考研高數(shù)沖刺的重要定理如何證明
考研數(shù)學(xué)，很多同學(xué)比較頭疼的就是證明題，我們在復(fù)習(xí)的時候，一定要找到重點。小編為大家精心準備了考研高數(shù)沖刺證明重要定理的秘訣，歡迎大家前來閱讀。
考研高數(shù)沖刺證明重要定理的方法
高數(shù)定理證明之微分中值定理:
這一部分內(nèi)容比較豐富，包括費馬引理、羅爾定理、拉格朗日定理、柯西定理和泰勒中值定理。除泰勒中值定理外，其它定理要求會證。
費馬引理的條件有兩個：1.f'(x0)存在2.f(x0)為f(x)的極值，結(jié)論為f'(x0)=0�？紤]函數(shù)在一點的導(dǎo)數(shù)，用什么方法?自然想到導(dǎo)數(shù)定義。我們可以按照導(dǎo)數(shù)定義寫出f'(x0)的極限形式。往下如何推理?關(guān)鍵要看第二個條件怎么用。“f(x0)為f(x)的極值”翻譯成數(shù)學(xué)語言即f(x)-f(x0)<0(或>0)，對x0的某去心鄰域成立。結(jié)合導(dǎo)數(shù)定義式中函數(shù)部分表達式，不難想到考慮函數(shù)部分的正負號。若能得出函數(shù)部分的符號，如何得到極限值的符號呢?極限的保號性是個橋梁。
費馬引理中的“引理”包含著引出其它定理之意。那么它引出的定理就是我們下面要討論的羅爾定理。若在微分中值定理這部分推舉一個考頻最高的，那羅爾定理當之無愧。該定理的條件和結(jié)論想必各位都比較熟悉。條件有三：“閉區(qū)間連續(xù)”、“開區(qū)間可導(dǎo)”和“端值相等”，結(jié)論是在開區(qū)間存在一點(即所謂的中值)，使得函數(shù)在該點的導(dǎo)數(shù)為0。
該定理的證明不好理解，需認真體會：條件怎么用?如何和結(jié)論建立聯(lián)系?當然，我們現(xiàn)在討論該定理的證明是“馬后炮”式的：已經(jīng)有了證明過程，我們看看怎么去理解掌握。如果在羅爾生活的時代，證出該定理，那可是十足的創(chuàng)新，是要流芳百世的。
閑言少敘，言歸正傳。既然我們討論費馬引理的作用是要引出羅爾定理，那么羅爾定理的證明過程中就要用到費馬引理。我們對比這兩個定理的結(jié)論，不難發(fā)現(xiàn)是一致的：都是函數(shù)在一點的導(dǎo)數(shù)為0。話說到這，可能有同學(xué)要說：羅爾定理的證明并不難呀，由費馬引理得結(jié)論不就行了。大方向?qū)�，但過程沒這么簡單。起碼要說清一點：費馬引理的條件是否滿足，為什么滿足?
