考研必备数学公式大全(持续更新)

文章目录

  • 基础回顾
    • 面(体)积公式
    • 一元二次方程基础
    • 极坐标方程与直角坐标转换
    • 切线与法线方程
    • 因式分解公式
    • 阶乘与双阶乘
    • 函数的奇偶性
    • 排列组合
    • 等差数列
    • 等比数列
    • 常用数列前n项和
    • 不等式
    • 三角函数公式
      • 诱导公式
      • 平方关系
      • 两角和与差的三角函数
      • 积化和差公式
      • 和差化积公式
      • 倍角公式
      • 半角公式
      • 万能公式
      • 其他公式
    • 反三角函数恒等式
  • 极限相关公式
    • 数列极限递推式
    • 重要极限公式
    • 常用等价无穷小
    • 1^∞ 型
  • 导数相关公式
    • 导数定义
    • 微分定义
    • 连续,可导及可微关系
      • 一元函数
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    • 常用初等函数的n阶导数公式
    • 极值判别条件
    • 凹凸性判定
    • 拐点判别条件
    • 斜渐近线
    • 曲率
  • 积分相关公式
    • 定积分的精确定义
    • 分布积分公式
    • 分部积分表格法
    • 区间再现公式
    • 华里士公式
    • 敛散性判别公式
    • 基本积分公式
    • 重要积分公式
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    • 定积分应用
      • 定积分求平面图形面积
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      • 旋转曲面的面积
      • 平面截面面积为已知的立体体积
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      • 转动惯量
      • 物理公式
  • 泰勒公式
    • 拉格朗日余项的泰勒公式
    • 佩亚诺余项的泰勒公式
    • 常用的泰勒展开式
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    • 多元微分定义
    • 多元隐函数求导
    • 极坐标下二重积分计算法
    • 隐函数存在定理
    • 多元函数极值判定
    • 拉格朗日数乘法求最值
    • 多重积分的应用
      • 空间曲面的面积
  • 微分方程
    • 一阶线性微分方程
    • 伯努利方程(数一)
    • 二阶常系数齐次线性微分方程的通解
    • 三阶常系数齐次线性微分方程的通解
    • 二阶常系数非齐次线性微分方程的特解
    • “算子法”求二阶常系数非齐次线性微分方程的特解
  • 线性代数
    • 行列式
    • 几个重要的行列式
    • 矩阵
    • 分块矩阵
    • 正交矩阵
    • 施密特正交化
    • 可逆矩阵
    • 等价矩阵
    • 秩相关公式
    • 特征值与特征向量
    • 相似矩阵
    • 相似对角化
  • 矩阵合同
    • 正定二次型
    • 二次型配方法(通法)

基础回顾

面(体)积公式

球 表 面 积 公 式 : S = 4 π R 2 球 体 积 公 式 : V = 4 3 π R 3 圆 锥 体 积 公 式 : V = 1 3 s h       ( s 为 圆 锥 底 面 积 , h 为 圆 锥 的 高 ) 椭 圆 面 积 公 式 : S = π a b 扇 形 面 积 公 式 : S = 1 2 l r = 1 2 r 2 θ       ( 其 中 l 为 弧 长 , r 为 半 径 , θ 为 夹 角 ( 用 π 表 示 ) ) \begin{aligned} & \\ & 球表面积公式:S= 4\pi R^2 \\ \\ & 球体积公式:V = \frac{4}{3}\pi R^3 \\ \\ & 圆锥体积公式:V=\frac{1}{3} sh ~~~~~(s为圆锥底面积,h为圆锥的高) \\\\ & 椭圆面积公式: S=\pi ab \\ \\ & 扇形面积公式: S= \frac{1}{2}l r = \frac{1}{2}r^2\theta ~~~~~(其中l为弧长,r为半径,\theta为夹角(用\pi表示)) \end{aligned} S=4πR2V=34πR3V=31sh     (sh)S=πabS=21lr=21r2θ     lrθ(π)

一元二次方程基础

一 元 二 次 方 程 : a x 2 + b x + c = 0       ( a ≠ 0 ) 根 的 公 式      x 1 , 2 = − b ± b 2 − 4 a c 2 a 韦 达 定 理 : x 1 + x 2 = − b a         x 1 x 2 = c a 判 别 式 : Δ = b 2 − 4 a c    ⟹    { Δ > 0 , 两 个 不 等 实 根 Δ = 0 , 两 个 相 等 实 根 Δ < 0 , 两 个 共 轭 的 复 根 ( 无 实 根 ) 抛 物 线   y = a x 2 + b x + c 的 顶 点 : ( − b 2 a , c − b 2 4 a ) \begin{aligned} & \\ & 一元二次方程:ax^2 + bx + c =0 ~~~~~(a \ne 0) \\ \\ & 根的公式 ~~~~ x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a} \\ \\ & 韦达定理: x_1 + x_2 = -\frac{b}{a} ~~~~~~~ x_1 x_2 = \frac{c}{a} \\ \\ & 判别式: \Delta=b^2 - 4ac \implies \begin{cases} \Delta >0,两个不等实根 \\ \Delta =0,两个相等实根 \\ \Delta <0,两个共轭的复根(无实根) \\ \end{cases} \\\\ & 抛物线~ y=ax^2 + bx + c 的顶点:(-\frac{b}{2a}, c-\frac{b^2}{4a}) \end{aligned} ax2+bx+c=0     (a=0)    x1,2=2ab±b24ac x1+x2=ab       x1x2=acΔ=b24acΔ>0Δ=0Δ<0线 y=ax2+bx+c(2ab,c4ab2)

极坐标方程与直角坐标转换

直 角 坐 标 化 极 坐 标 { x = ρ cos ⁡ θ y = ρ sin ⁡ θ    ⟹    x 2 + y 2 = ρ 2 极 坐 标 化 直 角 坐 标 : ρ 2 = x 2 + y 2    ⟹    tan ⁡ θ = y x \begin{aligned} &直角坐标化极坐标 \begin{cases} x = \rho \cos \theta \\ y = \rho \sin \theta \end{cases} \implies x^2+y^2=\rho ^2 \\\\ &极坐标化直角坐标 :\rho ^2 = x^2+y^2 \implies \tan \theta = \frac{y}{x} \\\\ \end{aligned} { x=ρcosθy=ρsinθx2+y2=ρ2ρ2=x2+y2tanθ=xy

