个多项式加尾项的形式。再利用已知导函数的性质来处理尾项，对函数做进一步讨论。

中值定理的公式(可微分条件，有限增量公式，泰勒公式)都是描述型的数学公式。 描述型的数学公式并不难学。什么条件下可以用什么样的公式描述，你记住公式，完整地写出来不就行了。公式中的“点ξ”理解为客观存在的点。

在选定的中心点x0，函数的已知信息越丰富，相应的泰勒多项式与函数越贴近。 1.“微分是个新起点” —— 若函数 f(x)在点x0可微，

Δy = f ′(x0)Δx +ο(Δx) ;其中，ο(Δx)表示“比Δx高阶的无穷小。” 则函数实际上就有了一个新的(微局部的)表达式：

f(x)= f (x0) + f ′(x0)(x-x0) + ο(Δx) ( ο(Δx) 尾项，比Δx高阶的无穷小)

(潜台词：只有|Δx |充分小，“高阶无穷小”才有意义。)

历史上，这个表达式称为，“带皮阿诺余项的一阶泰勒公式”。

2. 拉格郎日公式 —— 若 函数f (x)在闭区间 [a，b] 上连续，在(a，b)内可导，则(a，b)内至少有一点ξ，使得 f (b)-f (a) = f ′(ξ)(b-a)

定理说的是区间，应用时不能太死板。在满足条件的区间内取任意两点，实际上也组成一个(子)区间。比如，在区间内任意选定一点x0，对于区间内任意一点x，(任给一点，相对不变。)也可以有 f (x)-f (x0) = f ′(ξ)(x-x0)，ξ 在 x 与 x0之间，

(潜台词：任意一点x，对应着一个客观存在的“点ξ”， ξ=ξ(x) ) 即 f(x)= f(x0)+ f ′(ξ)(x-x0) ，ξ 在 x 与 x0之间， 3. 泰勒公式 —— 如果函数在点x0 邻近有二阶导数

f(x)= f(x0)+ f ′(x0)(x-x0)+ (f ″(ξ) /2)(x-x0)² ，ξ 在x与x0之间 式中的尾项叫拉格郎日尾项。有时也把 ξ 表示为 x0 +θ(x-x0) ，0<θ<1 一般情况下，我们无法知道

ξ=ξ(x)的结构、连续性等，只能依靠已知导函数的性质来限定尾项，实现应用目的。

如果函数仅在点x0二阶可导，我们可以用高阶无穷小尾项(皮阿诺余项)

f(x)= f(x0)+ f ′(x0)(x-x0)+ (f ″(x0) /2)(x-x0)²+ ο(|Δx| ²) 泰勒系数 —— 如果在点x0 邻近f(x)n+1 阶可导，则有泰勒系数 f(x0) ，f ′(x0) ， f ″(x0) / 2! ，f ′ ″(x0) / 3! ，„„

可以写出， f(x)= n 次泰勒多项式 + 拉格朗日尾项

4. 泰勒级数 —— 如果在点x0邻近f(x)无穷阶可导，不妨取x0 = 0，则利用泰勒系数可以写出一个幂级数

f(x)= f(0)+ f ′(0) x +(f ″(0) /2)x²+(f ′ ″(0 ) / 3!)x³ + „„ 这个幂级数的和函数是否就是f(x)呢?不一定!

(画外音：太诡异了，f(x)产生了泰勒系数列，由此泰勒系数列生成一个幂级数 ，它的和函数却不一定是 f(x)。就象鸡下的蛋，蛋孵出的却不一定是鸡。)

关键在余项。当且仅当 n → ∞ 时，泰勒公式尾项的极限为 0 ，f(x)一定是它的泰勒系数列生成的幂级数的和函数。称为 f(x)的泰勒展开式。 验证这个条件是否成立，往往十分困难。故通常利用五个常用函数的泰勒展开式，依靠唯一性定理，用间接法求某些别的函数的泰勒展开式。

美国的学生特别轻松，他们的大学数学教材很有创意，早在极限部分就要求他们,当成定义记住指数函数与正弦函数的泰勒展开式。

exp(x)= 1 + x + x²/2!+ x³/3!+ „„ -∞

(逐项求导， cos x = 1- x²/2!+ „„

-∞

泰勒公式基本应用(1)—— 等价无穷小相减产生高阶无穷小。 关键在于低阶项相互抵消。应用泰勒公式直接有 ，x → 0 时， exp(x)- 1 ~ x ， exp(x)-1-x ~ x² / 2

sin x ~ x ， sin x - x ~ - x³ / 3! ， cos x -1 ~ - x²/2 ln(1+x)~ x ， ln (1+x)-x ~ -x²/2 (1+x)的μ次方- 1 ~ μ x 例87 已知x→ 1时，lim(√(x³+3) -A-B(x -1)-(x -1) ² )/(x -1) ² = 0 ，试确定常数，A，B，C 分析

