哈尔滨工程大学微积分
最新哈工大大一(下)工科数学分析期末考试知识点总结-刘星斯维提整理
最新哈工大大一(下)工科数学分析期末考试知识点总结-刘星斯维提整理1102002班工科数学分析(下)知识点整理人:刘星斯维提(1):曲线积分:==<'+'=≤≤?==?)()()()()](),([),(),(,)()(),(22t y t x dt t t t t f ds y x f t t y t x L L y x f Lβαψ?ψ?βαψ?βα特殊情况:则:的参数方程为:上连续,在设长的曲线积分):第一类曲线积分(对弧。
,通常设的全微分,其中:才是二元函数时,=在:二元函数的全微分求积注意方向相反!减去对此奇点的积分,,应。
注意奇点,如=,且内具有一阶连续偏导数在,、是一个单连通区域;、无关的条件:平面上曲线积分与路径的面积:时,得到,即:当格林公式:格林公式:的方向角。
上积分起止点处切向量分别为和,其中系:两类曲线积分之间的关,则:的参数方程为设标的曲线积分):第二类曲线积分(对坐0),(),(),(),(·)0,0(),(),(21·212,)()()cos cos ()}()](),([)()](),([{),(),()()(00),(),(00==+=+-===??-??=-=+=??-??+=??-??+=+'+'=+?==y xdy y x Q dx y x P y x u y x u Qdy Pdx yPx Q yPx Q G y x Q y x P G ydxxdy dxdy A D y P x Q x Q y P Qdy Pdx dxdy y Px Q Qdy Pdx dxdy y P x Q L ds Q P Qdy Pdx dtt t t Q t t t P dy y x Q dx y x P t y t x L y x y x D LD L D L LLLβαβαψψ??ψ?ψ?βα∑∑∑∑∑∑∑++=++±=±=±=++++=dsR Q P Rdxdy Qdzdx Pdydz dzdx z x z y x Q dzdx z y x Q dydz z y z y x P dydz z y x P dxdy y x z y x R dxdy z y x R dxdy z y x R dzdx z y x Q dydz z y x P dxdy y x z y x z y x z y x f ds z y x f zx yzxyD D D D y x )cos cos cos (]),,(,[),,(],),,([),,()],(,,[),,(),,(),,(),,(),(),(1)],(,,[),,(22γβα系:两类曲面积分之间的关号。
哈工程微积分自主考试试卷(有答案)
哈工程微积分自主考试试卷(有答案)班级:学号:姓名:装订线第1页共2页第2页共 2页高等数学A (一)自主考试参考答案及评分标准(2011.4.24)一、填空题(每小题3分,共15分): 1、解答:e 。
2、解答:dxx xxx x x x]sec)sin ln [(cos 2sin ++3、解答:1。
4、解答:π2。
5、解答:242ππ-。
二、选择题(每小题3分,共15分):1,解答:C 2,解答:A 3、解答:B 。
4、解答:B 。
5、解答:B 。
三、计算题(每小题7分,共21分): 1、解答:21)1(lim)1(11lim)1(11)1(011020)1ln(1lim )1ln(lim --+-+--+--+→-→===??-++=??+→→eeex x x x x xxx n xxx n e xxx n e x x n xx e x x xx xx ...........................................7分2、解答:t t f t f t f t t f dxdy ='''-''+'=)()()()(;...........................................3分)(122t f dxy d ''=。
...........................................4分3、解答:-dx x x x)1(arcsin cx x d x x d xx+==-=2)(arcsin arcsin arcsin2)(1arcsin2 ...........................................3分dx xx ?+2sin tan 1cx x x d xx dx x+=+=)tan tan (ln 21tan tan tan 121cos sintan 121++-dx xx x x x)2sin tan 1)1(arcsin (=c x x x +++)tan tan (ln 21)(arcsin2...........................................4分四、计算题(每小题8分,共32分):1、解答:)0(f ''存在,)0(f '必存在且)(x f 在0=x 点必连续,从而)0()(lim 0f x f x =-→,即0=c ;又1)ln(1lim )0( ,)(lim)0(02=+='=++='+-→+→-xx f b xf x x ,故1=b ,且1)0(='f ;...........................................4分又axax xf x f f x x 21)12(lim )0()(lim)0(0=-+='-'=''--→→-,11lim )0()(lim )0(11-=-='-'=''+→→+++xxf x f f xx x ,故21-=a 。
哈尔滨工程大学数学上机实验
实验报告实验一:函数绘图实验1、实验目的利用数学软件绘制数学函数曲线及曲面,通过实验了解函数图形的绘制方法。
2、实验内容⑴在同一个图形中,绘制双曲线,以及的双曲线2条渐近线。
⑵在同一个图形中,绘制球面与锥面相交的曲面。
⑶自选题目:绘制一个或者多个平面图形、空间曲面图形。
3、程序设计及运行结果(1)>> x=-5:0.1:5;ezplot('x^2-y^2=1');y1=x;y2=-x;hold on;plot(xy1);hold on;plot(xy2);(2) >> x=-5:0.1:5;y=x;z=x;[xyz]=meshgrid(xyz);f1=x.^2+y.^2+z.^2-1;f2=x.^2+y.^2-z;p1=patch(isosurface(xyzf10));set(p1 'FaceColor' 'm');p2=patch(isosurface(xyzf20));set(p2 'FaceColor' 'w');(3)>> x=-5:0.1:5;y=x;z=x;[xyz]=meshgrid(xyz);f1=x.^2+y.^2+z.^2-9;f2=x.^2+y.^2-2*z;p1=patch(isosurface(xyzf10));set(p1 'FaceColor' 'm');p2=patch(isosurface(xyzf20));set(p2 'FaceColor' 'w');4、讨论与分析在本次试验中初步了解了matlab,学会了一些简单绘图,加深了对函数的理解为以后实验作个铺垫,由浅入深的了解matlab.实验二:微积分实验1、实验目的熟悉并了解使用数学软件,进行微积分问题计算的相关数学软件命令,让学生通过实验理解微积分,解决微积分计算上的问题。
全微分及其运用
哈 尔 滨 工 程 大 学 微 积 分
函数若在某区域 D 内各点处处可微分, 则称这函 数在 D 内可微分.