前面提過費馬引理的條件有兩個——“可導(dǎo)”和“取極值”，“可導(dǎo)”不難判斷是成立的，那么“取極值”呢?似乎不能由條件直接得到。那么我們看看哪個條件可能和極值產(chǎn)生聯(lián)系。注意到羅爾定理的第一個條件是函數(shù)在閉區(qū)間上連續(xù)。我們知道閉區(qū)間上的連續(xù)函數(shù)有很好的性質(zhì)，哪條性質(zhì)和極值有聯(lián)系呢?不難想到最值定理。
那么最值和極值是什么關(guān)系?這個點需要想清楚，因為直接影響下面推理的走向。結(jié)論是：若最值取在區(qū)間內(nèi)部，則最值為極值;若最值均取在區(qū)間端點，則最值不為極值。那么接下來，分兩種情況討論即可：若最值取在區(qū)間內(nèi)部，此種情況下費馬引理條件完全成立，不難得出結(jié)論;若最值均取在區(qū)間端點，注意到已知條件第三條告訴我們端點函數(shù)值相等，由此推出函數(shù)在整個閉區(qū)間上的最大值和最小值相等，這意味著函數(shù)在整個區(qū)間的表達式恒為常數(shù)，那在開區(qū)間上任取一點都能使結(jié)論成立。
拉格朗日定理和柯西定理是用羅爾定理證出來的。掌握這兩個定理的證明有一箭雙雕的效果：真題中直接考過拉格朗日定理的證明，若再考這些原定理，那自然駕輕就熟;此外，這兩個的定理的證明過程中體現(xiàn)出來的基本思路，適用于證其它結(jié)論。
以拉格朗日定理的證明為例，既然用羅爾定理證，那我們對比一下兩個定理的結(jié)論。羅爾定理的結(jié)論等號右側(cè)為零。我們可以考慮在草稿紙上對拉格朗日定理的結(jié)論作變形，變成羅爾定理結(jié)論的形式，移項即可。接下來，要從變形后的式子讀出是對哪個函數(shù)用羅爾定理的結(jié)果。這就是構(gòu)造輔助函數(shù)的過程——看等號左側(cè)的式子是哪個函數(shù)求導(dǎo)后，把x換成中值的結(jié)果。這個過程有點像犯罪現(xiàn)場調(diào)查：根據(jù)這個犯罪現(xiàn)場，反推嫌疑人是誰。當然，構(gòu)造輔助函數(shù)遠比破案要簡單，簡單的題目直接觀察;復(fù)雜一些的，可以把中值換成x，再對得到的函數(shù)求不定積分。
高數(shù)定理證明之求導(dǎo)公式:
20xx年真題考了一個證明題：證明兩個函數(shù)乘積的導(dǎo)數(shù)公式。幾乎每位同學(xué)都對這個公式怎么用比較熟悉，而對它怎么來的較為陌生。實際上，從授課的角度，這種在20xx年前從未考過的基本公式的證明，一般只會在基礎(chǔ)階段講到。如果這個階段的考生帶著急功近利的心態(tài)只關(guān)注結(jié)論怎么用，而不關(guān)心結(jié)論怎么來的，那很可能從未認真思考過該公式的證明過程，進而在考場上變得很被動。這里給2017考研學(xué)子提個醒：要重視基礎(chǔ)階段的復(fù)習(xí)，那些真題中未考過的重要結(jié)論的證明，有可能考到，不要放過。
當然，該公式的證明并不難。先考慮f(x)*g(x)在點x0處的導(dǎo)數(shù)。函數(shù)在一點的導(dǎo)數(shù)自然用導(dǎo)數(shù)定義考察，可以按照導(dǎo)數(shù)定義寫出一個極限式子。該極限為“0分之0”型，但不能用洛必達法則，因為分子的導(dǎo)數(shù)不好算(乘積的導(dǎo)數(shù)公式恰好是要證的，不能用!)。利用數(shù)學(xué)上常用的拼湊之法，加一項，減一項。這個“無中生有”的項要和前后都有聯(lián)系，便于提公因子。之后分子的四項兩兩配對，除以分母后考慮極限，不難得出結(jié)果。再由x0的任意性，便得到了f(x)*g(x)在任意點的導(dǎo)數(shù)公式。
