最好的高数下册同济六版复习提纲精编版
高数下期末总复习大全(同济六版)(2020年整理).pptx
学海无 涯
xy
(t), (t),
z (t),
空
间 ( t )
曲
线
:
zy
(x) (x)
切向量
T ((t0 ) , (t0 ) , (t0 ))
切向量
T (1 , (x) , (x))
法向量
F(x, y, z) 0
空 间 曲 面 :
n ( Fx (x0 , y0 , z0 ) , Fy (x0 , y0 , z0 ) , Fz (x0 , y0 , z0 ) )
x x0 y y0 z z0 fx (x0 , y0 ) f y (x0 ,y0 ) 1
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第十章 重积分
积分类型
二重积分
I f x, yd
D
重积分
计算方法
(1)
利用直角坐标系
X—型 Y—型
b
2 ( x)
f (x, y)dxdy dx f (x, y)dy a (x)
a ax2 a 2 a 2
y
z
和差
c a b ax bx , ay by , az bz
单位向量
方向余弦
点乘(数量积 ) 叉乘(向量积 )
c ab
垂直 平行
交角余弦
投影
c a b c a-b a 0 ,则 e a
aa
设 a 与 x, y, z 轴的夹角分别为,, , 则方向余弦分别为cos,cos,cos
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高数下期末总复习大全(同济六版)
第八章 向量与解析几何
定义 向量
模
向量代数 定义与运算的几何表达
有大小、有方向. 记作a 或 AB
向量a 的模记作 a
在直角坐标系下的表示
高等数学复习提纲 同济大学 下册
高等数学复习提纲一、考试题型 1.填空题6题 2.计算题8题 二、知识点 1.平面及其方程。
例题:一平面过点(1? 0? ?1)且平行于向量a ?(2? 1? 1)和b ?(1? ?1? 0)? 试求这平面方程?解 所求平面的法线向量可取为k j i kj i b a n 3011112-+=-=⨯=?所求平面的方程为(x ?1)?(y ?0)?3(z ?1)?0? 即x ?y ?3z ?4?0?2.空间直线及其方程。
例题:求过点(2? 0? ?3)且与直线⎩⎨⎧=+-+=-+-012530742z y x z y x 垂直的平面方程?解 所求平面的法线向量n 可取为已知直线的方向向量? 即k j i kj i n 111416253421)2 ,5 ,3()4 ,2 ,1(++-=--=-⨯-=?所平面的方程为?16(x ?2)?14(y ?0)?11(z ?3)?0? 即 16x ?14y ?11z ?65?0?例题:求过点(3? 1? ?2)且通过直线12354zy x =+=-的平面方程?解 所求平面的法线向量与直线12354zy x =+=-的方向向量s 1?(5? 2?1)垂直? 因为点(3? 1? ?2)和(4? ?3? 0)都在所求的平面上? 所以所求平面的法线向量与向量s 2?(4? ?3? 0)?(3? 1? ?2)?(1? ?4? 2)也是垂直的? 因此所求平面的法线向量可取为k j i kj i s s n 229824112521--=-=⨯=?所求平面的方程为8(x ?3)?9(y ?1)?22(z ?2)?0? 即 8x ?9y ?22z ?59?0?3.旋转曲面。
例题:将zOx 坐标面上的抛物线z 2?5x 绕x 轴旋转一周? 求所生成的旋转曲面的方程? 解 将方程中的z 换成22z y +±得旋转曲面的方程y 2?z 2?5x ?例题:将zOx 坐标面上的圆x 2?z 2?9绕z 轴旋转一周? 求所生成的旋转曲面的方程?解 将方程中的x 换成22y x +±得旋转曲面的方程x 2?y 2?z 2?9?4. 多元复合函数求导,隐函数求导。
高等数学第六版下册复习纲要
若曲线 的参数方程是: , 分别对应曲线的两个端点,则第一型曲线积分
3.格林公式(联系曲线积分和二重积分)
设有界闭区域D由分段光滑曲线C所围成,C取正向,函数 在D上具有一阶连续偏导数,则有格林公式 .
注:1.可用第二型曲线积分计算该曲线所围成区域的面积:设有界闭区域D由取正向的光滑曲线C所围成,则区域D的面积为 .
2.聚点可以是点集的边界点,也可以是点集的内点,但不可以是点集的外点和点集内的孤立点;
3.开集和闭集内的所有点都是聚点.
二、二元函数的极限、连续性的相关知识点
1.二元函数 在 点的二重极限: .
2.二元函数 在 点的连续性: .
3.二元初等函数在其定义区域内连续.
二、二元函数的偏导数的相关知识点
1.函数 对自变量 的偏导数: 及 .
切线方程:
法平面方程:
2). 以一般式方程 表示的曲线在点 的切线和法平面方程:
先用方程组 确定的隐函数组 微分法求出 ,然后得到切线的方向向量
切线方程:
法平面方程:
2.曲面的切平面方程和法线方程
1).以一般式方程 表示的曲面在点 的切平面和法线方程:
切平面线方程:
法方程:
2).以特殊式方程 表示的曲面在点 的切平面和法线方程:
2. 函数 对自变量 的二阶偏导数: 、 、 、
注:若二阶混合偏导数 与 连续,则二者相等.
三、二元函数的全微分:
四、二元函数连续性、偏导数存在性以及全微分存在性三者之间的关系
1. 函数连续性与偏导数存在性的关系:二者没有任何的蕴涵关系.
2. 偏导数存在性与全微分存在性的关系:
全微分存在,偏导数存在;反之未必.(偏导数不存在,全微分一定不存在)
高数(同济第六版)下册多元函数的积分学及其应用知识点
第十章多元函数的积分学及其应用一、二重积分1.二重积分的概念�定义:设(,)f x y 是有界闭区域D 上的有界函数,“分割、近似、求和、取极限”:01(,)lim (,)n i iii D f x y d f λσξησ→==∆∑∫∫其中:D 为积分区域,(,)f x y 称为被积函数,d σ为面积元素。
�几何意义:当(,)0f x y ≥,(,)D f x y d σ∫∫表示以区域D 为底、以曲面(,)z f x y =为顶的曲顶柱体的体积。
�非均匀平面薄片的质量:(,)DM x y d µσ=∫∫。
2.二重积分的性质�性质1(线性性质).),(),()],(),([∫∫∫∫∫∫±=±DD D d y x g d y x f d y x g y x f σβσασβα�性质2(区域具有可加性)如果闭区域D 可被曲线分为两个没有公共内点的闭子区域1D 和2D ,则.),(),(),(21∫∫∫∫∫∫+=D D Dd y x f d y x f d y x f σσσ�性质3如果在闭区域D 上,σ,1),(=y x f 为D 的面积,则.1σσσ==⋅∫∫∫∫DD d d 几何意义:以D 为底、高为1的平顶柱体的体积在数值上等于柱体的底面积。
�性质4(单调性)如果在闭区域D 上,有),,(),(y x g y x f ≤则.),(),(∫∫∫∫≤DD d y x g d y x f σσ推论1.|),(|),(∫∫∫∫≤DD d y x f d y x f σσ推论2设m M ,分别是),(y x f 在闭区域D 上的最大值和最小值,σ为D 的面积,则.),(σσσM d y x f m D≤≤∫∫这个不等式称为二重积分的估值不等式。
�性质5(积分中值定理)如果函数(,)f x y D 上连续,σ是D 的面积,那么在D 上至少存在一点(,)ξη,使得(,)(,)Df x y d f σξησ=⋅∫∫。
高数下册总结(同济第六版)
高数同济版下高数(下)小结一、微分方程复习要点解微分方程时,先要判断一下方程是属于什么类型,然后按所属类型的相应解法求出其通解. 一阶微分方程的解法小结:高数同济版下二阶微分方程的解法小结:非齐次方程的特解的形式为:高数同济版下主要一阶1、可分离变量方程、线性微分方程的求解; 2、二阶常系数齐次线性微分方程的求解; 3、二阶常系数非齐次线性微分方程的特解二、多元函数微分学复习要点一、偏导数的求法 1、显函数的偏导数的求法时,应将看作常量,对求导,在求时,应将看作常量,对求导,所运用的是一元函数的求导法则与求导公式2、复合函数的偏导数的求法设,,,则,几种特殊情况: 1),,,则2),,则 3),则3、隐函数求偏导数的求法 1)一个方程的情况,设是由方程唯一确定的隐函数,则,高数同济版下或者视,由方程两边同时对 2)方程组的情况由方程组 . 两边同时对求导解出即可二、全微分的求法方法1:利用公式方法2:直接两边同时求微分,解出即可.其中要注意应用微分形式的不变性:三、空间曲线的切线及空间曲面的法平面的求法 1)设空间曲线Г的参数方程为,则当时,在曲线上对应处的切线方向向量为,切线方程为法平面方程为2)若曲面的方程为,则在点处的法向,切平面方程为法线方程为高数同济版下若曲面的方程为,则在点处的法向,切平面方程为法线方程为四、多元函数极值(最值)的求法 1 无条件极值的求法设函数在点的某邻域内具有二阶连续偏导数,由,解出驻点,记, 1)若时有极小值 2)若,则在点处无极值 3)若,不能判定在点处是否取得极值,则在点处取得极值,且当时有极大值,当2 条件极值的求法函数在满足条件下极值的方法如下: 1)化为无条件极值:若能从条件解出代入中,则使函数成为一元函数无条件的极值问题 2)拉格朗日乘数法作辅助函数,其中为参数,解方程组高数同济版下求出驻点坐标,则驻点可能是条件极值点 3 最大值与最小值的求法若多元函数在闭区域上连续,求出函数在区域内部的驻点,计算出在这些点处的函数值,并与区域的边界上的最大(最小)值比较,最大(最小)者,就是最大(最小)值. 主要1、偏导数的求法与全微分的求法;2、空间曲线的切线及空间曲面的法平面的求法3、最大值与最小值的求法三、多元函数积分学复习要点七种积分的概念、计算方法及应用如下表所示:高数同济版下高数同济版下*定积分的几何应用定积分应用的常用公式: (1)面积 (2)体积(型区域的面积)(横截面面积已知的立体体积)(所围图形绕的立体体积)(所围图形绕体体积)(所围图形绕轴的立体体积)。