切线与法线方程

切 线 方 程 : y − y 0 x − x 0 = f ′ ( x 0 )      , 即 y − y 0 = f ′ ( x 0 ) ( x − x 0 ) 法 线 方 程 : y − y 0 x − x 0 = − 1 f ′ ( x 0 )       , 即 y − y 0 = − 1 f ′ ( x 0 ) ( x − x 0 ) \begin{aligned} & 切线方程: \frac{y - y_0}{x - x_0} = f'(x_0) ~~~~,即 y-y_0 = f'(x_0)(x-x_0) \\ \\ & 法线方程: \frac{y - y_0}{x - x_0} = -\frac{1}{f'(x_0)}~~~~~,即y-y_0 = -\frac{1}{f'(x_0)}(x-x_0) \end{aligned} 线xx0yy0=f(x0)    yy0=f(x0)(xx0)线xx0yy0=f(x0)1     ,yy0=f(x0)1(xx0)

因式分解公式

( a + b ) 2 = a 2 + 2 a b + b 2 ( a − b ) 2 = a 2 − 2 a b + b 2 ( a + b + c ) 2 = a 2 + b 2 + c 2 + 2 a b + 2 a c + 2 b c ( a + b ) 3 = a 3 + 3 a 2 b + 3 a b 2 + b 3 ( a − b ) 3 = a 3 − 3 a 2 b + 3 a b 2 − b 3 ( a + b ) ( a − b ) = a 2 − b 2 a 3 + b 3 = ( a + b ) ( a 2 − a b + b 2 ) a 3 − b 3 = ( a − b ) ( a 2 + a b + b 2 ) a n − b n = ( a − b ) ( a n − 1 + a n − 2 b + ⋯ + a b n − 2 + b n − 1 ) ( a + b ) n = ∑ k = 0 n C n k a k b n − k = a n + n a n − 1 b + n ( n − 1 ) 2 ! a n − 1 b 2 + ⋯ + n ( n − 1 ) ⋯ ( n − k + 1 ) k ! a n − k b k + ⋯ + n a b n − 1 + b n \begin{aligned} & \\ & (a+b)^2 = a^2 + 2ab+b^2 \\ \\ & (a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2 \\ \\ & (a+b+c)^2 =a^2+b^2+c^2 + 2ab+2ac+2bc \\\\ & (a+b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3 \\ \\ & (a-b)^3 = a^3 - 3a^2b+3ab^2-b^3 \\ \\ & (a+b)(a-b) = a^2 - b^2 \\ \\ & a^3 + b^3 = (a+b) (a^2 -ab + b^2) \\ \\ & a^3-b^3 = (a-b)(a^2+ab+b^2) \\ \\ & a^n-b^n = (a-b)(a^{n-1} + a^{n-2}b + \cdots + ab^{n-2} + b^{n-1}) \\ \\ & (a+b)^n = \sum_{k=0}^n C_n^ka^kb^{n-k} = a^n + na^{n-1}b + \frac{n(n-1)}{2!}a^{n-1}b^2 + \cdots + \frac{n(n-1)\cdots(n-k+1)}{k!}a^{n-k}b^k + \cdots + nab^{n-1} + b^n \end{aligned} (a+b)2=a2+2ab+b2(ab)2=a22ab+b2(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3(ab)3=a33a2b+3ab2b3(a+b)(ab)=a2b2a3+b3=(a+b)(a2ab+b2)a3b3=(ab)(a2+ab+b2)anbn=(ab)(an1+an2b++abn2+bn1)(a+b)n=k=0nCnkakbnk=an+nan1b+2!n(n1)an1b2++k!n(n1)(nk+1)ankbk++nabn1+bn

阶乘与双阶乘

n ! = 1 × 2 × 3 × . . . × n       ( 规 定 0 ! = 1 ) ( 2 n ) ! ! = 2 × 4 × 6 × . . . × ( 2 n ) = 2 n ⋅ n ! ( 2 n − 1 ) ! ! = 1 × 3 × 5... × ( 2 n − 1 ) \begin{aligned} & n! = 1\times2\times3\times ... \times n ~~~~~(规定0!=1) \\ \\ & (2n)!! = 2\times4\times6\times ... \times (2n) = 2^n \cdot n! \\ \\ & (2n-1)!! = 1\times3\times5...\times(2n-1) \end{aligned} n!=1×2×3×...×n     (0!=1)(2n)!!=2×4×6×...×(2n)=2nn!(2n1)!!=1×3×5...×(2n1)

函数的奇偶性

定 义 在 [ − a , a ] 上 的 任 一 函 数 , 可 以 表 示 为 一 个 奇 函 数 与 一 个 偶 函 数 之 和 : f ( x ) = 1 2 [ f ( x ) − f ( − x ) ] + 1 2 [ f ( x ) + f ( − x ) ] \begin{aligned} & 定义在[-a,a]上的任一函数,可以表示为一个奇函数与一个偶函数之和: \\ \\ & f(x) = \frac{1}{2}[f(x)-f(-x)] + \frac{1}{2}[f(x) + f(-x)] \end{aligned} [a,a]f(x)=21[f(x)f(x)]+21[f(x)+f(x)]

排列组合

A n m = n ( n − 1 ) ( n − 2 ) ⋯ ( n − m + 1 ) = n ! ( n − m ) ! C n m = A n m m ! = n ( n − 1 ) ⋯ ( n − m + 1 ) m ! = n ! m ! ( n − m ) ! \begin{aligned} A_n^m & = n(n-1)(n-2)\cdots(n-m +1) \\\\ & = \frac{n!}{(n-m)!} \\\\ \\ C_n^m & = \frac{A_n^m}{m!} = \frac{n(n-1)\cdots(n-m + 1)}{m!} \\\\ & = \frac{n!}{m!(n-m)!} \end{aligned} AnmCnm=n(n1)(n2)(nm+1)=(nm)!n!=m!Anm=m!n(n1)(nm+1)=m!(nm)!n!

等差数列

a n = a 1 + ( n − 1 ) d S n = n a 1 + n ( n − 1 ) 2 d          n ∈ N ∗ S n = n ( a 1 + a n ) 2 \begin{aligned} & a_n = a_1 + (n-1)d \\ \\ & S_n = na_1 + \frac{n(n-1)}{2}d ~~~~~~~~ n \in N^* \\ \\ & S_n = \frac{n(a_1+a_n)}{2} \\ \\ \end{aligned} an=a1+(n1)dSn=na1+2n(n1)d        nNSn=2n(a1+an)

等比数列

a n = a 1 ⋅ q n − 1 S n = a 1 ( 1 − q n ) 1 − q        ( q ≠ 1 ) \begin{aligned} & a_n = a_1 \cdot q^{n-1} \\ \\ & S_n = \frac{a_1(1-q^n)}{1-q} ~~~~~~(q\neq 1) \end{aligned} an=a1qn1Sn=1qa1(1qn)      (q=1)

