tom tat cong thuc toan cao cap a1, 2

6
Hμm mét biÕn 1. C«ng thøc tÝnh ®¹o hμm (u α )’ = α .u’.u α-1 (α: H»ng sè, U: Hμm sè) (a U )’ = u’.ln a.a U (a: H»ng sè, U: Hμm sè) (e U )’ = u’.e U (Sin u)’ = u’.cos u Cos u)’ = - u’.sin u (Tg u)’= u Cos u 2 ' ; (Cotg u)’= u Sin u 2 ' (Log a u)’ = a u u ln . ' (arcsin u)’ = 2 1 ' u u ; (arccos u)’ = 2 1 ' u u (arctg u)’ = 2 1 ' u u + ; (arccotg u)’ = 2 1 ' u u + (u ± v)’=u’ ± v’ (u.v)’= u’v+v’u ( v u )’ = 2 ' ' v u v v u 2. Vi ph©n du = u’.dx 3. Giíi h¹n - V« cïng bÐ t¬ng ®¬ng : 0 ) ( = x Lim a x α => α(x) ®îcgäi lμ v« cïng bÐ khi x->a 1 ) ( ) ( = x x Lim a x β α --> α(x) vμ β(x) lμ hai v« cïng bÐ t¬ng ®¬ng khi x->a Ký hiÖu : α(x) ∼β(x) khi x->a §Þnh lý : NÕu α(x) ∼α 1 (x) vμ β (x) ∼β 1 (x)khi x->a th× ) ( ) ( ) ( ) ( 1 1 x x Lim x x Lim a x a x β α β α = Sin x x khi x->0 ArcSin x x khi x->0 Tg x x khi x->0 ArcTg x x khi x->0 e x -1 x khi x->0 ln(1+x) x khi x->0 - C«ng thøc Lopital khö d¹ng 0 0 ; : 1 ) ( ' ) ( ' ) ( ) ( x g x f Lim x g x f Lim a x a x = 4. TÝnh liªn tôc cña hμm sè Hμm sè: y = f(x) liªn tôc t¹i x = x 0 nÕu : + f(x 0 ) x¸c ®Þnh vμ h÷u h¹n + ) ( ) ( 0 0 x f x f Lim x x = (NÕu hμm sè kh«ng liªn tôc t¹i x 0 th× x 0 ®c gäi lμ ®iÓm gi¸m ®o¹n) Hμm sè s¬ cÊp y = f(x) sÏ liªn tôc t¹i mäi ®iÓm mμ hμm sè x¸c ®Þnh 5. TÝch ph©n a. C«ng thøc nguyªn hμm C x dx x + + = + 1 . ) 1 ( 1 α α α (α>0) C a a dx a x x + = . ln 1 C e dx e x x + = C x dx x + = cos . sin = dx x . sin 1 2 -cotg x + C C x dx x + = sin . cos = dx x . cos 1 2 tg u + C C a x dx x a + = arcsin . 1 2 2 + dx x a . 1 2 2 = a 1 .arctg a x +C C x dx x + = ln . 1

Upload: qhuyhn1982

Post on 27-Oct-2015

204 views

Category:

Documents


27 download

TRANSCRIPT

Page 1: Tom Tat Cong Thuc Toan Cao Cap A1, 2

Hμm mét biÕn 1. C«ng thøc tÝnh ®¹o hµm

• (uα)’ = α .u’.uα-1 (α: H»ng sè, U: Hµm sè)

• (aU)’ = u’.ln a.aU (a: H»ng sè, U: Hµm sè)

• (eU)’ = u’.eU • (Sin u)’ = u’.cos u • Cos u)’ = - u’.sin u

• (Tg u)’=uCos

u2' ;

• (Cotg u)’=uSin

u2'−

• (Logau)’ =au

uln.