高数下(同济六)知识点
高等数学下册习题常见鬓型求向疑得坐标、模、方向角、方向余弦、数量积、向量积计算一阶偏导数及高阶偏导数利用直角坐标计算二重枳分利用二重积分证明恒等式例1. 求解:(将二次积分交换顺序);沁4,胡注如y+JJ 空竺畑y 才 y " y Di y 址 y= JJ sin 兀'y dxdy = J" d)j 对 n "舐=Jjy -1) sin 九•ydy = cos1 — sin 1 qua y I y y ' 题型14利用投影法讣算三重积分题型27—阶线性微分方程 题型29可降阶方程题型15 利用柱坐标计算三重积分题型16 利用球坐标讣算三重积分 题型17 利用切片法讣算三重积分 题型18 利用三重积分计算立体得体积 题型19 il 算对弧长得曲线积分 题型20 il 算对而积得曲而积分 题型21 讣算对坐标得曲线积分题型22 利用格林公式计算对坐标得曲线枳分 题型23 曲线枳分与路径无关及全微分求枳 题型24 讣算对坐标得曲而积分题型25 利用高斯公式计算对坐标得曲面积分题型26 可分离变量得微分方程、齐次方程 题型1 题型2 由已知条件求平而与直线方程题型4 求多元复合函数得偏导数 题型5 求方程所确定得隐函数得偏导数题型6 求方向导数、梯度、曲线得切线、曲而得切平而 题型7 求极值、利用拉格郎日乘数法求最值题型9 利用极坐标讣算二重积分 题型10 计算带绝对值得二重积分题型12 利用对称性质计算二重枳分 题型13只有一种积分次序可计算得积分题型30二阶常系数非齐次线性方程第八章向量与解析几何切向量切“线”方程:法平“面”方程:法向量切平“面”方程:法“线“方程:或切平“面”方程:法“线“方程:第十章重积分(1) 积分区域得边界曲线易于用极坐标方程表示(含圆弧,宜线段); (2) 被枳函数用极坐标变量表示较简单(含;为实数)积分类型 二重枳分 平面薄片得质 质量=而密度而积重积分 计算方法(1) 利用直角坐标系X-型 y —型①利用极坐标系使用原则典型例题P141-例 I 、例3PI47-例 5⑶利用积分区域得对称性与被积函数得奇偶性当D 关于y 轴对称时,(关于X 轴对称时,有类似结PI41-例 2 应用该性质更方便计算步骤及注意事项1・画出积分区域 2・选择坐标系 3.确定积分次序 t 确定枳分限 5.计算要简便标准:域边界应尽量多为坐标轴,被积函数关于坐标变量易分离原则:积分区域分块少,累次积分好算为妙 方法:图示法先积一条线,后扫枳分域 注意:充分利用对称性,奇偶性X三重积分空间立体物得质量质量=密度而积①定义:四步法一分割、代替、求与、取极限:②性质:对积分得范用具有可加性,具有线性性:③对坐标得积分,积分区域对称与被积函数得奇偶性。
高数(同济六版下册)复习资料
第八章一、填空题1、曲线2sin 0x z y ⎧=⎨=⎩绕x 轴旋转的旋转曲面方程是_____________。
2、设||a =3,||b =4,且a b ⊥ ,则|()()|a b a b +⨯-=_____________ 。
3、已知两直线方程1123:101x y z L ---==-和221:211x y zL +-==, 则过1L 且平行于2L 的平面方程是 _____________。
4、点(2,1,0)到平面3450x y z ++=的距离为 。
5、设一平面经过原点及点(6,3,2)P -,且与平面428x y z -+=垂直,则此平面方程为____ 。
6过点)1,0,2(-M 且平行于向量)1,1,2(-=a 及)4,0,3(b 的平面方程是__________.7球面9222=++z y x 与平面1=+z x 的交线在xOy 面上投影的方程为______________.8. 曲线2221:12x y z C z ⎧++=⎪⎨=⎪⎩在xOy 面上的投影曲线的方程为_____________。
二、单项选择题1.直线11121-+==-z y x 与平面1=+-z y x 的位置关系是 ( ). A 、垂直; B 、 平行;C 、 夹角为π4;D 、夹角为π4-.2.若直线k z y x L 35231:1-=-+=-与23312:2zy x L =+=-垂直,则=k ( ) A 、-6 ; B 、4 ; C 、-4 ; D 、6。
3、向量a →与b →的数量积a b →→⋅=( )A 、Pr b a j a →→; B 、Pr a a j b →→⋅; C 、Pr a a j b →→; D 、Pr a b j b →→4、曲线⎪⎩⎪⎨⎧=-==32t z t y t x 的所有切线中与平面42=++x y z 平行的切线( )(A) 只有一条 ; (B) 只有两条 ; (C) 至少有三条 ; (D) 不存在 5、下列平面方程中,方程( )过y 轴;(A) 1=++z y x ; (B) 0=++z y x ; (C) 0=+z x ; (D) 1=+z x . 6、过点(0,2,4)且与平面21x z +=及32y z -=都平行的直线是( )A 、024102x y z ---== B 、024013x y z ---==- C 、24231x y z --==- D 、23(2)40x y z -+-+-= 三、解答下列各题1.求过点(3,1,-2),且通过直线43521x y z-+==的平面方程。
同济六版高等数学(下)知识点整理
第八章1、向量在轴上的投影:性质:ϕcos )(a a u =(即Prj u ϕcos a a =),其中ϕ为向量a与u 轴的夹角;u u u b a b a )()()( +=+(即Prj u =+)(b a Prj u a+ Prj u b );u u a a )()( λλ=(即Prj u λλ=)(a Prj u a).2、两个向量的向量积:设k a j a i a a z y x++=,k b j b i b b z y x ++=,则=⨯b ax x b a iyy b a j z z b a k=11)1(+-yy b az z b a i +21)1(+-x x b a zzb aj +31)1(+- x x b ayyb a k=k b a b a j b a b a i b a b a x y y x z x x z y z z y)()()(-+-+-注:a b b a⨯-=⨯3、二次曲面(1) 椭圆锥面:22222z by a x =+;(2) 椭圆抛物面:z by a x =+2222; (旋转抛物面:z a y x =+222(把把xOz 面上的抛物线z ax =22绕z 轴旋转))(3) 椭球面:1222222=++c z b y a x ; (旋转椭球面:122222=++cz a y x (把xOz 面上的椭圆12222=+cz a x 绕z 轴旋转))(4) 单叶双曲面:1222222=-+c z b y a x ; (旋转单叶双曲面:122222=-+cz a y x (把xOz 面上的双曲线12222=-cz a x 绕z 轴旋转))(5) 双叶双曲面:1222222=--c z b y a x ; (旋转双叶双曲面:122222=+-c z y a x (把xOy 面上的双曲线12222=-cz a x 绕x 轴旋转)) (6) 双曲抛物面(马鞍面):z by a x =-2222;(7) 椭圆柱面:12222=+b y a x ; 双曲柱面:12222=-by a x ; 抛物柱面:ay x =24、平面方程(1) 平面的点法式方程:0)()()(000=-+-+-z z C y y B x x A ,其中),,(0000z y x M 是平面上一点,),,(C B A n =为平面的一个法向量.(2) 平面的一般方程:0=+++D Cz By Ax ,其中),,(C B A n =为平面的一个法向量.