下面我们讨论函数 z f ( x , y )在 P0 ( x0 , y0 )点的 可微性、可导性和连续性的关系.
dz f x ( x0 , y0 ) 定理 1(可微的必要条件) x
要和充分条件。理解方向导数和梯度的概念,并掌 握其计算方法。掌握复合函数一阶、二阶偏导数的 求法。会求隐函数的偏导数和全导数。
了解曲线的切线和法平面及曲面的切平面和法线的
概念,会求二元函数的极值,会用拉格朗日乘数法 求条件极值,会求简单函数的最大值和最小值,会 解一些简单应用题。
重点与难点
重点:多元函数的概念,偏导数与全微分的概
( 0 1 1, 0 2 1 )
-理学院工科数学教学中心-
哈 尔 滨 工 程 大 学 微 积 分
z f x ( x 0 1 x , y 0 y ) x f y ( x 0 , y 0 2 y ) y
为什么?
由于 f x ( x , y )在 P0 处连续, 故 f x ( x 0 1 x , y 0 y ) f x ( x 0 , y 0 ) ,
0( 0) ;
同理 f y ( x0 , y0 2 y ) f y ( x0 , y0 ) ,
0( 0).
于是,z [ f x ( x0 , y0 ) ]x [ f y ( x0 , y0 ) ]y
f x ( x0 , y0 ) x f y ( x0 , y0 ) y (x y ).
[ f ( x0 x , y0 y ) f ( x0 , y0 y )] [ f ( x0 , y0 y ) f ( x0 , y0 )]
2-1复变函数的导数
5. { f [ g( z )]} f ( w) g( z ) 其中w g( z )
1 6. f ( z ) w f ( z ), z ( w )是两个 ( w ) 互为反函数的单值函数 .
若 w f ( z z 0 ) f ( z 0 ) Az o(| z |) (z 0)
称df ( z0 ) Az为函数f ( z )在z0处的微分, 或说函数在z0处可微。 若函数在点z0可微,则A f ( z0 ),即 dw f ( z0 )z f ( z0 )dz
u i v lim . x 0 x i y y 0
哈 尔 滨 工 程 大 学 复 变 函 数 与 积 分 变 换
当z沿平行于实轴的直线趋于0时, u i v u v f ( z0 ) lim i x 0 x x x
当z沿平行于虚轴的直线趋于0时, u i v v u f ( z0 ) lim i . y 0 i y y y
x 0 y k x
lim
k x x x (1 ki )
x 0
k 1 ki
随着k值不同,极限值也不同,故极限不存在 所以f ( z )在z 0处不可微.
