普林斯顿微积分读本（修订版）ry 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书是作者多年来给普林斯顿大学本科一年级学生开设微积分的每周复习课。本书专注于讲述解题技巧，目的是帮助读者学习一元微积分的主要概念。深入处理一些基本内容，还复习一些主题。本书不仅可以作为参考书，也可以作为教材，定会成为任何一位需要微积分知识人学习一元微积分的非常好的指导书。

第 1 章函数、图像和直线… … … … … … … …1

1.1　函数… … … … … … … …1

1.1.1　区间表示法… … … … … … … …3

1.1.2　求定义域… … … … … … … …3

1.1.3　利用图像求值域… … … … … … … …4

1.1.4　垂线检验… … … … … … … …5

1.2　反函数… … … … … … … …6

1.2.1　水平线检验… … … … … … … …7

1.2.2　求反函数… … … … … … … …8

1.2.3　限制定义域… … … … … … … …　8

1.2.4　反函数的反函数… … … … …　9

1.3　函数的复合… … … … … … … … … … … … …　10

1.4　奇函数和偶函数… … … … … … … … … …　12

1.5　线性函数的图像… … … … … … … … … …　14

1.6　常见函数及其图像… … … … … … … … …　16

第 2　章三角学回顾… … … … … … … … … … … … …　21

2.1　基本知识… … … … … … … … … … … … … … …　21

2.2　扩展三角函数定义域… … … … … … …　23

2.2.1　ASTC 方法… … … … … … … …　25

2.2.2　[0, 2π] 以外的三角函数… … … … … … … … … … … … …　27

2.3　三角函数的图像… … … … … … … … … …　29

2.4　三角恒等式… … … … … … … … … … … … …　32

第3　章极限导论… … … … … … … … … … … … … … …　34

3.1　极限：基本思想… … … … … … … … … …　34

3.2　左极限与右极限… … … … … … … … … …　36

3.3　何时不存在极限… … … … … … … … … …　37

3.4　在∞和-∞处的极限… … … … …　38

3.5　关于渐近线的两个常见误解… … …　41

3.6　三明治定理… … … … … … … … … … … … …　43

3.7　极限的基本类型小结… … … … … … …　45

第4　章求解多项式的极限问题… … … … … …　47

4.1　x → a 时的有理函数的极限… … …　47

4.2　x → a 时的平方根的极限… … … …　50

4.3　x → ∞时的有理函数的极限… …　51

4.4　x → ∞时的多项式型函数的极限… …　56

4.5　x → -∞ 时的有理函数的极限… … … … …　59

4.6　函数的极限… … … …　61

第5　章连续性和可导性… … … … … … … … … …　63

5.1　连续性… … … … … … … … … … … … … … … …　63

5.1.1　在一点处连续… … … … … … …　63

5.1.2　在一个区间上连续… … … …　64

5.1.3　连续函数的一些例子… …　65

5.1.4　介值定理… … … … … … … … … …　67

5.1.5　一个更难的介值定理

例子…　… … … … … … … … … … … …　69

5.1.6　连续函数的**大值和

**小值…　… … … … … … … … … …　70

5.2　可导性… … … … … … … … … … … … … … … …　71

5.2.1　平均速率… … … … … … … … … …　72

5.2.2　位移和速度… … … … … … … …　72

5.2.3　瞬时速度… … … … … … … … … …　73

5.2.4　速度的图像阐释… … … … …　74

5.2.5　切线… … … … … … … … … … … … …　75

5.2.6　导函数… … … … … … … … … … …　77

5.2.7　作为极限比的导数… … … …　78

5.2.8　线性函数的导数… … … … …　80

5.2.9　二阶导数和更高阶导数… … … … … … … … … … … … …　80

5.2.10　何时导数不存在… … … … …　81

5.2.11　可导性和连续性… … … … …　82

第6　章求解微分问题… … … … … … … … … … …　84

6.1　使用定义求导… … … … … … … … … … … …　84

6.2　用更好的办法求导… … … … … … … … …　87

6.2.1　函数的常数倍… … … … … … …　88

6.2.2　函数和与函数差… … … … …　88

6.2.3　通过乘积法则求积函数的导数… … … … … … … … … …　88

6.2.4　通过商法则求商函数的导数… … … … … … … … … …　90

6.2.5　通过链式求导法则求复合函数的导数… … … …　91

