Re: [問題] 微積分需要背到什麼程度

作者: t0444564 (艾利歐)   2019-06-19 00:38:36
借原文標題順便回答一些應考的朋友們常來問我的問題。
與其講微積分,先從比較宏觀的來看,任何一個學科都有需要記憶的東西。
比如工程數學、線性代數,甚至非理工的科目,如社會學、人類學都有各種定義、結論、
前人的貢獻需要背頌記憶,而在應考的時候將你的所知所學表達下來。
因此關鍵就 提取 過去知識的過程,如能將此過程運轉順暢,那考試或任何場
合需要進行回憶的過程就能得心應手。
於我而言,微積分這門科目可分為四大部分:
 單變數函數
 雙變數函數
 級數相關
 其他(常微分方程、偏微分方程、中學知識、物理問題等)
單變數函數
 求極限問題
  .你知道熟悉經典的極限結果及其變形嗎?
   如sin(x)/x →1 as x→0, tan(x)/x→1 as x→0
  .你知道如何使用泰勒展開式求極限嗎?
  .你知道如何使用羅畢達法則求極限嗎?
   [你知道在甚麼時候可以使用以及羅畢達法則的限制嗎?]
   [進階:你知道在什麼時機下使用羅畢達法則會有邏輯問題嗎?]
   常見搭配問題:使用羅畢達法則與微積分基本定理求極限。
  .你知道基本的有理函數化簡嗎?
  .你知道夾擠定理以及那些時機適合使用嗎?
   如|x*sin(1/x)|≦|x|→0 是一個經典的例子。
  .你知道底數與指數都為x的函數時可以使用換底公式嗎?
  .你知道單調有界定理嗎?
  連續函數
  .你知道連續函數的定義嗎?
  .你知道左極限與右極限下搭配分段函數求係數的問法嗎?
  .你知道連續函數有中間值定理嗎?
  .你知道連續函數在閉區間上有最大最小值嗎?
  求導問題
  .你熟悉所有基本函數的微分嗎?
  .你熟悉微分的規則嗎?特別是連鎖律。
  .你熟悉導函數的定義嗎?
   譬如在函數相當複雜時,求導數值的位置能恰好使函數值為零適合使用。
   如f(x) = x(x-1)(x-2)(x-3)/(x-4)(x-5)(x-6) 求f'(1)。
  .你知道對數微分法嗎?
  .你知道隱函數微分法嗎?
   常見搭配問法:使用隱函數微分法求出切線斜率後使用點斜式寫出切線方程。
  .你知道相關變率的問題嗎?
  .你知道如何使用微分求極值嗎?並進一步藉由二階微分判斷極大或極小值
  .你知道均值定理嗎?
  .你熟悉基本的泰勒展開式嗎?並可以估算其誤差。
  積分
  .你熟悉基本的反導函數嗎?
  .你知道連續函數皆可積分嗎?[不代表反導函數可寫出來]
  .你知道某些極限可視化為黎曼和嗎?
  .你知道分部積分法嗎?
   關鍵是不同類型的函數相乘,譬如x*ln(x)、x*sin(x)、e^x*sin(x)等
  .你知道變數代換法嗎?
   關鍵是把最醜的部分換掉,並且如有ln(x)可優先替換u=ln(x)。
   -你知道三角代換法嗎?
   -你知道正切函數的半角代換嗎?
   [進階:你知道代換的限制是什麼嗎?]
  .你知道利用對稱性來簡化積分嗎?
  .你知道積分的幾何意義嗎?[有向面積,在x軸上方為取正號]
  ※你知道如果看起來不會積要跳過嗎?[這是實話,太困難的題目就先跳過!]
  .你知道如何計算旋轉體體積與面積嗎?
  .你知道弧長公式嗎?
  .你知道極座標下的面積與弧長公式嗎?
雙變數函數
  .雙變數極限
   通常不存在,關鍵是利用次數求解。
   分子之次數若高於分母,通常極限存在;反之則不存在。
   假若猜測極限存在,可以利用極座標或夾擠定理證明。
   不存在則藉由直線或曲線逼近至原點可求解。
  .會計算偏微分嗎?知道偏微分的定義嗎?
  .會計算梯度嗎?
  .會利用梯度算方向導數嗎?知道方向導數的定義嗎?
   可以利用梯度找出最快的增加率與最快增加的方向嗎?
  .會利用梯度求曲面的法向量嗎?
  .會求雙變數函數的極值並判斷其性質嗎?
  .會利用拉格朗日乘子法求條件極值嗎?
   [知道可以使用基本的不等式避免使用拉格朗日乘子法嗎?]
  .會計算多變數函數的連鎖律嗎?
  .會使用Fubini定理交換重積分之次序嗎?
  .能明白二重積分與三重積分的幾何意義嗎?
  .會計算純量線積分嗎?
  .會用參數化計算線積分嗎?
  .會使用Green定理計算線積分嗎?
  .會使用Stokes定理嗎?
  .會使用Gauss散度定理嗎?
  .知道什麼是保守場嗎?知道如何找出位能函數嗎?
  .知道如何使用線積分基本定理來計算做功嗎?
級數
  .你知道各種審歛法嗎及其使用時機嗎?
  .你知道冪級數可與微分號和積分號交換嗎?
  .你知道收斂半徑如何計算嗎?
   [你知道端點經常可透過交錯級數審歛法判斷收斂嗎?]
  .你知道分項對消計算嗎?
  .你知道基本級數的求和及其延伸嗎?
其他
  .如那些分類,例如你會求微分方程嗎?等等
以上只是一時興起描述,一定還有很多遺漏,有興趣者可自行補充成為自己的版本。
可以類似於檢核表,確認自己到底會與不會。
很多人認為題目一定要完全做出來才代表會,我不這樣認為,有時候看到題目的敘述其實
就足夠說自己會還不會了。正如我在解答網站上使用的「訣竅」,如果讀者們可以在看完
題目想到訣竅中的內容其實就代表你已經會這道題目了,剩下的就是避免計算錯誤了!
祝大家應考順利。
※ 引述《JacobSuPTT (Jacob)》之銘言:
: 小弟我是今年要入學的學生
: 但我覺得自己可以考上更好的學校
: 所以決定要自修微積分普物轉考
: 看了大家大推的學習要訣就買了一本
: 但最近在讀的時候頻頻遇到瓶頸
: 像是這裡
: https://i.imgur.com/vrVWgWV.jpg
: 計算過程從csc三次方的積分 直接跳到結果
: 這讓我常常來不及反應過來
: 請問這些東西真的都是要能練到能馬上聯想嗎
: 我聽我有補習的朋友說轉考應該不會考這麼難
: 是真的嗎?
: btw我想考的是電機系微積分好像是A卷

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