注:由平面的一般方程可得平面的一个法向量),,(C B A n =若D =0,则平面过原点;若⎩⎨⎧≠==轴,则平面平行于轴则平面过x D x D A 0,0,0若⎩⎨⎧≠===面,则平面平行于面,则平面表示,xOy D xOy D B A 000 (3) 平面的截距式方程:1=++czb y a x ,其中c b a ,,分别叫做平面在z y x ,,轴上的截距.5、两平面的夹角:222222212121212121cos C B A C B A C C B B A A ++⋅++++=θ特殊:0212121=++⇔C C B B A A 两平面互相垂直 212121C C B B A A ==⇔两平面互相平行或重合 6、点),,000z y x P (到平面0=+++D Cz By Ax 的距离公式:222000CB A DCz By Ax d +++++=7、空间直线方程(1) 空间直线的一般方程:⎩⎨⎧=+++=+++0022221111D z C y B x A D z C y B x A(2) 空间直线的对称式(点向式)方程:pz z n y y m x x 000-=-=-,其中),,(p n m s =为直线的一个方向向量,),,(000z y x M 为直线上一点(3) 空间直线的参数方程:⎪⎩⎪⎨⎧+=+=+=ptz z nt y y mt x x 0008、两直线的夹角:222222212121212121cos p n m p n m p p n n m m ++⋅++++=ϕ特殊:0212121=++⇔p p n n m m 两直线互相垂直 212121p pn n m m ==⇔两直线互相平行或重合 9、直线与平面的夹角:222222sin pn m C B A Cp Bn Am ++⋅++++=ϕ特殊:pC n B m A ==⇔直线与平面垂直 直线与平面平行或在平面内:0=++Cp Bn Am 10、平面束的方程:设直线L 由方程组⎩⎨⎧=+++=+++0022221111D z C y B x A D z C y B x A 所确定,其中222111,,,,C B A C B A 与不成比例,则平面0)(22221111=+++++++D z C y B x A D z C y B x A λ为通过直线L 的所有平面(不包含平面02222=+++D z C y B x A )第九章1、内点一定是聚点;边界点不一定是聚点2、二重极限存在是指),(y x P 以任何方式趋于),(000y x P 时,),(y x f 都无限接近于A ,因此当),(y x P 以不同方式趋于),(000y x P 时,),(y x f 趋于不同的值,那么这个函数的极限不存在3、偏导数:求x f∂∂时,只要把其他量),,( z y 看作常量而对x 求导数;求yf∂∂时,只要把其他量),,( z x 看作常量而对y 求导数; 注意:(1)偏导数都存在并不一定连续;(2)xz∂∂为整体,不可拆分;(3)分界点,不连续点处求偏导数要用定义求4、若函数),(y x f z =在点),(y x 可微分,则该函数在点),(y x 的偏导数x z ∂∂、yz∂∂必定存在,且函数),(y x f z =在点),(y x 的全微分为dy yz dx x z dz ∂∂+∂∂=5、若函数),(y x f z =的偏导数x z∂∂、yz ∂∂在点),(y x 连续,则函数在该点可微分 6、),(y x f 连续,偏导数不一定存在,偏导数存在,),(y x f 不一定连续; ),(y x f 连续,不一定可微,但可微,),(y x f 一定连续; 可微,偏导数一定存在,偏导数存在, ),(y x f 不一定可微; 可微,偏导数不一定都连续;偏导数都连续, ),(y x f 一定可微 7、多元复合函数的求导法则:(1)一元函数与多元函数符合的情形:若函数)(t u ϕ=及)(t v ψ=都在点t 可导,函数),(v u f z =在对应点),(v u 具有连续偏导数,则复合函数)](),([t t f z ψϕ=在点t 可导,且有dtdvv z dt du u z dt dz ∂∂+∂∂= (2)多元函数与多元函数复合的情形:若函数),(y x u ϕ=及),(y x v ψ=都在点),(y x 具有对x 及对y 的偏导数,函数),(v u f z =在对应点),(v u 具有连续偏导数,则复合函数)],(),,([y x y x f z ψϕ=在点),(y x 的两个偏导数都存在,且x v v z x u u z x z ∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂;yvv z y u u z y z ∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂ (3)其他情形:若函数),(y x u ϕ=在点),(y x 具有对x 及对y 的偏导数,函数)(y v ψ=在点y 可导,函数),(v u f z =在对应点),(v u 具有连续偏导数,则复合函数)](),,([y y x f z ψϕ=在点),(y x 的两个偏导数都存在,且xuu z x z ∂∂∂∂=∂∂;yv v z y u u z y z ∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂ 8、隐函数求导公式: (1)函数),(y x F :yx F F dx dy-= (2)函数),,(z y x F :z x F F x z -=∂∂,zy F F y z-=∂∂9、空间曲线的切线与法平面:设空间曲线Γ的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧===),(),(),(t z t y t x ωψϕ ],[βα∈t ),,(000z y x M 为曲线上一点假定上式的三个函数都在],[βα上可导,且三个导数不同时为零则向量=T ))('),('),('()('0000t t t t f ωψϕ=为曲线Γ在点M 处的一个切向量,曲线Γ在点M 处的切线方程为:)(')(')('000000t z z t y y t x x ωψϕ-=-=-,法平面方程为:0))(('))(('))(('000000=-+-+-z z t y y t x x t ωψϕ 如果空间曲线Γ的方程以⎩⎨⎧==),(),(x z x y ψϕ的形式给出,则Γ在点M 处的切线方程为:)(')('100000x z z x y y x x ψϕ-=-=-, 法平面方程为:0))(('))((')(00000=-+-+-z z x y y x x x ψϕ如果空间曲线Γ的方程以⎩⎨⎧==,0),,(,0),,(z y x G z y x F 的形式给出,则Γ在点M 处的切线方程为:Myyx x M x x z z Mz z y y G F G F z z G F G F y y G F G F x x 000-=-=-法平面方程为:0)()()(000=-+-+-z z F F G F y y G F G F x x G F G F yy x x Mxx z z Mzz y y10、曲面的切平面与法线:设曲面方程为0),,(=z y x F ,),,(000z y x M 为曲面上一点,则曲面在点M 处的切平面方程为:0))(,,())(,,())(,,(000000000000=-+-+-z z z y x F y y z y x F x x z y x F z y x ,法线方程为:),,(),,(),,(0000000000z y x F z z z y x F y y z y x F x x o z o y x -=-=-11、方向导数:若函数),(y x f 在点),(000y x P 可微,那么函数在该点沿任一方向l 的方向导数存在,且 βαcos ),(cos ),(000o y x y x f y x f lf+=∂∂,其中βαcos ,cos 是方向l 的方向余弦 12、梯度:j y x f i y x f y x),(),(0000+称为函数),(y x f 在点),(000y x P 的梯度,记作),(),(000y x f y x gradf o ∇或,即),(),(000y x f y x gradf o ∇==j y x f i y x f y o x),(),(000+13、设函数),(y x f z =在点),(00y x 具有偏导数,且在点),(00y x 处有极值,则0),(,0),(0000==y x f y x f y x14、设函数),(y x f z =在点),(00y x 的某邻域里连续且有一阶及二阶偏导数,又0),(,0),(000==y x f y x f y o x ,令C y x f B y x f A y x f yy xy o xx ===),(,),(,),(00000,则),(y x f 在点),(00y x 处是否取得极值的条件如下:(1)02>-B AC 时具有极值,且当0<A 时有极大值,当0>A 时有极小值; (2)02<-B AC 时没有极值;(3)02=-B AC 时可能有极值,也有可能没有极值 15、具有二阶连续偏导数的函数),(y x f z =的极值求法:第一步:解方程组0),(,0),(==y x f y x f y x ,求得一切实数解,即可求得一切驻点;第二步:对每一个驻点),(00y x ,求出二阶偏导数的值B A ,和C ; 第三步:定出2B AC -的符号,按14的结论判定),(00y x f 是不是极值,是极大值还是极小值注:上述步骤是求具有二阶连续偏导数的函数得情况下,那..........................