已知表明 x → 1 时，分子是较分母高阶的无穷小。

题面已暗示，应将函数y =√(x³+3)在点 x = 1 表示为带皮阿诺余项的泰勒公式，且必有

常数项 = A 一次项系数 = B 二次项系数 = C 这些低阶项相互抵消，分子才能成为高于二次方级的无穷小。

于是 A = y(1) = 2 ，B = y ′(1) = 3/4 ， C = y″(1) / 2 = 39/64 (画外音：有的人一遇上这类题就想用洛必达法则，这在逻辑上是错的。不懂得无穷小的变化机理。 如果只有两个参数，可看讲座(9)。)

泰勒公式基本应用(2)—— 带皮阿诺余项的泰勒公式用于求极限

例88 若 x→ 0 时 ，极限 lim ( sin6 x+ f(x))/ x³ = 0 ，则

x→ 0 时，极限 l im ( 6 + f(x))/ x² = ? 分析

分子有两项。决不能把 sin6 x 换为 6x ， (潜台词：sin6 x不是分子的因式，是分子的一项。)

这时正好用“带皮阿诺余项的一阶泰勒公式”， sin 6x = 6 x - ( 6x)³/3!+ ο(|Δx| ³) 代入已知极限，移项得 lim ( 6 + f(x))/ x² = 36

例89 设函数 f (x) 在 x = 0 的某邻域内有连续的二阶导数，且 f (0)≠0 ，f ′(0)≠0, 记 F(h) = λ1 f (h) + λ2 f (2h) + λ

f (3h) 一 f (0)，

试证，存在唯一的实数组 λ1，λ2，λ3 ，使 h → 0 时，F(h) 是比 h ² 高阶的无穷小。

3 分析 讨论极限问题，有高阶导数信息，先写带皮亚诺余项的泰勒公式 f(x)= f(0)+ f ′(0)x + (f ″(0) /2)x²+ ο(|x| ²)

这是函数 f(x)的一个新的(微局部的)表达式，当然可以表示 f (h) ， f (2h)， f (3h) f (h) = f(0)+ f ′(0) h + (f ″(0) /2)h ²+ ο(| h | ²)

f (2h) = f(0)+ f ′(0)2 h + (f ″(0) /2)(2h)²+ ο(| h | ²) f (3h) = f(0)+ f ′(0)3 h + (f ″(0) /2)(3h)²+ ο(| h | ²) (潜台词：常数因子不影响尾项。) 将各式代入F(h),整理得

F(h) = ( λ1+λ2+λ3一1) f(0)+ ( λ1+2λ2 + 3λ3) f ′(0) h + ( λ1+ 4λ2 + 9λ3) f ″(0) h ²/2 + ο(| h | ²)

要让 h → 0 时，F(h) 是比 h ²高阶的无穷小。，只需令上式中的常数项及 h 和 h ²项的系数全为 0 ，这就得到未知量

λ1，λ2，λ3 的一个齐次线性方程组，它的系数行列式是三阶的范德蒙行列式，其值不为 0 ，故可以相应算得唯一的一组 λ1，λ2，和 λ3 泰勒公式基本应用(3)——带拉格郎日尾项的泰勒公式用于一般讨论 例90 —— 凸函数不等式

如果函数 f (x) 二阶可导且二阶导数定号，(称为凸函数)，则应用泰勒公式可以得到不等式

f (x)≥ f(x0)+ f ′(x0)(x-x0) (或≤)

实际上 f(x)= f(x0 )+ f ′(x0)(x-x0)+ (f ″(ξ) /2 ) (x-x0)² ，ξ 在 x 与 x0之间

设 f ″(x)> 0 ，自然有(f ″(ξ) /2 ) (x-x0)² > 0 ，舍掉此项就得到不等式。

*例91 函数 f (x) 在 [-1，1] 上有连续的三阶导数，且 f (-1) = 0 ，f (1) =1，f ′(0) = 0，试证明在区间 内至少有一点 ξ ，使得 f ″′(ξ) = 3 分析 选中心点 x0 = 0，在区间内讨论，写出带拉格郎日尾项的泰勒公式

f(x)= f(0)+(f ″(0) /2)x²+(f ′ ″(η ) / 3!)x³ , η在0与x之间 既然这是 f (x) 的又一个表达式，当然可以代入x = -1 , 1 ，它们分别相应有 ξ 1，ξ 2 0 = f(-1)= f(0)+(f ″(0) /2)(-1)²+(f ′ ″(ξ 1 ) / 3!)(-1)³ , -1<ξ 1<0 1 = f(1)= f(0)+(f ″(0) /2)1² +(f ′ ″(ξ 2) / 3!)1³ , 0 <ξ 2 < 1 到了这一步，仔细观察发现，两式相减，能得到只剩下有关三阶导数值的表达式。 f ′″(ξ 2) + f ′″(ξ 1 ) = 6 或着两个三阶导数值都等于3 ，本题得证。或者它们一大于3 ，一小于3 ，而函数 f ″′(x) 连续，可以应用介值定理完成本题证明。