导数的定义
f′(x0)=Δx→0limΔxf(x0+Δx)−f(x0)
f′(x0)=h→0limhf(x0+h)−f(x0)
f′(x0)=x→x0limx−x0f(x)−f(x0)
一、导数的四则运算法则
- (u±v)′=u′±v′
- (uv)′=u′v+uv′
- (vu)′=v2u′v−uv′
二、基本公式
- (c)′=0
- xμ=μxμ−1
- (sinx)′=cosx
- (cosx)′=−sinx
- (tanx)′=sec2x
- (cotx)′=−csc2x
- (secx)′=secx⋅tanx
- (cscx)′=−cscx⋅cotx
- (ex)′=ex
- (ax)′=axlna
- (lnx)′=x1
- (logax)′=xlna1
- (arcsinx)′=1−x21
- (arccosx)′=−1−x21
- (arctanx)′=1+x21
- (arccotx)′=−1+x21
- (x)′=1
- (x)′=2x1
三、高阶导数的运算法则
- [u(x)±v(x)](n)=u(n)(x)±v(n)(x)
- [cu(x)](n)=cu(n)(x)
- [u(ax+b)](n)=anu(n)(ax+b)
- [u(x)⋅v(x)](n)=∑k=0nCnku(n−k)(x)v(k)(x)
四、基本初等函数的n阶导数公式
- (xn)(n)=n!
- (eax+b)(n)=an⋅eax+b
- (ax)(n)=axlnna
- [sin(ax+b)](n)=ansin(ax+b+n⋅2π)
- [cos(ax+b)](n)=ancos(ax+b+n⋅2π)
- (ax+b1)(n)=(−1)n(ax+b)n+1an⋅n!
- [ln(ax+b)](n)=(−1)n−1(ax+b)nan⋅(n−1)!
五、微积分运算法则
- d(u±v)=du±dv
- d(cu)=cdu
- d(uv)=vdu+udv
- d(vu)=v2vdu−udv
六、常用微分公式
- d(c)=0
- d(xμ)=μxμ−1dx
- d(sinx)=cosxdx
- d(cosx)=−sinxdx
- d(tanx)=sec2xdx
- d(cotx)=−csc2xdx
- ∫secxdx=ln∣secx+tanx∣+c
- d(cscx)=−cscx⋅cotxdx
- d(ex)=exdx
- d(ax)=axlnadx
- d(lnx)=x1dx
- d(logax)=xlna1dx
- d(arcsinx)=1−x21dx
- d(arccosx)=−1−x21dx
- d(arctanx)=1+x21dx
- d(arccotx)=−1+x21dx
七、基本积分公式
- ∫kdx=kx+c
- ∫xμdx=μ+1xμ+1+c
- ∫xdx=ln∣x∣+c
- ∫axdx=lnaax+c
- ∫cosxdx=sinx+c
- ∫sinxdx=−cosx+c
- ∫cos2x1dx=∫sec2xdx=tanx+c
- ∫sin2x1csc2xdx=−cotx+c
- ∫1+x21dx=arctanx+c
- ∫1−x21dx=arcsinx+c
八、补充积分公式
- ∫tanxdx=−ln∣cosx∣+c
- ∫cotxdx=ln∣sinx∣+c
- ∫cscxdx=ln∣cscx−cotx∣+c
- ∫a2+x21dx=a1arctanax+c
- ∫x2−a21dx=2a1ln∣x+ax−a∣+c
- ∫a2−x21dx=arcsinax+c
- ∫x2±a21dx=ln∣x+x2±a2∣+c
九、常用凑微分公式
| 积分型 | 换元公式 |
|---|
| f(ax+b)dx=a1∫f(ax+b)d(ax+b) | u=ax+b |
| f(xμ)xμ−1dx=μ1∫f(xμ)d(xμ) | u=xn |
| f(lnx)⋅x1dx=∫f(lnx)d(lnx) | u=lnx |
| f(ex)⋅exdx=∫f(ex)d(ex) | u=ex |
| f(ax)⋅axdx=lna1∫f(ax)d(ax) | u=ax |
| f(sinx)⋅cosxdx=∫f(sinx)d(sinx) | u=sinx |
| f(cosx)⋅sinxdx=−∫f(cosx)d(cosx) | u=cosx |
| f(tanx)⋅sec2xdx=∫f(tanx)d(tanx) | u=tanx |
| f(cotx)⋅csc2xdx=∫f(cotx)d(cotx) | u=cotx |
| f(arctanx)⋅1+x21dx=∫f(arctanx)d(arctanx) | u=arctanx |
