Compare commits

..
4 Commits
8 changed files with 809 additions and 2 deletions
+177
View File
@@ -296,3 +296,180 @@ $$\boxed{
- **分母有理化优先**:含 $\sqrt{A} \pm \sqrt{B}$ 型,同乘共轭将分母化为有理式 - **分母有理化优先**:含 $\sqrt{A} \pm \sqrt{B}$ 型,同乘共轭将分母化为有理式
- $\displaystyle\int\sqrt{x^2 \pm a^2}\,dx$、$\displaystyle\int\sqrt{x^2 \pm a x}\,dx$ 的标准公式(配平方后套用) - $\displaystyle\int\sqrt{x^2 \pm a^2}\,dx$、$\displaystyle\int\sqrt{x^2 \pm a x}\,dx$ 的标准公式(配平方后套用)
- 复杂根式换元前先观察能否有理化简化——有理化往往比暴力换元省 80% 的计算量 - 复杂根式换元前先观察能否有理化简化——有理化往往比暴力换元省 80% 的计算量
---
### 题目 04
若函数 $f(x)$ 在 $[0, +\infty)$ 上连续,
$$
g(x) = \int_0^{2x} f\!\left(x + \frac{t}{2}\right) dt
$$
则当 $x \to 0^+$ 时,$g(x)$ 是 $\sqrt{x}$ 的
(A) 高阶无穷小   (B) 低阶无穷小   (C) 等价无穷小   (D) 同阶但非等价无穷小
### 错误原因
直接对 $g(x)$ 应用变限积分求导公式,忽略了被积函数 $f(x + t/2)$ 中也含有 $x$,少算了 $\displaystyle\frac{\partial}{\partial x}$ 项:
**❌ 错误做法**
$$
g'(x) = f\!\left(x + \frac{2x}{2}\right) \cdot (2x)' = 2f(2x)
$$
**正确做法**:先换元将 $x$ 从被积函数中分离出来,再求导。
### 正确答案
**换元**:令 $u = x + \dfrac{t}{2}$,则 $dt = 2\,du$
$$
t = 0 \Rightarrow u = x,\qquad t = 2x \Rightarrow u = 2x
$$
$$
g(x) = \int_0^{2x} f\!\left(x + \frac{t}{2}\right) dt
= \int_x^{2x} f(u) \cdot 2\,du
= 2\int_x^{2x} f(u)\,du
$$
**求导**(此时被积函数不含 $x$):
$$
g'(x) = 2\bigl[ f(2x)\cdot(2x)' - f(x)\cdot x' \bigr]
= 2\bigl[ 2f(2x) - f(x) \bigr]
= 4f(2x) - 2f(x)
$$
**确定无穷小的阶**:由积分中值定理,存在 $\xi \in [x, 2x]$ 使得
$$
g(x) = 2\int_x^{2x} f(u)\,du = 2f(\xi)\,(2x - x) = 2x f(\xi)
$$
当 $x \to 0^+$ 时 $\xi \to 0^+$$f(\xi) \to f(0)$$f$ 连续),故
$$
\lim_{x\to 0^+} \frac{g(x)}{\sqrt{x}}
= \lim_{x\to 0^+} \frac{2x f(\xi)}{\sqrt{x}}
= \lim_{x\to 0^+} 2\sqrt{x}\,f(\xi)
= 0
$$
所以 $g(x)$ 是 $\sqrt{x}$ 的 **高阶无穷小**,选 **A**
### 知识点
- 含参变量 $x$ 的变限积分,求导前先换元将 $x$ 从被积函数中分离
- 换元时须同步更新积分上下限
- Leibniz 公式:$\displaystyle\frac{d}{dx}\int_{a(x)}^{b(x)} F(x,t)\,dt = F(x,b(x))b'(x) - F(x,a(x))a'(x) + \int_{a(x)}^{b(x)} \frac{\partial F}{\partial x} dt$
- 无穷小阶数的判定:极限为 $c \neq 0$ 则同阶,$c = 1$ 则等价
---
### 题目 05
设 $f(x)$ 在 $[-a,a]$ 上连续且为偶函数,$a>0$
$$
g(x) = \int_{-a}^{a} |x - t|\,f(t)\,dt
$$
则在 $[-a,a]$ 上( )。
(A) $g(x)$ 是单调递增函数   (B) $g(x)$ 是单调递减函数   (C) $g(x)$ 是偶函数   (D) $g(x)$ 是奇函数
### 错误原因
凭直觉认为 $|x - t|$ 不是偶函数也不是奇函数,加上 $f(t)$ 为偶函数后结果「应该没有奇偶性」,忽略了变量代换后 $|x - t|$ 的对称性恰好使 $g(x)$ 为偶。
另一种错误:试图先求导判断单调性,但未意识到 $g'(x)$ 的正负取决于 $f$ 的具体形式,无法确定单调性。
### 正确答案
**考查奇偶性**:作代换 $u = -t$
$$
\begin{aligned}
g(-x) &= \int_{-a}^{a} |-x - t|\,f(t)\,dt \\
&= \int_{a}^{-a} |-x + u|\,f(-u)\,(-du) \\
&= \int_{-a}^{a} |u - x|\,f(u)\,du \qquad (\text{偶性} \Rightarrow f(-u)=f(u)) \\
&= \int_{-a}^{a} |x - u|\,f(u)\,du = g(x)
\end{aligned}
$$
故 $g(x)$ 为 **偶函数**
**考查单调性**(反例):取 $f(t) \equiv 1$,则
$$
