学习笔记---高等数学前置知识---数列、排列组合、解不等式
数列
等差(a1即首项,d即公差,n即项数)
通项公式:
前n项和公式:或
等比(a1即首项,q即公比,n即项数)
通项公式:
求和公式:
附:
裂项公式:
常在计算数列和时用于裂项相消法
例:
1/(1*3)+1/(2*4)+1/(3*5)+...+1/[n(n+2)]
=1/2(1-1/3)+1/2(1/2-1/4)+1/2(1/3-1/5)+...+1/2[1/(n-2)-1/(n)]+1/2[1/(n-1)-1/(n+1)]+1/2[1/n-1/(n+2)]
=1/2[1+1/2-1/(n+1)-1/(n+2)]
注:以上公式大部分项都可相互抵消。对于最后剩余下来的项,可通过前后对照的方法确定(如此处先可确定的是式子最左边的1以及+1/2两项未被消去,则可确定式子最右边也有两项未被消去,且这两项的符号必定是负号。则可确定最右边剩余的两项是-1/(n+1)和-1/(n+2)。同理,如左边剩余的是三项,则右边也必定剩余三项,且一定是符号为负的最后三项)
排列组合
阶乘:
定义:一个正整数的阶乘(英语:factorial)是所有小于及等于该数的正整数的积,并且0的阶乘为1。自然数n的阶乘写作n!。
表示:A!代表A的阶乘。比如5!即5*4*3*2*1、7!即7*6*5*4*3*2*1
双阶乘:
定义:双阶乘用“m!!”表示。当 m 是自然数时,表示不超过 m 且与 m 有相同奇偶性的所有正整数的乘积。
表示:M!!表示M的双阶乘。比如7!!即7*5*3*1、10!!即10*8*6*4*2
注1:当 m 是负奇数时,表示绝对值小于它的绝对值的所有负奇数的绝对值积的倒数。(如:-7!!=1/(-7*-5*-3*-1))
注2:当 m 是负偶数时,m!!不存在。
排列:
定义:从n个不同元素中,任取m(m≤n,m与n均为自然数,下同)个元素按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列;从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号 A(n,m)表示。
公式:
以上公式即从n个物件中取出m个进行排列的所有可能性种数(从n个不同元素中取出m个元素的排列数)
组合:
定义:从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合;从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数。用符号 C(n,m) 表示。
公式:
另:C(n,m)=C(n,n-m)
解不等式
基本不等式:
公式:
变式:
推导:
当a、b都为正数时,有:
(a-b)²≥0
-> a²-2ab+b²≥0
-> a²+b²≥2ab
-> (a+b)²-2ab≥2ab
-> (a+b)²≥4ab
注:解不等式和解方程基本相同。要注意的是:当对不等式两边进行乘/除同一个数的时候,不等号是可能改变的!
例:
正统解法:
将x移至不等号右边变为-x.
通过根号下的数必定大于零的规则。得到2x-1>0 --->x>1/2
判断得√(2x-1)在定义域内为增函数。-x在定义域内为减函数。
计算得当x=1/2时前者大于后者。则可确定,在(1/2,+∞)内前者恒大于后者。
另观察当前不等式得到,当x=1时不等式不成立。
因此该不等式的解为:1/2<x<1,x>1
简略解法:
此种题型常出在选择或填空题中,此时对计算过程无过多要求。
因此在确认可将函数拆分成两个单调函数,并将解不等式转换成判断两函数的大小关系时。
可直接计算两函数大小相等时x的值--->即计算√(2x-1)=-x的解。得x=1。
则将当前定义域分为(1/2,1)和(1,+∞)。
分别在两个定义域内任取一个值代入不等式计算。
如取3/4代入当前不等式,得不等式成立。
再取2代入当前不等式,得不等式成立。
则可判断当前不等式的解为1/2<x<1,x>1 ----->(如取3/4代入不等式不成立,则解为x>1)
注1:此种简略解法的适用范围十分狭窄,且不可用于证明题或要求严谨步骤的大题。但因其消耗的计算资源相对较少,故可在解小题时使用。
注2:简略解法之所以可行,在于事先判断√(2x-1)和-x在其定义域内均为单调函数!若是无法确定函数的单调性。则不可用简略解法!
注3:简略解法的好处在于,直接计算两函数相等时的x值。将解不等式变为解方程式,计算的过程中无需考虑不等号两边平方、同乘除等操作对不等号的影响
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