常用数列前n项和

∑ k = 1 n k = 1 + 2 + 3 + ⋯ + n = n ( n + 1 ) 2 ∑ k = 1 n ( 2 k − 1 ) = 1 + 3 + 5 + ⋯ + ( 2 n − 1 ) = n 2 ∑ k = 1 n k 2 = 1 2 + 2 2 + 3 2 + ⋯ + n 2 = n ( n + 1 ) ( 2 n + 1 ) 6 ∑ k = 1 n k 3 = 1 3 + 2 3 + 3 3 + ⋯ + n 3 = [ n ( n + 1 ) 2 ] 2 = ( ∑ k = 1 n k ) 2 ∑ k = 1 n k ( k + 1 ) = 1 × 2 + 2 × 3 + 3 × 4 + ⋯ + n ( n + 1 ) = n ( n + 1 ) ( n + 2 ) 3 ∑ k = 1 n 1 k ( k + 1 ) = 1 1 × 2 + 1 2 × 3 + 1 3 × 4 + ⋯ + 1 n ( n + 1 ) = n n + 1 \begin{aligned} & \\ & \sum_{k=1}^n k = 1 + 2+3+\cdots + n=\frac{n(n+1)}{2} \\ \\ & \sum_{k=1}^n (2k-1) = 1+ 3 + 5 + \cdots + (2n-1) = n^2 \\ \\ & \sum_{k=1}^n k^2 = 1^2+2^2+3^2+\cdots +n^2 = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6} \\ \\ & \sum_{k=1}^n k^3 = 1^3 + 2^3 +3^3 +\cdots + n^3 = [\frac{n(n+1)}{2}]^2 = (\sum_{k=1}^n k)^2 \\ \\ & \sum_{k=1}^n k(k+1) = 1 \times 2 + 2 \times 3 + 3 \times 4 + \cdots + n(n+1) = \frac{n(n+1)(n+2)}{3} \\\\ & \sum_{k=1}^n \frac{1}{k(k+1)} = \frac{1}{1 \times 2} + \frac{1}{2 \times 3} + \frac{1}{3 \times 4} + \cdots + \frac{1}{n(n+1)} = \frac{n}{n+1} \end{aligned} k=1nk=1+2+3++n=2n(n+1)k=1n(2k1)=1+3+5++(2n1)=n2k=1nk2=12+22+32++n2=6n(n+1)(2n+1)k=1nk3=13+23+33++n3=[2n(n+1)]2=(k=1nk)2k=1nk(k+1)=1×2+2×3+3×4++n(n+1)=3n(n+1)(n+2)k=1nk(k+1)1=1×21+2×31+3×41++n(n+1)1=n+1n

不等式

2 ∣ a b ∣ ≤ a 2 + b 2 ∣ a ± b ∣ ≤ ∣ a ∣ + ∣ b ∣ ∣ ∣ a ∣ − ∣ b ∣ ∣ ≤ ∣ a − b ∣ ∣ a 1 ± a 2 ± ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ± a n ∣ ≤ ∣ a 1 ∣ + ∣ a 2 ∣ + ⋅ ⋅ ⋅ + ∣ a n ∣ ∣ ∫ a b f ( x ) d x ∣ ≤ ∫ a b ∣ f ( x ) ∣ d x       ( a < b ) a b ≤ a + b 2 ≤ a 2 + b 2 2       ( a , b > 0 ) a b c 3 ≤ a + b + c 3 ≤ a 2 + b 2 + c 2 3       ( a , b , c > 0 ) a 1 a 2 ⋅ ⋅ ⋅ a n n ≤ a 1 + a 2 + . . . + a n n ≤ a 1 2 + a 2 2 + . . . + a n 2 n      ( a 1 , a 2 , . . . a n > 0 , 等 号 当 且 仅 当 a 1 = a 2 = . . . = a n 时 成 立 ) x y ≤ x p p + x q q       ( x , y , p , q > 0 , 1 p + 1 q = 1 ) ( a c + b d ) 2 ≤ ( a 2 + b 2 ) ( c 2 + d 2 ) ( a 1 b 1 + a 2 b 2 + a 3 b 3 ) 2 ≤ ( a 1 2 + a 2 2 + a 3 2 ) ( b 1 2 + b 2 2 + b 3 2 ) [ ∫ a b f ( x ) ⋅ g ( x ) d x ] 2 ≤ ∫ a b f 2 ( x ) d x ⋅ ∫ a b g 2 ( x ) d x sin ⁡ x < x < tan ⁡ x       ( 0 < x < π 2 ) arctan ⁡ x ≤ x ≤ arcsin ⁡ x       ( 0 ≤ x ≤ 1 ) x + 1 ≤ e x ln ⁡ x ≤ x − 1 1 1 + x < ln ⁡ ( 1 + 1 x ) < 1 x       ( x > 0 ) \begin{aligned} & \\ & 2 |ab| \le a ^ 2 + b^2 \\ \\ & |a \pm b| \le |a| + |b| \\ \\ & | |a| - |b| | \le |a-b| \\ \\ & |a_1 \pm a_2 \pm \cdot\cdot\cdot\cdot \pm a_n| \le |a_1| + |a_2| + \cdot\cdot\cdot + |a_n| \\ \\ & |\int_a^b f(x) dx| \le \int_a^b |f(x)| dx ~~~~~(a0) \\ \\ & \sqrt[3]{abc} \le \frac{a+b+c}{3} \le \sqrt{\frac{a^2+b^2+c^2}{3}} ~~~~~(a,b,c>0) \\ \\ & \sqrt[n]{a_1a_2\cdot\cdot\cdot a_n} \le \frac{a_1+a_2+...+a_n}{n} \le \sqrt{\frac{ {a_1}^2+{a_2}^2 + ... + {a_n}^2}{n}} ~~~~(a_1,a_2,...a_n > 0,等号当且仅当 a_1 = a_2 = ... = a_n时成立) \\ \\ & xy \le \frac{x^p}{p} + \frac{x^q}{q} ~~~~~(x,y,p,q>0, \frac{1}{p}+\frac{1}{q}=1) \\ \\ & (ac+bd)^2 \le (a^2+b^2)(c^2+d^2) \\ \\ & (a_1 b_1 + a_2 b_2 + a_3 b_3)^2 \le ({a_1}^2 + {a_2}^2 + {a_3}^2)({b_1}^2 + {b_2}^2 + {b_3}^2) \\ \\ & [\int_a^b f(x)\cdot g(x) dx]^2 \le \int_a^bf^2(x)dx \cdot\int_a^bg^2(x)dx \\ \\ & \sin x < x < \tan x ~~~~~(00) \end{aligned} 2aba2+b2a±ba+bababa1±a2±±ana1+a2++anabf(x)dxabf(x)dx     (a<b)ab 2a+b2a2+b2      (a,b>0)3abc 3a+b+c3a2+b2+c2      (a,b,c>0)na1a2an na1+a2+...+anna12+a22+...+an2     a1,a2,...an>0a1=a2=...=anxypxp+qxq     (x,y,p,q>0,p1+q1=1)(ac+bd)2(a2+b2)(c2+d2)(a1b1+a2b2+a3b3)2(a12+a22+a32)(b12+b22+b32)[abf(x)g(x)dx]2abf2(x)dxabg2(x)dxsinx<x<tanx     (0<x<2π)arctanxxarcsinx     (0x1)x+1exlnxx11+x1<ln(1+x1)<x1     (x>0)