'

• (arcsin u)’ =21

'u

u−

;

• (arccos u)’ =21

'u

u−

• (arctg u)’ = 21'u

u+

;

• (arccotg u)’ = 21'

uu

+−

• (u ± v)’=u’ ± v’ • (u.v)’= u’v+v’u

• (vu )’ = 2

''v

uvvu −

2. Vi ph©n du = u’.dx 3. Giíi h¹n - V« cïng bÐ t−¬ng ®−¬ng : 0)( =

→xLim

axα => α(x) ®−îcgäi lµ v« cïng bÐ khi x->a

1)()(=

→ xxLim

ax βα --> α(x) vµ β(x) lµ hai v« cïng bÐ t−¬ng ®−¬ng khi x->a

Ký hiÖu : α(x) ∼β(x) khi x->a

§Þnh lý : NÕu α(x) ∼α1(x) vµ β (x) ∼β1(x)khi x->a th× )()(

)()(

1

1

xxLim

xxLim

axax βα

βα

→→=

Sin x ∼ x khi x->0 ArcSin x ∼ x khi x->0 Tg x ∼ x khi x->0

ArcTg x ∼ x khi x->0 ex-1 ∼ x khi x->0 ln(1+x) ∼ x khi x->0

- C«ng thøc Lopital khö d¹ng 00 ;

∞∞ :

1

)(')('

)()(

xgxfLim

xgxfLim

axax →→=

4. TÝnh liªn tôc cña hµm sè Hµm sè: y = f(x) liªn tôc t¹i x = x0 nÕu : + f(x0) x¸c ®Þnh vµ h÷u h¹n + )()( 0

0

xfxfLimxx

=→

(NÕu hµm sè kh«ng liªn tôc t¹i x0 th× x0 ®c gäi lµ ®iÓm gi¸m ®o¹n) Hµm sè s¬ cÊp y = f(x) sÏ liªn tôc t¹i mäi ®iÓm mµ hµm sè x¸c ®Þnh 5. TÝch ph©n a. C«ng thøc nguyªn hµm

• Cxdxx ++

= +∫ 1.)1(

1 αα

α (α>0)

• Caa

dxa xx +=∫ .ln1

• Cedxe xx +=∫• Cxdxx +=∫ cos.sin

• ∫ =dxx

.sin

12 -cotg x + C

• Cxdxx +−=∫ sin.cos

• ∫ =dxx

.cos

12 tg u + C

• Caxdx

xa+=

−∫ arcsin.1

22

• ∫ +dx

xa.1

22 =a1 .arctg

ax +C

• Cxdxx

+=∫ ln.1

Page 2: Tom Tat Cong Thuc Toan Cao Cap A1, 2

b. TÝch ph©n tõng phÇn: ∫ ∫−= vduvudvu ..

Hμm nhiÒu biÕn

7. §¹o hµm riªng vµ vi ph©n toµn phÇn

• x

yxfyxxfLimx

yxfyxfxx Δ

−Δ+=

∂∂

=→Δ

),(),(),(),( 0000

0

0000

'

• y

yxfyyxfLimy

yxfyxfyy Δ

−Δ+=

∂∂

=→Δ

),(),(),(),( 0000

0

0000

'

• Vi ph©n toµn phÇn cÊp 1: dyyxfdxyxfyxdf yx ),(),(),( '' +=

• Vi ph©n toµn phÇn cÊp 2: 222222 ),(),(2),(),( dyyxfdxdyyxfdxyxfyxfd yyxyxx ++=

• C«ng thøc tÝnh gÇn ®óng: f(x+Δx, y+Δy) = f(x,y) + fx’(x,y). Δx + fy’(x,y). Δy

• §¹o hµm cña hµm hîp: F(u,v), trong ®ã u =u(x,y); v=v(x,y) :

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

∂∂

∂∂

+∂∂

∂∂

=∂∂

∂∂

∂∂

+∂∂

∂∂

=∂∂

yv

vF

yu

uF

yF

xv

vF

xu

uF

xF

• §¹o hµm cña hµm Èn :

*NÕu F(x,y) = 0 ; y= y(x): => ),(),()(' '

'

yxFyxFxy

y

x−=

*NÕu F(x,y,z) = 0 ; z= z(x,y): => ),,(),,()(' '

'

zyxFzyxFxz

x

x−= ; ),,(),,()(' '

'

zyxFzyxFyz

y

x−=

. Cù trÞ hµm nhiÒu biÕn 8

B−íc1: T×m ®iÓm c¸c ®iÓm dõng M(xi,yi) lµ nghiÖm cña hÖ PT: ⎪⎩

⎪⎨⎧

=

=

0),(

0),('