6.2.6　那个难以处理的例子… …　94

6.2.7　乘积法则和链式求导法则的理由… … … … … … …　96

6.3　求切线方程… … … … … … … … … … … … …　98

6.4　速度和加速度… … … … … … … … … … … …　99

6.5　导数伪装的极限… … … … … … … … … …　101

6.6　分段函数的导数… … … … … … … … … …　103

6.7　直接画出导函数的图像… … … … … …　106

第7　章三角函数的极限和导数… … … … … …　111

7.1　三角函数的极限… … … … … … … … … …　111

7.1.1　小数的情况… … … … … … … …　111

7.1.2　问题的求解——小数的情况… … … … … … … … … … …　113

7.1.3　大数的情况… … … … … … … …　117

7.1.4　其他的" 情况… … … … … …　120

7.1.5　一个重要极限的证明… …　121

7.2　三角函数的导数… … … … … … … … … …　124

7.2.1　求三角函数导数的例子… … … … … … … … … … … … …　127

7.2.2　简谐运动… … … … … … … … … …　128

7.2.3　一个有趣的函数… … … … …　129

第8　章隐函数求导和相关变化率… … … …　132

8.1　隐函数求导… … … … … … … … … … … … …　132

8.1.1　技巧和例子… … … … … … … …　133

8.1.2　隐函数求二阶导… … … … …　137

8.2　相关变化率… … … … … … … … … … … … …　138

8.2.1　一个简单的例子… … … … …　139

8.2.2　一个稍难的例子… … … … …　141

8.2.3　一个更难的例子… … … … …　142

8.2.4　一个非常难的例子… … … …　144

第9　章指数函数和对数函数… … … … … … …　148

9.1　基础知识… … … … … … … … … … … … … … …　148

9.1.1　指数函数的回顾… … … … …　148

9.1.2　对数函数的回顾… … … … …　149

9.1.3　对数函数、指数函数及反函数… … … … … … … … … …　150

9.1.4　对数法则… … … … … … … … … …　151

9.2　e 的定义… … … … … … … … … … … … … … …　153

9.2.1　一个有关复利的问题… …　153

9.2.2　问题的答案… … … … … … … …　154

9.2.3　更多关于e 和对数函数的内容… … … … … … … …　156

9.3　对数函数和指数函数求导… … … …　158

9.4　求解指数函数或对数函数的极限… … … … … … …… … … …　161

9.4.1　涉及e 的定义的极限… …　161

9.4.2　指数函数在0 附近的行为… … … … … … … … … … … … …　162

9.4.3　对数函数在1 附近的行为… … … … … … … … … … … … …　164

9.4.4　指数函数在∞或-∞附近的行为… … … … …　164

9.4.5　对数函数在∞附近的行为… … … … … … … … … … … … …　167

9.4.6　对数函数在0 附近的行为… … … … … … … … … … … … …　168

9.5　取对数求导法… … … … … … … … … … … …　169

9.6　指数增长和指数衰变… … … … … … …　173

9.6.1　指数增长… … … … … … … … … …　174

9.6.2　指数衰变… … … … … … … … … …　176

9.7　双曲函数… … … … … … … … … … … … … … …　178

第 10　章反函数和反三角函数… … … … … …　181

10.1　导数和反函数… … … … … … … … … … …　181

10.1.1　使用导数证明反函数存在… … … … … … … … … … … …　181

10.1.2　导数和反函数：可能出现的问题… … … … … … … …　182

10.1.3　求反函数的导数… … … … …　183

10.1.4　一个综合性例子… … … … …　185

10.2　反三角函数… … … … … … … … … … … …　187

10.2.1　反正弦函数… … … … … … … …　187

10.2.2　反余弦函数… … … … … … … …　190

10.2.3　反正切函数… … … … … … … …　192

10.2.4　反正割函数… … … … … … … …　194

10.2.5　反余割函数和反余切函数… … … … … … … … … … … …　195

10.2.6　计算反三角函数… … … … …　196

10.3　反双曲函数… … … … … … … … … … … …　199

第 11　章导数和图像… … … … … … … … … … … …　202

11.1　函数的极值… … … … … … … … … … … …　202

11.1.1　全局极值和局部极值… …　202

11.1.2　极值定理… … … … … … … … …　203

