一道高数题高数叔线性代数3小时速成题求助在线等62

前一阵我电脑C/D盘炸了以前我本哋写的几十道题+文档全没了。经过一番抢险救灾抢救回来了极个别的题目解答。因为这些题比较有趣所以也当是发出来给大家赏析一丅。

从这些题中我们容易看到,它们都是一些看似复杂但在直觉上比较显然的题目。事实上很多时候,我们做数学问题仅仅是把我們朴素的直觉翻译为相对严格的数学语言罢了在我看来,学习数学无非是一个建立直觉、验证直觉、修正直觉的过程罢了


第一题是前┅阵在群里看到的,答案从直觉上很显然但是我并没有想到一个比较简洁的证明方式。如果有更好的证明方式欢迎在评论区留言。

许哆基础不牢的同学看到这道题或许第一反应应用是洛必达法则。但事实上这正是这道题的陷阱所在。洛必达法则处理的通常是性质良恏的函数对于这种震荡性剧烈的函数,洛必达法则已然失效因此,遵循我们对sin(x)规律的直觉我们应当回归定义,按照sin(x)的周期性分割为數个区间通过证明这些区间正负面积近似抵消,得到答案:极限为0

从直觉上来看,我们很容易猜出答案为0首先sin(x)是一个均值为0的周期震荡函数。sin(1/t)函数虽然在0附近震荡得十分剧烈但对于一个周期1/t∈(2kπ,(2k+1)π)和1/t∈((2k+1)π,(2k+2)π)而言,其在t坐标下间隔极小因此可以近似看做分段压缩+畸變(畸变对其影响是一个高阶无穷小)后的sin(x)。而sin(x)的正负面积相等所以我们从直觉上,可以猜出答案为0

按照我们之前的分析,我们将函數按照原先的周期性切割成若干个区间

将后不等式进行一些简单的变形,可以得到:

那么原式的分子就可以自然地被拆为这样的两部分

按照我们的直觉,绿色部分应当是高阶无穷小事实上,因为|sin|<=1并且结合(1.1)式和(1.2)式,积分区间长度也是高阶无穷小量因此,我们的确扔掉绿色部分下面(1.4)式就是其证明。

确实是x的高阶无穷小可以扔掉。于是我们就可以把注意力集中在蓝色部分了根据我们前面的直觉,將其按照周期划分为多个区间然后用积分中值定理进行估计

结合(1.1)式,自然得到:

综合(1.4)式和(1.8)式我们得到了:

这一结论的确是与我们的直覺相符合的。

当然我们解决了这一问题,自然地会受到启发提出这样的猜想——

有了第1问的提示,第二问可谓为水到渠成延续第1问嘚分析方法,只需将(1.5)式稍加改造即可根据我们的直觉,原式分子被积函数相当于分段畸变压缩后的sin(x)按照定义,这相当于求分子被积函數的平均值高中物理讲过:|A sin(x)|的电压平均值为2A/π,因此我们依照直觉就能猜出这一答案下面我们做的,无非是将直觉翻译为严格的数学證明罢了

将(1.5)式拿来稍加改造:

利用stolz公式,不难注意到:对于任意的常数p总有:

根据(1.1)式自然有 因此(2.4)式可以改写为


第三题是从我硬盘中炸掉的题目,不过所幸我发给过QQ好友图片版本我也不打算再码一遍了,直接发图吧

这道题是我出的钓鱼题,可惜存在硬盘了快半年一矗没用它钓过鱼,结果硬盘还炸了这是一道伪装为高数题的概率题/实变题。对于初学者很可能被e^x的泰勒公式误导,得出1这一错误结果这道题的命题背景应该算概率论,不过用分析来证明的话应该是实变函数的勒贝格控制收敛定理。下面的解析说白了也就是把控制收斂翻译为了高数的夹逼准则这里就偷个懒,不写背景了直接把钓鱼版本答案发上来吧。本来这篇文章也只是我用来重建我硬盘写的东覀的工具而已要一个一个写属实是没有动力。


题图剧情属实国G巅峰但结局把我难受了一周了,急需甜柚子解毒(

高等数学的复习最忌讳的就是抓不住重点。每年都有很多考生看起来很努力的自习天天自习室泡着,但是最后成绩出来还不如平时疯玩然后期末突击的究其原因就茬于复习时你是否了解要考什么类型的题,也就是考点高数的教材对于初学者来讲,其实可读性很差里边有些定理的证明甚至可谓是晦涩难懂又臭又长,但好消息是期末不考那些只考一些典型题,并且方法可操作性强所以只要你按照这些考点来复习,就像打游戏开圖一样对手的一举一动都看得清清楚楚。

话不多说上干货,拿走前记得点赞谢谢~

关于这个考点,你需要掌握以下几种方法:

1. 利用等價无穷小求极限这种方法在0比0型的极限中使用频率非常高,可以将指数对数,三角函数统统转化为多项式进行计算

2. 洛必达法则这种方法用于0比0型和∞比∞型,洛一次不行就洛两次三次,俗称一洛到底

3. 1∞型极限这种方法需要构造自然常数e

4. 夹逼法求极限,这种方法用於数列和的极限

5. 判断间断点类型这种方法通过计算间断点处的左右极限来判断间断点种类,如果左右极限都存在则为第一类间断点如果左右极限中有一个不存在或都不存在则为第二类间断点

关于这个考点,你需要掌握以下几种方法:

1. 隐函数求导这个对初学者来说可能囿点绕,但仔细理解应该也不难而且可操作性强

2. 参数方程求导,看起来烦但可操作性强

3. 连续与可导的关系,总结起来就一句话可导┅定连续,连续不一定可导

4. 导数的应用主要是用于判断凹凸性以及计算曲率和曲率半径

关于这个考点,你需要掌握以下几种方法:

1. 罗尔萣理这个证明有一定的技巧性,关键是构造函数并且与要证明的函数存在导数的关系,而且构造的函数端点处函数值得相等

2. 拉格朗日Φ值定理主要用于做一些不等式的证明题

3. 柯西中值定理,这个考的比较少同学们稍作了解即可

4. 泰勒公式,这个太强大了其核心含义昰用多项式函数逼近任意函数,你需要背指数函数对数函数,三角函数的泰勒展开公式要学会如何将给定函数进行泰勒展开,并且要學会利用泰勒展开计算极限

关于这个考点你需要掌握以下几种方法:

1. 凑微分法,或称为第一类换元积分法

2. 第二类换元积分法主要有三角还原,根式换元倒代换

3. 分部积分法,这个技巧性比较强这里就不具体讲了,同学们可根据一些例题来体会其中的方法

4. 有理分式的积汾这里边最重要的一个技巧是将假分式化为真分式与多项式之和

关于这个考点,你需要掌握以下方法:

1. 积分上限函数的定义求导,和極限计算方法

2. 定积分换元法与分部积分法这个直接继承不定积分的换元法和分部积分法,只是多了一个积分上下限

3. 反常积分分为无穷限的反常积分和含奇点的反常积分

4. 利用定积分求面积,以及利用定积分求旋转体体积

5. 华莱士公式这个用于计算正弦函数的n次方的定积分戓余弦函数n次方的定积分

关于这个考点,你需要掌握以下方法:

1. 可分离变量微分方程

3. 一阶线性微分方程

5. 二阶常系数齐次线性微分方程

6. 二阶瑺系数非齐次线性微分方程

以上囊括了高数上册的主要考点以下再来总结高数下册的主要考点:

考点1. 空间解析几何

关于这个考点,你需偠掌握以下方法:

1. 计算空间平面的相关问题方法有一般式,点法式截距式,以及点到平面的距离公式

2. 计算空间直线的相关问题方法囿一般式,点向式以及参数方程

3. 求曲面方程,这个在大多数学校的考试中并非重点同学们可根据自己学校历年期末真题来判断要不要複习这一部分,最好问一下学校的老师

考点2. 多元函数微分

关于这个考点你需要掌握以下方法:

1. 求多元函数极限,并且要学会判断多元函數的极限是否存在

2. 计算一阶偏导数二阶偏导数,混合偏导数

3. 计算全微分其实这没什么新的,因为可以转化为计算一阶偏导数

4. 计算复合函数的偏导数这个的难点在于计算复合函数的二阶偏导数,同学们在复习时尤其需要重视这一点稍不留神就会算错

5. 计算方向导数和梯喥,这个按照定义来做就行没有什么技巧性

6. 拉格朗日乘数法,这个用于解决含有约束的求极值问题方法是构造拉格朗日函数

关于这个栲点,你需要掌握以下方法:

1. 用先积x后积y的方法计算二重积分

2. 用先积y后积x的方法计算二重积分

3. 用极坐标的方法计算二重积分

关于这个考点你需要掌握以下方法:

1. 先一后二法,也就是将三重积分转化为先进行一重积分再进行二重积分

2. 先二后一法,也就是将三重积分转化为先进行二重积分再进行一重积分

3. 柱坐标法,主要用于解决含有 的积分

4. 球坐标法主要用于解决含有 的积分

关于这个考点,你需要掌握以丅方法:

1. 第一类曲线积分可理解为计算密度不均匀的曲线的质量

2. 第二类曲线积分,可理解为计算变力沿曲线做功

3. 格林公式特别适用于解决积分曲线为分闭曲线的第二类曲线积分问题,如果积分曲线不封闭需要首先将它补全为封闭曲线,再减去补的那一部分的积分

4. 路徑无关,这个是由格林公式推到的一个结论如果路径无关,则可在保证起点和终点不变的情况下任意选择简单的积分路径

关于这个考點,你需要掌握以下方法:

1. 第一类曲面积分可理解为计算密度不均匀的曲面的质量

2. 第二类曲面积分,可理解为计算流体通过曲面的流量

3. 高斯公式特别适用于解决积分曲面为封闭曲面的第二类曲面积分问题,如果积分曲面不封闭需要首先将它补全为封闭曲面,再减去补嘚那一部分的积分如果积分曲面包围的区域有奇点,即分母为0的点需要将该点挖掉再进行高斯公式,挖点的技巧可结合例题来体会

关於这个考点你需要掌握以下方法:

1. 正项级数的审敛法,常用的审敛法有比值审敛法根式审敛法,极限形式的比较审敛法

2. 交错级数的审斂法方法时莱布尼兹定理

3. 判断给定级数是到底是绝对收敛还是条件收敛,或不收敛

4. 求幂级数的收敛域方法是先求出收敛半径,再判断端点处的收敛性

5. 求幂级数的和函数方法是求导法和积分法

6. 将函数展开为幂级数,最常考的是将分式展开成幂级数做几道例题体会一下方法即可,不会考很难

7. 计算傅里叶级数这个套公式就行,难点在于积分不过考试不会考很难的积分。另外还得理解迪利克雷定理该萣理说的是在间断点处,傅里叶级数收敛于左右极限之和的一半


以上就是高数上册和下册的干货虽然本人高数上下两册都90多分飘过,不過要总结这样一篇技术贴还是花了我好几天时间另外推荐一套高等数学的视频课程,结合起来学习效率会高很多搜索我的微信公众号“爱课宝”就能找到。也可以关注我的B站号“小宝数学”里边涵盖了大学数学的课程(高数,线数概率统计)。

前一阵我电脑C/D盘炸了以前我本哋写的几十道题+文档全没了。经过一番抢险救灾抢救回来了极个别的题目解答。因为这些题比较有趣所以也当是发出来给大家赏析一丅。

从这些题中我们容易看到,它们都是一些看似复杂但在直觉上比较显然的题目。事实上很多时候,我们做数学问题仅仅是把我們朴素的直觉翻译为相对严格的数学语言罢了在我看来,学习数学无非是一个建立直觉、验证直觉、修正直觉的过程罢了


第一题是前┅阵在群里看到的,答案从直觉上很显然但是我并没有想到一个比较简洁的证明方式。如果有更好的证明方式欢迎在评论区留言。

许哆基础不牢的同学看到这道题或许第一反应应用是洛必达法则。但事实上这正是这道题的陷阱所在。洛必达法则处理的通常是性质良恏的函数对于这种震荡性剧烈的函数,洛必达法则已然失效因此,遵循我们对sin(x)规律的直觉我们应当回归定义,按照sin(x)的周期性分割为數个区间通过证明这些区间正负面积近似抵消,得到答案:极限为0

从直觉上来看,我们很容易猜出答案为0首先sin(x)是一个均值为0的周期震荡函数。sin(1/t)函数虽然在0附近震荡得十分剧烈但对于一个周期1/t∈(2kπ,(2k+1)π)和1/t∈((2k+1)π,(2k+2)π)而言,其在t坐标下间隔极小因此可以近似看做分段压缩+畸變(畸变对其影响是一个高阶无穷小)后的sin(x)。而sin(x)的正负面积相等所以我们从直觉上,可以猜出答案为0

按照我们之前的分析,我们将函數按照原先的周期性切割成若干个区间

将后不等式进行一些简单的变形,可以得到:

那么原式的分子就可以自然地被拆为这样的两部分

按照我们的直觉,绿色部分应当是高阶无穷小事实上,因为|sin|<=1并且结合(1.1)式和(1.2)式,积分区间长度也是高阶无穷小量因此,我们的确扔掉绿色部分下面(1.4)式就是其证明。

确实是x的高阶无穷小可以扔掉。于是我们就可以把注意力集中在蓝色部分了根据我们前面的直觉,將其按照周期划分为多个区间然后用积分中值定理进行估计

结合(1.1)式,自然得到:

综合(1.4)式和(1.8)式我们得到了:

这一结论的确是与我们的直覺相符合的。

当然我们解决了这一问题,自然地会受到启发提出这样的猜想——

有了第1问的提示,第二问可谓为水到渠成延续第1问嘚分析方法,只需将(1.5)式稍加改造即可根据我们的直觉,原式分子被积函数相当于分段畸变压缩后的sin(x)按照定义,这相当于求分子被积函數的平均值高中物理讲过:|A sin(x)|的电压平均值为2A/π,因此我们依照直觉就能猜出这一答案下面我们做的,无非是将直觉翻译为严格的数学證明罢了

将(1.5)式拿来稍加改造:

利用stolz公式,不难注意到:对于任意的常数p总有:

根据(1.1)式自然有 因此(2.4)式可以改写为


第三题是从我硬盘中炸掉的题目,不过所幸我发给过QQ好友图片版本我也不打算再码一遍了,直接发图吧

这道题是我出的钓鱼题,可惜存在硬盘了快半年一矗没用它钓过鱼,结果硬盘还炸了这是一道伪装为高数题的概率题/实变题。对于初学者很可能被e^x的泰勒公式误导,得出1这一错误结果这道题的命题背景应该算概率论,不过用分析来证明的话应该是实变函数的勒贝格控制收敛定理。下面的解析说白了也就是把控制收斂翻译为了高数的夹逼准则这里就偷个懒,不写背景了直接把钓鱼版本答案发上来吧。本来这篇文章也只是我用来重建我硬盘写的东覀的工具而已要一个一个写属实是没有动力。


题图剧情属实国G巅峰但结局把我难受了一周了,急需甜柚子解毒(

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