'

yxfyxf

y

x

B−íc2: KiÓm tra ®iÓm M(xi,yi) cã lµ cùc trÞ A=fxx”(xi,yi); B=fxy”(xi,yi); C=fyy”(xi,yi);

B2-AC < 0 A<0: M(xi,yi)--- Cùc ®¹i A>0: M(xi,yi)--- Cùc tiÓu

B2-AC > 0 M(xi,yi)--- kh«ng lµ cùc trÞ B2-AC = 0 M(xi,yi)--- Ch−a kÕt luËn ®−îc

Cùc trÞ cã ®iÒu kiÖn: T×m cùc trÞ hµm: u=f(x,y,z) víi ®k: g(x,y,z)=0

Gi¶i hÖ PT: ⎪⎩

⎪⎨

=

==

0),,(

'

'

'

'

'

'

zyxggf

gf

gf

z

z

y

y

x

x

=> NghiÖm M(x,y,z)

9. TÝch ph©n kÐp a. Trong hÖ täa ®é ®Ò c¸c: - NÕu miÒn D lµ h×nh ch÷ nhËt x¸c ®Þnh bëi: a ≤ x ≤b vµ c ≤ y ≤d th×:

∫∫∫∫ =d

c

b

aD

dyyxfdxdxdyyxf ),(),(

- NÕu miÒn D lµ h×nh ch÷ nhËt x¸c ®Þnh bëi: a ≤ x ≤b vµ y1(x) ≤ y ≤y2(x) th×:

∫∫∫∫ =)(

)(

2

1

),(),(xy

xy

b

aD

dyyxfdxdxdyyxf

2

Page 3: Tom Tat Cong Thuc Toan Cao Cap A1, 2

b. §æi biÕn trong tÝch ph©n kÐp: x=x(u,v) ; y=y(u,v) ∫∫∫∫ =

DD

dudvvuyvuxfJdxdyyxf )],(),,([.||),(

trong ®ã: J= ''

''

),(),(

vu

vu

yyxx

vuDyxD

=

c. Trong hÖ täa ®é cùc: I= (x= r.cosϕ; y= r.sinϕ) ∫∫∫∫ ='

.).sin,cos(),(DD

drdrrrfdxdyyxf ϕϕϕ

D

x

y

ϕ2

ϕ1

r=g2(ϕ)

r=g1(ϕ)

Dx

y

ϕ2

ϕ1

r=g(ϕ)

x

y

00 0 D

r=g(ϕ)

3

D

L

10. TÝch ph©n ®−êng lo¹i 1

- NÕu: y=y(x), a ≤ x ≤b th×: 2( , ) ( , ( )) 1 ' ( ).b

aAB

f x y ds f x y x y x dx= +∫ ∫

∫ ∫=2

1

)(2

)(1

.).sin,cos(ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

ϕϕϕg

g

drrrrfdI ∫ ∫=π ϕ

ϕϕϕ2

0

)(

0

.).sin,cos(g

drrrrfdI ∫ ∫=2

1

)(

0

.).sin,cos(ϕ

ϕ

ϕ

ϕϕϕg

drrrrfdI

- NÕu: x=x(t), y=y(x), t1 ≤ t ≤t2 th×: 2

1

2 2( , ) ( ( ), ( )). ' ( ) ' ( ).t

tAB

f x y ds f x t y t x t y t dt= +∫ ∫

. TÝch ph©n ®−êng lo¹i 2 11 - NÕu AB ®−îc cho bëi: y=y(x), a,b lµ hoµnh ®é cña A vµ B th×

( , ) ( , ) [ ( , ( )) ( , ( )). '( )]b

aAB

P x y dx Q x y dy P x y x Q x y x y x dx+ = +∫ ∫

- NÕu AB cho bëi: x=x(t), y=y(t), t=tA (t¹i A), t=tB (t¹i B) th× : B

( , ) ( , ) [ ( ( ), ( )). '( ) ( ( ), ( )). '( )]B

A

t

tAB

P x y dx Q x y dy P x t y t x t Q x t y t y t dt+ = +∫ ∫

- C«ng thøc Green : ( , ) ( , ) ( )L D

P QP x y dx Q x y dy dxdyx y

∂ ∂+ = −

∂ ∂∫ ∫∫

(L- lµ miÒn biªn cña D và lµ mét ®−êng khÐp kÝn)

