高等数学导数积分公式大全(高等数学微积分公式总结)

作者: 双枪 2023-08-23 14:52:35

高等数学微积分公式总结

微积分是数学的一个重要分支,涉及到导数和积分等基础概念及其应用。在学习微积分时,公式的掌握和熟练应用是非常关键的。本文将为大家总结一些高等数学微积分中常用的导数积分公式。

导数公式

1. 基本导数公式

(1)常数函数导数为0:

f(x) = C, f'(x) = 0, (C为常数)

(2)幂函数导数为幂下降(倒数为幂上升):

f(x) = x^n, f'(x) = nx^{n-1}, (n为自然数)

(3)指数函数导数为其本身,对常数函数求导得到0:

f(x) = e^x, f'(x) = e^x

2. 总导数法则

总导数法则包括求和法则、差法则、乘法法则和商法则:

(1)求和法则:$f(x)=u(x)+v(x)$, $f'(x)=u'(x)+v'(x)$

(2)差法则:$f(x)=u(x)-v(x)$, $f'(x)=u'(x)-v'(x)$

(3)乘法法则:$f(x)=u(x)v(x)$, $f'(x)=u'(x)v(x)+u(x)v'(x)$

(4)商法则:$f(x)=\\dfrac{u(x)}{v(x)}$, $f'(x)=\\dfrac{u'(x)v(x)-u(x)v'(x)}{v(x)^2}$

积分公式

1. 基本不定积分公式

(1)幂函数积分:

$\\int{x^n dx}=\\dfrac{x^{n+1}}{n+1}+C$

(2)指数函数积分:

$\\int{e^x dx}=e^x+C$

(3)三角函数积分:

$\\int \\sin{x}dx=-\\cos{x}+C$

$\\int \\cos{x}dx=\\sin{x}+C$

$\\int \an{x}dx=\\ln{\\vert \\sec{x} \\vert}+C$

(4)反三角函数积分:

$\\int\\dfrac{1}{\\sqrt{a^2-x^2}}dx=\\arcsin\\dfrac{x}{a}+C$

$\\int\\dfrac{1}{a^2+x^2}dx=\\dfrac{1}{a}\\arctan\\dfrac{x}{a}+C$

2. 基本定积分公式

(1)定积分与不定积分之间的关系:

$\\int_{a}^{b}f(x)dx=F(b)-F(a)$

(2)分段函数定积分:

$\\int_{a}^{c}f(x)dx+\\int_{c}^{b}f(x)dx=\\int_{a}^{b}f(x)dx$

(3)柯西中值定理:

对于$\\int_{a}^{b}f(x)g(x)dx$,存在$c\\in(a,b)$,使得$\\int_{a}^{b}f(x)g(x)dx = f(c)\\int_{a}^{b}g(x)dx$

综合应用

1. 求极值问题

求解一个函数的极值问题时,需要用到一阶导数与二阶导数的相关知识:

(1)一阶导数为0,函数取值可能为极值

(2)二阶导数为正,函数取极小值

(3)二阶导数为负,函数取极大值

2. 定积分求解面积和体积问题

定积分可以用于求解图形的面积、物体的体积,例如:

(1)以曲线$y=f(x)$、$x=a$、$x=b$、$x$轴为边界的图形面积为$A=\\int_{a}^{b}f(x)dx$

(2)以曲线$y=f(x)$、$x=a$、$x=b$绕$x$轴旋转的立体体积为$V=\\pi\\int_{a}^{b}f(x)^2dx$

以上仅为微积分公式的简单总结,实际应用中需要结合具体问题灵活运用。希望本文对大家学习微积分有所帮助。

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