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微积分

从一元函数出发,探索变化、累积与近似之间的联系。

函数与极限

  • 函数

    函数为定义域内每个输入指定唯一输出;讨论表达式时,需要同时明确其定义域。

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  • 极限

    极限描述自变量趋近某点时函数值的趋近行为,不要求函数在该点有定义。

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  • 连续性

    函数在一点连续,意味着该点函数值等于该处极限;在区间上连续需要各点满足相应条件。

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导数与微分

  • 导数

    导数是差商的极限,在极限存在时刻画函数的局部变化率。

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  • 链式法则

    可微复合函数的导数,由外层函数的导数与内层函数的导数相乘得到。

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  • 隐函数求导

    对变量间的方程求导并使用链式法则,同时检查所得关系能够确定导数的条件。

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  • 中值定理

    函数在闭区间连续、开区间可导时,存在内点使导数等于区间上的平均变化率。

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  • 最优化

    导数帮助寻找极值候选点,还须检查端点、定义域限制以及局部极值与全局极值的区别。

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积分与累积

  • 原函数

    原函数的导数等于给定函数;在一个区间上,任意两个原函数相差一个常数。

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  • 定积分

    黎曼积分在可积条件下,用和式的极限描述带符号的累积量。

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  • 微积分基本定理

    被积函数连续时,累积积分的导数恢复被积函数,原函数可用于计算定积分。

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  • 分部积分

    乘积求导法则给出积分恒等式,在适当可微、可积条件下将一个积分转化为另一个。

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  • 反常积分

    无界区间或奇点附近的积分通过极限定义,必须判断该极限是否收敛。

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级数与近似

  • 级数

    无穷级数收敛意味着部分和序列有有限极限;通项趋于零并不足以保证收敛。

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  • 泰勒级数

    泰勒系数由一点处各阶导数给出;函数等于其级数还需要收敛与余项条件。

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课程范围参考