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泰勒公式

一元函数泰勒展开

多元函数泰勒展开

其中$\boldsymbol{h}=\boldsymbol{x}-\boldsymbol{x}_0$。二阶泰勒展开矢量形式

其中$\nabla f(\boldsymbol{x}_0)=\frac{\partial f(\boldsymbol{x})}{\partial \boldsymbol{x}}\bigg|_{\boldsymbol{x}=\boldsymbol{x}_0}$。
三元二阶泰勒展开,令

求导

$f(\boldsymbol{v})$是一个标量,而$\frac{\partial f(\boldsymbol{v})}{\partial \boldsymbol{v}}$是一个矢量。
令$\frac{\partial f(\boldsymbol{v})}{\partial \boldsymbol{v}}=0$可解得

代入$f(\boldsymbol{x})$得

空间解析几何

平面

直线

质心

双曲函数

导数

隐函数求导

不定积分

不定积分列表法

$\frac{1}{2}\text{e}^{2x}$ $\frac{1}{4}\text{e}^{2x}$ $\frac{1}{8}\text{e}^{2x}$ $\frac{1}{16}\text{e}^{2x}$
+ - + -
$x^3$ $3x^2$ $6x$ $6$ \\

没有初等函数的原函数

定积分

$\Gamma$函数

余元公式

罗巴切夫斯基(Lobachevsky)积分

若$f(x)$在$[0,+\infty)$有$f(\pi-x)=f(x)$以及$f(x+\pi)=f(x)$,则有

微分方程

常用变量代换

二阶线性微分方程解的结构

二阶常系数齐次线性微分方程

特征方程$x^2+px+q=0$,单根$r_1,r_2$,复根$r$,共轭复根$\alpha\pm \text{j}\beta$。

二阶常系数非齐次线性微分方程

对于微分方程

特解满足形式

其中$R_m(x)$是与$P_m(x)$同次的多项式,而$k$按$\lambda$不是特征方程的根、是特征方程的单根、复根,依次取0、1、2。n阶常系数非齐次线性微分方程中,$k$是$\lambda$的重复次数。
对于微分方程

特解满足形式

其中$R_m^{(1)}(x)$,$R_m^{(2)}(x)$是m次多项式,$m=\max\{l,n\}$,$k$按$\lambda+\omega i$(或$\lambda-\omega i$)不是特征方程的根是特征方程的单根分别取0或1。

欧拉方程

令$x=\text{e}^t$,$t=\ln x$

级数

正项级数

若$a_n\le b_n$且$b_n$收敛,则$a_n$收敛。
若$a_n\ge b_n$且$b_n$发散,则$a_n$发散。
令$l=\displaystyle\lim_{n\to\infty}\frac{a_n}{b_n}$,
若$01$时发散。
令$\rho=\sqrt[n]{a_n}$,$\rho<1$时收敛,$\rho>1$时发散。

p级数

其中$p>0$,$p\le1$时发散。

交错级数

若$u_n\ge u_{n+1}$且$\displaystyle\lim_{n\to\infty}u_n=0$则交错级数收敛。
对于一般的级数

如果级数$|u_n|$收敛则称$u_n$绝对收敛,如果级数$|u_n|$发散但$u_n$收敛则称$u_n$条件收敛。$u_n$绝对收敛是$u_n$收敛的充分不必要条件。

幂级数

信号与系统

傅里叶级数

傅里叶级数(FS)将连续周期信号分解为非周期离散频谱。

其中$T$为周期,$\Omega=\frac{2\pi}{T}$。复数形式

傅里叶变换

连续傅里叶变换(FT)将连续非周期信号分解为非周期连续频谱。

拉普拉斯变换