三角函数公式

诱导公式

sin ⁡ ( − α ) = − sin ⁡ α cos ⁡ ( − α ) = cos ⁡ α sin ⁡ ( π 2 − α ) = cos ⁡ α cos ⁡ ( π 2 − α ) = sin ⁡ α sin ⁡ ( π 2 + α ) = cos ⁡ α cos ⁡ ( π 2 + α ) = − sin ⁡ α sin ⁡ ( π − α ) = sin ⁡ α cos ⁡ ( π − α ) = − cos ⁡ α sin ⁡ ( π + α ) = − sin ⁡ α cos ⁡ ( π + α ) = − cos ⁡ α 奇 变 偶 不 变 , 符 号 看 象 限 奇 指    k ⋅ π 2    中 k 看 象 限 是 指 : 将 α 看 成 锐 角 , 然 后 看 sin ⁡ ( 变 之 前 的 , 或 c o s ) ( k ⋅ π 2 ± α ) 的 符 号 \begin{aligned} & \sin (-\alpha) = -\sin \alpha \\ \\ & \cos (-\alpha) = \cos \alpha \\ \\ & \sin (\frac{\pi}{2} - \alpha) = \cos \alpha \\ \\ & \cos (\frac{\pi}{2} - \alpha) = \sin \alpha \\ \\ & \sin (\frac{\pi}{2} + \alpha) = \cos \alpha \\ \\ & \cos (\frac{\pi}{2} + \alpha) = - \sin \alpha \\ \\ & \sin (\pi - \alpha) = \sin \alpha \\ \\ & \cos (\pi - \alpha) = - \cos \alpha \\ \\ & \sin (\pi + \alpha) = - \sin \alpha \\ \\ & \cos (\pi + \alpha) = - \cos \alpha \\ \\ \\ & 奇变偶不变,符号看象限 \\ & 奇指 ~~ k\cdot\frac{\pi}{2} ~~ 中 k \\ & 看象限是指:将 \alpha 看成锐角,然后看 \sin_{_{(变之前的,或cos)}}(k\cdot\frac{\pi}{2} \pm \alpha) 的符号 \end{aligned} sin(α)=sinαcos(α)=cosαsin(2πα)=cosαcos(2πα)=sinαsin(2π+α)=cosαcos(2π+α)=sinαsin(πα)=sinαcos(πα)=cosαsin(π+α)=sinαcos(π+α)=cosα  k2π  kαsin(cos)(k2π±α)

平方关系

1 + tan ⁡ 2 α = sec ⁡ 2 α 1 + cot ⁡ 2 α = csc ⁡ 2 α sin ⁡ 2 α + cos ⁡ 2 α = 1 \begin{aligned} & \\ & 1 + \tan ^2 \alpha = \sec^2 \alpha \\ \\ & 1 + \cot^2 \alpha = \csc ^2 \alpha \\ \\ & \sin^2 \alpha + \cos ^2 \alpha = 1 \end{aligned} 1+tan2α=sec2α1+cot2α=csc2αsin2α+cos2α=1

两角和与差的三角函数

sin ⁡ ( α + β ) = sin ⁡ α cos ⁡ β + cos ⁡ α sin ⁡ β cos ⁡ ( α + β ) = cos ⁡ α cos ⁡ β − sin ⁡ α sin ⁡ β sin ⁡ ( α − β ) = sin ⁡ α cos ⁡ β − cos ⁡ α sin ⁡ β cos ⁡ ( α − β ) = cos ⁡ α cos ⁡ β + sin ⁡ α cos ⁡ β tan ⁡ ( α + β ) = tan ⁡ α + tan ⁡ β 1 − tan ⁡ α tan ⁡ β tan ⁡ ( α − β ) = tan ⁡ α − tan ⁡ β 1 + tan ⁡ α tan ⁡ β \begin{aligned} & \sin (\alpha + \beta) = \sin \alpha \cos \beta + \cos \alpha \sin \beta \\ \\ & \cos (\alpha + \beta) = \cos \alpha \cos \beta - \sin \alpha \sin \beta \\ \\ & \sin (\alpha - \beta) = \sin \alpha \cos \beta - \cos \alpha \sin \beta \\ \\ & \cos (\alpha - \beta) = \cos \alpha \cos \beta + \sin \alpha \cos \beta \\ \\ & \tan (\alpha + \beta) = \frac{\tan \alpha + \tan \beta}{ 1- \tan \alpha \tan \beta} \\ \\ & \tan (\alpha - \beta) = \frac{\tan \alpha - \tan \beta}{1+ \tan \alpha \tan \beta} \end{aligned} sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβcos(α+β)=cosαcosβsinαsinβsin(αβ)=sinαcosβcosαsinβcos(αβ)=cosαcosβ+sinαcosβtan(α+β)=1tanαtanβtanα+tanβtan(αβ)=1+tanαtanβtanαtanβ

积化和差公式

cos ⁡ α cos ⁡ β = 1 2 [ cos ⁡ ( α + β ) + c o s ( α − β ) ] cos ⁡ α sin ⁡ β = 1 2 [ sin ⁡ ( α + β ) − sin ⁡ ( α − β ) ] sin ⁡ α cos ⁡ β = 1 2 [ sin ⁡ ( α + β ) + sin ⁡ ( α − β ) ] sin ⁡ α sin ⁡ β = − 1 2 [ cos ⁡ ( α + β ) − cos ⁡ ( α − β ) ] \begin{aligned} & \cos \alpha \cos \beta = \frac{1}{2} [\cos (\alpha + \beta) + cos (\alpha - \beta)] \\ \\ & \cos \alpha \sin \beta = \frac{1}{2} [\sin(\alpha + \beta) - \sin (\alpha - \beta)] \\ \\ & \sin \alpha \cos \beta = \frac {1}{2} [\sin (\alpha + \beta) + \sin (\alpha - \beta)] \\ \\ & \sin \alpha \sin \beta = - \frac{1}{2} [\cos (\alpha + \beta) - \cos (\alpha - \beta)] \end{aligned} cosαcosβ=21[cos(α+β)+cos(αβ)]cosαsinβ=21[sin(α+β)sin(αβ)]sinαcosβ=21[sin(α+β)+sin(αβ)]sinαsinβ=21[cos(α+β)cos(αβ)]
记忆口诀:
积化和差得和差,余弦在后要想加。异名函数取正弦,正弦相乘取负号。