么在考虑函数......极值时,除了考虑函数的驻点外,如果有偏导数不存在的点,那么对这些点.................................也要考虑....16、拉格朗日乘数法:要找函数),(y x f z =在附加条件0),(=y x ϕ下的可能极值点,可以先作拉格朗日函数),(),(),(y x y x f y x L λϕ+=,其中λ为参数.求其对x 及y 的一阶偏导数,并使之为零,然后与方程0),(=y x ϕ联立起来:⎪⎩⎪⎨⎧==+=+0),(0),(),(0),(),(y x y x y x f y x y x f y y x x ϕλϕλϕ,由这方程组解出y x ,及λ,这样得到的),(y x 就是函数),(y x f 在附加条件0),(=y x ϕ下的可能极值点第十章1、二重积分的性质性质1:设βα、为常数,则⎰⎰⎰⎰⎰⎰+=+DDDd y x g d y x f d y x g y x f σβσασβα),(),()],(),([.性质2:如果闭区域D 被有限曲线分为有限个部分闭区域,则在D 上的二重积分等于在各个部分闭区域上的二重积分之和.(二重积分对于积分区域具有可加性)性质3:如果在D 上,1),(=y x f ,σ为D 的面积,则⎰⎰⎰⎰=⋅=DDd d σσσ1性质4:如果在D 上,),,(),(y x y x f ϕ≤则有:⎰⎰⎰⎰≤DDd y x d y x f .),(),((σϕσ特殊地,由于,),(),(),(y x f y x f y x f ≤≤-则⎰⎰⎰⎰≤DDd y x f d y x f σσ),(),(.性质5:设m M ,分别是),(y x f 在闭区域D 上的最大值和最小值,σ是D 的面积,则有⎰⎰≤≤DM d y x f m σσσ),(.性质6(二重积分的中值定理):设函数),(y x f 在闭区域D 连续,σ是D 的面积,则在D 上至少存在一点),(ηξ,使得⎰⎰⋅=Df d y x f σηξσ),(),(.2、二重积分直角坐标的计算法:(1)若积分区域D 可用不等式)()(21x y x ϕϕ≤≤,b x a ≤≤(X 型)来表示,其中)(1x ϕ、)(2x ϕ在区间],[b a 上连续.则⎰⎰⎰⎰=Dx x ba dy y x f dx d y x f )()(21.),(),(ϕϕσ(2)若积分区域D 可用不等式)()(21x x x φφ≤≤,b y a ≤≤(Y 型)来表示,其中)(1x φ、)(2x φ在区间],[d c 上连续.则⎰⎰⎰⎰=Dx x dc dx y x f dyd y x f )()(21.),(),(φφσ注:确定次序原则:(1) 函数原则:内层积分可以积出; (2) 区域原则; (3) 少分块原则.3、二重积分极坐标的计算法:(极坐标系中的面积元素:θρρd d )若积分区域D 可用不等式)()(21x x ϕρϕ≤≤,βθα≤≤来表示,其中)(1x ϕ、)(2x ϕ在区间],[βα上连续.则:⎰⎰⎰⎰⎰⎰==βαθϕθϕρρθρθρθθρρθρθρσ)()(21)sin ,cos ()sin ,cos (),(d f d d d f d y x f DD(详见P145,146)4、确定上下限原则:(1)每层下限小于上限;(2)内层一般是与外层积分变量的有关的函数,也可以是常数; (3)外层一定为常数.5、利用被积函数的奇偶性及积分区域的对称性简化: (1)若积分区域D 关于0=x 对称,则:⎰⎰⎰⎰⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=--=-=DD y x f y x f dxdy y x f y x f y x f dxdy y x f 1),(),(,),(2),(),(,0),(当当, 其中}{0,),(),(1≥∈=x D y x y x D(2)若积分区域D 关于0=y 对称,则:⎰⎰⎰⎰⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=--=-=DD y x f y x f dxdy y x f y x f y x f dxdy y x f 1),(),(,),(2),(),(,0),(当当, 其中}{0,),(),(2≥∈=y D y x y x D 6、直角坐标三重积分的计算:(1)先一后二:若}{xy D y x y x z z y x z z y x ∈≤≤=Ω),(),,(),(),,(21,闭区域}{b x a x y y x y y x D xy ≤≤≤≤=),()(),(21,则:⎰⎰⎰⎰⎰⎰=Ω),(),(2221),,(),,(y x z y x z y y badz z y x f dy dx dv z y x f (详见P158,159)(2)先二后一(截面法):S1:将Ω向某轴投影,如z 轴,],[21c c z ∈;S2:对],[21c c z ∈,用平行于xoy 面的平面截Ω,截出部分记为z D ;S3:计算⎰⎰zD dxdy z f )(;S4:计算⎰21),(c c dz y x F若空间区域{}21,),(),,(c z c D y x z y x z ≤≤∈=Ω,其中z D 是竖坐标为z 的平面截闭区域Ω所得到的一个平面闭区域,则:⎰⎰⎰⎰⎰⎰=Ω21),,(),,(c c D zdxdy z y x f dz dv z y x f注:适用于被积函数只有一个变量或为常数 7、柱面坐标三重积分的计算:+∞<≤ρ0;πθ20≤≤;+∞<<∞-zρ=常数,即以z 轴为轴的圆柱面; θ=常数,即过z 轴的半平面;z =常数,即与xoy 面平行的平面⎪⎩⎪⎨⎧===z z y x θρθρsin cos 柱面坐标系中的体积元素:dz d d dv θρρ=⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=dz d d z F dxdydz z y x f θρρθρ),,(),,(,其中),sin ,cos (),,(z f z F θρθρθρ=再化为三次积分计算⎰⎰⎰⎰⎰⎰=Ω),(),(212121),,(),,(θρθρϕϕθθθρρρθz z dz z F d d dxdydz z y x f ,其中),(1θρz ,),(2θρz 为沿z 轴穿线穿过的两个平面方程(个人理解)8、球面坐标三重积分的计算:+∞<≤r 0,πϕ≤≤0,πθ20≤≤⎪⎩⎪⎨⎧===ϕθϕθϕcos sin sin cos sin r z r y r x 球面坐标系中的体积元素:θϕϕd drd r dv sin 2=⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=θϕϕθϕd drd r r F dxdydz z y x f sin ),,(),,(2,其中)cos ,sin sin ,cos sin (),,(ϕθϕθϕθϕr r r f r F =,再化为三次积分计算⎰⎰⎰⎰⎰⎰=Ω212121sin ),,(),,(2),(),(θθϕϕθϕθϕϕθϕϕθdr r r F d d dxdydz z y x f r r ,其中),(1θϕr ,),(2θϕr 为沿z 轴穿线穿过的两个平面方程(个人理解)典例:求由曲面a z y x 2222≤++与22y x z +≥所围成立体体积(利用三种坐标系求解)解:a z y x 2222≤++表示球心在原点,半径为a 2的球体,22y x z +≥表示xoy 上半面圆锥体 直角坐标:32222020)12(34)2(11a dz z a dz z dxdy dz dxdy dz dv V aaaaa D a D -=-+=+==⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰Ωπππ柱面坐标:⎰⎰⎰⎰⎰⎰-Ω==aa dz d d v d V 022022ρρπρρθ球面坐标:⎰⎰⎰⎰⎰⎰==Ω402220sin ππϕϕθaodr r d d v d V十一章1、对弧长的曲线积分的计算法:设(,)f x y 在曲线弧L 上有定义且连续,L 的参数方程为()()x t y t ϕφ=⎧⎨=⎩ ,()t αβ≤≤,其中(t ϕ),)t φ(在[,]αβ上具有一阶连续导数,且22'()'()0t t ϕφ+≠,则曲线积分(,)Lf x y ds ⎰存在,且(,)[(),(Lf x y ds f t t βαϕφ=⎰⎰ ()αβ<同理:空间曲线Γ:()()()x t y t z t ϕφω=⎧⎪=⎨⎪=⎩(,,)[(),(),(f x y z ds f t t t βαϕφωΓ=⎰⎰2、对坐标的曲线积分的计算方法:设(,)P x y 、(,)Q