g(x) = \int_{-a}^{a} |x - t|\,dt
= (a^2 + x^2) - \bigl( -a^2 - x^2 \bigr) = 2(a^2 + x^2)
$$
$g(x)$ 在 $[-a,0]$ 递减、$[0,a]$ 递增,并非整体单调。故单调性不成立。
综上,恒成立的结论是 $g(x)$ 为偶函数,选 **C**
### 知识点
- 含绝对值的积分奇偶性判断:作变量代换 $t \to -t$
- 偶函数 $\times$ 偶函数 $\to$ 偶函数;$|x-t|$ 在代换 $x\to -x,\;t\to -t$ 下不变
- 单调性需具体分析,不能仅由被积函数形式直接推断
---
### 题目 06
若 $y(x) = \displaystyle\int_{2}^{x^{2}} e^{-\sqrt{t}}\,dt$,则 $\left.\dfrac{d^{2}y}{dx^{2}}\right|_{x=-1} =$
(A) $0$   (B) $1$   (C) $4e^{-1}$   (D) $4e$
### 错误原因
对 $\sqrt{x^{2}}$ 的处理忽略了绝对值:$\sqrt{x^{2}} = |x|$,而非 $x$。当 $x=-1$ 时,$|x| = 1$,而错误地认为 $\sqrt{(-1)^{2}} = -1$ 会导致符号错误。
**❌ 错误做法**
$$
y'(x) = e^{-\sqrt{x^{2}}} \cdot 2x = 2x e^{-x}
\quad\Rightarrow\quad
y''(x) = 2e^{-x}(1 - x)
\quad\Rightarrow\quad
y''(-1) = 2e^{1}(1 + 1) = 4e \quad\text{(选 D)}
$$
### 正确答案
由 Leibniz 公式:
$$
y'(x) = e^{-\sqrt{x^{2}}} \cdot (x^{2})' = 2x\,e^{-|x|}
$$
在 $x=-1$ 的邻域内 $x<0$,故 $|x| = -x$$e^{-|x|} = e^{x}$
$$
y'(x) = 2x\,e^{x} \qquad (x < 0)
$$
再求导:
$$
y''(x) = 2e^{x} + 2x e^{x} = 2e^{x}(1 + x)
$$
代入 $x=-1$
$$
y''(-1) = 2e^{-1}(1 - 1) = 0
$$
**A**
### 知识点
- 变限积分求导:$\displaystyle\frac{d}{dx}\int_{a}^{\varphi(x)} f(t)\,dt = f(\varphi(x))\,\varphi'(x)$
- $\sqrt{x^{2}} = |x|$,分段处理绝对值
- 复合函数求导注意符号细节
+129
View File
@@ -0,0 +1,129 @@
## 错题记录
### 题目 01
当 $x \to 0^+$ 时,
$$
f(x) = \int_{0}^{x^2} dy \int_{y}^{\sqrt{y}} \sin \frac{y}{t} \, dt
$$
$$
g(x) = a x^b
$$
是等价无穷小量,则 $ab = \underline{\hspace{2cm}}$ 。
### 错误原因
交换积分次序后,计算内层积分 $\displaystyle\int_{t^2}^{t} \sin \frac{y}{t} \, dy$ 时,原函数为 $\left[-t \cos \dfrac{y}{t}\right]$。代入上下限时**错误地把系数 $t$ 也随 $y$ 的上下限一并代入了值**(例如写成 $-t^2 \cos t$ 等),而正确的做法是:内层对 $y$ 积分时 $t$ 视为常数,系数 $t$ 不参与代入,只有 $\cos \frac{y}{t}$ 中的 $y$ 需要换成上下限。
### 正确答案
**Step 1:交换积分次序**
积分区域 $D = \{(y, t) : 0 \le y \le x^2,\; y \le t \le \sqrt{y}\}$。
由 $y \le t \le \sqrt{y}$ 解得 $t^2 \le y \le t$,结合 $0 \le y \le x^2$,且 $t \in [0, x]$,分两段:
$$
f(x) = \int_{0}^{x^2} dt \int_{t^2}^{t} \sin \frac{y}{t} \, dy
+ \int_{x^2}^{x} dt \int_{t^2}^{x^2} \sin \frac{y}{t} \, dy
$$
**Step 2:计算内层积分**
$\displaystyle\int \sin \frac{y}{t} \, dy = -t \cos \frac{y}{t}$,代入上下限:
$$
\begin{aligned}
\int_{t^2}^{t} \sin \frac{y}{t} \, dy &= -t \cos 1 + t \cos t = t(\cos t - \cos 1) \\[4pt]
\int_{t^2}^{x^2} \sin \frac{y}{t} \, dy &= -t \cos \frac{x^2}{t} + t \cos t = t\!\left(\cos t - \cos \frac{x^2}{t}\right)
\end{aligned}
$$
**Step 3:合并**
$$
\begin{aligned}
f(x) &= \int_{0}^{x^2} t(\cos t - \cos 1) \, dt
+ \int_{x^2}^{x} t\!\left(\cos t - \cos \frac{x^2}{t}\right) dt \\[4pt]
&= \int_{0}^{x} t \cos t \, dt - \frac{\cos 1}{2} x^4 - \int_{x^2}^{x} t \cos \frac{x^2}{t} \, dt
\end{aligned}
$$