和差化积公式

sin ⁡ α + sin ⁡ β = 2 sin ⁡ α + β 2 cos ⁡ α − β 2 sin ⁡ α − sin ⁡ β = 2 cos ⁡ α + β 2 sin ⁡ α − β 2 cos ⁡ α + cos ⁡ β = 2 cos ⁡ α + β 2 cos ⁡ α − β 2 cos ⁡ α − cos ⁡ β = − 2 sin ⁡ α + β 2 sin ⁡ α − β 2 \begin{aligned} & \sin \alpha + \sin \beta = 2 \sin \frac{\alpha + \beta}{2}\cos \frac{\alpha - \beta}{2} \\ \\ & \sin \alpha - \sin \beta = 2 \cos \frac{\alpha + \beta}{2}\sin \frac{\alpha - \beta}{2} \\ \\ & \cos \alpha + \cos \beta = 2 \cos \frac{\alpha + \beta}{2} \cos \frac{\alpha - \beta}{2} \\ \\ & \cos \alpha - \cos \beta = -2 \sin \frac{\alpha + \beta}{2} \sin \frac{\alpha - \beta}{2} \end{aligned} sinα+sinβ=2sin2α+βcos2αβsinαsinβ=2cos2α+βsin2αβcosα+cosβ=2cos2α+βcos2αβcosαcosβ=2sin2α+βsin2αβ
记忆口诀:
正加正,正在前,正减正,余在前;余加余,余并肩;余减余,负正弦

倍角公式

sin ⁡ 2 α = 2 sin ⁡ α cos ⁡ α cos ⁡ 2 α = cos ⁡ 2 α − sin ⁡ 2 α = 1 − 2 sin ⁡ 2 α = 2 cos ⁡ 2 α − 1 sin ⁡ 3 α = − 4 sin ⁡ 3 α + 3 sin ⁡ α cos ⁡ 3 α = 4 cos ⁡ 3 α − 3 cos ⁡ α sin ⁡ 2 α = 1 − cos ⁡ 2 α 2 cos ⁡ 2 α = 1 + cos ⁡ 2 α 2 tan ⁡ 2 α = 2 tan ⁡ α 1 − tan ⁡ 2 α cot ⁡ 2 α = cot ⁡ 2 α − 1 2 cot ⁡ α \begin{aligned} & \sin 2\alpha = 2\sin \alpha \cos \alpha \\ \\ & \cos 2\alpha = \cos ^2 \alpha - \sin ^2 \alpha = 1- 2\sin^2 \alpha = 2 \cos^2\alpha -1 \\ \\ & \sin 3\alpha = -4 \sin^3 \alpha + 3\sin \alpha \\ \\ & \cos 3 \alpha = 4\cos^3\alpha -3 \cos \alpha \\ \\ & \sin^2 \alpha = \frac{1-\cos 2\alpha}{2} \\ \\ & \cos^2 \alpha = \frac{1+\cos 2\alpha}{2} \\ \\ & \tan 2\alpha = \frac{2\tan \alpha}{1-\tan ^2\alpha} \\ \\ & \cot 2\alpha = \frac{\cot ^2 \alpha -1}{2\cot \alpha} \end{aligned} sin2α=2sinαcosαcos2α=cos2αsin2α=12sin2α=2cos2α1sin3α=4sin3α+3sinαcos3α=4cos3α3cosαsin2α=21cos2αcos2α=21+cos2αtan2α=1tan2α2tanαcot2α=2cotαcot2α1

半角公式

sin ⁡ 2 α 2 = 1 − cos ⁡ α 2 cos ⁡ 2 α 2 = 1 + cos ⁡ α 2 sin ⁡ α 2 = ± 1 − cos ⁡ α 2 cos ⁡ α 2 = ± 1 + cos ⁡ α 2 tan ⁡ α 2 = 1 − cos ⁡ α sin ⁡ α = sin ⁡ α 1 + cos ⁡ α = ± 1 − cos ⁡ α 1 + cos ⁡ α cot ⁡ α 2 = sin ⁡ α 1 − cos ⁡ α = 1 + cos ⁡ α sin ⁡ α = ± 1 + cos ⁡ α 1 − cos ⁡ α \begin{aligned} & \sin^2 \frac{\alpha}{2} = \frac{1- \cos \alpha}{2} \\ \\ & \cos^2 \frac{\alpha}{2} = \frac{1+\cos \alpha}{2} \\ \\ & \sin \frac{\alpha}{2} = \pm \sqrt{\frac{1- \cos \alpha}{2}} \\ \\ & \cos \frac{\alpha}{2} = \pm \sqrt{\frac{1+ \cos \alpha}{2}} \\ \\ & \tan \frac{\alpha}{2} = \frac{1- \cos \alpha}{\sin \alpha} = \frac{\sin \alpha}{1+\cos \alpha} = \pm \sqrt{\frac{1-\cos \alpha}{1+\cos \alpha}} \\ \\ & \cot \frac{\alpha}{2} = \frac{\sin \alpha}{1- \cos \alpha} = \frac{1+\cos \alpha}{\sin \alpha} = \pm \sqrt{\frac{1+\cos \alpha}{1-\cos \alpha}} \end{aligned} sin22α=21cosαcos22α=21+cosαsin2α=±21cosα cos2α=±21+cosα tan2α=sinα1cosα=1+cosαsinα=±1+cosα1cosα cot2α=1cosαsinα=sinα1+cosα=±1cosα1+cosα

万能公式

sin ⁡ α = 2 tan ⁡ α 2 1 + tan ⁡ 2 α 2 cos ⁡ α = 1 − tan ⁡ 2 α 2 1 + tan ⁡ 2 α 2 \begin{aligned} & \sin \alpha = \frac{2 \tan \frac{\alpha}{2}}{1+\tan^2 \frac{\alpha}{2}} \\ \\ & \cos \alpha = \frac{1- \tan^2 \frac{\alpha}{2}}{1+ \tan^2 \frac{\alpha}{2}} \end{aligned} sinα=1+tan22α2tan2αcosα=1+tan22α1tan22α

其他公式

1 + sin ⁡ α = ( sin ⁡ α 2 + cos ⁡ α 2 ) 2 1 − sin ⁡ α = ( sin ⁡ α 2 − cos ⁡ α 2 ) 2 \begin{aligned} & 1 + \sin \alpha = (\sin \frac{\alpha}{2} + \cos \frac{\alpha}{2}) ^2 \\ \\ & 1 - \sin \alpha = (\sin \frac{\alpha}{2} - \cos \frac{\alpha}{2}) ^2 \end{aligned} 1+sinα=(sin2α+cos2α)21sinα=(sin2αcos2α)2