为什么满足C-R方程,函数还 不可微(导)? 因为C-R方程只是必要条件 常用u( x , y ), v ( x , y )是否有连续的偏导数 来代替是否可微
2
所以在复平面内是解析的;
f ( z ) x 2 yi在复平面内不可导, 所以复平面内是处处 不解析的;
微积分CAP_哈尔滨工业大学_11 第十一单元_1 第二十二讲、分部积分法
分部积分法[]()()()()()()f xg x f x g x f x g x'''=+由[]d()()()()()().f xg x f x g x x f x g x C''⇒+=+⎰——分部积分公式d d()()()()()().f xg x x f x g x f x g x x''⇒=-⎰⎰d d()()()()()().g x f x f x g x f x g x=-⎰⎰或分部积分法d ln x x ⎰例1.d ln ln x x x x=-⎰1d ln x x x xx=-⋅⎰d arctan x x ⎰例2.d arctan arctan x x x x=-⎰2d 1arctan xx x x x =-+⎰ln x x x C=-+()2211d 121arctan x x x x =-++⎰()2112arctan ln x x x C=-++典型的分部积分(i ) d d .g ff g f g =⋅-⎰⎰d ln x x ⎰例1.d arctan x x⎰例2.d d x x ⎰⎰1.,对数函数反三角函数,d d x x ⨯⨯⎰⎰2.,幂函数对数函数幂函数反三角函数,d arctan x x x ⎰例3.21d 2arctan x x =⎰22211d 221arctan x x x x x =-+⎰221111d 221arctan x x x x ⎛⎫=-- ⎪+⎝⎭⎰2111222arctan arctan x x x x C =-++d cos x x x ⎰例4.d sin x x =⎰()2211d 22cos sin x x x x x =-⋅-⎰sin cos x x x C=++d d x x ⨯⨯⎰⎰3.,幂函数三角函数幂函数指数函数,21d2cos x x =⎰d sin sin x x x x=-⎰d xx e x ⎰例5.d sin xe x x ⎰例6.d sin xx e =⎰d sin cos x xe x x e =-⎰移向,得d x ⨯⎰三角函数指数函数4.,d sin cos x xe x e x x =-⎰sin cos x x e x e x =-d sin x e x x -⎰()1d 2sin sin cos xx x e x x e x e x C =-+⎰⎛⎫ ⎪⎝⎭一个方向用两次分部积分变成方程再解典型的分部积分(ii ) d d .g ff g f g =⋅-⎰⎰()()()22d d 1113d 2cos sin nn nx x n x xax x n ≥+≥⎰⎰⎰5.,和1d cos n nI x x=⎰例1.2211d coscos n x x x-=⋅⎰21d tan cosn xx-=⎰()22d tan tan cos cos nn x x x x--=-⎰()()()122d tan sin cos sin cos cos nn x x n x x x x x --=---⎰()222d tan sin cos cos n nx x n x x x -=--⎰()()222tan cos n n n xn I I x--=---典型的分部积分()221d n n J x a x =+⎰例2.()()2222d nnxx a xa x -=-++⎰()()122222d n nxn x a x x xax --=+++⎰()()2122222d nn xx n xa x ax +=+++⎰()()()2122222212d nn n x a n x a x a x a x +⎛⎫ ⎪=+- ⎪+++⎝⎭⎰()212222n n nx nJ na J ax+=+-+()1n >11arctan x J a a⎛⎫= ⎪⎝⎭其他类型的分部积分(i ) d d .g ff g f g =⋅-⎰⎰不同类1.函数之积2d 1arcsin x x xx-⎰例1.()221d 121arcsin xx x =---⎰2d 1arcsin x x =--⎰()2211xxx ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝'--⎭=-222111d 1arcsin x x x xx=--+-⋅-⎰21arcsin x x x C=--++导数重2.复出现型d cos ln x x⎰例2.d cos ln cos ln x x x x=-⎰1d cos ln sin ln x x x x xx=+⋅⋅⎰d cos ln sin ln sin ln x x x x x x =+-⎰d cos ln sin ln cos ln x x x x x x =+-⎰移向,得()1d 2cos ln cos ln sin ln +x x x x x x C =+⎰含有“不可3.积函数”类型d sin cos ln x x x x x ⎛⎫+⋅⎪⎝⎭⎰例3.d d sin ln sin xx x x x =+⎰⎰22311sin ,,sin ,,,ln xx x ee x x x x x+例如d d sin sin sin ln x xx x x x x x=+-⎰⎰sin ln x x C=+规格严格 工夫到家 ~不定积分~ 其他类型的分部积分含有抽象4.函数的类型()d ()()()()f x g x f x g x x ''''-⎰例4.d d ()()()()f x g x x f x g x '''=-⎰⎰d d ()()()()()()f x g x x f x g x f x g x x '''''=-+⎰⎰d d ()()()()()()f xg x x f x g x f x g x ''''=-+⎰⎰d d ()()()()()()()()f x g x x f x g x f x g x g x f x x ''''''=-+-⎰⎰()()()()f x g x f x g x C''=-+。
哈尔滨工程大学工程算法课件06常微分方程的数值求解
欧拉法得: yn 1 yn hf xn , yn 因此,局部截断误差是 o h 2 。
19
2 改进Euler法
2.1方法构造
dy f x, y ,对其从 xk 到 xk 1 进 在微分方程初值问题 dx 行定积分得:
y xk 1 y xk
yk 1 是未知,待求的,未知量在 f x, y 中这是
一个方程,如f是非线性或超越函数,此方程是无法直接解出来(要 依靠迭代法才能解出)。这类格式称为隐式格式。
21
2.3 算例
y y x 例:用改进欧拉公式求解 , h 0.2 y 0 2 解: f x, y y x h yk 1 yk f xk , yk f xk 1 , yk 1 2 h h 1 2 y 2 x x y k 1 k 1 h k h k 1 1 2 2 可以从隐式格式中解出 yk 1 问题的精确解是 y x e x x 1
16
精确解为: y x 2 x
2
可以看出误差随着计算在积累。
17
1.4 Euler法的特点和误差
迭代格式 特点
1 单步方法:
yn 1 yn hf xn , yn n 0,1, 2,, N 1
2 显示格式: 3 局部截断误差为O h2
18
第六章 常微分方程数值解
§6.0 引言
§6.1 欧拉方法 §6.2 龙格-库塔方法
§6.3 单步法的收敛性和稳定性
§6.4 线性多步法
1
§6.0 引言
1 主要考虑如下的一阶常微分方程初值问题 的求解:
dy f x, y dx y x0 y0
复变函数--哈尔滨工程大学
在平面上取定直角坐标系, 点 P 一 对 实 数 (x, y)
复 变 函 数 与 积 分 变 换
z x iy 平 面 上 的 点 P ( x , y )
所 以 复 数 z x iy 可 用 平 面 上 坐 标 为 ( x, y ) 的 点 P表 示 .