其中 $\displaystyle\int_{0}^{x} t \cos t \, dt = x \sin x + \cos x - 1$。
对最后一项作代换 $u = \dfrac{x^2}{t}$$t = \dfrac{x^2}{u},\; dt = -\dfrac{x^2}{u^2}du$):
$$
\int_{x^2}^{x} t \cos \frac{x^2}{t} \, dt = x^4 \int_{x}^{1} \frac{\cos u}{u^3} \, du
$$
$$
\boxed{f(x) = x \sin x + \cos x - 1 - \frac{\cos 1}{2} x^4 - x^4 \int_{x}^{1} \frac{\cos u}{u^3} \, du}
$$
**Step 4:用等价无穷小比值法求 $a, b$$x \to 0^+$**
先求 $f'(x)$:由变限积分求导,
$$
f'(x) = 2x \int_{x^2}^{x} \sin \frac{x^2}{t} \, dt
\;\xrightarrow{u = \frac{x^2}{t}}\;
2x^3 \int_{x}^{1} \frac{\sin u}{u^2} \, du
$$
由等价无穷小关系 $\displaystyle\lim_{x \to 0^+} \frac{f(x)}{a x^b} = 1$,即 $\displaystyle\lim_{x \to 0^+} \frac{f(x)}{x^b} = a$。
使用洛必达法则:
$$
\lim_{x \to 0^+} \frac{f(x)}{x^b}
= \lim_{x \to 0^+} \frac{f'(x)}{b x^{b-1}}
= \frac{2}{b} \lim_{x \to 0^+} x^{4-b} \int_{x}^{1} \frac{\sin u}{u^2} \, du
$$
当 $u \to 0^+$ 时 $\dfrac{\sin u}{u^2} \sim \dfrac{1}{u}$,故
$$
\int_{x}^{1} \frac{\sin u}{u^2} \, du \sim \int_{x}^{1} \frac{1}{u} \, du = -\ln x \qquad (x \to 0^+)
$$
于是
$$
\lim_{x \to 0^+} \frac{f(x)}{x^b}
= -\frac{2}{b} \lim_{x \to 0^+} x^{4-b} \ln x
$$
分析:
- 若 $b < 4$,则 $x^{4-b} \ln x \to 0$,极限为 $0$
- 若 $b > 4$,则 $x^{4-b} \to +\infty$$x^{4-b} \ln x \to -\infty$,极限为 $+\infty$
- 若 $b = 4$,则 $\ln x \to -\infty$,极限为 $+\infty$
要使极限为非零有限值,由 $\ln x$ 的存在可知不存在这样的 $b$。
$$
\boxed{f(x) \sim -\frac{1}{2} x^4 \ln x \quad (x \to 0^+)}
$$
即 $f(x)$ 主导阶为 $x^4 \ln x$,不是纯幂函数 $a x^b$。
### 知识点
**二重积分:**
- **积分次序交换**:给定积分区域 $D = \{(y,t) \mid a \le y \le b,\; \varphi_1(y) \le t \le \varphi_2(y)\}$,交换次序需从不等式 $\varphi_1(y) \le t \le \varphi_2(y)$ 反解出 $y$ 关于 $t$ 的范围 $\psi_1(t) \le y \le \psi_2(t)$,并确定 $t$ 的新范围 $[c,d]$。本题从 $y \le t \le \sqrt{y}$ 反解得 $t^2 \le y \le t$。
- **分段处理**:交换次序后若 $\min / \max$ 分段点落在积分区间内,需拆分为多个积分。本题 $\min(t, x^2)$ 在 $t = x^2$ 处切换,故分为 $[0, x^2]$ 和 $[x^2, x]$ 两段。
- **内层积分时外层变量视为常数**:计算 $\int_{t^2}^{t} \sin \frac{y}{t} \, dy$ 时 $t$ 固定,原函数 $\left[-t \cos \frac{y}{t}\right]$ 中系数 $t$ **不参与代入上下限**(本题错误根源)。
**变限积分与等价无穷小:**
- **变限积分求导**$F(x) = \int_{a(x)}^{b(x)} h(x, t) \, dt$,若被积函数含 $x$,应先换元分离再求导。本题交换次序后 $x$ 只出现在积分限,可直接用 Leibniz 公式。
- **洛必达法则判定无穷小阶数**$\displaystyle\lim_{x \to 0^+} \frac{F(x)}{x^b} = \lim_{x \to 0^+} \frac{F'(x)}{b x^{b-1}}$,逐步降阶直到极限为非零有限值。
- **$\ln x$ 型奇异性**$\displaystyle\int_{x}^{1} \frac{\sin u}{u^2} du$ 在 $u \to 0^+$ 时 $\frac{\sin u}{u^2} \sim \frac{1}{u}$,积分 $\sim -\ln x$,导致最终结果含 $\ln x$ 因子,不存在纯幂函数等价无穷小。
+3
View File
@@ -101,6 +101,9 @@ mistakes/math/
| 04_积分 | [题目01 - 反常积分敛散性判别](04_积分.md#题目-01) | [方法] | ⭐⭐⭐ | | 04_积分 | [题目01 - 反常积分敛散性判别](04_积分.md#题目-01) | [方法] | ⭐⭐⭐ |
| 04_积分 | [题目02 - 1/(a+bcosx) 积分讨论](04_积分.md#题目-02) | [方法] | ⭐⭐⭐ | | 04_积分 | [题目02 - 1/(a+bcosx) 积分讨论](04_积分.md#题目-02) | [方法] | ⭐⭐⭐ |
