数学公式【合集】

文章目录

  • 泰勒展开式
  • 求导公式
  • 三角函数
  • 百度词条

泰勒展开式

推导原理 : 麦克劳林公式 f ( x ) = f ( 0 ) + f ′ ( 0 ) x + . . . . . . + f ( n ) ( 0 ) x n n ! + o ( x n ) 推导原理:麦克劳林公式f(x)=f(0)+f'(0)x +......+ \frac{f^{(n)}(0)x^n}{n!}+o(x^n) 推导原理:麦克劳林公式f(x)=f(0)+f(0)x+......+n!f(n)(0)xn+o(xn)

助记: s i n x , t a n x 分别与 a r c s i n x , a r c t a n x 的 x 3 符号相反   助记:sinx,tanx分别与arcsinx,arctanx的x^3符号相反\\~ 助记:sinx,tanx分别与arcsinx,arctanxx3符号相反 

1.    s i n x = x − 1 3 ! x 3 + 1 5 ! x 5 + o ( x 5 ) 1.~~sinx=x-\frac{1}{3!}x^3+\frac{1}{5!}x^5+o(x^5) 1.  sinx=x3!1x3+5!1x5+o(x5)

2.    c o s x = 1 − 1 2 ! x 2 + 1 4 ! x 4 + o ( x 4 ) 2.~~cosx=1-\frac{1}{2!}x^2+\frac{1}{4!}x^4+o(x^4) 2.  cosx=12!1x2+4!1x4+o(x4)

3.    t a n x = x + 1 3 ! x 3 − 1 5 ! x 5 + o ( x 5 ) 3.~~tanx=x+\frac{1}{3!}x^3-\frac{1}{5!}x^5+o(x^5) 3.  tanx=x+3!1x35!1x5+o(x5)

4.    a r c s i n x = x + 1 6 x 3 + o ( x 3 ) 4.~~arcsinx=x+\frac{1}{6}x^3+o(x^3) 4.  arcsinx=x+61x3+o(x3)

5.    a r c t a n x = x − 1 3 x 3 + o ( x 3 ) 5.~~arctanx=x-\frac{1}{3}x^3+o(x^3) 5.  arctanx=x31x3+o(x3)

6.    l n ( 1 + x ) = x − 1 2 x 2 + 1 3 x 3 − 1 4 x 4 + o ( x 4 ) 6.~~ln(1+x)=x- \frac{1}{2}x^2+ \frac{1}{3}x^3-\frac{1}{4}x^4+o(x^4) 6.  ln(1+x)=x21x2+31x341x4+o(x4)

7.    e x = 1 + x + 1 2 x 2 + 1 3 ! x 3 + ⋅ ⋅ ⋅ + 1 n ! x n + o ( x n ) 7.~~e^x=1+x+\frac{1}{2}x^2+\frac{1}{3!}x^3+\cdot \cdot \cdot+\frac{1}{n!}x^n+o(x^n) 7.  ex=1+x+21x2+3!1x3++n!1xn+o(xn)

8.    ( 1 + x ) α = 1 + α x + α ( α − 1 ) 2 x 2 + o ( x 2 )   8.~~(1+x)^{\alpha}=1+{\alpha}x+\frac{{\alpha}({\alpha}-1)}{2}x^2+o(x^2) \\~ 8.  (1+x)α=1+αx+2α(α1)x2+o(x2) 

