极限
- 直接代入
- 先试 x = a；得到 0/0 说明需要化简
- 因式分解并约去
- xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
- 共轭
- (√x − √a)(√x + √a) = x − a
- 无穷远处的极限
- 除以 x 的最高次幂；次数相同时极限为首项系数之比
- 重要极限
- limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
- 洛必达法则
- lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)
微积分（一）：速成包
公式表、每个专题的关键方法步骤和 8 道练习题，完整解答附在最后。
1公式与方法
导数
- 幂法则
- (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
- 乘积法则
- (uv)′ = u′v + uv′
- 商法则
- (u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
- 链式法则
- f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
- 常用导数
- (eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x
方法
- 识别结构：和、积、商还是复合。
- 对 x 的每个幂应用幂法则。
- 需要时使用乘积法则、商法则或链式法则。
- 化简，如有要求再代入该点求值。
最优化
- 方法
- 把 Q(x) 写成单变量函数，解 Q′(x) = 0，再检验 Q″ 或端点
- 最大值
- Q′(x) = 0, Q″(x) < 0
- 最小值
- Q′(x) = 0, Q″(x) > 0
- 封闭圆柱
- V = πr²h, A = 2πr² + 2πrh
- 利润
- P = R − C, R = p·q, maximum where MR = MC
积分
- 幂法则
- ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
- 定积分
- ∫ab f dx = F(b) − F(a)
- 常用积分
- ∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
- 曲线间的面积
- ∫ab (f − g) dx
方法
- 尽可能把被积函数改写为简单项之和。
- 应用幂法则：∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1)，以及 ex、1/x、sin 和 cos 的基本积分。
- 当看到一个函数和它的导数同时出现时，用换元法。
- 对于定积分，计算 F(b) − F(a)。
2练习题
1.极限中等
求极限 L = limx→∞ (2x2 − 3x − 8)/(5x2 + 6x + 9)。
f(x) = (2x2 − 3x − 8)/(5x2 + 6x + 9)x → ∞
L =
2.极限困难
求极限 L = limx→0 (1 − cos 3x)/(x²)，x 以弧度计。
f(x) = (1 − cos 3x)/(x²)x → 0
L =
3.导数中等
设 f(x) = (2x + 1)3。求 f′(2)。
f(x) = (2x + 1)3x = 2
f′(2) =
4.导数困难
设 f(x) = x3 − 12x − 4。求局部极小值点的 x 坐标 x。
f(x) = x3 − 12x − 4
x =
5.最优化中等
一块 200 m² 的矩形地块四周都要围上围栏。临街一侧长 x，每米造价 €20；其他三边每米造价 €5。 求使造价最低的临街边长度 x。
A = 200 m²€20/m€5/m
x = m
6.最优化困难
一家剧院每场以每张 €15 售出 440 张票。市场调查显示，票价每提高 €1，售出的票就少 10 张（每降低 €1，就多 10 张）。 求使收入最大的票价 p。
440 × €1510 / €1
p = €
7.积分中等
计算 I = ∫03 e2x dx。
f(x) = e2x[0, 3]
I =
8.积分困难
求由 y = x2 和 y = 2x 围成区域的面积 A。
y = x2y = 2x
A =
3溶液
1.极限
答案: L = 0.4
极限：先尝试直接代入。若得到 0/0，先化简：因式分解并约去公因式，或乘以共轭式。当 x → ∞ 时，分子分母同除以 x 的最高次幂。洛必达法则：若 f/g 为 0/0 或 ∞/∞ 型，则 lim f/g = lim f′/g′，分子和分母分别求导（不是用商法则）。
除以最高次幂
(2 + (−3)/x + (−8)/x2)/(5 + 6/x + 9/x2)
令 x → ∞
L = 2/5 = 0.4
答案
L = 0.4
次数相同时，极限为首项系数之比。
2.极限
答案: L = 4.5
极限：先尝试直接代入。若得到 0/0，先化简：因式分解并约去公因式，或乘以共轭式。当 x → ∞ 时，分子分母同除以 x 的最高次幂。洛必达法则：若 f/g 为 0/0 或 ∞/∞ 型，则 lim f/g = lim f′/g′，分子和分母分别求导（不是用商法则）。
第一次应用
3·sin 3x/(2x) → 0/0
第二次应用
9·cos 3x/2
代入 x = 0
L = 9/2 = 4.5
答案
L = 4.5
3.导数
答案: f′(2) = 150
求导：导数 f′(x) 是图像在 x 处的斜率。幂法则：(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹。乘积法则：(uv)′ = u′v + uv′。链式法则：(f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x)。在 f′(x) = 0 处，图像有水平切线：极大值、极小值或鞍点。
链式法则
f′(x) = 3·(2x + 1)2·2
代入
f′(2) = 3·52·2 = 150
答案
f′(2) = 150
4.导数
答案: x = 2
求导：导数 f′(x) 是图像在 x 处的斜率。幂法则：(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹。乘积法则：(uv)′ = u′v + uv′。链式法则：(f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x)。在 f′(x) = 0 处，图像有水平切线：极大值、极小值或鞍点。
导数
f′(x) = 3x2 − 12 = 3·(x2 − 4)
解 f′(x) = 0
x = −2 或 x = 2
判断哪个是哪个
f″(x) = 6x：在极大值处为负，在极小值处为正。
f″(−2) = −12, f″(2) = 12
x = 2
答案
x = 2
5.最优化
答案: x = 8.944 m
最优化：把要优化的量写成单变量函数，利用约束条件消去另一个变量。令导数为零并求解。检验该临界点是最大值还是最小值（二阶导数或一阶导数的变号），并确认它位于允许范围内；像边长为零这样的端点不是答案。
造价关于 x 的函数
C(x) = 25x + 2000/x
令导数为零
C″(x) = 4000/x³ > 0，所以这是最小值。
x = √(2000/25) = 8.944 m
y = 200/8.944 = 22.36 m
最低造价
C = 25·8.944 + 2000/8.944 = €447.2
答案
x = 8.944 m
6.最优化
答案: p = 29.5 €
最优化：把要优化的量写成单变量函数，利用约束条件消去另一个变量。令导数为零并求解。检验该临界点是最大值还是最小值（二阶导数或一阶导数的变号），并确认它位于允许范围内；像边长为零这样的端点不是答案。
收入关于价格的函数
n(p) = 590 − 10p
R(p) = 590p − 10p²
令导数为零
R″(p) = −20 < 0，所以这是最大值。
p = 590/20 = €29.5
最大收入
n = 590 − 10·29.5 = 295
R = 29.5·295 = €8703
答案
p = €29.5
7.积分
答案: I = 201.2
定积分：∫ₐᵇ f(x) dx 是从 a 到 b 图像与 x 轴之间的有向面积。求一个原函数 F（F′ = f），再计算 F(b) − F(a)。幂法则：∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1)。两条曲线之间的面积为 ∫(上 − 下) dx。
原函数
F(x) = e2x/2
代入上下限
I = (e6 − 1)/2 = (403.4 − 1)/2 = 201.2
答案
I = 201.2
8.积分
答案: A = 1.333
定积分：∫ₐᵇ f(x) dx 是从 a 到 b 图像与 x 轴之间的有向面积。求一个原函数 F（F′ = f），再计算 F(b) − F(a)。幂法则：∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1)。两条曲线之间的面积为 ∫(上 − 下) dx。
交点
x2 = 2x → x = 0, x = 2
对上减下积分
A = [x2 − 0.3333x3]02 = 1.333
答案
A = 1.333
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