| 04_积分 | [题目03 - 1+√((1+x)/x) 积分](04_积分.md#题目-03) | [方法] | ⭐⭐⭐ | | 04_积分 | [题目03 - 1+√((1+x)/x) 积分](04_积分.md#题目-03) | [方法] | ⭐⭐⭐ |
| 04_积分 | [题目04 - 变限积分含参变量求导](04_积分.md#题目-04) | [概念] | ⭐⭐⭐ |
| 04_积分 | [题目05 - |x-t| 含参积分奇偶性](04_积分.md#题目-05) | [概念] | ⭐⭐⭐ |
| 04_积分 | [题目06 - 变限积分二阶导](04_积分.md#题目-06) | [计算] | ⭐⭐⭐ |
### 杂项 ### 杂项
| 文件 | 说明 | | 文件 | 说明 |
+225
View File
@@ -0,0 +1,225 @@
## 数据链路层
### 1. 数据链路层功能
| 功能 | 说明 |
|------|------|
| 组帧 | 将网络层数据包封装成帧,添加首部和尾部 |
| 差错控制 | 检测或纠正传输中的比特错误 |
| 流量控制 | 协调收发双方速率,防止接收方溢出 |
| 介质访问控制 | 控制多个节点共享信道时的有序访问(MAC 子层) |
| 链路管理 | 建立、维护、释放数据链路连接 |
> **服务访问点(SAP)**:网络层与数据链路层的接口,帧中通过类型字段(EtherType)标识上层协议。
### 2. 组帧(Framing
#### 2.1 字符计数法
- 帧首部用计数字段标识帧长
- 计数字段出错则无法同步,现已很少使用
#### 2.2 字符填充法
- 用特殊标志字符界定帧的起止(如 `DLE STX` / `DLE ETX`
- 数据中出现标志字符时在其前插入转义字符 `DLE`
#### 2.3 零比特填充法(HDLC
-`01111110` 作为帧边界
- 数据中每出现连续的 5 个 `1` 后自动插入一个 `0`(透明传输)
- 接收端检测到 `01111110` 即帧边界,自动删除数据中的填充 `0`
#### 2.4 物理层编码违例法
- 利用物理层编码的冗余信号表示帧边界(如曼彻斯特编码的高-高/低-低)
### 3. 差错控制
#### 3.1 检错编码
| 编码 | 原理 | 特点 |
|------|------|------|
| 奇偶校验 | 添加一位使 `1` 个数为奇/偶 | 只能检出奇数位错误,检错率低 |
| 循环冗余校验(CRC) | 数据多项式除以生成多项式,余数作为 FCS | 检错能力强,硬件实现简单 |
**CRC 步骤**
1. 选定生成多项式 $G(x)$,阶数为 $r$
2. 数据后补 $r$ 个 0,模 2 除以 $G(x)$(异或运算)
3. 余数($r$ 位)即为帧检验序列(FCS),替换补的 0
4. 接收端用同一 $G(x)$ 除整个帧,余数为 0 则无错
> **CRC 是检错码,不是纠错码**,发现错误后要求重传。
#### 3.2 纠错编码(海明码)
**海明不等式**$2^k \ge n + k + 1$,其中 $n$ 为有效数据的位数,$k$ 为校验位的位数。
**校验位位置**:放在 $2^{i}$ 位置($i = 0,1,2,\dots$),即第 $1,2,4,8,\dots$ 位。
**检错与纠错**:每个校验位负责一组数据位,出错时多个校验位联合定位错误位,可纠正 1 位错误。
| 能力 | 说明 |
|------|------|
| 检 2 位错 + 纠 1 位错 | 增加一位全局奇偶校验位实现 |
| 仅纠 1 位错 | 标准海明码 |
### 4. 流量控制与可靠传输机制
#### 4.1 停止-等待协议(Stop-and-Wait
- 发送方每发一帧,等待 ACK 后再发下一帧
- 超时未收到 ACK 则重传(需编号区分重复帧)
- **信道利用率**很低:$U = \dfrac{T_D}{T_D + RTT + T_A}$
> 在卫星链路等高延迟信道中效率极低,仅适用于低带宽或简单场景。
#### 4.2 后退 N 帧协议(GBN
- 发送窗口 $W_T > 1$,接收窗口 $W_R = 1$
- 发送方可连续发多帧,接收方只按序接收
- 某帧出错 → 丢弃该帧及之后所有帧,发送方超时后从出错帧开始全部重发
- 信道利用率高于停等,但大量重传浪费带宽
#### 4.3 选择重传协议(SR
- 发送窗口 $W_T > 1$,接收窗口 $W_R > 1$
- 接收方缓存乱序到达的正确帧,仅要求重传出错帧
- 窗口大小限制:$W_{\max} = 2^{n-1}$$n$ 为帧序号位数)
- 信道利用率最高,但实现复杂
**三个协议对比**
| 协议 | 发送窗口 | 接收窗口 | 重传策略 | 利用率 |
|:----|:-------:|:-------:|---------|:-----:|
| 停等 | 1 | 1 | 出错帧超时重发 | 最低 |
| GBN | $>1$ | 1 | 从出错帧起全部重传 | 中等 |
| SR | $>1$ | $>1$ | 仅重传出错帧 | 最高 |
> **滑动窗口机制**:帧序号位数 $n$ 决定可用序号空间 $[0, 2^n-1]$,窗口大小不得超过序号空间的一半或总数(SR 要求 $W_T + W_R \le 2^n$)。
### 5. 介质访问控制(MAC
#### 5.1 信道划分介质访问控制
基于**复用技术**,各节点共享信道而互不干扰:
| 方式 | 原理 | 典型应用 |
|:----|------|---------|
| 频分多路复用(FDMA) | 各节点占用不同频率 | 广播电视、ADSL |
| 时分多路复用(TDMA) | 各节点占用不同时隙 | 2G GSM |
| 码分多路复用(CDMA) | 各节点使用正交码序列 | 3G 移动通信 |