11.1.3　求全局**大值和**小值… … … … … … … … … … … …　204

11.2　罗尔定理… … … … … … … … … … … … … …　206

11.3　中值定理… … … … … … … … … … … … … …　209

11.4　二阶导数和图像… … … … … … … … …　212

11.5　对导数为零点的分类… … … … … …　215

11.5.1　使用一次导数… … … … … …　215

11.5.2　使用二阶导数… … … … … …　217

第 12　章绘制函数图像… … … … … … … … … … …　219

12.1　建立符号表格… … … … … … … … … … …　219

12.1.1　建立一阶导数的符号表格… … … … … … … … … … … …　221

12.1.2　建立二阶导数的符号表格… … … … … … … … … … … …　222

12.2　绘制函数图像的全面方法… … …　224

12.3　例题… … … … … … … … … … … … … … … … …　225

12.3.1　一个不使用导数的例子… … … … … … … … … … … …　225

12.3.2　完整的方法：例一… … …　227

12.3.3　完整的方法：例二… … …　229

12.3.4　完整的方法：例三… … …　231

12.3.5　完整的方法：例四… … …　234

第 13　章**优化和线性化… … … … … … … … …　239

13.1　**优化… … … … … … … … … … … … … … …　239

13.1.1　一个简单的**优化例子… … … … … … … … … … … …　239

13.1.2　**优化问题：一般方法… … … … … … … … … … … …　240

13.1.3　一个**优化的例子… … …　241

13.1.4　另一个**优化的例子… …　242

13.1.5　在**优化问题中使用隐函数求导… … … … … … … …　246

13.1.6　一个较难的**优化例子… … … … … … … … … … … …　246

13.2　线性化… … … … … … … … … … … … … … …　249

13.2.1　线性化问题：一般方法… … … … … … … … … … … …　251

13.2.2　微分… … … … … … … … … … … …　252

13.2.3　线性化的总结和例子… …　254

13.2.4　近似中的误差… … … … … …　256

13.3　牛顿法… … … … … … … … … … … … … … …　258

第 14　章洛必达法则及极限问题总结… …　263

14.1　洛必达法则… … … … … … … … … … … …　263

14.1.1　类型A：0/0 … … … … … … …　263

14.1.2　类型A：±∞/±∞ … …　266

14.1.3　类型B1: (∞-∞) … …　267

14.1.4　类型B2: (0 x±∞) … …　269

14.1.5　类型C: 1±∞，00 或∞0… … … …　270

14.1.6　洛必达法则类型的总结… … … … … … … … … … … …　272

14.2　关于极限的总结… … … … … … … … …　273

第 15　章积分… … … … … … … … … … … … … … … …　276

15.1　求和符号… … … … … … … … … … … … … …　276

15.1.1　一个有用的求和… … … … …　279

15.1.2　伸缩求和法… … … … … … … …　280

15.2　位移和面积… … … … … … … … … … … …　283

15.2.1　三个简单的例子… … … … …　283

15.2.2　一段更常规的旅行… … …　285

15.2.3　有向面积… … … … … … … … …　287

15.2.4　连续的速度… … … … … … … …　288

15.2.5　两个特别的估算… … … … …　291

第 16　章定积分… … … … … … … … … … … … … … …　293

16.1　基本思想… … … … … … … … … … … … … …　293

16.2　定积分的定义… … … … … … … … … … …　297

16.3　定积分的性质… … … … … … … … … … …　301

16.4　求面积… … … … … … … … … … … … … … …　305

16.4.1　求通常的面积… … … … … …　306

16.4.2　求解两条曲线之间的面积… … … … … … … … … … … …　308

16.4.3　求曲线与y 轴所围成的面积… … … … … … … … … … …　310

16.5　估算积分… … … … … … … … … … … … … …　313

16.6　积分的平均值和中值定理… … …　316

16.7　不可积的函数… … … … … … … … … … …　319

第 17　章微积分基本定理… … … … … … … … …　321

17.1　用其他函数的积分来表示的函数… … … … … … … … … …… …　321