反三角函数恒等式

arcsin ⁡ x + arccos ⁡ x = π 2 arctan ⁡ x + a r c c o t   x = π 2 sin ⁡ ( arccos ⁡ x ) = 1 − x 2 cos ⁡ ( arcsin ⁡ x ) = 1 − x 2 sin ⁡ ( arcsin ⁡ x ) = x arcsin ⁡ ( sin ⁡ x ) = x cos ⁡ ( arccos ⁡ x ) = x arccos ⁡ ( cos ⁡ x ) = x arccos ⁡ ( − x ) = π − arccos ⁡ x \begin{aligned} & \arcsin x + \arccos x = \frac{\pi}{2} \\ \\ & \arctan x + arccot ~x= \frac{\pi}{2} \\ \\ & \sin(\arccos x) = \sqrt{1-x^2} \\ \\ & \cos(\arcsin x) = \sqrt{1- x^2} \\ \\ & \sin(\arcsin x) = x \\ \\ & \arcsin (\sin x) = x \\ \\ & \cos (\arccos x) = x \\ \\ & \arccos (\cos x) =x \\ \\ & \arccos (-x) = \pi - \arccos x \end{aligned} arcsinx+arccosx=2πarctanx+arccot x=2πsin(arccosx)=1x2 cos(arcsinx)=1x2 sin(arcsinx)=xarcsin(sinx)=xcos(arccosx)=xarccos(cosx)=xarccos(x)=πarccosx

极限相关公式

数列极限递推式

a n + 1 = f ( a n ) 结 论 一 : f ′ ( x ) > 0 , { a 2 > a 1    ⟹    { a n } ↗ 单 调 递 增 a 2 < a 1    ⟹    { a n } ↘ 单 调 递 减 结 论 二 ( 压 缩 映 像 原 理 ) : ∃ k ∈ ( 0 , 1 ) , 使 得 ∣ f ′ ( x ) ∣ ≤ k    ⟹    a n 收 敛 \begin{aligned} & a_{n+1} = f(a_n) \\\\ 结论一: & f'(x) > 0 , \begin{cases} a_2 > a_1 \implies \{ a_n \} \nearrow单调递增 \\ a_2 < a_1 \implies \{ a_n \} \searrow单调递减 \end{cases} \\\\ 结论二(压缩映像原理):& \exist k \in (0,1),使得 |f'(x)| \le k \implies {a_n} 收敛 \end{aligned} an+1=f(an)f(x)>0{ a2>a1{ an}a2<a1{ an}k(0,1)使f(x)kan

重要极限公式

lim ⁡ x → 0 + x α ln ⁡ x = 0       其 中 α > 0 lim ⁡ x → 0 + x α ( ln ⁡ x ) k = 0       其 中 α > 0 , k > 0 lim ⁡ x → + ∞ x α e − δ x = 0       其 中 α > 0 , δ > 0 lim ⁡ x → 0 sin ⁡ x x = 1       ⟹    lim ⁡ ϕ ( x ) → 0 sin ⁡ ϕ ( x ) ϕ ( x ) = 1       其 中 ϕ ( x ) ≠ 0 lim ⁡ x → 0 ( 1 + x ) 1 x = e       ⟹    lim ⁡ ϕ ( x ) → 0 ( 1 + ϕ ( x ) ) 1 ϕ ( x ) = e       其 中 ϕ ( x ) ≠ 0 lim ⁡ n → ∞ n n = 1 lim ⁡ n → ∞ a n = 1     ( 常 数 a > 0 ) \begin{aligned} & \lim_{x \to 0^+} x^\alpha \ln x = 0 ~~~~~ 其中 \alpha >0 \\\\ & \lim_{x \to 0^+} x^\alpha (\ln x)^k = 0 ~~~~~ 其中 \alpha >0 ,k>0 \\\\ & \lim_{x \to +\infty} x^\alpha e^{-\delta x} = 0 ~~~~~ 其中 \alpha >0 ,\delta >0 \\\\ & \lim_{x\to 0} \frac{\sin x}{x} = 1 ~~ \implies \lim_{\phi (x) \to 0} \frac{\sin \phi (x)}{\phi (x)} =1 ~~~~~其中\phi (x) \neq 0 \\ \\ & \lim_{x \to 0} (1+x)^{\frac{1}{x}} = e ~~ \implies \lim_{\phi (x) \to 0} (1+\phi (x))^{\frac{1}{\phi (x)}} = e ~~~~~ 其中\phi (x) \neq 0 \\\\ & \lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{n} = 1 \\\\ & \lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{a} = 1 ~~~(常数a>0)\\\\ \end{aligned} x0+limxαlnx=0     α>0x0+limxα(lnx)k=0     α>0k>0x+limxαeδx=0     α>0δ>0x0limxsinx=1  ϕ(x)0limϕ(x)sinϕ(x)=1     ϕ(x)=0x0lim(1+x)x1=e  ϕ(x)0lim(1+ϕ(x))ϕ(x)1=e     ϕ(x)=0nlimnn =1nlimna =1   a>0

常用等价无穷小

x → 0 时 , sin ⁡ x ∼ tan ⁡ x ∼ arcsin ⁡ x ∼ arctan ⁡ x ∼ ( e x − 1 ) ∼ ln ⁡ ( 1 + x ) ∼ x    ,    1 − cos ⁡ x ∼ 1 2 x 2    , ( 1 + x ) a − 1 ∼ a x    ,    a x − 1 ∼ x ln ⁡ a     ( a > 0 , a ≠ 1 ) \begin{aligned} & x \to 0 时,\\\\ & \sin x \sim \tan x \sim \arcsin x \sim \arctan x \sim (e^x - 1) \sim \ln(1+x) \sim x ~~,~~ 1- \cos x \sim \frac{1}{2} x^2 ~~, \\ \\ & (1+x)^a - 1 \sim ax ~~,~~ a^x - 1 \sim x\ln a ~~~(a>0,a\neq1) \end{aligned} x0sinxtanxarcsinxarctanx(ex1)ln(1+x)x  ,  1cosx21x2  ,(1+x)a1ax  ,  ax1xlna   (a>0,a=1)

1^∞ 型

lim ⁡ u v = e lim ⁡ ( u − 1 ) v        ( 其 中 lim ⁡ u = 1 , lim ⁡ v = ∞ , 即 1 ∞ 型 ) \lim u^v = e^{\lim (u-1)v} ~~~~~~(其中 \lim u=1,\lim v=\infty,即 1^\infty 型) limuv=elim(u1)v      (limu=1,limv=1)