HÖ qu¶: NÕu Q Px y

∂ ∂=

∂ ∂ trong D th×: ( , ) ( , ) 0

L

P x y dx Q x y dy+ =∫

• §Þnh lý 4 mÖnh ®Ò t−¬ng ®−¬ng: Cho P(x,y) vµ Q(x,y) liªn tôc, cã ®¹o hµm riªng cÊp 1 trong miÒn D. Khi ®ã, 4 mÖnh ®Ò sau lµ t−¬ng ®−¬ng:

(1) Q Px y

∂ ∂=

∂ ∂

(2) ∃ u(x,y) sao cho: du(x,y)= P(x,y)dx+Q(x,y)dy (3) Mäi ®−êng cong kÝn L ⊂ D th×: ( , ) ( , ) 0

L

P x y dx Q x y dy+

+ =∫

(L+ - ®Þnh h−íng d−¬ng, do c«ng thøc Green) (4) TÝch ph©n kh«ng phô thuéc vµo ®−êng cong nèi 2 ®iÓm A,B ( , ) ( , )

AB

P x y dx Q x y dy+∫

Page 4: Tom Tat Cong Thuc Toan Cao Cap A1, 2

Ph−¬ng tr×nh vi ph©n . Ph−¬ng tr×nh vi ph©n cÊp 1: F(x,y,y’) = 0 hoÆc y’= f(x,y) 12

(1) Ph−¬ng tr×nh ph©n ly: ( )'( )f xy

g y−

= ⇔ ( )( )

dy f xdx g y

−= ⇔ ( ) ( ) 0f x dx g y dy+ =

- TÝch ph©n 2 vÕ: ( ) ( )f x dx f y dy C+∫ ∫ = ⇔ F(x)+ G(x) = C

(2) Ph−¬ng tr×nh ®¼ng cÊp: ' yy fx

⎛ ⎞= ⎜ ⎟⎝ ⎠

- §Æt u(x) = yx

⇒ y = u(x).x ⇒ y’= u(x)+ u’(x).x Thay vµo PT ta cã:

u+u’.x= f(u) ⇔ x.u’ = f(u) – u hay . ( )dux f u udx

= −

* NÕu f(u) – u = 0: x.u’= 0 ⇒ u’= 0 ⇒ u= C ⇒ y = C.x - lµ 1 hä nghiÖm

* NÕu f(u) – u ≠ 0: ( )

dx dux f u u=

− (®©y lµ mét PT ph©n ly). TÝch ph©n hai vÕ :

( )

dx dux f u u=

−∫ ∫ ⇒ ln | | ( ) ln | |x u Cφ= + ⇒( )

.yxx C e

φ=

(Φ(u) lµ mét nguyªn hµm cña 1( )f u u−

)

(3) Ph−¬ng tr×nh tuyÕn tÝnh: y’+p(x).y=q(x) Ph−¬ng tr×nh thuÇn nhÊt: y’+p(x).y=0

C«ng thøc nghiÖm tæng qu¸t: ( ) ( )

.( ( ). )P x dx P x dxy e C Q x e dx∫ ∫= + ∫

(4) Ph−¬ng tr×nh Becnuly: ' ( ). ( ).y p x y q x yα+ = (α ≠ 0, α ≠ 1) (Ph−¬ng ph¸p gi¶i: ®−a vÒ ph−¬ng tr×nh tuyÕn tÝnh)

• α>0: y= 0 lµ 1 nghiÖm cña ph−¬ng tr×nh • Víi y ≠ 0 chia c¶ 2 vÕ cho yα vµ ®Æt z(x) = y1-α ⇒ z’(x) = (1-α).y’.yα thay vµo PT

z'+(1-α).p(x).z=(1-α).q(x) --- Lµ mét ph−¬ng tr×nh vi ph©n tuyÕn tÝnh

(5) Ph−¬ng tr×nh vi ph©n toµn phÇn: P(x,y)dx + Q(x,y)dy = 0 (trong ®ã: P Qy x

∂ ∂=

∂ ∂)

NghiÖm tæng qu¸t: 0 0

0( , ) ( , ) ( , )yx

x y

u x y P x y dx Q x y dy C= + =∫ ∫

Hay : 0 0

0( , ) ( , ) ( , )yx

x y

u x y P x y dx Q x y dy C= + =∫ ∫

( trong ®ã (x0,y0) bÊt kú ∈ D). §Ó ®¬n gi¶n chän x0= 0, y0= 0, nÕu (0,0) ∈ D

* Trong tr−êng hîp P Qy x

∂ ∂≠

∂ ∂ ®−a vÒ ph−¬ng tr×nh vi ph©n toµn phÇn b»ng c¸ch

nh©n hai vÕ víi μ(x,y): μ(x,y).P(x,y)dx + μ(x,y).Q(x,y)dy = 0.