高數(shù)定理證明之積分中值定理:
該定理條件是定積分的被積函數(shù)在積分區(qū)間(閉區(qū)間)上連續(xù)，結(jié)論可以形式地記成該定積分等于把被積函數(shù)拎到積分號外面，并把積分變量x換成中值。如何證明?可能有同學(xué)想到用微分中值定理，理由是微分相關(guān)定理的結(jié)論中含有中值�？梢园凑沾怂悸吠路治�，不過更易理解的思路是考慮連續(xù)相關(guān)定理(介值定理和零點存在定理)，理由更充分些：上述兩個連續(xù)相關(guān)定理的結(jié)論中不但含有中值而且不含導(dǎo)數(shù)，而待證的積分中值定理的結(jié)論也是含有中值但不含導(dǎo)數(shù)。
若我們選擇了用連續(xù)相關(guān)定理去證，那么到底選擇哪個定理呢?這里有個小的技巧——看中值是位于閉區(qū)間還是開區(qū)間。介值定理和零點存在定理的結(jié)論中的中值分別位于閉區(qū)間和開區(qū)間，而待證的積分中值定理的結(jié)論中的中值位于閉區(qū)間。那么何去何從，已經(jīng)不言自明了。
若順利選中了介值定理，那么往下如何推理呢?我們可以對比一下介值定理和積分中值定理的結(jié)論：介值定理的結(jié)論的等式一邊為某點處的函數(shù)值，而等號另一邊為常數(shù)A。我們自然想到把積分中值定理的結(jié)論朝以上的形式變形。等式兩邊同時除以區(qū)間長度，就能達到我們的要求。當然，變形后等號一側(cè)含有積分的式子的長相還是挺有迷惑性的，要透過現(xiàn)象看本質(zhì)，看清楚定積分的值是一個數(shù)，進而定積分除以區(qū)間長度后仍為一個數(shù)。這個數(shù)就相當于介值定理結(jié)論中的A。
接下來如何推理，這就考察各位對介值定理的熟悉程度了。該定理條件有二：1.函數(shù)在閉區(qū)間連續(xù)，2.實數(shù)A位于函數(shù)在閉區(qū)間上的最大值和最小值之間，結(jié)論是該實數(shù)能被取到(即A為閉區(qū)間上某點的函數(shù)值)。再看若積分中值定理的條件成立否能推出介值定理的條件成立。函數(shù)的連續(xù)性不難判斷，僅需說明定積分除以區(qū)間長度這個實數(shù)位于函數(shù)的最大值和最小值之間即可。而要考察一個定積分的值的范圍，不難想到比較定理(或估值定理)。
高數(shù)定理證明之微積分基本定理:
該部分包括兩個定理：變限積分求導(dǎo)定理和牛頓-萊布尼茨公式。
變限積分求導(dǎo)定理的條件是變上限積分函數(shù)的被積函數(shù)在閉區(qū)間連續(xù)，結(jié)論可以形式地理解為變上限積分函數(shù)的導(dǎo)數(shù)為把積分號扔掉，并用積分上限替換被積函數(shù)的自變量。注意該求導(dǎo)公式對閉區(qū)間成立，而閉區(qū)間上的導(dǎo)數(shù)要區(qū)別對待：對應(yīng)開區(qū)間上每一點的導(dǎo)數(shù)是一類，而區(qū)間端點處的導(dǎo)數(shù)屬單側(cè)導(dǎo)數(shù)�；ㄩ_兩朵，各表一枝。我們先考慮變上限積分函數(shù)在開區(qū)間上任意點x處的導(dǎo)數(shù)。一點的導(dǎo)數(shù)仍用導(dǎo)數(shù)定義考慮。至于導(dǎo)數(shù)定義這個極限式如何化簡，筆者就不能剝奪讀者思考的權(quán)利了。單側(cè)導(dǎo)數(shù)類似考慮。
“牛頓-萊布尼茨公式是聯(lián)系微分學(xué)與積分學(xué)的橋梁，它是微積分中最基本的公式之一。它證明了微分與積分是可逆運算，同時在理論上標志著微積分完整體系的形成，從此微積分成為一門真正的學(xué)科。”這段話精彩地指出了牛頓-萊布尼茨公式在高數(shù)中舉足輕重的作用。而多數(shù)考生能熟練運用該公式計算定積分。不過，提起該公式的證明，熟悉的考生并不多。