x y 在有向曲线弧L 上有定义且连续,L 的参数方程为()()x t y t ϕφ=⎧⎨=⎩,当参数t 单调地由α变到β时,点(,)M x y 从L 的起点A 沿L 运动到终点B ,(t ϕ),)t φ(在以α及β为端点的闭区间上具有一阶连续导数,且22'()'()0t t ϕφ+≠,则曲线积分(,)(,)LP x y dx Q x y dy +⎰存在,且(,)(,){[(),()]'()[(),()]'()}LLP x y dx Q x y dy P t t t Q t t t dt ϕφϕϕφφ+=+⎰⎰(下限α对应于L 的起点,上限β对应于L 的终点)同理:空间曲线Γ:()()()x t y t z t ϕφω=⎧⎪=⎨⎪=⎩(,,)(,,)(,,){[(),(),()]'()[(),(),()]'()[(),(),()]}LLP x y z dx Q x y z dy R x y z dzP t t t t Q t t t t R t t t dtϕφωϕϕφωφϕφω++=++⎰⎰3、平面曲线L 上两类曲线积分的联系:(cos cos )LLPdx Qdy P Q ds αβ+=+⎰⎰,其中(,,),(,,)x y z x y z αβ为有向曲线弧L 在点(,)x y处的切向量方向角cos α=cos α=同理:空间曲线Γ上两类曲线积分的联系:(cos cos cos )Pdx Qdy Rdz P Q R ds αβγΓΓ++=++⎰⎰4、格林公式:设闭区域D 由分段光滑曲线L 围城,函数(,)P x y 及(,)Q x y 在D 上具有一阶连续偏导数,则有()L DQ Pdxdy Pdx Qdy x y∂∂-=+∂∂⎰⎰⎰,其中L 是D 的取正向的边界曲线注:取,P y Q x =-=,则2LDdxdy xdy ydx =-⎰⎰⎰,左端表示闭区D 的面积A 的两倍,因此,12LA xdy ydx =-⎰5、设D 为单连通区域,函数(,)P x y 及(,)Q x y 在D 上具有一阶连续偏导数,则下列四个命题等价:(1)沿D 内任一条光滑曲线有(,)(,)0LP x y dx Q x y dy +=⎰(2)对D 内任一条分段光滑曲线L 曲线积分(,)(,)LP x y dx Q x y dy +⎰与路径无关(3)存在(,)u x y D ∈,使得(,)(,)du P x y dx Q x y dy =+ (4)在D 内没一点都有Q Px y∂∂=∂∂6、对面积的曲面积分的计算法:(,,)[,,(,xyD f x y z dS f x y z x y ∑=⎰⎰⎰⎰(,,)[,(,),xzD f x y z dS f x y x z z ∑=⎰⎰⎰⎰(,,)[(,),,yzD f x y z dS f x y z y z ∑=⎰⎰⎰⎰7、对坐标的区面积分的计算法:(,,)[,,(,)]xyD R x y z dxdy R x y z x y dxdy ∑=±⎰⎰⎰⎰,等式右端符号取决于积分曲面上下侧(,,)[,(,),]zxD Q x y z dzdx Q x y z x z dzdx ∑=±⎰⎰⎰⎰,等式右端符号取决于积分曲面左右侧(,,)[(,),,]xyD P x y z dydz P x x y y z dydz ∑=±⎰⎰⎰⎰,等式右端符号取决于积分曲面前后侧8、两类曲面积分之间的联系:cos cos cos )Pdydz Qdzdx Rdxdy P Q R dS αβγ∑∑++=++⎰⎰⎰⎰,其中cos ,cos ,cos αβγ时有向曲面∑在点(,,)x y z 处的法向量的方向余弦9、高斯公式:设空间闭区域Ω是由分片光滑的闭曲面∑所围城的,函数(,,)P x y z 、(,,)Q x y z 、(,,)R x y z 在Ω上具有一阶连续偏导数,则有:()(cos cos cos )P Q R dv Pdydz Qdzdx Rdxdy P Q R dSx y zαβγΩ∑∑∂∂∂++=++=++∂∂∂⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰10、斯托克斯公式:设Γ为分段光滑的空间有向闭曲线,∑是以Γ为边界的分片光滑的有向曲面,Γ的正向与∑的侧符合右手规则,函数(,,)P x y z 、(,,)Q x y z 、(,,)R x y z 在曲面∑(连同边界Γ)上具有一阶连续偏导数,则有:()()()R Q P R Q Pdydz dzdx dxdy Pdx Qdy Rdz y z z x x yΓ∑∂∂∂∂∂∂-+-+-=++∂∂∂∂∂∂⎰⎰⎰。
高数下册复习资料(同济第六版)
高数下册复习资料(同济第六版)前言高等数学作为大学数学教育中的一门基础课程,对于学生的学习和打好数学基础起着至关重要的作用。
本文为高数下册的复习资料,是根据同济大学数学系教授精心编写的同济第六版教材精华所整理而成,帮助大家更好地掌握高数知识。
第一章序列与极限本章主要讲述了数列和极限的基本概念,以及对于极限运算的一些基础性质。
在数学中,序列可以看作是一种精确的数学表达式,是数学运算过程中的重要工具之一。
在学习高数下册的过程中,掌握好数列的各种性质以及它与极限的关系,对于深入理解数学知识和解决数学问题会有很大的帮助。
第二章一元函数微分学本章主要介绍了一元函数微分学的基本概念和方法。
其中包括导数与微分的概念,微分法则,函数的凹凸性以及最值和最优化等内容。
通过学习这些内容,可以更好地理解和掌握函数的性质,提高解决实际问题的能力。
第三章一元函数积分学本章主要阐述了一元函数积分学的基本概念和方法。
其中包括不定积分和定积分的概念,牛顿-莱布尼茨公式,变量代换法以及分部积分法等内容。
掌握好这些概念和方法,可以在高数的学习中更加深入地理解函数的性质和运算,以及在数学上更高效地处理各种复杂问题。
第四章微分方程微分方程作为一种重要的数学工具,具有广泛的应用价值。
本章主要介绍了微分方程的基本概念和一些解法的方法,包括常微分方程的一些基本解法以及一些特殊类型微分方程的解法。
通过学习这些内容,可以更加深入地理解微分方程的概念和运用,为今后在工程技术等领域的应用打下坚实的数学基础。
第五章无穷级数本章介绍了无穷级数的基本概念和运算方法,以及级数收敛和发散的相关性质和定理。
无穷级数作为数学中的一种重要的概念和操作,对于数学的进一步发展和应用也起到了重要的作用。
在高数下册的学习过程中,不仅需要掌握各个章节的知识和方法,更需要从根本上提升自己的数学思维和解决问题的能力。
通过不断的练习和思考,相信大家可以很好地掌握高数下册的知识,为今后的学习和工作打下牢固的数学基础。
同济六版高等数学(下)知识点整理
同济六版高等数学(下)知识点整理第八章1、 向量在轴上的投影:性质:ϕcos )(a a u ϖϖ=(即Prj u ϕcos a a ϖϖ=),其中ϕ为向量a ϖ与u 轴的夹角;u u u b a b a )()()(ϖϖϖϖ+=+(即Prj u =+)(b a ϖϖPrj u a ϖ+ Prj u b ϖ);u u a a )()(ϖϖλλ=(即Prj u λλ=)(a ϖPrj u a ϖ).2、 两个向量的向量积:设k a j a i a a z y x ϖϖϖϖ++=,k b j b i b b z y x ϖϖϖϖ++=,则=⨯b a ϖϖx x b a i ϖyy b a j ϖ z z b a kϖ=11)1(+-yy b az z b a i ϖ+21)1(+-x x b a zzb aj ϖ+31)1(+- x x b ayyb a k ϖ=k b a b a j b a b a i b a b a x y y x z x x z y z z y ϖϖϖ)()()(-+-+-注:a b b a ϖϖϖϖ⨯-=⨯3、二次曲面(1) 椭圆锥面:22222z by a x =+;(2) 椭圆抛物面:z by a x =+2222; (旋转抛物面:z a y x =+222(把把xOz 面上的抛物线z ax =22绕z 轴旋转))(3) 椭球面:1222222=++c z b y a x ; (旋转椭球面:122222=++cz a y x (把xOz 面上的椭圆12222=+cz a x 绕z 轴旋转))(4) 单叶双曲面:1222222=-+c z b y a x ; (旋转单叶双曲面:122222=-+cz a y x (把xOz 面上的双曲线12222=-cz a x 绕z 轴旋转))(5) 双叶双曲面:1222222=--c z b y a x ; (旋转双叶双曲面:122222=+-c z y a x (把xOy 面上的双曲线12222=-cz a x 绕x 轴旋转)) (6) 双曲抛物面(马鞍面):z by a x =-2222;(7) 椭圆柱面:12222=+b y a x ; 双曲柱面:12222=-by a x ; 抛物柱面:ay x =24、 平面方程(1) 平面的点法式方程:0)()()(000=-+-+-z z C y y B x x A ,其中),,(0000z y x M 是平面上一点,),,(C B A n =ϖ为平面的一个法向量.