- NÕu ( )

P Qy x x

∂ ∂−

∂ ∂ = th× ( ).

( , ) ( )x dxx y x e ϕ

μ μ−∫= =

- NÕu ( )

P Qy x y

∂ ∂−

∂ ∂ = th× ( ).

( , ) ( )y dyx y y e ϕ

μ μ ∫= =

13. Ph−¬ng tr×nh vi ph©n cÊp 2: F(x,y,y’,y’’) = 0 hoÆc y’= f(x,y,y’) (1) Ph−¬ng tr×nh khuyÕt (ph−¬ng ph¸p gi¶i: H¹ cÊp => ph−¬ng tr×nh vi ph©n cÊp 1):

4• KhuyÕt y vµ y’: f(x,y’’) = 0 hay y’’= f(x) -> tÝch ph©n 2 lÇn

Page 5: Tom Tat Cong Thuc Toan Cao Cap A1, 2

NghiÖm tæng qu¸t: 1 2( ( ). )y f x dx dx C x C= + +∫ ∫

• KhuyÕt y: f(x,y’,y’’) = 0. §Æt z(x) = y’ ⇒ y’’ = z’(x). Ph−¬ng tr×nh trë thµnh: f(x,z,z’) = 0 => PTVP cÊp 1 víi z(x)

• KhuyÕt x: f(y,y’,y’’) = 0. §Æt z(y) = y’ => ' ( )'' . . ' .dy dz y dz dy dz dzy ydx dx dy dx dy dy

= = = = = z

Ph−¬ng tr×nh trë thµnh: ( , , . ) 0dzf y z zdy

= => PTVP cÊp 1 víi z(y)

(2) Ph−¬ng tr×nh vi ph©n tuyÕn tÝnh cÊp 2 cã hÖ sè h»ng : a.y’’+b.y’+c.y= f(x) (1) ( Trong ®ã a,b,c lµ c¸c h»ng sè) PT thuÇn nhÊt: a.y’’+b.y’+c.y= 0 (2)

5

NghiÖm tæng qu¸t cña (1) lµ: *y y y= + trong ®ã : y* - lµ nghiÖm riªng cña (1) y - lµ nghiÖm TQ cña (2) B−íc 1 : T×m nghiÖm tæng qu¸t cña PTTN(2)

Ph−¬ng tr×nh thuÇn nhÊt : a.y’’+b.y’+c.y= 0 (2) NghiÖm TQ: = C1.y1(x)+ C2.y2(x) (C1, C2 : H.sè) y

PT ®Æc tr−ng : a.k2 + b.k+ c = 0 (3) Δ=b2- 4ac

Δ > 0 Δ = 0 Δ < 0

PT (3) cã 2 no: k1, k2

+ 11( ) k xy x e=

+ 22 ( ) k xy x e=

y = C1.ek1.x+ C2.e

k2.x

PT (3) cã no kÐp: k1= k2=k + 1( ) kxy x e= + 2 ( ) . kxy x x e= y = C1.e

k.x+ C2.x.ek.x

PT (3) cã 2 no phøc: k1,2= α ± β.i + 1( ) .cosxy x e xα β= + 1( ) .sinxy x e xα β=

y = eα.x(C1.cosβx+ C2.sinβx) B−íc 2 : T×m nghiÖm riªng cña PTKTN(1) Ph−¬ng tr×nh vi ph©n tuyÕn tÝnh: a.y’’+b.y’+c.y= f(x) (1) ( Trong ®ã a,b,c lµ c¸c h»ng sè)

