微积分:分微分,积分
- 微分:研究函数在某一点的变化率,比如瞬时速度、曲线斜率,核心工具是导数。
- 积分:研究函数在某一区间的累积效应,比如面积、体积、位移总量,核心工具是定积分和不定积分。
关键思想
- 极限思想:通过 “无限逼近” 解决有限与无限的矛盾,是微积分的基础。
- 化整为零:微分将复杂运动或曲线拆成无数微小片段,积分再将这些片段合并求和。
- 牛顿 - 莱布尼茨公式:建立了微分和积分的联系,让积分计算更便捷。
微积分核心公式可分为导数公式、积分公式和常用运算法则三类,核心结论是:掌握基础公式 + 运算法则,可解决大部分微积分计算问题。
一、核心导数公式(基本初等函数)
- 常数导数:(C)’ = 0(C 为常数)
- 幂函数:(xⁿ)’ = n xⁿ⁻¹(n 为实数)
- 指数函数:(eˣ)’ = eˣ;(aˣ)’ = aˣ ln a(a>0 且 a≠1)
- 对数函数:(ln x)’ = 1/x;(logₐx)’ = 1/(x ln a)(a>0 且 a≠1)
- 三角函数:(sin x)’ = cos x;(cos x)’ = -sin x;(tan x)’ = sec²x
- 反三角函数:(arcsin x)’ = 1/√(1-x²);(arctan x)’ = 1/(1+x²)
二、核心积分公式(不定积分,C 为积分常数)
- 常数积分:∫C dx = Cx + C
- 幂函数积分:∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n+1) + C(n≠-1);∫1/x dx = ln|x| + C
- 指数函数积分:∫eˣ dx = eˣ + C;∫aˣ dx = aˣ/ln a + C(a>0 且 a≠1)
- 三角函数积分:∫sin x dx = -cos x + C;∫cos x dx = sin x + C;∫sec²x dx = tan x + C
- 反三角函数相关积分:∫1/√(1-x²) dx = arcsin x + C;∫1/(1+x²) dx = arctan x + C
三、常用运算法则
1. 导数运算法则
- 和差法则:(u±v)’ = u’±v’
- 乘积法则:(uv)’ = u’v + uv’
- 商法则:(u/v)’ = (u’v - uv’)/v²(v≠0)
- 复合函数链式法则:(f (g (x)))’ = f’(g (x))・g’(x)
2. 积分运算法则
- 和差法则:∫(u±v) dx = ∫u dx ± ∫v dx
- 常数因子法则:∫k u dx = k∫u dx(k 为常数)
- 分部积分法:∫u dv = uv - ∫v du
- 换元积分法:∫f (g (x)) g’(x) dx = ∫f (u) du(令 u=g (x))
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