該公式和變限積分求導(dǎo)定理的公共條件是函數(shù)f(x)在閉區(qū)間連續(xù)，該公式的另一個條件是F(x)為f(x)在閉區(qū)間上的一個原函數(shù)，結(jié)論是f(x)在該區(qū)間上的定積分等于其原函數(shù)在區(qū)間端點處的函數(shù)值的差。該公式的證明要用到變限積分求導(dǎo)定理。若該公式的條件成立，則不難判斷變限積分求導(dǎo)定理的條件成立，故變限積分求導(dǎo)定理的結(jié)論成立。
注意到該公式的另一個條件提到了原函數(shù)，那么我們把變限積分求導(dǎo)定理的結(jié)論用原函數(shù)的語言描述一下，即f(x)對應(yīng)的'變上限積分函數(shù)為f(x)在閉區(qū)間上的另一個原函數(shù)。根據(jù)原函數(shù)的概念，我們知道同一個函數(shù)的兩個原函數(shù)之間只差個常數(shù)，所以F(x)等于f(x)的變上限積分函數(shù)加某個常數(shù)C。萬事俱備，只差寫一下。將該公式右側(cè)的表達式結(jié)合推出的等式變形，不難得出結(jié)論。
考前必看!數(shù)學(xué)二答題順序及時間安排
在考研數(shù)學(xué)中，填空題包含6道小題，每小題4分，共24分。填空題考查的知識點也是比較基礎(chǔ)的知識，但是主要考察考生的基本運算能力。最常用的技巧是“代入法”，考生可以把一些特殊的數(shù)字帶入的題目中去運算。填空題只是要最后的結(jié)果，不用寫出運算步驟，因此我們只要得出結(jié)果就行，不管用什么樣的方法。因此，在做填空題時，方法和過程不重要，重要的是運算結(jié)果，要用最簡單、最有效的方法算出結(jié)果�？忌谌粘Ｗ鲱}時要經(jīng)常運用這些技巧，將填空題計算常用的方法技巧爛熟于心，運用起來才更加得心應(yīng)手。
填空題的答案也是唯一的，做題的時候給出最后的結(jié)果就行，不需要推導(dǎo)過程，同樣也是答對得滿分，答錯或者不答得0分，不倒扣分。這一部分的題目一般是需要一定技巧的計算，但不會有太復(fù)雜的計算題。題目的難度與選擇題不相上下，也是適中。填空題總共有6個，一般高數(shù)4個，線代和概率各1個，主要考查的是考研數(shù)學(xué)中的三基本：基本概念、基本原理、基本方法以及一些基本的性質(zhì)。做這24分的題目時需要認真審題，快速計算，并且需要有融會貫通的知識作為保障。
考研數(shù)學(xué)模塊復(fù)習(xí)方法
▶考研數(shù)學(xué)整體解析
對于大部分考生而言，數(shù)學(xué)都是大家不得不重視的一個學(xué)科。因為對于大多數(shù)需要考三門公共課的考生來說，數(shù)學(xué)相對于另外兩門是最難學(xué)，也是最難考的。數(shù)學(xué)的滿分是150分，所以它的成績對考研總成績至關(guān)重要。根據(jù)專業(yè)的劃分，現(xiàn)在考研數(shù)學(xué)主要有數(shù)一、數(shù)二、數(shù)三、數(shù)農(nóng)、經(jīng)濟類聯(lián)考和管理類聯(lián)考六大類考卷類型，但是大部分同學(xué)是需要備考數(shù)一、數(shù)二和數(shù)三的，所以這里我們主要分析討論這三類的不同。
從總體上來說，數(shù)一、數(shù)二、數(shù)三它們的區(qū)別主要有三個：
1.考生類別
