高等数学函数公式大全

高等数学函数公式大全本文介绍了高等数学中的常见函数 如指数 对数 三角函数 双曲函数 详细给出了它们的公式 并提供了导数 积分以及极限的计算方法和代码示例 有助于理解和应用这些数学概念

这里是高等数学中一些常见的函数公式:

  1. 指数函数: y = a x y=a^x y=ax
  2. 对数函数: y = log ⁡ a x y=\log_a x y=logax
  3. 三角函数:

正弦函数: y = sin ⁡ x y=\sin x y=sinx

余弦函数: y = cos ⁡ x y=\cos x y=cosx

正切函数: y = tan ⁡ x y=\tan x y=tanx

余切函数: y = cot ⁡ x y=\cot x y=cotx

  1. 反三角函数:

反正弦函数: y = arcsin ⁡ x y=\arcsin x y=arcsinx

反余弦函数: y = arccos ⁡ x y=\arccos x y=arccosx

反正切函数: y = arctan ⁡ x y=\arctan x y=arctanx

反余切函数: y = arccot x y=\text{arccot} x y=arccotx

  1. 双曲函数:

双曲正弦函数: y = sinh ⁡ x y=\sinh x y=sinhx

双曲余弦函数: y = cosh ⁡ x y=\cosh x y=coshx

双曲正切函数: y = tanh ⁡ x y=\tanh x y=tanhx

双曲余切函数: y = coth x y=\text{coth} x y=cothx

  1. 常见函数的导数公式:

指数函数: ( a x ) ′ = a x ln ⁡ a (a^x)'=a^x\ln a (ax)=axlna

对数函数: ( log ⁡ a x ) ′ = 1 x ln ⁡ a (\log_a x)'=\frac{1}{x\ln a} (logax)=xlna1

正弦函数: ( sin ⁡ x ) ′ = cos ⁡ x (\sin x)'=\cos x (sinx)=cosx

余弦函数: ( cos ⁡ x ) ′ = − sin ⁡ x (\cos x)'=-\sin x (cosx)=sinx

正切函数: ( tan ⁡ x ) ′ = sec ⁡ 2 x (\tan x)'=\sec^2 x (tanx)=sec2x

反正弦函数: ( arcsin ⁡ x ) ′ = 1 1 − x 2 (\arcsin x)'=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}} (arcsinx)=1x2 1

反余弦函数: ( arccos ⁡ x ) ′ = − 1 1 − x 2 (\arccos x)'=-\frac{1}{\sqrt{1-x^2}} (arccosx)=1x2 1

反正切函数: ( arctan ⁡ x ) ′ = 1 1 + x 2 (\arctan x)'=\frac{1}{1+x^2} (arctanx)=1+x21

双曲正弦函数: ( sinh ⁡ x ) ′ = cosh ⁡ x (\sinh x)'=\cosh x (sinhx)=coshx

双曲余弦函数: ( cosh ⁡ x ) ′ = sinh ⁡ x (\cosh x)'=\sinh x (coshx)=sinhx

双曲正切函数: ( tanh ⁡ x ) ′ = sech 2 x (\tanh x)'=\text{sech}^2 x (tanhx)=sech2x

其中, sech x = 1 cosh ⁡ x \text{sech} x=\frac{1}{\cosh x} sechx=coshx1

由于高等数学包含的内容非常广泛,函数也非常多,因此在此只给出常见函数的公式和代码实现,希望能够帮到你。

  1. 求导公式
  • 常数函数的导数为0
  • 幂函数 x n x^n xn的导数为 n x n − 1 nx^{n-1} nxn1
  • 指数函数 e x e^x ex的导数为 e x e^x ex
  • 对数函数 log ⁡ a x \log_ax logax的导数为 1 x ln ⁡ a \dfrac{1}{x\ln a} xlna1
  • 三角函数的导数:

d sin ⁡ x d x = cos ⁡ x \dfrac{d\sin x}{dx}=\cos x dxdsinx=cosx

d cos ⁡ x d x = − sin ⁡ x \dfrac{d\cos x}{dx}=-\sin x dxdcosx=sinx

d tan ⁡ x d x = sec ⁡ 2 x \dfrac{d\tan x}{dx}=\sec^2x dxdtanx=sec2x

d cot ⁡ x d x = − csc ⁡ 2 x \dfrac{d\cot x}{dx}=-\csc^2x dxdcotx=csc2x

d sec ⁡ x d x = sec ⁡ x tan ⁡ x \dfrac{d\sec x}{dx}=\sec x\tan x dxdsecx=secxtanx

d csc ⁡ x d x = − csc ⁡ x cot ⁡ x \dfrac{d\csc x}{dx}=-\csc x\cot x dxdcscx=cscxcotx