非 零 复 数 z的 指 数 表 示 式 :
z re
i
r
o
x
例1
哈 尔 滨 工 程 大 学
求 下 列 复 数 的 模 ,辐 角 及 辐 角 主 值 . 1) 1 i 2) 2i i1
例2
将下列复数化为三角表示式和指数表示式 1 )z 12 2i 2 ) z s in
课程基本介绍
研究对象 复变函数(自变量为复数的函数)
主要任务
研究复变数之间的相互依赖关系,
具体地就是复数域上的微积分。
主要内容
复数与复变函数、解析函数、 复变函数的积分、级数、留数、
保形映射,积分变换等。
学习方法
复变函数中许多概念、理论、和方法是 实变函数在复数域内的推广和发展,它 们之间有许多相似之处。但又有不同之 处,在学习中要善于比较、区别、特别 要注意复数域上特有的那些性质与结果。
z1 z2
,(
z1 z2
)
例2 求
复 变 函 数 与 积 分 变 换
1 i 1 i
4
例3
已 知 x iy ( 2 x 1 ) y i , 求 z x iy .
2
§2 复数的几何表示
哈 尔 滨 工 程 大 学
1. 点的表示 z x iy 复平面上的点P ( x,y )
哈尔滨工程大学本科生考试试卷
1. 已知1e ,0,()1sin ,0.xx a x f x x x x -⎧-≤⎪=⎨⎪>⎩为连续函数,则a = .2. 已知函数2xy x =,则微分1d |x y == d x .3. 函数x y xe =的n 阶麦克劳林公式中,含nx 项的系数是 . 4. 已知定积分220111()cos ()d 0x c x c x ++=⎰,则常数c = .5. 心形线1cos (02)r θθπ=+≤≤的全长为 .1. 当0x +→时,与等价的无穷小量是( ). (A) 1-(B )(ln 1+ (C ) 1-(D ) 12. 设函数e ()()(1)x bf x x a x -=--有无穷间断点0x =、可去间断点1x =,则常数,a b 的值为 ( ).(A ) 0a =,1b = (B ) 0a =,e b = (C ) a 任意,1b =(D ) a 任意,e b =3. 设()33f x x x q =-+,其中常数()2,2q ∈-,则()f x 的零点的个数为 ( ).(A ) 1(B ) 2 (C ) 3 (D ) 44. 下列广义积分收敛的是( ).(A )1x +∞⎰(B )0d xxex --∞⎰(C )1311d x x-⎰(D )1+∞⎰哈尔滨工程大学本科生考试试卷( 2010 年 秋季 学期)5. 下列说法正确的是 ( ).(A ) 已知数列{}n x 单调递增,非负函数()f x 单调递减,则数列{()}n f x 收敛 (B ) 设函数()f x 连续,且满足()m f x M ≤≤,其中,m M 为常数,则()()d ()b am b a f x x M b a -≤≤-⎰(C ) 11(1)d (1)1x x x e e x e C ααα++=+++⎰ (D ) 设函数()f x 连续,若00(,())x f x 是曲线()y f x =的拐点,则0()f x不是()f x 的极值1. 计算极限210tan lim x x x x +→⎛⎫ ⎪⎝⎭.2. 已知函数()y y x =是由方程arctan x y=d d y x ,22d d y x .3. 已知函数()y y x =由参数方程2221212201e e d (1)e d t y t u u x t u u u ⎧=⎪⎨⎪=+⎩⎰⎰确定,求d d y x ,22d d yx .4. 设()22e d x t x t -Φ=⎰,求(1)()y x =Φ的单调区间; (2)()y x =Φ的凹凸区间.1. 计算积分x ⎰.2. 计算积分241xx⎰.3. 设()f x ''在[0,1]连续,且(0)1,(2)3,f f ==(2)5,f '=计算积分10(2)d .x f x x ''⎰已知抛物线22y x =-、直线y x =以及y 轴在第一象限围成了平面图形D ,求(1)D 的面积; (2)D 绕y 轴旋转一周所得的旋转体的体积.1. 当0x >时,证明不等式:2cos xe x x ->-.2. 已知函数()f x 在[]0,1上有二阶导数,10()d 0f x x =⎰,(0)(1)0f f ==.(1)证明:存在(0,1)ξ∈,使得()0f ξ=; (2)证明:存在(0,1)η∈,使得22()()1f f ηηηη'''=+.3. 利用N ε-语言,证明极限2233lim212n n n n →∞+=-.微积分A(一)2010级期末试题(A 卷) 参考答案及评分标准(2011年1月11日)一、填空题(每小题3分,共15分)1. 