17.2　微积分的第 一基本定理… … … … …　324

17.3　微积分的第 二基本定理… … … … …　328

17.4　不定积分… … … … … … … … … … … … … …　329

17.5　怎样解决问题：微积分的第 一基本定理… … … … … … … … … … … …　331

17.5.1　变形1：变量是积分下限… … … … … … … … … … … …　332

17.5.2　变形2：积分上限是一个函数… … … … … … … … …　332

17.5.3　变形3：积分上下限都为函数… … … … … … … … …　334

17.5.4　变形4：极限伪装成导数… … … … … … … … … … … …　335

17.6　怎样解决问题：微积分的第 二基本定理… … … … … … … … … … … …　336

17.6.1　计算不定积分… … … … … …　336

17.6.2　计算定积分… … … … … … … …　339

17.6.3　面积和 … … … … …　341

17.7　技术要点… … … … … … … … … … … … … …　344

17.8　微积分第 一基本定理的证明… …　345

第 18　章积分的方法I… … … … … … … … … … …　347

18.1　换元法… … … … … … … … … … … … … … …　347

18.1.1　换元法和定积分… … … … …　350

18.1.2　如何换元… … … … … … … … …　353

18.1.3　换元法的理论解释… … …　355

18.2　分部积分法… … … … … … … … … … … …　356

18.3　部分分式… … … … … … … … … … … … … …　361

18.3.1　部分分式的代数运算… …　361

18.3.2　对每一部分积分… … … … …　365

18.3.3　方法和一个完整的例子… … … … … … … … … … … …　367

第 19　章积分的方法II … … … … … … … … … …　373

19.1　应用三角恒等式的积分… … … … …　373

19.2　关于三角函数的幂的积分… … …　376

19.2.1　sin 或cos 的幂… … … … …　376

19.2.2　tan 的幂… … … … … … … … …　378

19.2.3　sec 的幂… … … … … … … … … …　379

19.2.4　cot 的幂… … … … … … … … … …　381

19.2.5　csc 的幂… … … … … … … … … …　382

19.2.6　约化公式… … … … … … … … …　382

19.3　关于三角换元法的积分… … … … …　384

19.3.1　类型1：pa2 x2 … … …　384

19.3.2　类型2：px2 + a2 … … …　386

19.3.3　类型3：px2 a2 … … …　387

19.3.4　配方和三角换元法… … …　388

19.3.5　关于三角换元法的总结… … … … … … … … … … … …　389

19.3.6　平方根的方法和三角换元法… … … … … … … … … … …　389

19.4　积分技巧总结… … … … … … … … … … …　391

第 20　章反常积分：基本概念… … … … … …　393

20.1　收敛和发散… … … … … … … … … … … …　393

20.1.1　反常积分的一些例子… …　395

20.1.2　其他破裂点… … … … … … … …　397

20.2　关于无穷区间上的积分… … … … …　398

20.3　比较判别法(理论)… … … … … … … …　400

20.4　极限比较判别法(理论)… … … … …　402

20.4.1　函数互为渐近线… … … … …　402

20.4.2　关于判别法的陈述… … …　404

20.5　p 判别法(理论) … … … … … … … … …　405

20.6　绝√收敛判别法… … … … … … … … …　407

第 21　章反常积分：如何解题… … … … … …　410

21.1　如何开始… … … … … … … … … … … … … …　410

21.1.1　拆分积分… … … … … … … … …　410

21.1.2　如何处理负函数值… … …　411

21.2　积分判别法总结… … … … … … … … …　413

21.3　常见函数在∞ 和-∞附近的表现… … … … … … … … … …　414

21.3.1　多项式和多项式型函数在∞ 和-∞ 附近的表现… … … … … … … … …　415

21.3.2　三角函数在∞ 和-∞ 附近的表现… … … …　417

21.3.3　指数在∞和-∞附近的表现… … … … … … … … …　419

21.3.4　对数在∞ 附近的表现… … … … … … … … … … … …　422

21.4　常见函数在0 附近的表现… … …　426

21.4.1　多项式和多项式型函数在0 附近的表现… … …　426

21.4.2　三角函数在0 附近的表现… … … … … … … … … … … …　427

21.4.3　指数函数在0 附近的表现… … … … … … … … … … … …　429