当 x → 0 时: 当x\rightarrow0时: x0时:
1. 变型:     1 + f ( x ) α − 1 = ( 1 + f ( x ) ) 1 α − 1 ∼ 1 α f ( x )     l n ( f ( x ) ) = l n ( 1 + ( f ( x ) − 1 ) ) ∼ f ( x ) − 1     e f ( x ) − e g ( x ) = e g ( x ) ( e f ( x ) − g ( x ) − 1 ) = e g ( x ) ( f ( x ) − g ( x ) )   1.变型:\\~ \\~ \sqrt[\alpha]{1+f(x)}-1=(1+f(x))^\frac{1}{\alpha}-1\sim \frac{1}{\alpha}f(x) \\~ \\~ ln(f(x))=ln(1+(f(x)-1))\sim f(x)-1\\~ \\~e^{f(x)}-e^{g(x)}=e^{g(x)}(e^{f(x)-g(x)}-1)=e^{g(x)}(f(x)-g(x)) \\~ 1.变型:  α1+f(x) 1=(1+f(x))α11α1f(x)  ln(f(x))=ln(1+(f(x)1))f(x)1  ef(x)eg(x)=eg(x)(ef(x)g(x)1)=eg(x)(f(x)g(x)) 
2. 组合: s i n x − t a n x = − 1 2 x 3 + o ( x 3 ) a r c s i n x − a r c t a n x = 1 2 x 3 + o ( x 3 )   2.组合:\\sinx-tanx=-\frac{1}{2}x^3+o(x^3) \\arcsinx-arctanx=\frac{1}{2}x^3+o(x^3) \\~ 2.组合:sinxtanx=21x3+o(x3)arcsinxarctanx=21x3+o(x3) 
3. 等价无穷小 ( 等价无穷小是泰勒公式的一种特殊情况 ) 3.等价无穷小(等价无穷小是泰勒公式的一种特殊情况) 3.等价无穷小(等价无穷小是泰勒公式的一种特殊情况)
  s i n x ∼ x ,    l n ( 1 + x ) ∼ x ,    t a n x ∼ x ,    e x − 1 ∼ x a r c s i n x ∼ x ,    a r c t a n x ∼ x ,    1 − c o s x ∼ 1 x 2 ,    ( 1 + x ) α − 1 ∼ α x \ sinx\sim x,~~ln(1+x)\sim x ,~~tanx\sim x ,~~e^x-1\sim x \\arcsinx\sim x ,~~arctanx\sim x,~~1-cosx\sim \frac{1}{x^2},~~(1+x)^\alpha-1\sim \alpha x  sinxx,  ln(1+x)x,  tanxx,  ex1xarcsinxx,  arctanxx,  1cosxx21,  (1+x)α1αx

求导公式

助记 : 名称带有 " 余 " 字,如余弦 c o s 、余割 c s c 、余切 c o t ,求导都带负号 助记:名称带有"余"字,如余弦cos、余割csc、余切cot,求导都带负号 助记:名称带有""字,如余弦cos、余割csc、余切cot,求导都带负号

( 1 )      ( C ) ′ = 0 (1)~~~~(C)'=0 (1)    (C)=0
( 2 )      ( x u ) ′ = u x u − 1 (2)~~~~(x^u)'=ux^{u-1} (2)    (xu)=uxu1
( 3 )      ( s i n x ) ′ = c o s x (3)~~~~(sinx)'=cosx (3)    (sinx)=cosx
( 4 )      ( c o s x ) ′ = − s i n x (4)~~~~(cosx)'=-sinx (4)    (cosx)=sinx
( 5 )      ( t a n x ) ′ = s e c 2 x = 1 c o s 2 x (5)~~~~(tanx)'=sec^2x=\frac{1}{cos^2x} (5)    (tanx)=sec2x=cos2x1
( 6 )      ( c o t x ) ′ = − c s c 2 x = − 1 s i n 2 x (6)~~~~(cotx)'=-csc^2x=-\frac{1}{sin^2x} (6)    (cotx)=csc2x=sin2x1
( 7 )      ( s e c x ) ′ = s e c t a n x (7)~~~~(secx)'=sectanx (7)    (secx)=sectanx
( 8 )      ( c s c x ) ′ = − c s c c o t x (8)~~~~(cscx)'=-csccotx (8)    (cscx)=csccotx
( 9 )      ( a x ) ′ = a x l n a (9)~~~~(a^x)'=a^xlna (9)    (ax)=axlna
( 10 )     ( e x ) ′ = e x (10)~~~(e^x)'=e^x (10)   (ex)=ex
( 11 )     ( l o g a x ) ′ = 1 x l n a (11)~~~(log_a^x)'=\frac{1}{xlna} (11)   (logax)=xlna1
( 12 )     ( l n x ) ′ = 1 x (12)~~~(lnx)'=\frac{1}{x} (12)   (lnx)=x1
( 13 )     ( a r c s i n x ) ′ = 1 1 − x 2 (13)~~~(arcsinx)'=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}} (13)   (arcsinx)=1x2 1
( 14 )     ( a r c c o s x ) ′ = − 1 1 − x 2 (14)~~~(arccosx)'=-\frac{1}{\sqrt{1-x^2}} (14)   (arccosx)=1x2 1
( 15 )     ( a r c t a n x ) ′ = 1 1 + x 2 (15)~~~(arctanx)'=\frac{1}{1+x^2} (15)   (arctanx)=1+x21
( 16 )     ( a r c c o t x ) ′ = − 1 1 + x 2 (16)~~~(arccotx)'=-\frac{1}{1+x^2} (16)   (arccotx)=1+x21

