初等数学复习之配方法(及待定系数法)

再复习一下吧,初中的东西,对于解高数有用。

  1. 什么是配方法呢?
    由例子引出:求x2-6x-7=0中x的值。
  • 将方程式化成一般形式:x2-6x=7
  • 将二次项的系数变为1,这里的二次项系数本来就是1,这步可省
  • 方程两边同时加上一次项系数的一半.x2-2x3+32=7+32
  • 左边化成完全平方的形式,右面化成一个常数。(x-3)2=16
  • 开平方求解即得。
    看了配方法的步骤,绝对是似普相识。思路就是转变成完全平方的形式。

相关知识点:

基本初等函数的恒等变形公式:
  • ( a + b ) ( a − b ) = a 2 − b 2 (a+b)(a-b)=a^{2}-b^{2} (a+b)(ab)=a2b2

  • ( a ± b ) 2 = a 2 ± 2 a b + b 2 (a \pm b)^{2}=a^{2}\pm2 a b+b^{2} (a±b)2=a2±2ab+b2

  • ( a ± b ) 3 = a 3 ± 3 a 2 b + 3 a b 2 ± b 3 (a \pm b)^{3}=a^{3} \pm 3 a^{2} b+3 a b^{2} \pm b^{3} (a±b)3=a3±3a2b+3ab2±b3

  • ( a + b ) ( a 2 − a b + b 2 ) = a 3 + b 3 (a+b)\left(a^{2}-a b+b^{2}\right)=a^{3}+b^{3} (a+b)(a2ab+b2)=a3+b3

  • ( a − b ) ( a 2 + a b + b 2 ) = a 3 − b 3 (a-b)\left(a^{2}+a b+b^{2}\right)=a^{3}-b^{3} (ab)(a2+ab+b2)=a3b3

  • ( x + a ) ( x + b ) = x 2 + ( a + b ) x + a b (x+a)(x+b)=x^{2}+(a+b) x+a b (x+a)(x+b)=x2+(a+b)x+ab,主要应用于十字相乘法分解因式,这部分详见《2020-1-9初等数学复习之一元二次方程的解法》。

分式的变形:将一个分式化为几个真分式之和(待定系数法)

什么是待定系数法呢?还是由例子引出:
1 ( 3 x + 2 ) ( x − 2 ) = A 3 x + 2 + B x − 2 \frac{1}{(3 x+2)(x-2)}=\frac{A}{3 x+2}+\frac{B}{x-2} (3x+2)(x2)1=3x+2A+x2B,求A=?B=?,这种形式就是待定系数法。

  • 先设出函数的解析式:如上式表达式
  • 根据条件确定解析式中的未知数: 1 ( 3 x + 2 ) ( x − 2 ) = A 3 x + 2 + B x − 2 = A ( x − 2 ) + B ( 3 x + 2 ) ( 3 x + 2 ) ( x − 2 ) \frac{1}{(3 x+2)(x-2)}=\frac{A}{3 x+2}+\frac{B}{x-2}=\frac{A(x-2)+B(3 x+2)}{(3 x+2)(x-2)} (3x+2)(x2)1=3x+2A+x2B=(3x+2)(x2)A(x2)+B(3x+2),由于分母相同,所以分子 ( A + 3 B ) x + ( − 2 A + 2 B ) = 1 (A+3 B) x+(-2 A+2 B)=1 (A+3B)x+(2A+2B)=1,右边一次项式为0,建立方程组: { A + 3 B = 0 ⋯ ⋯ ( 1 ) − 2 A + 2 B = 1 ⋯ ⋯ ( 2 ) \left\{\begin{array}{l}A+3 B=0 \cdots \cdots(1) \\ -2 A+2 B=1 \cdots \cdots(2)\end{array}\right. {A+3B=0(1)2A+2B=1(2)
  • 根据方程组就可求得未知数。A=1/8,B=-3/8.