12. 23.1(1)!n - 4. 32- 5. 8二、单项选择题(每小题3分,共15分)1. B2. B3. C4. D5. A三、计算题(每小题8分,共32分)1. 解答:1tan tan 00tan tan lim()lim(1)xx x x x x x x x x x x x x++-⋅-→→-=+ ……2分而22322000tan sec 1tan 1lim lim lim 333x x x x x x x x x x +++→→→--=== 所以21130tan lim()x x x e x+→= ……6分2. 解答:方程两边同时对x 求导:2222y xy x yy x y x y''-+=++ 故dy y x dx x y -=+ ,即 12dy xdx x y=-+ ……4分 ()222223(1)2()2()d y x y x y x y dx x y x y '+-+-+=-=++ ……4分3. 解答:221221e d (1)ed y tu u u u u =+⎰⎰两边对t 求导:2222(1)t y t e y t e '=+,故2222(1)t y t y e t e -'=+ ……3分 22222222d (1)d (1)t y y t t t y ye t e e x x t e --'+==='+; ……3分 222222d ()(2)2d y y y y de dy e y ye x dx dx---==-=-。
工科微积分课堂上理论教学与实际应用的结合——从“一阶微分方程”一节教学谈起
关键词 : 微积分教 学; 应用 实例; 学习积极性
Ke y wo r d s : t e a c h i n g o f c a l c u l u s ; a p p l i c a t i o n e x a mp l e s ; l e a r n i n g mo t i v a t i o n
Ab s t r a c t :C a l c u l u s i s a n i mp o r t a n t p u b l i c i n s t i t u t i o n o f a l l k i n d s o f p r fe o s s i o n a l b a s i c ma t h l e s s o n s ,a n d i s t h e f o u n d a t i o n o f s t u d e n t
・2 81 ・
工科微积分课 堂上 理论教 学与 实际应用 的结合
— —
从“ 一 阶微分 方 程" 一 节教 学谈 起
Co mb i n a i t o n o f T h e o r e i t c a l Te a c h i n g a n d Pr a c t i c a l Ap p l i c a t i o n i n Ca l c u l u s Cl a s s :
( (  ̄ ) Ha r b i n E n g i n e e r i n g U n i v e r s i t y S c h o o l o f S c i e n c e , Ha r b i n 1 5 0 0 0 1 , C h i n a ; @H e i l o n g j i a n g I n s t i t u t e o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y C o l l e g e o f S c i e n c e , H a r b i n 1 5 0 0 2 7 , C h i n a )
微积分第一章PDF
3 2
2
3
y [ x]
3 2
1
1 O 1 1
2 3
x
取整函数 [ x ] 的一个重要性质 :
对任何实数 x , 存在绝对不等式 [ x ] x [ x ] 1.
例如, [0.99] 0.99 [0.99] 1 为 0 0.99 1.
e x e x 解方程 y ( x 0) : 2 (e x ) 2 2 y e x 1 0, ex y x ln( y y 2 1, y 2 1)
O
y ln( x x 2 1)
y
x
y arch x ln( x x 2 1)
x x y u , u cot v , v 2 复合成函数 y cot 2 ; 函数 y arcsin u, u 2 x 2 不能复合 , 前者的定义域与
后者的值域的交集是空的, 即 arcsin(2 x 2 ) 无意义.
8. 初等函数
由常数和基本初等函数经过有限次四则运算和有 限次复合所得到的有意义的函数, 称为 初等函数.