| 波分多路复用(WDMA) | 各节点使用不同波长 | 光纤通信 |
#### 5.2 随机访问介质访问控制
| 协议 | 核心思想 | 特点 |
|:----|---------|------|
| ALOHA | 有数据直接发,冲突后随机等待重发 | 纯 ALOHA 利用率 $1/2e$,时隙 ALOHA $1/e$ |
| CSMA | 发前先听信道,忙则等待 | 非坚持/1-坚持/p-坚持三种策略 |
| CSMA/CD | 边发边听,检测到冲突立即停止(有线) | 用于以太网,最小帧长确保冲突检测 |
| CSMA/CA | 发前先预约信道(无线) | 用于 802.11 WLAN,避免隐蔽站问题 |
**CSMA/CD 要点**
- 争用期(碰撞窗口)= $2\tau$($\tau$ 为单程传播时延)
- 最小帧长 = 争用期 × 数据传输速率
- 二进制指数退避算法:第 $i$ 次冲突后从 $[0, 2^i-1]$ 随机选退避时间
#### 5.3 轮询访问介质访问控制
| 方式 | 原理 | 特点 |
|:----|------|------|
| 轮询(Polling) | 主节点依次询问从节点 | 无冲突,但有轮询开销和等待延迟 |
| 令牌传递(Token Passing) | 持有令牌的节点才能发送 | 用于令牌环网和令牌总线 |
### 6. 局域网
#### 6.1 以太网(EthernetIEEE 802.3
**MAC 地址**:48 位全球唯一地址,前 24 位为 OUI(厂商代码),后 24 位为序列号。
**以太网帧格式**
| 字段 | 前导码 | 定界符 | MAC 目的地址 | MAC 源地址 | 长度/类型 | 数据 | 填充 | FCSCRC |
|:----|:-----:|:-----:|:----------:|:--------:|:--------:|:---:|:---:|:--------:|
| 长度(B | 7 | 1 | 6 | 6 | 2 | 46-1500 | 可变 | 4 |
> **最小帧长 64B**:保证在检测到冲突前帧尚未发送完毕(CSMA/CD 要求)。数据不足 46B 时需填充。
**以太网速率演进**
| 标准 | 速率 | 介质 |
|:----|:---:|------|
| 10BASE-T | 10 Mbps | 双绞线 |
| 100BASE-T(快速以太网) | 100 Mbps | 双绞线 |
| 1000BASE-T(千兆以太网) | 1 Gbps | 双绞线/光纤 |
| 10GBASE-T(万兆以太网) | 10 Gbps | 光纤/双绞线 |
#### 6.2 虚拟局域网(VLAN
- 基于交换机端口/MAC 地址/协议/IP 子网等划分逻辑工作组
- **IEEE 802.1Q 帧标记**:在标准以太网帧中插入 4B VLAN 标记(VID 12 位),最大 4096 个 VLAN
- 隔离广播域,提高安全性和灵活性
#### 6.3 无线局域网(WLANIEEE 802.11
**CSMA/CA**:发送前先等待 DIFS,然后退避随机时间;接收方回复 ACK 前等待 SIFS。
**帧类型**
| 类型 | 用途 |
|:----|------|
| 管理帧 | 关联、认证、信标(Beacon) |
| 控制帧 | RTS/CTS、ACK |
| 数据帧 | 传输上层数据 |
> **隐蔽站问题**:站 A 和 C 分别位于 AP 两侧,彼此无法感知对方发送,使用 RTS/CTS(请求发送/允许发送)解决。
### 7. 广域网
#### 7.1 PPP 协议(点对点协议)
- 提供**点对点**链路上的数据封装
- 三个组件:HDLC 封装、LCP(链路控制协议)、NCP(网络控制协议)
- **透明传输**:异步链路用字符填充法,同步链路用零比特填充法
- 无需流量控制和纠错(只做检错)
> PPP 常用于拨号上网、PPPoE(以太网上的 PPP,宽带接入)。
#### 7.2 HDLC 协议(高级数据链路控制)
- 面向比特的同步链路控制协议
- 三种站:主站(命令)、从站(响应)、复合站
- 三种帧:**信息帧(I)**、**监控帧(S)**、**无编号帧(U)**
- 使用零比特填充法透明传输
**PPP vs HDLC**
| 特性 | PPP | HDLC |
|:----|:---:|:----:|
| 面向方式 | 字节 | 比特 |
| 透明传输 | 字符填充/零比特填充 | 零比特填充 |
| ACK | 不需要 | 需要 |
| 差错控制 | 只检错 | 检错 + 重传 |
| 流量控制 | 不支持 | 滑动窗口 |
### 8. 数据链路层设备
| 设备 | 层级 | 转发依据 | 功能 |
|:----|:---:|---------|------|
| 网桥 | 2 | MAC 地址 | 隔离冲突域(不隔离广播域),连接两个网段 |
| 交换机 | 2 | MAC 地址 | 多端口的网桥,全双工,每个端口独立带宽 |
> **冲突域**:同一时刻只能有一台设备发送数据的区域(交换机每个端口独立冲突域)。
> **广播域**:广播帧能到达的范围(交换机不隔离广播域,VLAN 可隔离)。
**自学习算法**(交换机/网桥地址表建立):
1. 收到帧时记录源 MAC 地址及入端口
2. 目的 MAC 在表中 → 只转发到对应端口
3. 目的 MAC 不在表中 → 从所有端口广播(洪泛)
4. 地址表条目有老化时间
**交换机三种交换方式**
| 方式 | 转发时机 | 延迟 | 错误检测 |
|:----|---------|:---:|:-------:|
| 直通交换 | 只查目的 MAC 地址即转发 | 低 | 无 |
| 存储转发 | 完整接收一帧,查 FCS 无误后转发 | 高 | 完整检测 |
| 无碎片交换 | 接收前 64B(最小帧长)后转发 | 中 | 可滤除冲突碎片 |
+6
View File
@@ -23,6 +23,7 @@ $$