待定系数法其实是一种思想:先预设存在这样的系数使得等式成立,然后建立方程求解是一个验证的过程.在多项式中也有应用,详见《初等数学复习之方程和方程组(多项式的待定系数法)》后面的规律:
如果各项系数和为0,则必含有因式(x-1)
如:X³-4x²+2x+1 各项系数为1-4+2+1=0,则分解式中必含(x-1)那么分解式可以写成(x-1)(x2+ax+b)的形式;展开解析式X³-4x²+2x+1=x³+(a-1)x²+(b-a)x-b,得到a-1=-4,b-a=2,b=-1,求得a=-3,b=-1

如果奇次项系数和与偶次项系数和相等,则必含有因式(x+1)
如:X³+2x²+5x+4,奇次项1+5,偶次项2+4
X³+2x²+5x+4=(x+1)(x²+ax+b)=X³+(a+1)x²+(a+b)x+b
a+1=2,a+b=5,解得,a=1,b=4

根式的变形:对于含有根式的分式,将其分子或分母有理化,去掉根号

根据恒等变形公式,可以推导出有理化公式:
( a + b ) ( a − b ) = a 2 − b (a+\sqrt{b})(a-\sqrt{b})=a^{2}-b (a+b )(ab )=a2b
( a + b ) ( a − b ) = a − b (\sqrt{a}+\sqrt{b})(\sqrt{a}-\sqrt{b})=a-b (a +b )(a b )=ab
( a 3 + b 3 ) ( a 2 3 − a b 3 + b 2 3 ) = a + b (\sqrt[3]{a}+\sqrt[3]{b})\left(\sqrt[3]{a^{2}}-\sqrt[3]{a b}+\sqrt[3]{b^{2}}\right)=a+b (3a +3b )(3a2 3ab +3b2 )=a+b
( a 3 − b 3 ) ( a 2 3 + a b 3 + b 2 3 ) = a − b (\sqrt[3]{a}-\sqrt[3]{b})\left(\sqrt[3]{a^{2}}+\sqrt[3]{a b}+\sqrt[3]{b^{2}}\right)=a-b (3a 3b )(3a2 +3ab +3b2 )=ab