导数相关公式

导数定义

f ′ ( x 0 ) = lim ⁡ Δ x → 0 f ( x 0 + Δ x ) − f ( x 0 ) Δ x f ′ ( x 0 ) = lim ⁡ x → x 0 f ( x ) − f ( x 0 ) x − x 0 \begin{aligned} & f'(x_0) = \lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)}{\Delta x} \\ \\ & f'(x_0) = \lim\limits_{x \to x_0} \frac{f(x) - f(x_0)}{x-x_0} \end{aligned} f(x0)=Δx0limΔxf(x0+Δx)f(x0)f(x0)=xx0limxx0f(x)f(x0)

微分定义

Δ y = f ( x 0 + Δ x ) − f ( x 0 ) Δ y = A Δ x + o ( Δ x ) A Δ x = f ′ ( x 0 ) Δ x \begin{aligned} & \Delta y = f(x_0 + \Delta x) - f(x_0) \\ \\ & \Delta y = A\Delta x + o(\Delta x) \\ \\ & A\Delta x = f'(x_0) \Delta x \end{aligned} Δy=f(x0+Δx)f(x0)Δy=AΔx+o(Δx)AΔx=f(x0)Δx

连续,可导及可微关系

一元函数

可微
连续
可导

多元函数

一阶偏导数连续
可微
连续
可导

导数四则运算

[ u ( x ) ± v ( x ) ] ′ = u ′ ( x ) ± v ′ ( x ) [ u ( x ) v ( x ) ] ′ = u ′ ( x ) v ( x ) + u ( x ) v ′ ( x ) [ u ( x ) v ( x ) w ( x ) ] ′ = u ′ ( x ) v ( x ) w ( x ) + u ( x ) v ′ ( x ) w ( x ) + u ( x ) v ( x ) w ′ ( x ) [ u ( x ) v ( x ) ] ′ = u ′ ( x ) v ( x ) − u ( x ) v ′ ( x ) [ v ( x ) ] 2 \begin{aligned} & [u(x) \pm v(x)]' = u'(x) \pm v'(x) \\ \\ & [u(x)v(x)]' = u'(x)v(x) + u(x)v'(x) \\ \\ & [u(x)v(x)w(x)]' = u'(x)v(x)w(x) + u(x)v'(x)w(x) + u(x)v(x)w'(x) \\ \\ & \begin{bmatrix}\frac{u(x)}{v(x)} \end{bmatrix}' = \frac{u'(x)v(x)-u(x)v'(x)}{[v(x)]^2} \\ \\ \end{aligned} [u(x)±v(x)]=u(x)±v(x)[u(x)v(x)]=u(x)v(x)+u(x)v(x)[u(x)v(x)w(x)]=u(x)v(x)w(x)+u(x)v(x)w(x)+u(x)v(x)w(x)[v(x)u(x)]=[v(x)]2u(x)v(x)u(x)v(x)

复合函数求导

{ f [ g ( x ) ] } ′ = f ′ [ g ( x ) ] g ′ ( x ) \{ f[g(x)] \}' = f'[g(x)]g'(x) { f[g(x)]}=f[g(x)]g(x)

反函数求导

y = f ( x ) , x = φ ( y )    ⟹    φ ′ ( y ) = 1 f ′ ( x ) y x ′ = d y d x = 1 d x d y = 1 x y ′ y x x ′ ′ = d 2 y d x 2 = d ( d y d x ) d x = d ( 1 x y ′ ) d x = d ( 1 x y ′ ) d y ⋅ d y d x = d ( 1 x y ′ ) d y ⋅ 1 x y ′ = − x y y ′ ′ ( x y ′ ) 3 \begin{aligned} & y = f(x), x = \varphi(y) \implies \varphi ' (y) = \frac{1}{f'(x)} \\ \\ & y'_x = \frac{dy}{dx} = \frac{1}{\frac{dx}{dy}} = \frac{1}{x'_y} \\ \\ & y^{''}_{xx} = \frac{d^2 y}{dx^2} = \frac{d(\frac{dy}{dx})}{dx} = \frac{d(\frac{1}{x'_y})}{dx} = \frac{d(\frac{1}{x'_y})}{dy} \cdot \frac{dy}{dx} = \frac{d(\frac{1}{x'_y})}{dy} \cdot \frac{1}{x'_y} = \frac{-x^{''}_{yy}}{(x'_y)^3} \end{aligned} y=f(x),x=φ(y)φ(y)=f(x)1yx=dxdy=dydx1=xy1yxx=dx2d2y=dxd(dxdy)=dxd(xy1)=dyd(xy1)dxdy=dyd(xy1)xy1=(xy)3xyy

参数方程求导

{ x = φ ( t ) y = ψ ( t ) d y d x = d y / d t d x / d t = ψ ′ ( t ) φ ′ ( t ) d 2 y d x 2 = d ( d y d x ) d x = d ( d y d x ) / d t d x / d t = ψ ′ ′ ( t ) φ ′ ( t ) − ψ ′ ( t ) φ ′ ′ ( t ) [ φ ′ ( t ) ] 3 \begin{aligned} & \begin{cases} x = \varphi (t) \\ y = \psi (t) \end{cases} \\\\ & \frac{dy}{dx} = \frac{dy/dt}{dx/dt} = \frac{\psi ' (t)}{\varphi ' (t)} \\ \\ & \frac{d^2 y}{dx^2} = \frac{d(\frac{dy}{dx})}{dx} = \frac {d(\frac{dy}{dx})/dt}{dx/dt} = \frac{\psi '' (t) \varphi '(t) - \psi '(t) \varphi '' (t) }{[\varphi ' (t)]^3} \end{aligned} { x=φ(t)y=ψ(t)dxdy=dx/dtdy/dt=φ(t)ψ(t)dx2d2y=dxd(dxdy)=dx/dtd(dxdy)/dt=[φ(t)]3ψ(t)φ(t)ψ(t)φ(t)

变限积分求导公式

设 F ( x ) = ∫ φ 1 ( x ) φ 2 ( x ) f ( t ) d t , 则 F ′ ( x ) = d d x [ ∫ φ 1 ( x ) φ 2 ( x ) f ( t ) d t ] = f [ φ 2 ( x ) ] φ 2 ′ ( x ) − f [ φ 1 ( x ) ] φ 1 ′ ( x ) \begin{aligned} & 设 F(x) = \int ^{\varphi_2(x)}_{\varphi_1(x)} f(t) dt, 则 \\ \\ & F'(x) = \frac{d}{dx}\begin{bmatrix}\int ^{\varphi_2(x)}_{\varphi_1(x)} f(t) dt \end{bmatrix} = f[\varphi _2(x)]\varphi '_2(x) - f[\varphi_1(x)]\varphi '_1(x) \end{aligned} F(x)=φ1(x)φ2(x)f(t)dt,F(x)=dxd[φ1(x)φ2(x)f(t)dt]=f[φ2(x)]φ2(x)f[φ1(x)]φ1(x)