1
y
x
O
1
x
y 1 x
(2) 指数函数:
y a (a 0, a 1)
x
y
1 y ( a )x
a1
y ax
1
x
O
(3) 对数函数: y log a x (a 0, a 1)
y
a1
y log a x
x
O
1
y log a 1 x
(4) 三角函数
大学物理 力学习题课1 哈尔滨工程大学
2
at = an
c b ct / R
哈尔滨工程大学理学院 孙秋华
t
R b c c
质点力学习题课 3.已知某些条件给出速度和运动方程 作业2.以初速度 v0 向上抛出一小球,小球在运动过程中
受到阻力,其大小为
f kv ,k为常数,求:小球任
意时刻的速度及达到的最大高度。
哈尔滨工程大学理学院
孙秋华
质点力学习题课 作业14. 质量为M=1.5kg的物体,用一根长为l=1.25m的 细绳悬挂在天花板上,今有一质量为m=10g的子弹以 v0=500m/s的速度射穿物体,刚穿出物体时子弹的速度 大小为v=30m/s, 设穿透时间极短,求(1)子弹刚穿出 时绳中张力的大小;(2)子弹在穿透过程中所受的冲 量。
哈尔滨工程大学理学院
孙秋华
质点力学习题课 1、力学中重要物理量的计算
作业4. 由楼窗口以水平初速度v 0射出一发子弹,求:(1) 子弹在任意时刻的位置及轨迹方程;(2)子弹在任意时 刻的速度、切向加速度和法向加速度;(3)任意时刻质 点所在轨迹的曲率半径。
作业11. 一物体按规律x=ct2作直线运动(c为常数)。设媒 质对物体的阻力正比于速度的平方,阻力系数为k,求: 物体由 x=0到 x=l过程中,阻力所作的功。
I p2 p1
(3)质点系的动量守恒定律
条件: F 0
f 内 F
m i v ix c 1 i m i v iy c 2 i m i v iz c 3 i
p2 p1 mi v i
哈尔滨工程大学理学院 孙秋华
哈尔滨工程大学理学院
孙秋华
质点力学习题课
常微分方程1.1-1.2
赵 景 霞
问 y( x ) x 2 c1 x是方程的特解吗?
哈 尔 滨 工 程 大 学
• 初值条件/Initial Value Conditions/
有 n个 n阶方程初值问题(Cauchy Problem)的表示
4
3
2
赵 景 霞
积分曲线族
2 1
1
1
2
哈 尔 滨 工 程 大 学
练习题
编号 1 微分方程 自变量 未知 函数 常或偏 阶数 是否线 性
d 4s 3 s s d 4
y xy 1 ( y)2
u 2 u u 2 2 2 t x y
x
s
y
常 常
4 1 2 1
2 x 5 6 无理方程:
赵 景 霞
x y 7 方程组: x y 1
哈 尔 滨 工 程 大 学
2) 超越方程(组),其含有超越函数 三角方程:sin( x 5) cos x 指数方程: e x 2 x 5 特点:方程的解为实数(有限个或者无限个)
常 微 分 方 程
常微分方程/ODE / 在微分方程中,自变量的个数只有一个的微分 方程称为常微分方程。 偏微分方程/ PDE/ 自变量的个数有两个或两个以上的微分方程称 为偏微分方程。
常 微 分 方 程
赵 景 霞
d2y dy b cy f ( t ) 2 dt dt
2T T 4 2 x t
哈 尔 滨 工 程 大 学
解 热力学基本规律:1.热量总是从温度高的 物体像温度低的物体传导的; 2.Newton冷却定律:在一定的温度范围内, 一个物体的温度变化速度与这一物体的温度和 其所在介质温度的差值成比例。
教师的讲课艺术在微积分教学中的重要性
很 难 做 到 当堂 课 的 知 识 当堂 课 理 解 消 化 , 学的状态 , 表现就是逃课现象 。
每 个 学 生 而 当学 生 的 接 收 出 现 问 题 时 , 就 会 出现 厌 识 点 有 机 的 连 接 起 来 , 我 在 进 行 多元 函数 体 同 学 为 他 所 代 表 的 班 级 鼓 掌 , 所 以他 们 在 我 讲 的 时 候 微积分的授课 时, 将 相 关 知 识 点 进 行 对 比 都 有 集 体 荣 誉 感 , 这样 , 不仅 课堂 气氛活跃 , 而 且 效 果 出 奇
教学要 持续一学年 , 课 堂 教 学 主 要 以 教 师 是 有 效 的 , 学 生 们 对 相 关 概 念 的 掌 握 是 扎 讲解 为主 , 学生 被动地 听教 师讲 课, 由 于 实 的 。
一
一
般 我具体讲 一个例题 , 其 他 的 由学
生 自己来 做 , 方式有很多种, 比 如 说 我 的学
牛顿一 莱 布尼 兹公 式 那 一节 中揭 晓 原 因 。
为, 学生如果 l 0 0 mi n,即 两 节课 , 只是 被
习题的证 明方法比较抽 象, 技巧性较 高, 过程也相对复杂。
因此, 学 生 刚 开 始 学 习这 门 课 程 时 , 感
那 么课 堂 上 的 学 习效 果 是 极 差 学 生 们 都 愣 了一下 , 然 后 发 出 会 意 的 动 地 听 课 , 一 般情况下 , 我 在 教 学 过 程 中讲 授 一 笑 声。 后来 在 我 讲 到 牛 顿 一 莱 布尼 兹 公 式 的 。
! Q
Q : 塑
Sc i e n c e a n d Te c h n o l o g y l n n o v a t i o n H e r a l d
sy1-1
f
例如, 反正弦主值
微 定义域 积 分 ( 又如, 绝对值函数 一 定义域 )
1
值域
O
1x
2
值
域
哈 尔 滨 工 程 大 学 微 积 分 ( 一 )
2. 函数的几种特性 设函数 y f ( x) , x D , 且有区间 I D . (1) 有界性 x D , M 0 , 使 f ( x) M , 称 f (x) 为有界函数. x I , M 0 , 使 f ( x) M , 称 f (x) 在 I 上有界. 说明: 还可定义有上界、有下界、无界 . (2) 单调性 x12 ( x)当M2 时, , x, f I , x1 x , 称 为有上界 y
微 积 分 ( 一 )
y f 1 ( x) , x f ( D)
性质: 1) y=f (x) 单调递增(减) , 其反函数 且也单调递增 (减) .
