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考研数学公式:高数、线代、概率三科速查

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考研数学公式按高等数学、线性代数、概率论与数理统计三科整理,本文从三科里挑出高频公式共 36 条。数学一考三科,数学三也考三科但高数部分范围小一些,数学二只考高数和线代,不考概率统计。下面每科给公式清单、记忆要点和一道能代回验算的例子,复习时按自己的卷种取用,考前一个月可以只看各节的记忆要点。

高等数学:极限、导数与积分

等价无穷小(x → 0) 是做极限题的第一工具,求极限的选择题和计算题几乎都会用到它:

等价关系 等价关系
sin x ~ x 1 − cos x ~ x²/2
tan x ~ x eˣ − 1 ~ x
arcsin x ~ x ln(1 + x) ~ x
arctan x ~ x (1 + x)ᵃ − 1 ~ ax

记忆要点:左列四个都是「三角或反三角 ~ x」,右列四个各有特征,只有 1 − cos x 是二阶。只能在乘除因子里替换,加减中直接替换容易出错。

例:x → 0 时,(eˣ − 1)·sin x ÷ (1 − cos x) 替换后为 x·x ÷ (x²/2) = 2;取 x = 0.0001 代入原式,数值约 2.0001。

其余高频公式:两个重要极限;拉格朗日中值定理 f(b) − f(a) = f′(ξ)(b − a);分部积分 ∫u dv = uv − ∫v du;牛顿-莱布尼茨公式;一阶线性微分方程的通解;二重积分换极坐标时 dx dy = r dr dθ(多出的 r 是面积元的伸缩)。

考研高数极限中值定理积分高频公式表

线性代数:行列式、逆矩阵与特征值

公式 记忆要点
|kA| = kⁿ|A|(A 为 n 阶) k 要乘 n 次,不是一次
|AB| = |A|·|B| 行列式可以拆,矩阵乘法不能交换
A⁻¹ = A* ÷ |A| 伴随矩阵 A* 的元素是代数余子式的转置排列
(AB)⁻¹ = B⁻¹A⁻¹ 逆和转置都要「倒序」
λ₁ + λ₂ + … + λₙ = tr A 特征值之和等于主对角线之和
λ₁λ₂…λₙ = |A| 特征值之积等于行列式
Ax = b 有解 ⇔ r(A) = r(A, b) 再看秩:等于 n 时只有一组解,小于 n 时有无穷多解

例:A 的第一行为 2、1,第二行为 1、2。特征值为 1 和 3,和 4 等于主对角线之和 2 + 2,积 3 等于行列式 4 − 1,两条性质都对得上。

二阶矩阵特征方程分解得特征值1和3

概率论与数理统计:分布与数字特征

数学二的考生可以跳过本节。

分布 期望 方差
二项分布 B(n, p) np np(1 − p)
泊松分布 P(λ) λ λ
均匀分布 U(a, b) (a + b)/2 (b − a)²/12
指数分布 E(λ) 1/λ 1/λ²
正态分布 N(μ, σ²) μ σ²

另外四条:D(X) = E(X²) − [E(X)]²;Cov(X, Y) = E(XY) − E(X)E(Y);D(X ± Y) = D(X) + D(Y) ± 2Cov(X, Y);相关系数 ρ = Cov(X, Y) ÷ √(D(X)D(Y))。

记忆要点:泊松分布期望方差相等;指数分布的方差是期望的平方;均匀分布方差分母 12 可以用积分现推。例:X ~ U(0, 6),E(X) = 3,D(X) = 36/12 = 3,用 E(X²) = 12 验算,12 − 9 = 3。

五种常见分布的期望与方差对照

四处常见差错

  1. 在加减里用等价无穷小。 tan x − sin x 不能替换成 x − x = 0,正确结果是 x³/2 阶。
  2. 行列式数乘只乘一次。 3 阶矩阵 |2A| = 8|A|。
  3. 逆矩阵不倒序。 (AB)⁻¹ 写成 A⁻¹B⁻¹。
  4. 方差的线性性质漏平方。 D(2X) = 4D(X)。

编辑器里用等价无穷小替换求极限

编辑器里写矩阵用 \begin{pmatrix} … \end{pmatrix},行列式换成 vmatrix;符号面板「矩阵」页签也有现成模板。

复习线代时可以把上面那个二阶矩阵换成自己的例子,在编辑器里写出矩阵、特征方程和两个特征值,再逐条对照迹与行列式验算。

延伸阅读

常见问题

考研公式要全部背吗?
不用全部硬背。等价无穷小、基本积分表、常见分布的期望方差要熟到不假思索;中值定理、分部积分、特征值性质要理解推导,考场上能现推;少数只在某一类题出现的公式,做到那类题时再记。先确认自己考数学一、二还是三,数学二不考概率统计,不必花时间在那一科上。