- [04_积分_换元与分部.md](./04_积分_换元与分部.md) — 换元积分法、分部积分法 - [04_积分_换元与分部.md](./04_积分_换元与分部.md) — 换元积分法、分部积分法
- [04_积分_有理分式.md](./04_积分_有理分式.md) — 有理分式积分 - [04_积分_有理分式.md](./04_积分_有理分式.md) — 有理分式积分
- [04_积分_反常积分.md](./04_积分_反常积分.md) — 反常积分的定义与比较判别法 - [04_积分_反常积分.md](./04_积分_反常积分.md) — 反常积分的定义与比较判别法
- [04_积分_变限积分.md](./04_积分_变限积分.md) — 变限积分求导、含参变量积分、奇偶性
### 知识点 ### 知识点
- 定积分的定义 - 定积分的定义
@@ -40,3 +41,8 @@ $$
- 反常积分的定义与分类(无穷限 + 瑕积分) - 反常积分的定义与分类(无穷限 + 瑕积分)
- 反常积分的比较判别法(一般形式与极限形式) - 反常积分的比较判别法(一般形式与极限形式)
- 常用反常积分比较基准:$\int \frac{1}{x^p}\,dx$ - 常用反常积分比较基准:$\int \frac{1}{x^p}\,dx$
- 变限积分求导公式(基本形式 + Leibniz 公式)
- 含参变量变限积分:先换元分离 $x$,再求导
- 变限积分中的绝对值处理($\sqrt{x^2}=|x|$
- 变限积分与无穷小阶数判定(积分中值定理)
- 变限积分的奇偶性($f$ 奇 $\Rightarrow$ $F$ 偶,$f$ 偶 $\Rightarrow$ $F$ 奇)
+178
View File
@@ -0,0 +1,178 @@
## 笔记记录
### 要点 11 - 变限积分求导公式(基本形式)
设 $f(t)$ 连续,$a(x), b(x)$ 可导,则:
$$
\frac{d}{dx} \int_{a(x)}^{b(x)} f(t)\,dt = f\big(b(x)\big)\,b'(x) - f\big(a(x)\big)\,a'(x)
$$
**特例**
| 情况 | 公式 |
|------|------|
| 下限为常数 $a$ | $\displaystyle\frac{d}{dx}\int_a^{b(x)} f(t)\,dt = f(b(x))\,b'(x)$ |
| 上限为常数 $b$ | $\displaystyle\frac{d}{dx}\int_{a(x)}^b f(t)\,dt = -f(a(x))\,a'(x)$ |
| 上下限均为常数 | $\displaystyle\frac{d}{dx}\int_a^b f(t)\,dt = 0$ |
**推导思路**:设 $F(x)$ 为 $f(x)$ 的原函数,则:
$$
\int_{a(x)}^{b(x)} f(t)\,dt = F(b(x)) - F(a(x))
$$
两边求导即得公式。
---
### 要点 12 - 含参变量的变限积分求导(Leibniz 公式)
当被积函数也含有 $x$ 时,需使用 **Leibniz 公式**
$$
\frac{d}{dx}\int_{a(x)}^{b(x)} F(x,t)\,dt
= F\big(x,b(x)\big)\,b'(x) - F\big(x,a(x)\big)\,a'(x)
+ \int_{a(x)}^{b(x)} \frac{\partial F(x,t)}{\partial x}\,dt
$$
**关键策略:先换元,再求导**
若 $F(x,t) = f(x + g(t))$ 这类形式,直接求导容易漏掉 $\frac{\partial F}{\partial x}$ 项。推荐做法:
1. 先换元将 $x$ 从被积函数中分离
2. 使被积函数仅含积分变量,不再含 $x$
3. 再用基本变限积分求导公式
**典例**:设 $g(x) = \displaystyle\int_0^{2x} f\!\left(x + \dfrac{t}{2}\right) dt$,求 $g'(x)$。
**解**:令 $u = x + \dfrac{t}{2}$,则 $dt = 2\,du$
$$
t = 0 \Rightarrow u = x,\qquad t = 2x \Rightarrow u = 2x
$$
$$
g(x) = \int_0^{2x} f\!\left(x + \frac{t}{2}\right) dt
= \int_x^{2x} f(u) \cdot 2\,du
= 2\int_x^{2x} f(u)\,du
$$
此时被积函数不含 $x$,直接用基本公式:
$$
g'(x) = 2\bigl[ f(2x)\cdot 2 - f(x)\cdot 1 \bigr]
= 4f(2x) - 2f(x)
$$
**易错点**:若直接用 Leibniz 公式,容易漏掉第三项 $\int \frac{\partial F}{\partial x} dt$。
---
### 要点 13 - 变限积分中的绝对值处理
当变限积分上限/下限或被积函数中出现 $\sqrt{x^2}$ 等含绝对值表达式时,需分段讨论。
**核心等式**$\sqrt{x^2} = |x|$
**典例**:设 $y(x) = \displaystyle\int_2^{x^2} e^{-\sqrt{t}}\,dt$,求 $y''(-1)$。
**解**
由基本公式:
$$
y'(x) = e^{-\sqrt{x^2}} \cdot (x^2)' = 2x\,e^{-|x|}
$$
在 $x = -1$ 的邻域内 $x < 0$,故 $|x| = -x$$e^{-|x|} = e^x$
$$
y'(x) = 2x\,e^x \qquad (x < 0)
$$
再求导:
$$
y''(x) = 2e^x + 2x e^x = 2e^x(1 + x)
$$
代入 $x = -1$
$$
y''(-1) = 2e^{-1}(1 - 1) = 0