sh x e e y x x ch x e e
x
x
O
奇函数
记
th x 双曲正切
y 1
说明: 给定 f ( x), x (l , l ) f ( x) f ( x) f ( x) f ( x) 则 f ( x) 2 2 偶函数 奇函数
O 1
y th x x
元素 a 不属于集合 M , 记作 a M ( 或 a M ) .
注: M 为数集
*表示 M 中排除 0 的集 ; M
M 表示 M 中排除 0 与负数的集 .
表示法: (1) 列举法:按某种方式列出集合中的全体元素 .
n 哈 例: 有限集合 A a1 , a2 , , an a i i 1 尔 滨 自然数集 N 0 , 1 , 2 , , n , n 工 程 (2) 描述法: x x 所具有的特征 M 大 学 例: 整数集合 Z x x N 或 x N
微积分CAP_哈尔滨工业大学_13 第十三单元_1 第二十六讲、定积分的计算
/2
f (cos x)dx;
0
0
解:设x t,
2
当x 时,t=0;x 0时,t= .
2
2
/2
0 f (sin x)dx
0 /2
f
(cos
t
)d
2
t
/2
0 f (cos t )dt
定积分第二换元积分法
~定积分~
定积分第二换元积分法
n n
解:lim e lim e ln 1 ( n1)( n2) ( nn)1/n n
1 n
ln
(
n1)(
n 2 ) nn
( nn)
n
n
lim e 1 n
ln(1
1 n
)ln(1
2 n
)
ln(1
n n
)
n
e lim n
1 n
ln(1
2
n(n 1) n2 n n
1 2
例1.求
lim
n
1 n 1
n
1
2
n
1
n
.
1 n 1 1 1 n 1
2 n n n 1 n 2
n n n 1
极限计算——定积分定义1
例2.求 lim 1 n n 1 n 2 n n.
回顾:计算
lim
n
n2
1 n
1
n2
2 n
2
n2
n n
n
.
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哈 尔
f
y
(
x0
,
y0
)表示曲面z
f (x, y)
滨 工 程
与平面x x0的交线在点P0的
z
z f (x, y)
大 学
切线对Oy轴的斜率.
z f (x, y)
S
2
:
x
x0
高 等 数 学
f tan
y M0
P0
•
O
•
M0 ( x0 , y0 )
y
T
x
❖ 高阶偏导数
哈 如果偏导函数 f (x, y) 和 f (x, y)的偏导数也
大
学 在空间直角坐标系Oxyz中, z f (x, y)表示一张曲面S.
高 等
用平面y y0去截曲面S,得交线为平面曲线 1,
数
学
1 :
z f (x, y)
y
y0
,
即z f ( x, y0 ).
从而, fx( x0 , y0 )表示曲线z f ( x, y0 )上点P0 ( x0 , y0 , z0 ) 处的切线对Ox轴的斜率.
第八章 多元函数微分法
哈
尔 滨
第二节 偏导数
工
程
大 学
学习要点
高 等
理解偏导数的概念
数
学
熟练掌握偏导数的计算
❖ 偏导数的定义
哈 设函数 z f ( x, y) 在 P0 ( x0 , y0 ) 点的某邻域 U (P0 )
尔 滨 工
内有定义 , 当y固定在y0,而x在x0处有增量x时,
程 大
相应地函数有增量
x2 y2 (x2 y2 )2
0.
❖ 可偏导与连续的关系
哈 [问题]: 二元函数f ( x, y)在点( x0 , y0 )偏导数存在,
尔 滨
f 在这点是否连续?
