张宇考研数学:高数中的疑难杂症一本通
考研数学中的高数部分常常让考生头疼,尤其是那些看似简单却暗藏玄机的例题。张宇老师以其独特的教学风格,将复杂的知识点转化为生动易懂的案例,帮助考生攻克难点。下面,我们精选了几个典型的例题,结合张宇老师的解题思路,逐一解析,让你彻底弄懂每一个细节。无论是极限、导数还是积分,这些例题都能帮你找到突破的关键。
例题1:函数极限的求解技巧
问题:如何求解极限 lim (x→0) (sin x / x) (1 / (1 cos x))?
答案:这个极限看似简单,但很多考生容易忽略三角函数的变形技巧。我们知道 sin x / x 在 x→0 时趋近于1,但这里需要进一步处理分母。将 1 / (1 cos x) 变形为 1 / [2sin2(x/2)],然后利用等价无穷小替换,sin(x/2) ≈ x/2,从而原式变为:
lim (x→0) (sin x / x) (2 / sin2(x/2)) = lim (x→0) (2 (x / 2)2 / (x2 / 4)) = 2。
这里的关键在于将分母拆解,并利用三角函数的恒等变形,才能顺利求出极限值。
例题2:隐函数求导的注意事项
问题:设 y = x arcsin x,求 dy/dx。
答案:这道题看似直接,但考生容易忽略隐函数求导的链式法则。将 y = x arcsin x 视为复合函数,对两边同时求导:
dy/dx = (d/dx)[x arcsin x] = x (d/dx)(arcsin x) + (arcsin x) (d/dx)x。
其中,(d/dx)(arcsin x) = 1 / √(1 x2),因此:
dy/dx = x / √(1 x2) + arcsin x。
在求导过程中,要始终关注函数的复合结构,避免漏掉某一部分的导数。
例题3:定积分的几何应用
问题:计算定积分 ∫[0, π/2] sin2 x dx 的值。
答案:这道题考察了定积分的几何意义和三角函数的恒等变形。利用 sin2 x = (1 cos 2x) / 2,将积分变形为:
∫[0, π/2] sin2 x dx = ∫[0, π/2] (1 cos 2x) / 2 dx = (1/2) ∫[0, π/2] 1 dx (1/2) ∫[0, π/2] cos 2x dx。
计算第一部分,(1/2) ∫[0, π/2] 1 dx = (1/2) (π/2) = π/4;
计算第二部分,(1/2) ∫[0, π/2] cos 2x dx = (1/2) (sin 2x / 2) [0, π/2] = 0。
因此,最终结果为 π/4。这里的关键在于三角函数的降幂公式,以及定积分的基本计算方法。
例题4:级数收敛性的判断
问题:判断级数 ∑[n=1, ∞] (n / 2n) 的收敛性。
答案:这道题需要用到比值判别法。设 a_n = n / 2n,计算比值:
lim (n→∞) a_(n+1) / a_n = lim (n→∞) [(n+1) / 2(n+1)] (2n / n) = lim (n→∞) (n+1) / (2n) = 1/2。
由于比值小于1,根据比值判别法,级数收敛。这里比值判别法适用于大多数几何级数和幂级数,但也要结合具体问题灵活运用。
通过以上例题的解析,我们可以看到,考研数学中的难点往往在于细节的处理和方法的灵活运用。张宇老师的解题思路强调“化繁为简”,帮助考生找到解题的关键。希望这些例题能让你在备考过程中更加得心应手!