$$
**易错点**:直接写 $e^{-\sqrt{x^2}} = e^{-x}$ 而忽略 $|x|$,导致 $y''(-1) = 4e$(错误)。
---
### 要点 14 - 变限积分与无穷小阶数的判定
变限积分常与极限问题结合,判定无穷小阶数时常用技巧:
**1. 直接使用变限积分求导 + 洛必达法则**
当 $x \to 0$ 时 $\int_0^x f(t)\,dt \sim f(0)\,x$(若 $f(0) \neq 0$),利用此等价关系快速判定阶数。
**2. 积分中值定理**
若 $\xi$ 介于积分上下限之间:
$$
\int_{a(x)}^{b(x)} f(t)\,dt = f(\xi)\big(b(x) - a(x)\big)
$$
当 $a(x) \to 0, b(x) \to 0$ 时 $\xi \to 0$$f(\xi) \to f(0)$$f$ 连续)。
**典例**$g(x) = 2\displaystyle\int_x^{2x} f(u)\,du$,判定 $x \to 0^+$ 时 $g(x)$ 与 $\sqrt{x}$ 的阶数关系。
$$
g(x) = 2f(\xi)(2x - x) = 2x f(\xi), \quad \xi \in [x, 2x]
$$
$$
\lim_{x\to 0^+} \frac{g(x)}{\sqrt{x}} = \lim_{x\to 0^+} 2\sqrt{x}\,f(\xi) = 0
$$
故 $g(x)$ 是 $\sqrt{x}$ 的高阶无穷小。
---
### 要点 15 - 变限积分的奇偶性
设 $f(x)$ 为连续函数,利用变量代换判断含参积分的奇偶性。
**基本结论**
| $f(x)$ 的奇偶性 | $F(x) = \displaystyle\int_0^x f(t)\,dt$ 的奇偶性 |
|:---:|:---:|
| $f$ 为奇函数 | $F$ 为偶函数 |
| $f$ 为偶函数 | $F$ 为奇函数(当 $F(0)=0$ |
**含绝对值的含参积分**:作代换 $t \to -t$ 检验。
**典例**$g(x) = \displaystyle\int_{-a}^a |x - t|\,f(t)\,dt$$f$ 为偶函数,判定 $g(x)$ 的奇偶性。
$$
\begin{aligned}
g(-x) &= \int_{-a}^a |-x - t|\,f(t)\,dt \\
&= \int_{a}^{-a} |-x + u|\,f(-u)\,(-du) \quad (u = -t) \\
&= \int_{-a}^a |u - x|\,f(u)\,du \quad (f(-u)=f(u)) \\
&= g(x)
\end{aligned}
$$
故 $g(x)$ 为偶函数。
---
### 知识点
- 变限积分求导基本公式:$\displaystyle\frac{d}{dx}\int_{a(x)}^{b(x)} f(t)dt = f(b(x))b'(x) - f(a(x))a'(x)$
- Leibniz 公式:被积函数含 $x$ 时须加 $\int \frac{\partial F}{\partial x} dt$ 项
- 含参变量变限积分的求导策略:先换元分离 $x$,再求导
- $\sqrt{x^2} = |x|$,分段处理绝对值
- 变限积分与无穷小阶数判定(洛必达 / 积分中值定理)
- $\displaystyle\int_0^x f(t)dt \sim f(0)\,x$$x \to 0$$f$ 连续)
- 变限积分奇偶性:$f$ 奇 $\Rightarrow$ $F$ 偶;$f$ 偶 $\Rightarrow$ $F$ 奇
- 变量代换法判断含绝对值含参积分的奇偶性
+84
View File
@@ -0,0 +1,84 @@
## 笔记记录
### 要点 01 - 二重积分的积分次序交换
二重积分交换次序的核心步骤:
1. **画出积分区域**:根据原积分限写出不等式,在坐标系中标出区域 $D$
2. **反解不等式**:将"先 $t$ 后 $y$"的不等式组改写为"先 $y$ 后 $t$"的形式
3. **确定新限**:写出交换后的累次积分
**示例**:设原积分为 $\displaystyle\int_a^b dy \int_{\varphi_1(y)}^{\varphi_2(y)} f(y,t)\,dt$,交换后为 $\displaystyle\int_c^d dt \int_{\psi_1(t)}^{\psi_2(t)} f(y,t)\,dy$。
---
### 要点 02 - 由不等式反解积分限
给定 $a \le y \le b,\; \varphi_1(y) \le t \le \varphi_2(y)$
- 从 $\varphi_1(y) \le t \le \varphi_2(y)$ 解出 $y$ 的范围:$\psi_1(t) \le y \le \psi_2(t)$
- $t$ 的范围为 $[c,d] = [\min \varphi_1(y), \max \varphi_2(y)]$$y \in [a,b]$
**常见反解关系**
| 原关系 | 反解 |
|--------|------|
| $y \le t$ | $y \le t$ |
| $t \le \sqrt{y}$ | $y \ge t^2$ |
| $t \le y^2$ | $y \ge \sqrt{t}$ |
| $t \ge y^2$ | $y \le \sqrt{t}$ |
---
### 要点 03 - 分段处理($\min$/$\max$ 切换)
交换次序后,若上限/下限含 $\min$ 或 $\max$,需在切换点处拆分为多段积分。
设 $y \in [t^2, \min(t, x^2)]$,切换点为 $t = x^2$
- 当 $0 \le t \le x^2$ 时:$\min(t, x^2) = t$,故 $y \in [t^2, t]$