求导组合运算 : 求导组合运算: 求导组合运算:

( 1 )      ( u + v ) ′ = u ′ + v ′ (1)~~~~(u+v)'=u'+v' (1)    (u+v)=u+v
( 2 )      ( C u ) ′ = C u ′ (2)~~~~(Cu)'=Cu' (2)    (Cu)=Cu
( 3 )      ( u v ) ′ = u ′ v + u v ′ (3)~~~~(uv)'=u'v+uv' (3)    (uv)=uv+uv
( 4 )      ( u v ) ′ = u ′ v − u v ′ v 2 (4)~~~~(\frac{u}{v})'=\frac{u'v-uv'}{v^2} (4)    (vu)=v2uvuv

推导:   推导:\\~ 推导: 
( t a n x ) ′ = ( s i n x c o s x ) ′ = ( s i n x ) ′ c o s x − s i n x ( c o s x ) ′ c o s 2 x = ( c o s 2 x + s i n 2 x ) c o s 2 x = 1 c o s 2 x = s e c 2 x   (tanx)'=(\frac{sinx}{cosx})'=\frac{(sinx)'cosx-sinx(cosx)'}{cos^2x}=\frac{(cos^2x+sin^2x)}{cos^2x}=\frac{1}{cos^2x}=sec^2x \\~ (tanx)=(cosxsinx)=cos2x(sinx)cosxsinx(cosx)=cos2x(cos2x+sin2x)=cos2x1=sec2x 
【简记分母 c o s 2 x , c o t x 为 t a n x 倒数则相反分母 s i n 2 x 】 【简记分母cos^2x,cotx为tanx倒数则相反分母sin^2x】 【简记分母cos2xcotxtanx倒数则相反分母sin2x

三角函数

奇变偶不变,符号看象限
t a n ( π 2 x + π 2 ) = − c o t π 2 x   tan(\frac{\pi}{2}x+\frac{\pi}{2})=-cot\frac{\pi}{2}x \\~ tan(2πx+2π)=cot2πx 

s i n 2 α = 1 − c o s 2 α 2 sin^2\alpha=\frac{1-cos2\alpha}{2} sin2α=21cos2α
c o s 2 α = 1 + c o s 2 α 2 cos^2\alpha=\frac{1+cos2\alpha}{2} cos2α=21+cos2α

s i n ( α + β ) = s i n α c o s β + c o s α s i n β sin(\alpha+\beta)=sin\alpha cos\beta+cos\alpha sin\beta sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ
c o s ( α + β ) = c o s α c o s β + s i n α s i n β cos(\alpha+\beta)=cos\alpha cos\beta+sin\alpha sin\beta cos(α+β)=cosαcosβ+sinαsinβ

二倍角公式 + 万能公式( 2 α → α ) :   二倍角公式+万能公式(2\alpha \rightarrow \alpha): \\~ 二倍角公式+万能公式(2αα: 
s i n 2 α = 2 s i n α c o s α = 2 t a n α 1 + t a n 2 α sin2\alpha=2sin\alpha cos\alpha=\frac{2tan\alpha}{1+tan^2\alpha} sin2α=2sinαcosα=1+tan2α2tanα
c o s 2 α = c o s 2 α − s i n 2 α = 1 − t a n 2 α 1 + t a n 2 α cos2\alpha=cos^2\alpha-sin^2\alpha=\frac{1-tan^2\alpha}{1+tan^2\alpha} cos2α=cos2αsin2α=1+tan2α1tan2α
t a n 2 α = 2 t a n α 1 − t a n 2 α tan2\alpha=\frac{2tan\alpha}{1-tan^2\alpha} tan2α=1tan2α2tanα

角α 30° 45° 60° 90°
sinα 0 1 2 \frac{1}{2} 21 2 2 \frac{\sqrt 2}{2} 22 3 2 \frac{\sqrt 3}{2} 23 1
cosα 1 3 2 \frac{\sqrt 3}{2} 23 2 2 \frac{\sqrt 2}{2} 22 1 2 \frac{1}{2} 21 0
tanα 0 0 0 3 3 \frac{\sqrt 3}{3} 33 1 1 1 3 \sqrt 3 3 − -

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