(2) 平面的一般方程:0=+++D Cz By Ax ,其中),,(C B A n =ϖ为平面的一个法向量.注:由平面的一般方程可得平面的一个法向量),,(C B A n =ϖ若D =0,则平面过原点;若⎩⎨⎧≠==轴,则平面平行于轴则平面过x D x D A 0,0,0若⎩⎨⎧≠===面,则平面平行于面,则平面表示,xOy D xOy D B A 000 (3) 平面的截距式方程:1=++czb y a x ,其中c b a ,,分别叫做平面在z y x ,,轴上的截距.5、两平面的夹角:222222212121212121cos C B A C B A C C B B A A ++⋅++++=θ特殊:0212121=++⇔C C B B A A 两平面互相垂直 212121C C B B A A ==⇔两平面互相平行或重合 6、点),,000z y x P (到平面0=+++D Cz By Ax 的距离公式:222000CB A DCz By Ax d +++++=7、 空间直线方程(1) 空间直线的一般方程:⎩⎨⎧=+++=+++0022221111D z C y B x A D z C y B x A(2) 空间直线的对称式(点向式)方程:pz z n y y m x x 000-=-=-,其中),,(p n m s =ϖ为直线的一个方向向量,),,(000z y x M 为直线上一点(3) 空间直线的参数方程:⎪⎩⎪⎨⎧+=+=+=ptz z nt y y mt x x 0008、两直线的夹角:222222212121212121cos p n m p n m p p n n m m ++⋅++++=ϕ特殊:0212121=++⇔p p n n m m 两直线互相垂直 212121p pn n m m ==⇔两直线互相平行或重合 9、直线与平面的夹角:222222sin pn m C B A Cp Bn Am ++⋅++++=ϕ特殊:pC n B m A ==⇔直线与平面垂直 直线与平面平行或在平面内:0=++Cp Bn Am 10、平面束的方程:设直线L 由方程组⎩⎨⎧=+++=+++0022221111D z C y B x A D z C y B x A 所确定,其中222111,,,,C B A C B A 与不成比例,则平面0)(22221111=+++++++D z C y B x A D z C y B x A λ为通过直线L 的所有平面(不包含平面02222=+++D z C y B x A )第九章1、内点一定是聚点;边界点不一定是聚点2、二重极限存在是指),(y x P 以任何方式趋于),(000y x P 时,),(y x f 都无限接近于A ,因此当),(y x P 以不同方式趋于),(000y x P 时,),(y x f 趋于不同的值,那么这个函数的极限不存在3、偏导数:求x f∂∂时,只要把其他量),,(Λz y 看作常量而对x 求导数;求yf∂∂时,只要把其他量),,(Λz x 看作常量而对y 求导数; 注意:(1)偏导数都存在并不一定连续;(2)xz∂∂为整体,不可拆分;(3)分界点,不连续点处求偏导数要用定义求4、若函数),(y x f z =在点),(y x 可微分,则该函数在点),(y x 的偏导数x z ∂∂、yz∂∂必定存在,且函数),(y x f z =在点),(y x 的全微分为dy yz dx x z dz ∂∂+∂∂=5、若函数),(y x f z =的偏导数xz∂∂、y z ∂∂在点),(y x 连续,则函数在该点可微分 6、),(y x f 连续,偏导数不一定存在,偏导数存在,),(y x f 不一定连续; ),(y x f 连续,不一定可微,但可微,),(y x f 一定连续; 可微,偏导数一定存在,偏导数存在, ),(y x f 不一定可微; 可微,偏导数不一定都连续;偏导数都连续, ),(y x f 一定可微 7、多元复合函数的求导法则:(1)一元函数与多元函数符合的情形:若函数)(t u ϕ=及)(t v ψ=都在点t 可导,函数),(v u f z =在对应点),(v u 具有连续偏导数,则复合函数)](),([t t f z ψϕ=在点t 可导,且有dtdvv z dt du u z dt dz ∂∂+∂∂= (2)多元函数与多元函数复合的情形:若函数),(y x u ϕ=及),(y x v ψ=都在点),(y x 具有对x 及对y 的偏导数,函数),(v u f z =在对应点),(v u 具有连续偏导数,则复合函数)],(),,([y x y x f z ψϕ=在点),(y x 的两个偏导数都存在,且x v v z x u u z x z ∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂;yvv z y u u z y z ∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂ (3)其他情形:若函数),(y x u ϕ=在点),(y x 具有对x 及对y 的偏导数,函数)(y v ψ=在点y 可导,函数),(v u f z =在对应点),(v u 具有连续偏导数,则复合函数)](),,([y y x f z ψϕ=在点),(y x 的两个偏导数都存在,且xuu z x z ∂∂∂∂=∂∂;yv v z y u u z y z ∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂ 8、隐函数求导公式: (1)函数),(y x F :yx F F dx dy-= (2)函数),,(z y x F :z x F F x z -=∂∂,zy F F y z-=∂∂9、空间曲线的切线与法平面:设空间曲线Γ的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧===),(),(),(t z t y t x ωψϕ ],[βα∈t ),,(000z y x M 为曲线上一点假定上式的三个函数都在],[βα上可导,且三个导数不同时为零则向量=T ϖ))('),('),('()('0000t t t t f ωψϕ=ϖ为曲线Γ在点M 处的一个切向量,曲线Γ在点M 处的切线方程为:)(')(')('000000t z z t y y t x x ωψϕ-=-=-,法平面方程为:0))(('))(('))(('000000=-+-+-z z t y y t x x t ωψϕ 如果空间曲线Γ的方程以⎩⎨⎧==),(),(x z x y ψϕ的形式给出,则Γ在点M 处的切线方程为:)(')('100000x z z x y y x x ψϕ-=-=-, 法平面方程为:0))(('))((')(00000=-+-+-z z x y y x x x ψϕ如果空间曲线Γ的方程以⎩⎨⎧==,0),,(,0),,(z y x G z y x F 的形式给出,则Γ在点M 处的切线方程为:Myyx x M x x z z Mz z y y G F G F z z G F G F y y G F G F x x 000-=-=-法平面方程为:0)()()(000=-+-+-z z F F G F y y G F G F x x G F G F yy x x Mxx z z Mzz y y10、曲面的切平面与法线:设曲面方程为0),,(=z y x F ,),,(000z y x M 为曲面上一点,则曲面在点M 处的切平面方程为:0))(,,())(,,())(,,(000000000000=-+-+-z z z y x F y y z y x F x x z y x F z y x ,法线方程为:),,(),,(),,(0000000000z y x F z z z y x F y y z y x F x x o z o y x -=-=-11、方向导数:若函数),(y x f 在点),(000y x P 可微,那么函数在该点沿任一方向l 的方向导数存在,且 βαcos ),(cos ),(000o y x y x f y x f lf+=∂∂,其中βαcos ,cos 是方向l 的方向余弦 12、梯度:j y x f i y x f y x ϖϖ),(),(0000+称为函数),(y x f 在点),(000y x P 的梯度,记作),(),(000y x f y x gradf o ∇或,即),(),(000y x f y x gradf o ∇==j y x f i y x f y o x ϖϖ),(),(000+13、设函数),(y x f z =在点),(00y x 具有偏导数,且在点),(00y x 处有极值,则0),(,0),(0000==y x f y x f y x14、设函数),(y x f z =在点),(00y x 的某邻域里连续且有一阶及二阶偏导数,又0),(,0),(000==y x f y x f y o x ,令C y x f B y x f A y x f yy xy o xx ===),(,),(,),(00000,则),(y x f 在点),(00y x 处是否取得极值的条件如下:(1)02>-B AC 时具有极值,且当0<A 时有极大值,当0>A 时有极小值; (2)02<-B AC 时没有极值;(3)02=-B AC 时可能有极值,也有可能没有极值 15、具有二阶连续偏导数的函数),(y x f z =的极值求法:第一步:解方程组0),(,0),(==y x f y x f y x ,求得一切实数解,即可求得一切驻点;第二步:对每一个驻点),(00y x ,求出二阶偏导数的值B A ,和C ; 第三步:定出2B AC -的符号,按14的结论判定),(00y x f 是不是极值,是极大值还是极小值 注:上述步骤是求........