- 当 $x^2 \le t \le x$ 时:$\min(t, x^2) = x^2$,故 $y \in [t^2, x^2]$
积分拆为两段:
$$\int_0^{x^2} dt \int_{t^2}^t f\,dy + \int_{x^2}^x dt \int_{t^2}^{x^2} f\,dy$$
---
### 要点 04 - 内层积分时外层变量视为常数
计算累次积分 $\displaystyle\int dt \int g(y, t)\,dy$ 时:
- 先对 $y$ 积分,此时 $t$ 视为**常数**
- 原函数中的 $t$(来自被积函数或换元)**不参与代入上下限**
- 只有含 $y$ 的部分受上下限影响
**❌ 常见错误**$\displaystyle\int_{t^2}^t t \cdot h(y,t)\,dy$ 代入时把系数 $t$ 也随 $y$ 限代值,写成 $t \cdot h(t,t) - t^2 \cdot h(t^2,t)$ 之类。
**✅ 正确做法**:系数 $t$ 提出积分号或保持不动:
$$\int_{t^2}^t t \cdot h(y,t)\,dy = t \int_{t^2}^t h(y,t)\,dy$$
---
### 要点 05 - 二重积分的变量代换
对 $\displaystyle\iint_D f(y,t)\,dy\,dt$,作代换 $(y,t) \to (u,v)$
$$
\iint_D f(y,t)\,dy\,dt = \iint_{D'} f\big(y(u,v), t(u,v)\big) \cdot |J| \, du\,dv
$$
其中 Jacobi 行列式 $J = \dfrac{\partial(y,t)}{\partial(u,v)}$。
**常用代换**
- 极坐标:$y = r\cos\theta,\; t = r\sin\theta$$|J| = r$
- 线性代换:$u = ay + bt,\; v = cy + dt$$|J| = |ad - bc|^{-1}$
---
### 知识点
- 二重积分交换次序:画出区域 → 反解不等式 → 写出新积分限
- $\min/\max$ 型边界需分段处理
- 累次积分中,内层积分时外层变量为常数,不可随内层限代值
- 变量代换的 Jacobi 行列式
- 极坐标变换:$dx\,dy \to r\,dr\,d\theta$
+7 -2
View File
@@ -29,6 +29,11 @@
- [要点 08 - 有理分式积分](./04_积分_有理分式.md#要点-08---有理分式积分) - [要点 08 - 有理分式积分](./04_积分_有理分式.md#要点-08---有理分式积分)
- [要点 09 - 反常积分的定义与分类](./04_积分_反常积分.md#要点-09---反常积分的定义与分类) - [要点 09 - 反常积分的定义与分类](./04_积分_反常积分.md#要点-09---反常积分的定义与分类)
- [要点 10 - 反常积分的比较判别法](./04_积分_反常积分.md#要点-10---反常积分的比较判别法) - [要点 10 - 反常积分的比较判别法](./04_积分_反常积分.md#要点-10---反常积分的比较判别法)
- [要点 11 - 变限积分求导公式(基本形式)](./04_积分_变限积分.md#要点-11---变限积分求导公式基本形式)
- [要点 12 - 含参变量的变限积分求导(Leibniz 公式)](./04_积分_变限积分.md#要点-12---含参变量的变限积分求导leibniz-公式)
- [要点 13 - 变限积分中的绝对值处理](./04_积分_变限积分.md#要点-13---变限积分中的绝对值处理)
- [要点 14 - 变限积分与无穷小阶数的判定](./04_积分_变限积分.md#要点-14---变限积分与无穷小阶数的判定)
- [要点 15 - 变限积分的奇偶性](./04_积分_变限积分.md#要点-15---变限积分的奇偶性)
### [05_微分方程.md](./05_微分方程.md) ### [05_微分方程.md](./05_微分方程.md)
- [要点 01 - 一阶可分离变量方程](./05_微分方程.md#要点-01---一阶可分离变量方程) - [要点 01 - 一阶可分离变量方程](./05_微分方程.md#要点-01---一阶可分离变量方程)
@@ -71,10 +76,10 @@
| 01 极限 | 等价无穷小、泰勒展开 | 1 | | 01 极限 | 等价无穷小、泰勒展开 | 1 |
| 02 导数与微分 | 莱布尼兹公式、隐函数求导、曲率 | 3 | | 02 导数与微分 | 莱布尼兹公式、隐函数求导、曲率 | 3 |
| 03 中值定理 | 罗尔/拉格朗日/柯西中值定理、泰勒公式、辅助函数构造 | 6 | | 03 中值定理 | 罗尔/拉格朗日/柯西中值定理、泰勒公式、辅助函数构造 | 6 |
| 04 积分 | 分式/根号/三角/换元/分部/有理分式/反常积分 | 10(分 5 子章节) | | 04 积分 | 分式/根号/三角/换元/分部/有理分式/反常积分/变限积分 | 15(分 6 子章节) |
| 05 微分方程 | 一阶/高阶方程、常系数、欧拉方程 | 8 | | 05 微分方程 | 一阶/高阶方程、常系数、欧拉方程 | 8 |
| 09 级数 | 数列不动点、正项级数审敛 | 8 | | 09 级数 | 数列不动点、正项级数审敛 | 8 |
| e01 常用公式速查 | 乘/指/对/数列/不等式/韦达定理 | — | | e01 常用公式速查 | 乘/指/对/数列/不等式/韦达定理 | — |
| e02 三角函数 | 奇变偶不变、和差化积、sec/csc/cot、积分递推 | — | | e02 三角函数 | 奇变偶不变、和差化积、sec/csc/cot、积分递推 | — |
**总计:36 个要点(04 积分拆为 5 子章节)+ 2 篇杂项** **总计:41 个要点(04 积分拆为 6 子章节)+ 2 篇杂项**