根據(jù)研究生階段的專業(yè)知識對大家數(shù)學(xué)能力的要求，這三類針對的考生類別是不同的。其中數(shù)一是對數(shù)學(xué)要求較高的理工類的學(xué)生需要考的;數(shù)二是對于數(shù)學(xué)要求低一些的農(nóng)、林、地、礦、油等專業(yè)的學(xué)生需要考的;數(shù)三主要是針對管理、經(jīng)濟等方向的學(xué)生。由于經(jīng)濟類專業(yè)的熱門，近幾年來學(xué)三的考生是逐年增加;整體上看，數(shù)二的人數(shù)相對來說是最少的。
2.考試范圍
對于這三類，數(shù)一和數(shù)三知識點涵蓋了高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計三個學(xué)科，其中比例分別是56%、22%、22%;數(shù)二考察高等數(shù)學(xué)和線性代數(shù)兩個學(xué)科，其中比例分別是78%、22%。所以對于這三類，它們最大的區(qū)別就是對知識面的考查：數(shù)一的考點最多，基本上涵蓋了高等數(shù)學(xué)中所有的知識點;數(shù)三次之，和數(shù)一相比它不考向量代數(shù)與空間解析幾何，但是比數(shù)一和數(shù)二多了差分方程;數(shù)二的知識點是最少的，和數(shù)一相比它不考向量代數(shù)與空間解析幾何、多元函數(shù)的微積分學(xué)、無窮級數(shù)和二次型等。對于相同的考點，數(shù)一、數(shù)二、數(shù)三的要求也不盡相同，需要具體知識點具體分析。
3.試題難度
因為專業(yè)的不同，它們?nèi)齻�的側(cè)重點也會有所不同。理工類數(shù)學(xué)試卷對高等數(shù)學(xué)考查的要求最高，其重點是高數(shù)解題分析;經(jīng)濟類數(shù)學(xué)試卷，對線性代數(shù)、概率與數(shù)理統(tǒng)計要求高，考生應(yīng)該把離散型二維隨機變量及其分布作為復(fù)習(xí)重點。因為這三類的考試范圍是不同的，某種程度上來說，數(shù)三比數(shù)一范圍還要廣一點，難度還要大一點;與數(shù)二相比，數(shù)三考試的范圍要更廣一些。從高等數(shù)學(xué)的角度來講，數(shù)一當然是這三類數(shù)學(xué)中最難的，但是如果從概率論與數(shù)理統(tǒng)計的角度來講，數(shù)三則要難一些。范圍的大小從很大程度上也決定了復(fù)習(xí)投入精力的多少，從這個角度來說的話，數(shù)一最難，其次是數(shù)三，數(shù)二是最簡單的。從歷年考試題目來看，題目的難度也符合我們前面的分析：在考試中，數(shù)一題目偏難，數(shù)二題目較數(shù)一容易，數(shù)三題目的難度不比數(shù)一簡單多少。
以上就是數(shù)一、數(shù)二、數(shù)三的主要區(qū)別。由于數(shù)學(xué)學(xué)科的特殊性，希望同學(xué)們對數(shù)學(xué)的復(fù)習(xí)一定要趁早。
▶考研數(shù)學(xué)的11大模塊如何復(fù)習(xí)
高等數(shù)學(xué)分為5大知識模塊：
1、一元微積分學(xué);2、多元微積分學(xué);3、曲線、曲面積分;4、無窮級數(shù);5、微分方程。這里面的曲線、曲面積分是數(shù)一的同學(xué)特有的，其他內(nèi)容是所有考數(shù)學(xué)的同學(xué)都要考查的。
線性代數(shù)分為3大知識模塊：
1、行列式和矩陣;2、向量和線性方程組;3、特征值、特征向量和二次型。線性代數(shù)部分從考綱來看各個卷種的差別不大，近些年的變化也不大，是考研數(shù)學(xué)相對穩(wěn)定的一部分考查內(nèi)容。
概率論與數(shù)理統(tǒng)計分為3大知識模塊：