<think>好的,用户现在问的是考研数学二零基础学习,也就是针对基础薄弱的学生如何准备考研数学二。首先,我需要回忆一下考研数学二的考试内容,包括高等数学和线性代数,但不考概率论。用户之前问过高等数学怎么学,现在可能是在那个基础上的进一步提问,针对考研的特定情况。 用户身份应该是准备考研的学生,数学基础较弱,可能刚开始复习,需要从零开始系统学习。用户的需求是了解如何从零基础开始有效学习数学二,可能还关心时间安排、资料推荐以及常见问题的解决方法。 接下来,我需要整理考研数学二的复习策略,分阶段进行,从基础到强化再到冲刺。每个阶段的时间安排、重点内容和学习方法都需要明确。同时,要推荐合适的教材和资料,比如同济版的高数教材、李永乐的复习全书等,还要提醒避免常见的误区,比如只做题不总结,或者忽略基础概念。 另外,用户可能没有明确说出来的深层需求是焦虑,担心自己基础不好能不能跟上,所以需要给予鼓励和具体可行的建议,比如如何制定计划、如何利用资源、如何检验学习效果等。还要注意数学二的重点,比如高数中的微积分、微分方程,线代中的矩阵和特征值等,这些部分需要重点强调。 最后,要确保回答结构清晰,分点列出,方便用户一步步执行。同时结合之前的高数学习方法,但更具体到考研数学二的考试要求和策略。可能需要加入一些备考技巧,比如错题本的使用、真题的重要性、模拟考试的时间安排等。</think>以下是针对零基础考生备考考研数学二的系统性学习方案,分阶段、分模块进行科学规划,重点突破核心考点: --- ### 一、基础认知重构(1-2个月) #### 1. 核心知识树搭建 ```mermaid graph LR A[数学二考纲] --> B[高等数学(80%)] A --> C[线性代数(20%)] B --> D{函数与极限} B --> E{导数与微分} B --> F{积分学} B --> G{微分方程} C --> H{行列式与矩阵} C --> I{向量与方程组} C --> J{特征值与二次型} ``` #### 2. 零基础启动工具包 - **教材选择**: - 《同济高等数学(第七版)》重点章:2(导数)、5(定积分)、7(微分方程) - 《同济线性代数(第六版)》重点章:2(矩阵)、3(方程组)、5(特征值) - **公式记忆法**: - 导数公式:$\frac{d}{dx}(\tan x) = \sec^2 x$ 用正切三角形图形记忆 - 积分公式:$\int \frac{1}{x^2+a^2}dx = \frac{1}{a}\arctan\frac{x}{a}+C$ 联想反函数导数 --- ### 二、分阶段学习策略 #### 1. 基础奠基阶段(3-4个月) | 模块 | 每日任务 | 重点例题 | |--------------|-----------------------------------------|---------------------------------------| | 函数与极限 | 掌握$\lim\limits_{x\to0}\frac{\sin x}{x}=1$证明 | 计算$\lim\limits_{x\to\infty}\left(1+\frac{2}{x}\right)^x$ | | 导数应用 | 绘制$f(x)=x^3-3x$单调性图表 | 求$y=xe^{-x}$的极值 | | 定积分 | 理解$\int_{a}^{b}f(x)dx$的几何意义 | 计算$\int_{0}^{\pi}\sqrt{1+\cos2x}dx$ | | 矩阵运算 | 练习分块矩阵乘法 | 求$\begin{pmatrix}1&2\\3&4\end{pmatrix}^3$ | #### 2. 强化提升阶段(2-3个月) - **微积分强化**: - 掌握二重积分换序技巧:$$\int_{0}^{1}\int_{y}^{1} e^{x^2}dxdy \Rightarrow \int_{0}^{1}\int_{0}^{x} e^{x^2}dydx$$ - 微分方程特解求法:$y''+4y=8x$用待定系数法设$y_p=Ax+B$ - **线性代数突破**: - 矩阵对角化实操: ```python import numpy as np A = np.array([[2,1],[1,2]]) eigenvalues, eigenvectors = np.linalg.eig(A) ``` --- ### 三、高频考点精讲 #### 1. 必考题型清单 | 题型 | 解题关键 | 典型例题 | |--------------------|------------------------------|------------------------------------------| | 极限计算 | 泰勒展开到三次项 | $\lim\limits_{x\to0}\frac{e^x-1-x}{x^2}$ | | 中值定理证明 | 构造函数法 | 证明$f(\xi)+f'(\xi)=0$存在性 | | 定积分几何应用 | 极坐标变换 | 求心形线$r=a(1+\cosθ)$围成面积 | | 特征值应用 | 实对称矩阵性质 | 证明$A^TA$特征值非负 | #### 2. 易错点预警 - **导数定义混淆**:注意区分$f'(x_0)$存在与$f(x)$在$x_0$可导的关系 - **积分换元错误**:换元后积分上下限对应关系验证(建议作图辅助) - **矩阵秩的计算**:初等变换时保持矩阵的等价性 --- ### 四、备考工具矩阵 #### 1. 学习资源置 ```markdown - **基础教材**:同济版高数+线代(完成课后重点习题) - **教辅首选**:《李永乐复习全书·基础篇》(每日10题精练) - **视频课程**:张宇基础30讲(合《闭关修炼》习题) - **真题库**:近15年数学二真题(2009-2024) ``` #### 2. 时间管理方案 ```mermaid gantt title 考研数学二复习进度 dateFormat YYYY-MM-DD section 基础阶段 教材精读 :2024-03-01, 60d 基础习题训练 :2024-05-01, 30d section 强化阶段 专题突破 :2024-06-01, 45d 真题第一轮 :2024-07-15, 30d section 冲刺阶段 模拟卷训练 :2024-09-01, 30d 错题重做 :2024-10-01, 20d ``` --- ### 五、零基础逆袭要点 1. **每日必做**: - 早晨记忆3个核心公式(如积分公式表) - 下午完成1章教材精读+10道套习题 - 晚上整理错题本(标注错误类型:计算/概念/方法) 2. **突破技巧**: - 对难以理解的抽象概念(如秩的定义),用具体矩阵实例辅助理解 - 建立"题型-方法"映射表(例如看到「极值点偏移」立即想到构造对称函数) 3. **检验标准**: - 基础阶段结束:能独立完成教材课后基础题正确率>70% - 强化阶段结束:近5年真题得分稳定在90分以上 - 冲刺阶段结束:合工大超越卷模拟得分>110分 --- **特别提示**:建议使用Anki制作数学公式记忆卡片,每天利用碎片时间复习。对于微分方程模块,重点掌握可分离变量、齐次方程、一阶线性方程三类解法。线性代数部分要着重理解矩阵相似对角化的条件(n个线性无关特征向量),这是近年高频考点。每周安排1次3小时全真模拟,严格按考试时间训练答题节奏。
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