Must-know Math Formulas
Key Math Formulas
等价无穷小
see: 常用等价无穷小公式

渐近线
斜渐近线y=ax+b
a=b=x→±∞limxf(x)[x→±∞limf(x)−ax]
导数
(ax)′=axlna(logax)′=xlna1(tanx)′=sec2x(cotx)′=−csc2x(secx)′=secxtanx(cscx)′=−cscxcotx(x)′=2x1
极值
极值点的出处
- f′(x)=0的点,也就是驻点
- f′(x)不存在的点(无定义),也就是不可导点
极值的判断:
- 利用单调性(画图)
- 利用f′′(x0)判断(前提f′(x)=0)
- f′′(x0)<0⇒极大值
- f′′(x0)>0⇒极小值
拐点
拐点:曲线凹凸性发生改变的点。记[x0,f(x0)),注意这是一个坐标。一般拐点为f′′(x)=0或f′′(x)不存在
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参数方程求导
形如{y=f(t)x=g(t)
dxdy=dtdxdtdy=xt′yt′dx2d2y=dtdx(dxdy)′=xt′(dxdy′)t
积分
幂函数:∫x21dx=−x1+C∫−x21dx=x1+C∫2x1dx=x+C∫x1dx=2x+C∫axdx=lna1ax+C∫sec2xdx=tanx+C∫csc2dx=−cotx+C∫secxtanxdx=secx+C∫cscxcotxdx=−cscx∫secxdx=ln∣secx+tanx∣+C∫cscxdx=ln∣cscx−cotx∣+C
\begin{aligned}
\int \frac{1}{x-a}d(x-a)=\ln|x-a|+C\\
\int\frac{\mathrm{d}x}{x^2+a^2}=\frac1a\arctan\frac xa+C\left(a>0\right)\\
\int\frac{1}{a^2-x^2}dx=\frac{1}{2a}\ln\left|\frac{a+x}{a-x}\right|+C\left(a>0\right)\\
\int \frac{1}{x^2-a^2}dx=\frac{1}{2a}\ln|\frac{x-a}{x+a}|+C\left(a>0\right)
\end{aligned}
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求体积
X型图绕X轴旋转
V=π∫abf2(x)dx
Y型图绕Y轴旋转
V=π∫cdf2(y)dy
X型图绕Y轴旋转
V=2π∫abxf(x)dx
Y型图绕X轴旋转
V=2π∫cdy⋅ϕ(y)dy
三角函数

1+tan2x=sec2x=(cosx1)2
1+cot2x=csc2x
sin2x=21−cos2x;cos2x=21+cos2x
cos2α=⎩⎨⎧cos2α−sin2α2cos2α−11−2sin2α
三角代换
利用三角函数平方和公式:去掉含x2的根式
条件:含x2的根式a+x2
- 含a2+x2,令x=atant
- 含a2−x2,令x=asint
- 含x2−a2,令a=sect
万能公式 积分
万能代换公式,令u=tan2x
sinx=1+u22u,cosx=1+u21−u2,dx=1+u22du
完美适用sinx,cosx仅一次情况
微分方程
一阶微分方程解题方法
flowchart TD
A[一阶] --> B[① 线性:公式]
B --> C[非线性]
C --> D[② 可分离变量]
D --> D1["y' = f(x)g(y)"]
D1 --> D2[否]
D2 --> E[③ 齐次型]
E --> E1["y' = g(y/x)"]
E1 --> E2[否]
E2 --> F["④ 其他类型"]
F --> F1[1° *伯努利]
F --> F2["2°关于 x(y)"]
F --> F3[3° 换元]
一阶线性微分方程通解
y′+P(x)y=Q(x)通解为:y=e−∫P(x)dx⋅[∫e∫P(x)dx⋅Q(x)dx+C]
二阶齐次线性微分方程通解
⎩⎨⎧1:r1=r22:r1=r23:r1,2=a±bi,y=C1er1x+C2er2x,y=(C1+C2x)er1x,y=eax(C1cosbx+C2sinbx)
泰勒公式
x∈(−1,1)1−x1=n=0∑∞xn1+x1=n=0∑∞(−1)nxn1−xx=n=1∑∞xn
x∈(−∞,+∞)ex=n=0∑∞n!xnsinx=n=0∑∞(−1)n(2n+1)!x2n+1cosx=n=0∑∞(−1)n(2n)!x2n
x∈(−1,1]ln(1+x)=n=1∑∞(−1)n−1nxnx∈[−1,1)−ln(1−x)=n=1∑∞nxn