1、概率、概率基本性質(zhì)及簡單的概型;2、隨機變量及其分布與數(shù)字特征;3、統(tǒng)計基本概念、參數(shù)估計及假設(shè)檢驗，這部分是數(shù)二的同學(xué)不要求的，而數(shù)一和數(shù)三大綱的要求還是有些差距的，比如數(shù)一要求假設(shè)檢驗而數(shù)三不要求。
建議大家可以按下面提供的方法進行四個不同層次的歸納總結(jié)：
第一個層次是概念、性質(zhì)、公式、定理及相關(guān)知識之間的聯(lián)系、區(qū)別的歸納與總結(jié)。我們的方法是：首先按照自己認為的重要到次重要的順序進行回憶，之后比照考試大綱所規(guī)定的考試內(nèi)容，看自己有哪些遺漏了，從而形成完整的知識網(wǎng)絡(luò)。我們還要對遺漏的知識點進行分析，要搞清楚這個知識點是由于和這個小的知識模塊關(guān)系不緊密而沒有聯(lián)系起來，還是自己在復(fù)習(xí)過程中忽略了。
對于前一種情況大家不用放在心上，只要看一看這個知識點說的是什么意思就可以了，比如：在我們回憶一元微積分學(xué)時，如果沒想起來曲率的概念，這關(guān)系不是很大，要知道和整個知識模塊相對游離的知識點往往不是考研的重點，我們知道即可�？墒菍τ谀切┍緛砗苤匾闹R點由于自己的忽視而沒有想起來，這時我們要高度的重視起來了，這些知識應(yīng)該是自己的相對弱點和盲點，對這些知識點的復(fù)習(xí)是我們是否能考出好成績的關(guān)鍵!對這些知識點我們要想盡一切辦法去理解，去練習(xí)，直到掌握了為止!在這一層次中大家要知道，考研中的重要的考點往往是不同部分的節(jié)點，這樣的知識點可能聯(lián)系著兩個或多個的概念，是起橋梁作用的知識。
第二個層次是對題型的歸納總結(jié)。做完第一個層次的總結(jié)，我們只是把考研要考的一些小的知識點形成了一個知識的網(wǎng)絡(luò)圖，但我們還不知道考研是從什么角度，如何考查大家，這時我們要進行第二個層次的總結(jié)。我們歸納總結(jié)的方法是先根據(jù)自己看過的和做過的輔導(dǎo)材料憑記憶總結(jié)出若干的題型，之后比照自己所看的材料看自己總結(jié)的是否能涵蓋復(fù)習(xí)材料中大部分的例題，另外，大家還可以參照專門講題型的書，用自己總結(jié)的題型和復(fù)習(xí)材料上的進行對照，通過對照充實自己總結(jié)出來的題型。
第三個層次是對題型解法的歸納總結(jié)。有了第二個層次的歸納總結(jié)，我們對考研數(shù)學(xué)的畏懼心理都消失了，你已經(jīng)知道了考研數(shù)學(xué)可能考你的方式、方法和角度了，現(xiàn)在要做的是對總結(jié)的題型進行解題方法的總結(jié)了。我們的方法是首先根據(jù)自己做過的一種題型的若干例題總結(jié)出典型的解題思路形成有效的解題程序和過程。對于一種題型我們可以從不同的例題中歸納出多種的方法和思路。之后，我們對照復(fù)習(xí)材料進行充實和改造自己歸納的解題思路和方法，盡可能多的把能用的思路和方法總結(jié)出來。
第四個層次是解題思路的升華。有了第三個層次的歸納總結(jié)，我們對自己遇到的題目就心中有底了，我們已經(jīng)知道，一般的題目只要按照自己總結(jié)的方法一種一種的去試，基本上能把題目做出來，只不過我們的解題的速度不快，這時侯我們需要在第三個層次的基礎(chǔ)上進行思路的升華，找到最好的對付一類題型的解題方法，提高我們的解題速度!我們的方法是在自己總結(jié)的方法中找最快捷和最適合自己發(fā)揮的解題思路，之后去找些有關(guān)題型的復(fù)習(xí)材料做些比較，再看看自己的方法和這些材料的方法哪個更適合自己。
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