| f(arcsinx)⋅1−x21dx=∫f(arcsinx)d(arcsinx) | u=arcsinx |
十、分部积分法公式
(1) 形如:xneaxdx,u=xn,dv=eaxdx
形如: xnsinxdxu=xn,dv=sinxdx
形如:xncosxdxu=xn,dv=cosxdx
(2) 形如:xnarctanxdx,u=arctanx,dv=xndx
形如:xnlnxdx,u=lnx,dv=xndx
(3) 形如: eaxsinxdx,∫eaxcosxdxu=eax,sinx,cosx
十一、第二换元积分法中的三角换元公式
- a2−x2x=asint
- a2+x2x=atant
- x2−a2x=asect
【特殊角的三角函数值】
- sin0=0
- sin6π=21
- sin3π=23
- sin2π=1
- sinπ=0
- cos0=1
- cos6π=23
- cos3π=21
- cos2π=0
- cosπ=−1
- tan0=0
- tan6π=33
- tan3π=3
- tan2π 不存在
- tanπ=0
- cot0 不存在
- cot6π=3
- cot3π=33
- cot2π=0
- cotπ 不存在
十二、重要公式
- limx→0xsinx=1
- limx→0(1+x)x1=e
- limn→∞na(a>0)=1
- limn→∞nn=1
- limx→+∞arctanx=2π
- limx→−∞arctanx=−2π
- limx→+∞arccotx=0
- limx→−∞arccotx=π
- limx→0ex1=0
- limx→0ex1=∞
- limx→0xx=1
- limx→∞b0xm+b1xm−1+⋯+bma0xn+a1xn−1+⋯+an=⎩⎨⎧b0a00∞n=mn<mn>m (系数不为0的情况)
十三、常用等价无穷小关系(X->0)
- sinx−x
- tanx−x
- arcsinx−x
- arctanx−x
- 1−cosx−21x2
- ln(1+x)−x
- ex−1−x
- ax−1−xlna
- (1+x)x−1−ex
十四、三角函数公式
1.两角和公式
-
sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB
-
cos(A+B)=cosAcosB−sinAsinB
-
tan(A+B)=1−tanAtanBtanA+tanB
-
sin(A−B)=sinAcosB−cosAsinB
-
cos(A−B)=cosAcosB+sinAsinB
-
tan(A−B)=1+tanAtanBtanA−tanB
-
cot(A+B)=cotB+cotAcotA⋅cotB−1
-
cot(A−B)=cotB−cotAcotA⋅cotB+1
2.二倍角公式
- sin2A=2sinAcosA
- cos2A=cos2A−sin2A=1−2sin2A=2cos2A−1
- tan2A=1−tan2A2tanA
3.半角公式
- sin2A=21−cosA
- cos2A=21+cosA
- tan2A=1+cosA1−cosA=1+cosAsinA
- cot2A=1−cosA1+cosA=1−cosAsinA
4. 和差化积公式
- sina+sinb=2sin2a+b⋅cos2a−b
- sina−sinb=2cos2a+b⋅sin2a−b
- cosa+cosb=2cos2a+b⋅cos2a−b
- cosa−cosb=−2sin2a+b⋅sin2a−b
- tana+tanb=cosa⋅cosbsin(a+b)
5. 积化和差公式
- sinasinb=−21[cos(a+b)−cos(a−b)]
- cosacosb=21[cos(a+b)+cos(a−b)]
- sinacosb=21[sin(a+b)+sin(a−b)]
- cosasinb=21[sin(a+b)−sin(a−b)]
6. 万能公式
- sina=1+tan22a2tan2a
- cosa=1+tan22a1−tan22a
- tana=1−tan22a2tan2a
7. 平方关系
- sin2x+cos2x=1
- sec2x−tan2x=1
- csc2x−cot2x=1
8. 倒数关系
- tanx⋅cotx=1
- secx⋅cosx=1
- cscx⋅sinx=1
9. 商数关系
- tanx=cosxsinx
- cotx=sinxcosx
几种常见的微分方程
- 可分离变量的微分方程:dxdy=f(x)g(y),f1(x)g1(y)dx+f2(x)g2(y)dy=0
- 齐次微分方程: dxdy=f(xy)