代码实现:

import math def derivative(func, x, dx=0.001): """ 求导函数 :param func: 函数 :param x: 变量值 :param dx: 变量的微小变化 :return: 函数在x处的导数 """ return (func(x + dx) - func(x)) / dx 
  1. 积分公式
  • 幂函数 x n x^n xn的不定积分为 1 n + 1 x n + 1 + C \dfrac{1}{n+1}x^{n+1}+C n+11xn+1+C
  • 指数函数 e x e^x ex的不定积分为 e x + C e^x+C ex+C
  • 对数函数 ln ⁡ x \ln x lnx的不定积分为 x ln ⁡ x − x + C x\ln x-x+C xlnxx+C
  • 常数函数的不定积分为 x + C x+C x+C
  • 三角函数的积分:

∫ sin ⁡ x d x = − cos ⁡ x + C \int\sin xdx=-\cos x+C sinxdx=cosx+C

∫ cos ⁡ x d x = sin ⁡ x + C \int\cos xdx=\sin x+C cosxdx=sinx+C

∫ tan ⁡ x d x = − ln ⁡ ∣ cos ⁡ x ∣ + C \int\tan xdx=-\ln|\cos x|+C tanxdx=lncosx+C

∫ cot ⁡ x d x = ln ⁡ ∣ sin ⁡ x ∣ + C \int\cot xdx=\ln|\sin x|+C cotxdx=lnsinx+C

∫ sec ⁡ x d x = ln ⁡ ∣ sec ⁡ x + tan ⁡ x ∣ + C \int\sec xdx=\ln|\sec x+\tan x|+C secxdx=lnsecx+tanx+C

∫ csc ⁡ x d x = − ln ⁡ ∣ csc ⁡ x + cot ⁡ x ∣ + C \int\csc xdx=-\ln|\csc x+\cot x|+C cscxdx=lncscx+cotx+C

代码实现:

import math def integrate(func, a, b, n=1000): """ 积分函数 :param func: 函数 :param a: 积分下限 :param b: 积分上限 :param n: 分割数 :return: 积分值 """ dx = (b - a) / n x = a sum = 0 for i in range(n): sum += func(x) * dx x += dx return sum 
  1. 求极限公式
  • 常数函数的极限为该常数
  • 幂函数 x n x^n xn n > 0 n>0 n>0时,其极限为 + ∞ +\infty +;当 n < 0 n<0 n<0时,其极限为 − ∞ -\infty ;当 n = 0 n=0 n=0时,其极限为 1 1 1
  • 指数函数 e x e^x ex的极限为 + ∞ +\infty +
  • 对数函数 ln ⁡ x \ln x lnx x → 0 + x\rightarrow0^+ x0+时,其极限为 − ∞ -\infty
  • 三角函数的极限:

lim ⁡ x → 0 sin ⁡ x x = 1 \lim_{x\rightarrow0}\dfrac{\sin x}{x}=1 x0limxsinx=1

lim ⁡ x → 0 tan ⁡ x x = 1 \lim_{x\rightarrow0}\dfrac{\tan x}{x}=1 x0limxtanx=1

代码实现:

import math def limit(func, x, eps=0.00001): """ 求极限函数 :param func: 函数 :param x: 变量的值 :param eps: 误差值 :return: 极限值 """ x1 = x + eps x2 = x - eps fx1 = func(x1) fx2 = func(x2) while abs(fx1 - fx2) > eps: x1 = (x1 + x2) / 2 x2 = x - x1 + x fx1 = func(x1) fx2 = func(x2) return (fx1 + fx2) / 2 

以上就是高等数学中常见函数的公式和代码实现,希望能够对你有所帮助。

今天的文章 高等数学函数公式大全分享到此就结束了,感谢您的阅读。
编程小号
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