T×m nghiÖm riªng : y*Ph−¬ng ph¸p biÕn thiªn h»ng sè

Lagrange NghiÖm riªng cña (1) cã d¹ng: y*= C1(x).y1(x)+ C2(x).y2(x) ( y1(x), y2(x) lµ 2 nghiÖm riªng ®éc lËp cña PT thuÇn nhÊt (2) ë trªn) Trong ®ã C1(x), C2(x) lµ c¸c hµm tho¶ m·n hÖ:

' '1 1 2 2' ' ' '1 1 2 2

( ). ( ) ( ). ( ) 0

( ). ( ) ( ). ( ) ( )

C x y x C x y xC x y x C x y x f x

⎧ + =⎪⎨

+ =⎪⎩

C¨n cø d¹ng ®Æc biÖt cña vÕ tr¸i D¹ng 1: f(x)=Pn(x).eαx (Pn(x) lµ ®a thøc bËc n)

XÐt: α D¹ng cÇn tÝnh cña nghiÖm riªng

Ko lµ no cña PT§T(3)

y* = Qn(x). eαx (Qn(x) cïng bËc víi Pn(x))

L lµ no ®¬n cña PT§T(3)

y* = x.Qn(x). eαx

L lµ no kÐp cña PT§T(3)

y* = x2. Qn(x). eαx

D¹ng 2 : f(x)=eαx.(Pn(x).cosβx+Qm(x).sinβx)

XÐt: α±β.i D¹ng cÇn tÝnh cña nghiÖm riªng

Ko lµ no cña PT§T(3)

y*= eαx.(Kt(x).cosβx+Qt(x).sinβx) (t=max(m,n))

Lµ no cña PT§T(3)

y*=x.eαx.(Kt(x).cosβx+Qt(x).sinβx) (t=max(m,n))

Page 6: Tom Tat Cong Thuc Toan Cao Cap A1, 2

Chó ý: NÕu a.y’’+b.y’+c.y= f(x)+g(x) th× nghiÖm riªng: y*=y1*+ y2* trong ®ã y1*, y2* lÇn l−ît lµ 2 nghiÖm riªng cña 2 PT: a.y’’+b.y’+c.y= f(x) vµ a.y’’+b.y’+c.y= g(x).

Chuçi . Chuçi sè 14

• Chuçi héi tô : Chuçi sè : - Héi tô nÕu tæng riªng thø n : dÇn tíi mét giíi h¹n

h÷u h¹n khi n→∞. 1

nn

u+∞

=∑

1

n

nk

S=

=∑ ku

• Chuçi ph©n kú : nÕu nã kh«ng héi tô.

• Chuçi héi tô nÕu |q|<1; phÇn kú nÕu |q|≥ 1 0

n

nq

+∞

=∑

• chuçi 1

1n nα

+∞

=∑ héi tô nÕu α >1; phÇn kú nÕu α ≤ 1

a. §K ®Ó mét chuçi héi tô :

- NÕu chuçi héi tô th× 1

nn

u∞

=∑ 0nn

Lim u→+∞

= ( 0nnLim u→+∞

= =>kh«ng kh¼ng ®Þnh ®−îc chuçi

héi tô) 1

nn

u∞

=∑

- NÕu th× chuçi ph©n kú 0nnLim u→+∞

≠1

nn

u∞

=∑

• C¸c quy t¾c kh¶o s¸t tÝnh héi tô cña chuçi sè

6

- Quy t¾c D’lembert: chuçi d−¬ng 1

nn

u∞

=∑ , 1n

nn

ULim kU

+

→+∞ k<1: héi tô, k>1: ph©n kú =

- Quy t¾c Cauchy: chuçi d−¬ng , 1

nn

u∞

=∑ n

nnLim U k→+∞

= k<1: héi tô, k>1: ph©n kú

. Chuçi hµm 15

*T×m miÒn héi tô cña chuçi hµm Un(x):

b1: T×m giíi h¹n: )()()( 1

xUxULimxl

n

n

n

+

+∞→= hoÆc n

nnxULimxl )()(

+∞→=

b2: Gi¶i bÊt ph−¬ng tr×nh: l(x) < 1 ®Ó t×m kho¶ng héi tô cña chuçi hµm b3: T¹i x = x0 mµ l(x)=1 ta thay x = x0 ®Ó xÐt trùc tiÕp b4: KÕt luËn miÒn héi tô cña hµm