具有二阶连续偏导数的函数得情况下,那么...................在考虑函数.....极值时,除了考虑函数的驻点外,如果有偏导数不存在的点,那么对这些点.................................也要考虑....16、拉格朗日乘数法:要找函数),(y x f z =在附加条件0),(=y x ϕ下的可能极值点,可以先作拉格朗日函数),(),(),(y x y x f y x L λϕ+=,其中λ为参数.求其对x 及y 的一阶偏导数,并使之为零,然后与方程0),(=y x ϕ联立起来:⎪⎩⎪⎨⎧==+=+0),(0),(),(0),(),(y x y x y x f y x y x f y y x x ϕλϕλϕ,由这方程组解出y x ,及λ,这样得到的),(y x 就是函数),(y x f 在附加条件0),(=y x ϕ下的可能极值点第十章1、二重积分的性质性质1:设βα、为常数,则⎰⎰⎰⎰⎰⎰+=+DDDd y x g d y x f d y x g y x f σβσασβα),(),()],(),([.性质2:如果闭区域D 被有限曲线分为有限个部分闭区域,则在D 上的二重积分等于在各个部分闭区域上的二重积分之和.(二重积分对于积分区域具有可加性)性质3:如果在D 上,1),(=y x f ,σ为D 的面积,则⎰⎰⎰⎰=⋅=DDd d σσσ1性质4:如果在D 上,),,(),(y x y x f ϕ≤则有:⎰⎰⎰⎰≤DDd y x d y x f .),(),((σϕσ特殊地,由于,),(),(),(y x f y x f y x f ≤≤-则⎰⎰⎰⎰≤DDd y x f d y x f σσ),(),(.性质5:设m M ,分别是),(y x f 在闭区域D 上的最大值和最小值,σ是D 的面积,则有⎰⎰≤≤DM d y x f m σσσ),(.性质6(二重积分的中值定理):设函数),(y x f 在闭区域D 连续,σ是D 的面积,则在D 上至少存在一点),(ηξ,使得⎰⎰⋅=Df d y x f σηξσ),(),(.2、二重积分直角坐标的计算法:(1)若积分区域D 可用不等式)()(21x y x ϕϕ≤≤,b x a ≤≤(X 型)来表示,其中)(1x ϕ、)(2x ϕ在区间],[b a 上连续.则⎰⎰⎰⎰=Dx x bady y x f dx d y x f )()(21.),(),(ϕϕσ(2)若积分区域D 可用不等式)()(21x x x φφ≤≤,b y a ≤≤(Y 型)来表示,其中)(1x φ、)(2x φ在区间],[d c 上连续.则⎰⎰⎰⎰=Dx x dcdx y x f dy d y x f )()(21.),(),(φφσ注:确定次序原则:(1) 函数原则:内层积分可以积出; (2) 区域原则; (3) 少分块原则.3、二重积分极坐标的计算法:(极坐标系中的面积元素:θρρd d )若积分区域D 可用不等式)()(21x x ϕρϕ≤≤,βθα≤≤来表示,其中)(1x ϕ、)(2x ϕ在区间],[βα上连续.则:⎰⎰⎰⎰⎰⎰==βαθϕθϕρρθρθρθθρρθρθρσ)()(21)sin ,cos ()sin ,cos (),(d f d d d f d y x f DD(详见P145,146)4、确定上下限原则:(1)每层下限小于上限;(2)内层一般是与外层积分变量的有关的函数,也可以是常数; (3)外层一定为常数.5、利用被积函数的奇偶性及积分区域的对称性简化: (1)若积分区域D 关于0=x 对称,则:⎰⎰⎰⎰⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=--=-=DD y x f y x f dxdy y x f y x f y x f dxdy y x f 1),(),(,),(2),(),(,0),(当当, 其中}{0,),(),(1≥∈=x D y x y x D(2)若积分区域D 关于0=y 对称,则:⎰⎰⎰⎰⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=--=-=DD y x f y x f dxdy y x f y x f y x f dxdy y x f 1),(),(,),(2),(),(,0),(当当, 其中}{0,),(),(2≥∈=y D y x y x D 6、直角坐标三重积分的计算:(1)先一后二:若}{xy D y x y x z z y x z z y x ∈≤≤=Ω),(),,(),(),,(21,闭区域}{b x a x y y x y y x D xy ≤≤≤≤=),()(),(21,则:⎰⎰⎰⎰⎰⎰=Ω),(),(2221),,(),,(y x z y x z y y badz z y x f dy dx dv z y x f (详见P158,159)(2)先二后一(截面法):S1:将Ω向某轴投影,如z 轴,],[21c c z ∈;S2:对],[21c c z ∈,用平行于xoy 面的平面截Ω,截出部分记为z D ;S3:计算⎰⎰zD dxdy z f )(;S4:计算⎰21),(c c dz y x F若空间区域{}21,),(),,(c z c D y x z y x z ≤≤∈=Ω,其中z D 是竖坐标为z 的平面截闭区域Ω所得到的一个平面闭区域,则:⎰⎰⎰⎰⎰⎰=Ω21),,(),,(c c D zdxdy z y x f dz dv z y x f注:适用于被积函数只有一个变量或为常数 7、柱面坐标三重积分的计算:+∞<≤ρ0;πθ20≤≤;+∞<<∞-zρ=常数,即以z 轴为轴的圆柱面; θ=常数,即过z 轴的半平面;z =常数,即与xoy 面平行的平面⎪⎩⎪⎨⎧===z z y x θρθρsin cos 柱面坐标系中的体积元素:dz d d dv θρρ=⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=dz d d z F dxdydz z y x f θρρθρ),,(),,(,其中),sin ,cos (),,(z f z F θρθρθρ=再化为三次积分计算⎰⎰⎰⎰⎰⎰=Ω),(),(212121),,(),,(θρθρϕϕθθθρρρθz z dz z F d d dxdydz z y x f ,其中),(1θρz ,),(2θρz 为沿z 轴穿线穿过的两个平面方程(个人理解)8、球面坐标三重积分的计算:+∞<≤r 0,πϕ≤≤0,πθ20≤≤⎪⎩⎪⎨⎧===ϕθϕθϕcos sin sin cos sin r z r y r x 球面坐标系中的体积元素:θϕϕd drd r dv sin 2=⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=θϕϕθϕd drd r r F dxdydz z y x f sin ),,(),,(2,其中)cos ,sin sin ,cos sin (),,(ϕθϕθϕθϕr r r f r F =,再化为三次积分计算⎰⎰⎰⎰⎰⎰=Ω212121sin ),,(),,(2),(),(θθϕϕθϕθϕϕθϕϕθdr r r F d d dxdydz z y x f r r ,其中),(1θϕr ,),(2θϕr 为沿z 轴穿线穿过的两个平面方程(个人理解)典例:求由曲面a z y x 2222≤++与22y x z +≥所围成立体体积(利用三种坐标系求解)解:a z y x 2222≤++表示球心在原点,半径为a 2的球体,22y x z +≥表示xoy 上半面圆锥体 直角坐标:32222020)12(34)2(11a dz z a dz z dxdy dz dxdy dz dv V aaaaa D a D -=-+=+==⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰Ωπππ柱面坐标:⎰⎰⎰⎰⎰⎰-Ω==aa dz d d v d V 022022ρρπρρθ球面坐标:⎰⎰⎰⎰⎰⎰==Ω402220sin ππϕϕθaodr r d d v d V十一章1、对弧长的曲线积分的计算法:设(,)f x y 在曲线弧L 上有定义且连续,L 的参数方程为()()x t y t ϕφ=⎧⎨=⎩ ,()t αβ≤≤,其中(t ϕ),)t