工
程 大
若f (x, y)在点( x0 , y0 )连续,f 在这点偏导数
学
是否存在?
高
等 数
二元函数在一点的连续性与可导性(两个偏导是
哈 尔 滨 工 程 大 学 高 等 数 学
x
z f (x, y)
z
z f (x, y)
1
:
y
y0
S • P0
O
•
M0(x0, y0 )
N
f tan
y x M0
fx( x0 , y0 )表示z f ( x, y) 与y y0的交线在P0处的 切线对Ox轴的斜率.
类似得f
y
(
x0
,
y0
)的几何意义.
f ( x0 x, y0 ) f ( x0 , y0 ),
学
高 等
若 lim f ( x0 x, y0 ) f ( x0 , y0 ) 存在,则称此极限
x0
x
数 学
为函数z f ( x, y)在点( x0 , y0 )处对 x 的偏导数,
记为 :
fx( x0 , y0 ), z , x ( x0 , y0 )
学 否存在)没有关系!!!
对于多元函数f (P )而言,即使它在P0点的对各个自 变量的偏导数都存在,也不能保证f (P )在P0连续.
所谓曲面在M
0连续,
也就是
lim
P P0
f (P)
f (P0 ).
哈 尔 滨
记作
z y
,f y
,zy或f
y(
x
,
y).
工 程
偏导数的概念可以推广到二元以上函数
大
学
如u=f(x, y, z) 在(x, y, z)处
高
等 数 学
f x( x ,
y, z)
lim
x0
f (x
x,
y, z) x
f (x,
y, z) ,
f y( x,
y, z)
lim
y0
f (x,
y y, z) y
y2 2
在点
M
(1,1,
3 2
)处的
滨
工 程
切线与 y轴正向的夹角 .
大
学
解 由偏导的几何意义,
高 等 数 学
tan z
d
(12
y2 )
1
y (1, 1) dy
2 y1
4
例3 验证函数 z ln x2 y2 满足拉普拉斯方程
哈 尔
zxx zyy 0.
滨 工 程 大
解
z
1 ln( x 2 2
尔 滨
x
y
工 程
存在,则称它们是f (x, y)的二阶偏导数,
大
学 f 关于x的二阶偏导数
高 等 数 学
z x x
2z x 2
zxx
fxx ( x, y),
f 关于y的二阶偏导数
y
z y
2z y2
zyy
f yy ( x, y);
f 先对x后对y的二阶混合偏导数
哈 尔 滨
y
z x
2z xy
zxy
fxy ( x, y),
工
程 大
f 先对y后对x的二阶混合偏导数
学
高 等 数
x
z y
2z yx
zyx
f yx ( x, y).
学
定理 : (混合偏导数定理)
如果函数 f ( x, y)的两个二阶混合偏导数fxy , f yx 连续, 那麽就有fxy f yx
例 1. 求z x2 3x y y2在点(1,2)处的偏导数.
z
或 f
x ( x0 , y0 )
x ( x0 , y0 )
同理可以定义函数z f ( x, y) 在 P0 ( x0 , y0 ) 处对于
y 的偏导数:
哈
尔 滨 工 程
lim f ( x0 , y0 y) f ( x0 , y0 )
y0
y
大
学
记为 f y( x0 , y0 ), z , y ( x0 , y0 )
z y
或 f y
高
( x0 , y0 )
( x0 , y0 )
等
数 学
如果函数z
f (x, y)在区域D内任意一点(x, y)处对
x的偏导数都存在,那么这个偏导数就是x, y的函数,
称为z f (x, y)对自变量x的偏导数,记作
z , f , x x
zx ,
fx(x, y)
函数z f (x, y)对自变量y的偏导数,
哈 尔 滨
2. 设z x y ,求 z 和 z . x y
工
程
大 学
3. u
z
y x
,
求ux
,
uy
,
uz
高
等 数
4. 设 z exy ,求二阶偏导数.
学
5. z f (x2 y2 ),求zxx 6.已知x y z 0,求 z y x
x z y
哈 尔
例2
求空间曲线
z
x2
x 1
y2 ),
z xΒιβλιοθήκη x2x y2
,
z y
x2
y
y2
;
学
2z (x2 y2) x2x y2 x2
高 等 数
x 2 ( x 2 y2 )2 ( x 2 y2 )2 ;
学
由 x, y 的对称性,
2z x2 y2 y2 ( x 2 y2 )2 ;
2z x 2
2z y2
y2 x2 (x2 y2 )2
f
(x,
y, z) ,
fz( x,
y, z)
lim
z0
f (x,
y, z z) z
f (x,
y, z) .
❖ 偏导数的几何意义
哈 尔
由于f x (
x0
,
y0
)
d dx
f ( x, y0 ) xx0 ,故只需弄清一元函数
滨
工 程
f ( x, y0 )的几何意义,就可以得到fx ( x0 , y0 )的几何意义.