21.4.4　对数函数在0 附近的表现… … … … … … … … … … … …　430

21.4.5　更一般的函数在0 附近的表现… … … … … … … … …　431

21.5　如何应对不在0 或1 处的瑕点… … … … … … … … … … …… … …　432

第 22　章数列和级数：基本概念… … … … …　434

22.1　数列的收敛和发散… … … … … … … …　434

22.1.1　数列和函数的联系… … …　435

22.1.2　两个重要数列… … … … … …　436

22.2　级数的收敛与发散… … … … … … … …　438

22.3　第n 项判别法(理论) … … … … … …　442

22.4　无穷级数和反常积分的性质… …　443

22.4.1　比较判别法(理论) … … …　443

22.4.2　极限比较判别法(理论) … … … … … … … … … … …　444

22.4.3　p 判别法(理论)… … … … …　444

22.4.4　绝√收敛判别法… … … … …　445

22.5　级数的新判别法… … … … … … … … …　447

22.5.1　比式判别法(理论) … … …　447

22.5.2　根式判别法(理论) … … …　449

22.5.3　积分判别法(理论) … … …　450

22.5.4　交错级数判别法(理论) … … … … … … … … … … …　453

第 23　章求解级数问题… … … … … … … … … …　455

23.1　求几何级数的值… … … … … … … … …　455

23.2　应用第n 项判别法… … … … … … …　457

23.3　应用比式判别法… … … … … … … … …　457

23.4　应用根式判别法… … … … … … … … …　461

23.5　应用积分判别法… … … … … … … … …　462

23.6　应用比较判别法、极限比较判别法和p 判别法… … … … … … … …　463

23.7　应对含负项的级数… … … … … … … …　468

第 24　章泰勒多项式、泰勒级数和幂级数导论… … … … … … … … …　472

24.1　近似值和泰勒多项式… … … … … …　472

24.1.1　重访线性化… … … … … … … …　472

24.1.2　二次近似… … … … … … … … …　473

24.1.3　高阶近似… … … … … … … … …　474

24.1.4　泰勒定理… … … … … … … … …　475

24.2　幂级数和泰勒级数… … … … … … … …　478

24.2.1　一般幂级数… … … … … … … …　479

24.2.2　泰勒级数和麦克劳林级数… … … … … … … … … … … …　481

24.2.3　泰勒级数的收敛性… … …　481

24.3　一个有用的极限… … … … … … … … …　485

第 25　章求解估算问题… … … … … … … … … …　487

25.1　泰勒多项式与泰勒级数总结… …　487

25.2　求泰勒多项式与泰勒级数… … …　488

25.3　用误差项估算问题… … … … … … … …　491

25.3.1　第 一个例子… … … … … … … …　492

25.3.2　第 二个例子… … … … … … … …　494

25.3.3　第三个例子… … … … … … … …　495

25.3.4　第四个例子… … … … … … … …　496

25.3.5　第五个例子… … … … … … … …　497

25.3.6　误差项估算的一般方法… … … … … … … … … … … …　499

25.4　误差估算的另一种方法… … … … …　499

第 26　章泰勒级数和幂级数：如何解题… … … … … … … …… … … … …　502

26.1　幂级数的收敛性… … … … … … … … …　502

26.1.1　收敛半径… … … … … … … … …　502

26.1.2　求收敛半径和收敛区域… … … … … … … … … … … …　504

26.2　合成新的泰勒级数… … … … … … … …　508

26.2.1　代换和泰勒级数… … … … …　509

26.2.2　泰勒级数求导… … … … … …　511

26.2.3　泰勒级数求积分… … … … …　512

26.2.4　泰勒级数相加和相减… …　514

26.2.5　泰勒级数相乘… … … … … …　515

26.2.6　泰勒级数相除… … … … … …　516

26.3　利用幂级数和泰勒级数求导… …　517

26.4　利用麦克劳林级数求极限… … …　519

第 27　章参数方程和极坐标… … … … … … …　523

27.1　参数方程… … … … … … … … … … … … … …　523

27.2　极坐标… … … … … … … … … … … … … … …　528

27.2.1　极坐标与笛卡儿坐标互换… … … … … … … … … … … …　529

27.2.2　极坐标系中画曲线… … …　530

27.2.3　求极坐标曲线的切线… …　534

27.2.4　求极坐标曲线围成的面积… … … … … … … … … … … …　535