φ(在[,]αβ上具有一阶连续导数,且22'()'()0t t ϕφ+≠,则曲线积分(,)Lf x y ds ⎰存在,且22(,)[(),()]'()'()Lf x y ds f t t t t dt βαϕφϕφ=+⎰⎰ ()αβ<同理:空间曲线Γ:()()()x t y t z t ϕφω=⎧⎪=⎨⎪=⎩222(,,)[(),(),()]'()'()'()f x y z ds f t t t t t t dt βαϕφωϕφωΓ=++⎰⎰2、对坐标的曲线积分的计算方法:设(,)P x y 、(,)Q x y 在有向曲线弧L 上有定义且连续,L 的参数方程为()()x t y t ϕφ=⎧⎨=⎩,当参数t 单调地由α变到β时,点(,)M x y 从L 的起点A 沿L 运动到终点B ,(t ϕ),)t φ(在以α及β为端点的闭区间上具有一阶连续导数,且22'()'()0t t ϕφ+≠,则曲线积分(,)(,)LP x y dx Q x y dy +⎰存在,且(,)(,){[(),()]'()[(),()]'()}LLP x y dx Q x y dy P t t t Q t t t dt ϕφϕϕφφ+=+⎰⎰(下限α对应于L 的起点,上限β对应于L 的终点)同理:空间曲线Γ:()()()x t y t z t ϕφω=⎧⎪=⎨⎪=⎩(,,)(,,)(,,){[(),(),()]'()[(),(),()]'()[(),(),()]}LLP x y z dx Q x y z dy R x y z dzP t t t t Q t t t t R t t t dtϕφωϕϕφωφϕφω++=++⎰⎰3、平面曲线L 上两类曲线积分的联系:(cos cos )LLPdx Qdy P Q ds αβ+=+⎰⎰,其中(,,),(,,)x y z x y z αβ为有向曲线弧L 在点(,)x y 处的切向量方向角22cos '()'()t t αϕφ=+22cos '()'()t t αϕφ=+同理:空间曲线Γ上两类曲线积分的联系:(cos cos cos )Pdx Qdy Rdz P Q R ds αβγΓΓ++=++⎰⎰4、格林公式:设闭区域D 由分段光滑曲线L 围城,函数(,)P x y 及(,)Q x y 在D 上具有一阶连续偏导数,则有()L DQ Pdxdy Pdx Qdy x y∂∂-=+∂∂⎰⎰⎰,其中L 是D 的取正向的边界曲线注:取,P y Q x =-=,则2LDdxdy xdy ydx =-⎰⎰⎰Ñ,左端表示闭区D 的面积A 的两倍,因此,12L A xdy ydx =-⎰Ñ5、设D 为单连通区域,函数(,)P x y 及(,)Q x y 在D 上具有一阶连续偏导数,则下列四个命题等价:(1)沿D 内任一条光滑曲线有(,)(,)0LP x y dx Q x y dy +=⎰Ñ(2)对D 内任一条分段光滑曲线L 曲线积分(,)(,)LP x y dx Q x y dy +⎰与路径无关(3)存在(,)u x y D ∈,使得(,)(,)du P x y dx Q x y dy =+ (4)在D 内没一点都有Q Px y∂∂=∂∂6、对面积的曲面积分的计算法:22(,,)[,,(,)]1(,)(,)xyx y D f x y z dS f x y z x y z x y z x y dxdy ∑=++⎰⎰⎰⎰22(,,)[,(,),]1(,)(,)xzx z D f x y z dS f x y x z z y x z y x z dxdz ∑=++⎰⎰⎰⎰22(,,)[(,),,]1(,)(,)yzy y D f x y z dS f x y z y z x y z x y z dydz ∑=++⎰⎰⎰⎰7、对坐标的区面积分的计算法:(,,)[,,(,)]xyD R x y z dxdy R x y z x y dxdy ∑=±⎰⎰⎰⎰,等式右端符号取决于积分曲面上下侧(,,)[,(,),]zxD Q x y z dzdx Q x y z x z dzdx ∑=±⎰⎰⎰⎰,等式右端符号取决于积分曲面左右侧(,,)[(,),,]xyD P x y z dydz P x x y y z dydz ∑=±⎰⎰⎰⎰,等式右端符号取决于积分曲面前后侧8、两类曲面积分之间的联系:cos cos cos )Pdydz Qdzdx Rdxdy P Q R dS αβγ∑∑++=++⎰⎰⎰⎰,其中cos ,cos ,cos αβγ时有向曲面∑在点(,,)x y z 处的法向量的方向余弦9、高斯公式:设空间闭区域Ω是由分片光滑的闭曲面∑所围城的,函数(,,)P x y z 、(,,)Q x y z 、(,,)R x y z 在Ω上具有一阶连续偏导数,则有:()(cos cos cos )P Q R dv Pdydz Qdzdx Rdxdy P Q R dSx y z αβγΩ∑∑∂∂∂++=++=++∂∂∂⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰乙10、斯托克斯公式:设Γ为分段光滑的空间有向闭曲线,∑是以Γ为边界的分片光滑的有向曲面,Γ的正向与∑的侧符合右手规则,函数(,,)P x y z 、(,,)Q x y z 、(,,)R x y z 在曲面∑(连同边界Γ)上具有一阶连续偏导数,则有:()()()R Q P R Q Pdydz dzdx dxdy Pdx Qdy Rdz y z z x x yΓ∑∂∂∂∂∂∂-+-+-=++∂∂∂∂∂∂⎰⎰⎰Ñ。
高等数学(同济六版)下册期末总复习.
G Ga
⋅
G bG
;
| a || b |
G PrjaGb
=|
G b
|
cos(an G, bG )
(二)曲面、空间曲线及其方程
1、 曲面及其方程 Σ : F (x, y, z) = 0 ,旋转曲面【绕谁不换谁, 正负根号里没有谁;作图时先画母线然后绕
其轴旋转之】,柱面【柱面三缺一,缺谁母线就平行于谁;作图时先画准线结合母线特点得柱面】,二次 曲面【截痕法与伸缩变形法作图】;要熟悉常见的曲面及其方程并会作图 2、 空间曲线及其方程:一般方程(面交式)、参数方程;
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2、 极值:1)无条件:设 z
=
f
(x,
⎧ y) ,由 ⎨
⎩
f f
x y
( (
x, x,
y) y)
= =
0 0
解得驻点
(
x0
,
y0 ) ,
令 A = fxx (x0 , y0 ), B = fxy (x0 , y0 ), C = f yy (x0 , y0 ) ,然后利用 A, B, C 判定极值与否:
(Δx)2 + (Δy)2
⎧ x = x(t)
a、
若曲线
Γ
的方程为参数方程:
⎪ ⎨
y
=
y(t) ,点 M (x0 , y0 , z0 ) ∈ Γ ↔ t = t0 ,则
⎪⎩ z = z(t)
G 切向量为T = (x′(t0 ), y′(t0 ), z′(t0 )) ,
切线方程为
x − x0 x′(t0 )
AC − B2 > 0 有极值, A > 0 极小, A < 0 极大; AC − B2 < 0 无极值; AC − B2 = 0 用此法无法判定.注意:
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最好的高数下册同济六
版复习提纲
GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-
第八章向量与解析几何
第十章重积分
第十一章曲线积分与曲面积分
所有类型的积分:
○1定义:四步法——分割、以不变代变、求和、取极限;○2性质:对积分的范围具有可加性,具有线性性;
○3对坐标的积分,积分区域对称与被积函数的奇偶性。
无
穷级
数常
数
傅
立
幂
一
般
正
项
用收敛定义,
常数项级数的基
常数项级数的基
○1若级数收敛,各项同乘同一常数
仍收敛
○2两个收敛级数的和差仍收敛
莱布尼茨判若1+
≥
n
n
u
u且0
lim=
∞
→
n
n
u,则∑∞
=
-
-
1
1
)1
(
n
n
n u
n
u
∑和
n
v
∑都是正项级数,且
n
n
v
u≤.若
n
v
∑
比较判n u
∑和n v
∑都是正项级数,且l
v
u
n
n
n
=
∞
→
lim
,
则○1若+∞
<
<l
0,n u
∑与n v
∑同敛或同散;○2比值判n u
∑是正项级数,ρ
=
+
∞
→
n
n
n u
u
1
lim,ρ
=
∞
→
n
n
n
u
lim,则收
和
函
展
成
幂
级
n
n
n
x
a
∑∞
=0
,
ρ
=
+
∞
→
n
n
n a
a
1
lim
,
1
,0;,0;0,.
R R R
ρρρ
ρ
=≠=+∞===+∞
)
(x
s的性质○1在收敛域I上连续;○2在收敛域)
,
(R
R
-内可直接展开:泰勒级数间接展开:六个常用展开式
⎰-
=π
π
π
nxdx
x
f
a
n
cos
)
(
1
⎰-
=π
π
π
nxdx
x
f
b
n
sin
)
(
1收敛定
理
周期
为奇函数,正弦级数,奇延拓;为偶函数,交。