基本初等函数的导数公式(❤❤❤)

( x a ) ′ = a x a − 1       ( a 为 常 数 ) ( a x ) ′ = a x ln ⁡ a ( e x ) ′ = e x ( l o g a x ) ′ = 1 x ln ⁡ a       ( a > 0 , a ≠ 1 ) ( ln ⁡ x ) ′ = 1 x ( sin ⁡ x ) ′ = cos ⁡ x ( cos ⁡ x ) ′ = − sin ⁡ x ( arcsin ⁡ x ) ′ = 1 1 − x 2 ( arccos ⁡ x ) ′ = − 1 1 − x 2 ( tan ⁡ x ) ′ = sec ⁡ 2 x ( cot ⁡ x ) ′ = − csc ⁡ 2 x ( arctan ⁡ x ) ′ = 1 1 + x 2 ( a r c c o t   x ) ′ = − 1 1 + x 2 ( sec ⁡ x ) ′ = sec ⁡ x ⋅ tan ⁡ x ( csc ⁡ x ) ′ = − csc ⁡ x ⋅ cot ⁡ x [ ln ⁡ ( x + x 2 + 1 ) ] ′ = 1 x 2 + 1 [ ln ⁡ ( x + x 2 − 1 ) ] ′ = 1 x 2 − 1 \begin{aligned} & (x^a)' = a x^{a-1} ~~~~~(a为常数) \\ \\ & (a^x)' = a^x \ln a \\ \\ & (e^x)' = e^x \\ \\ & (log_a x)' = \frac{1}{x \ln a} ~~~~~(a>0, a \ne 1) \\ \\ & (\ln x)' = \frac{1}{x} \\ \\ & (\sin x)' = \cos x \\ \\ & (\cos x)' = -\sin x \\ \\ & (\arcsin x)' = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} \\ \\ & (\arccos x)' = - \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} \\ \\ & (\tan x)' = \sec ^2 x \\ \\ & (\cot x)' = - \csc^2 x \\ \\ & (\arctan x)' = \frac{1}{1+x^2} \\ \\ & (arccot ~ x)' = - \frac{1}{1+x^2} \\ \\ & (\sec x)' = \sec x \cdot \tan x \\ \\ & (\csc x)' = - \csc x \cdot \cot x \\ \\ & [\ln (x+\sqrt{x^2+1})]' = \frac{1}{\sqrt{x^2+1}} \\ \\ & [\ln (x+\sqrt{x^2-1})]' = \frac{1}{\sqrt{x^2-1}} \\ \\ \end{aligned} (xa)=axa1     (a)(ax)=axlna(ex)=ex(logax)=xlna1     (a>0,a=1)(lnx)=x1(sinx)=cosx(cosx)=sinx(arcsinx)=1x2 1(arccosx)=1x2 1(tanx)=sec2x(cotx)=csc2x(arctanx)=1+x21(arccot x)=1+x21(secx)=secxtanx(cscx)=cscxcotx[ln(x+x2+1 )]=x2+1 1[ln(x+x21 )]=x21 1

高阶导数的运算

[ u ± v ] ( n ) = u ( n ) ± v ( n ) [u \pm v ]^{(n)} = u^{(n)} \pm v^{(n)} [u±v](n)=u(n)±v(n)
( u v ) ( n ) = u ( n ) v + C n 1 u ( n − 1 ) v ′ + C n 2 u ( n − 2 ) v ′ ′ + . . . + C n k u ( n − k ) v ( k ) + . . . + C n n − 1 u ′ v ( n − 1 ) + u v ( n ) = ∑ k = 0 n C n k u ( n − k ) v ( k ) \begin{aligned} (uv)^{(n)} & = u^{(n)}v + C_n^1 u^{(n-1)}v' + C_n^2 u^{(n-2)}v'' + ... + C_n^k u^{(n-k)}v^{(k)} + ... + C_n^{n-1} u'v^{(n-1)} + uv^{(n)} \\ & = \displaystyle\sum_{k=0}^n C_n^k u^{(n-k)}v^{(k)} \end{aligned} (uv)(n)=u(n)v+Cn1u(n1)v+Cn2u(n2)v+...+Cnku(nk)v(k)+...+Cnn1uv(n1)+uv(n)=k=0nCnku(nk)v(k)

常用初等函数的n阶导数公式

( a x ) ( n ) = a x ( ln ⁡ a ) n ( e x ) ( n ) = e x ( sin ⁡ k x ) ( n ) = k n sin ⁡ ( k x + n ⋅ π 2 ) ( cos ⁡ k x ) ( n ) = k n cos ⁡ ( k x + n ⋅ π 2 ) ( ln ⁡ x ) ( n ) = ( − 1 ) n − 1 ( n − 1 ) ! x n       ( x > 0 ) [ ln ⁡ ( 1 + x ) ] ( n ) = ( − 1 ) n − 1 ( n − 1 ) ! ( x + 1 ) n       ( x > − 1 ) [ ( x + x 0 ) m ] ( n ) = m ( m − 1 ) ( m − 2 ) ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ( m − n + 1 ) ( x + x 0 ) m − n ( 1 x + a ) ( n ) = ( − 1 ) n ⋅ n ! ( x + a ) n + 1 \begin{aligned} & (a^x)^{(n)} = a^x (\ln a)^n \\ \\ & (e^x)^{(n)} = e^x \\ \\ & (\sin kx)^{(n)} = k^n \sin (kx + n\cdot \frac{\pi}{2}) \\ \\ & (\cos kx)^{(n)} = k^n \cos (kx + n\cdot \frac{\pi}{2}) \\ \\ & (\ln x) ^ {(n)} = (-1)^{n-1} \frac{(n-1)!}{x^n} ~~~~~(x>0) \\ \\ & [\ln(1+x)]^{(n)} = (-1)^{n-1} \frac{(n-1)!}{(x+1)^n} ~~~~~(x>-1) \\ \\ & [(x+x_0)^m]^{(n)} = m(m-1)(m-2)\cdotp\cdotp\cdotp\cdot (m-n+1)(x+x_0)^{m-n} \\ \\ & (\frac{1}{x+a})^{(n)} = \frac{(-1)^n \cdot n!}{(x+a)^{n+1}} \\ \\ \end{aligned} (ax)(n)=ax(lna)n(ex)(n)=ex(sinkx)(n)=knsin(kx+n2π)(coskx)(n)=kncos(kx+n2π)(lnx)(n)=(1)n1xn(n1)!     (x>0)[ln(1+x)](n)=(1)n1(x+1)n(n1)!     (x>1)[(x+x0)m](n)=m(m1)(m2)(m

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