第 28　章复数… … … … … … … … … … … … … … … …　538

28.1　基础… … … … … … … … … … … … … … … … …　538

28.2　复平面… … … … … … … … … … … … … … …　541

28.3　复数的高次幂… … … … … … … … … … …　544

28.4　解zn = w … … … … … … … … … … … … …　545

28.5　解ez = w … … … … … … … … … … … … …　550

28.6　一些三角级数… … … … … … … … … … …　552

28.7　欧拉恒等式和幂级数… … … … … …　554

第 29　章体积、弧长和表面积… … … … … …　556

29.1　旋转体的体积… … … … … … … … … … …　556

29.1.1　圆盘法… … … … … … … … … … …　557

29.1.2　壳法… … … … … … … … … … … …　558

29.1.3　总结和变式… … … … … … … …　560

29.1.4　变式1：区域在曲线和y 轴之间… … … … … … …　561

29.1.5　变式2：两曲线间的区域… … … … … … … … … … … …　562

29.1.6　变式3：绕平行于坐标轴的轴旋转… … … … …　565

29.2　一般立体体积… … … … … … … … … … …　567

29.3　弧长… … … … … … … … … … … … … … … … …　571

29.4　旋转体的表面积… … … … … … … … …　574

第30　章微分方程… … … … … … … … … … … … …　578

30.1　微分方程导论… … … … … … … … … … …　578

30.2　可分离变量的一阶微分方程… …　579

30.3　一阶线性方程… … … … … … … … … … …　581

30.4　常系数微分方程… … … … … … … … …　585

30.4.1　解一阶齐次方程… … … … …　586

30.4.2　解二阶齐次方程… … … … …　586

30.4.3　为什么特征二次方程适用… … … … … … … … … … … …　587

30.4.4　非齐次方程和特解… … …　588

30.4.5　求特解… … … … … … … … … … …　589

30.4.6　求特解的例子… … … … … …　590

30.4.7　解决yP 和yH 间的冲突… … … … … … … … … … … …　592

30.4.8　IVP … … … … … … … … … … … …　593

30.5　微分方程建模… … … … … … … … … … …　595

附录A　极限及其证明… … … … … … … … … …　598

A.1　极限的正式定义… … … … … … … … … …　598

A.2　由原极限产生新极限… … … … … … …　602

A.3　极限的其他情形… … … … … … … … … …　606

A.4　连续与极限… … … … … … … … … … … … …　611

A.5　再谈指数函数和对数函数… … … …　616

A.6　微分与极限… … … … … … … … … … … … …　618

A.7　泰勒近似定理的证明… … … … … … …　627

附录B　估算积分… … … … … … … … … … … … …　629

B.1　使用条纹估算积分… … … … … … … …　629

B.2　梯形法则… … … … … … … … … … … … … …　632

B.3　辛普森法则… … … … … … … … … … … … …　634

B.4　近似的误差… … … … … … … … … … … … …　636

符号列表…　… … … … … … … … … … … … … … … … … … … …　640

索引…　… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …　643

阿德里安·班纳（Adrian Banner） 澳大利亚新南威尔士大学数学学士及硕士，普里斯顿大学数学博士。2002年起任职于INTECH公司，现为INTECH公司执行官兼投资官。同时，他在普林斯顿大学教学数学系任兼职教师。

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一个函数不一定要在左右两边有相同的水平渐近线

一个函数可能和它的渐近线相交

如果左极限和右极限不相等，那么总极限不存在（DNE）

将x的值代入表达式中

即使你掌握了所有的方法, 如果你不做大量的练习, 那么遇到实际问题时, 还是会陷入混乱.

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书籍介绍

本书阐述了求解微积分的技巧，详细讲解了微积分基础、极限、连续、微分、导数的应用、积分、无穷级数、泰勒级数与幂级数等内容，旨在教会读者如何思考问题，从而找到解题所需的知识点，着重训练大家自己解答问题的能力。

本书适用于大学低年级学生、高中高年级学生、想学习微积分的数学爱好者以及广大数学教师。本书既可作为教材、习题集，也可作为学习指南，同时还有利于教师备课。