高等数学第七版下册复习纲要
《高等数学》(下)期末考试考前复习提纲
《高等数学》下册期末考试考前复习提纲第一部分 空间解析几何与向量代数一、向量代数 1、向量的概念 (1)向量的定义有大小有方向的线段a(自由向量) (2)向量的表示1)),,(z y x a a a a =, 为向量的直角坐标表示2)0a a a=,其中a 为向量的模(大小),222zy x a a a a ++= 0a 为a的单位向量,0(cos ,cos ,cos )(,,)y x z a a a a a a aαβγ==,)cos ,cos ,(cos γβα为a的方向余弦,1cos cos cos 222=++γβα注:若有两点:111222(,,),(,,)A x y z B x y z ,则向量AB 为 212121{(),(),()}A B x x y y z z =--- 2、向量的运算 (1)线性运算),,(z z y y x x b a b a b a b a +++=+),,(z y x a a a a λλλλ=(2)数量积(标积,点积) 1)cos ,,a b a b a b ϕϕ⋅≡≡(0)ϕπ≤≤2)z z y y x x b a b a b a b a ++=⋅特例:当b a ⊥时,0=⋅b a(两向量垂直的判据)(3)向量积(矢积,叉积)1)0sin c b a c b a ϕ=≡⨯,b a ,与c为右手螺旋关系2)()()()xy z y z z yz x x z x y y x xy zij ka b a a a i a b a b j a b a b k a b a b b b b ⨯==-+-+-特例:当b a//时,0=⨯b a ,或z y x z y x z z y y x x b b b a a a b a b a b a ::::=↔==(两向量平行的判据)3、两点的间距公式212212212)()()(z z y y x x d -+-+-=4、平面π外一点0000(,,)P x y z 到平面π的距离公式:Dd =平面π的点法式方程为: 0Ax By Cz D +++= 二、空间解析几何1、空间曲面与空间曲线 (1)方程曲面方程 0),,(=z y x F (三元方程)曲线方程 ⎩⎨⎧==0),,(0),,(21z y x F z y x F 或)(),(),(t z z t y y t x x ===(2)常见的曲面与曲线1) 柱面—— 一直线l (母线)沿着一平面曲线C (准线)作平行于一定直线L 的移动所得的曲面 母线z //轴的柱面: 0),(=y x F母线y //轴的柱面: 0),(=x z F 母线x //轴的柱面: 0),(=z y F2) 旋转面—— 一平面曲线(母线)绕着同一平面内的定直线(转轴)旋转一周所得的曲面例(,)00z y f y z x =⎧⎨=⎩绕z 不变,旋转曲面0),(22=+±z y x f 3)空间螺旋线t k z a y a x ωθθθθ====,,c o s ,s i n4)二次曲面(三元二次方程) )(a 椭球面1222222=++cz b y a x椭球面与平行于坐标面平面的交线:→⎪⎩⎪⎨⎧==++12222221z z c z b y a x ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-+-12122222122221)()(z z z c c b yz c c a x ; →⎪⎩⎪⎨⎧==++12222221y y c z b y a x ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-+-12122222122221)()(y y y b b c z y b b a x ; →⎪⎩⎪⎨⎧==++12222221x x c z b y a x ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-+-12122222122221)()(x x x a a c z x a a b y 分别为在1z z =,1y y =与1x x =平面内的椭圆。
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第七章:微分方程一、微分方程的相关概念1.微分方程的阶数:方程中所含未知函数导数的最高阶数叫做微分方程的阶.2.微分方程的解:使微分方程成为恒等式的函数称为微分方程的解.通解:所含独立的任意常数的个数与方程的阶数相同的解称为微分方程的通解. 特解:确定了任意常数的通解称为微分方程的特解.3.特解与通解的关系:可通过初始条件确定通解中的常数而得到满足条件的特解; 也可通过方程的表达式直接观察得到特解,因此特解不总包含在通解中. 二、微分方程的常见类型及其解法 1.可分离变量的微分方程及其解法 (1).方程的形式:dx x f dyy g )()(=.(2).方程的解法:分离变量法 (3).求解步骤①.分离变量,将方程写成dx x f dy y g )()(=的形式;②.两端积分:⎰⎰=dx x f dy y g )()(,得隐式通解C x F y G +=)()(;③.将隐函数显化. 2.齐次方程及其解法(1).方程的形式:⎪⎭⎫ ⎝⎛=x y dx dy ϕ. (2).方程的解法:变量替换法 (3).求解步骤①.引进新变量x y u=,有ux y =及dxdux u dx dy +=; ②.代入原方程得:)(u dxdux u ϕ=+;③.分离变量后求解,即解方程xdxu u du =-)(ϕ;④.变量还原,即再用xy代替u . 3.一阶线性微分方程及其解法 (1).方程的形式:)()(x Q y x P dxdy=+. 一阶齐次线性微分方程:0)(=+y x P dxdy.一阶非齐次线性微分方程:0)()(≠=+x Q y x P dxdy. (2).一阶齐次线性微分方程0)(=+y x P dxdy的解法:分离变量法. 通解为⎰-=x d x P Ce y )(,(R C ∈).(公式)(3).一阶非齐次线性微分方程0)()(≠=+x Q y x P dxdy的解法:常数变易法. 对方程)()(x Q y x P dxdy=+,设⎰-=x d x P e x u y )()(为其通解,其中)(x u 为未知函数, 从而有⎰---'=⎰x d x P x d x P e x P x u x u dxdy)()()()(e )(,代入原方程有)()()()()(e)()()()(x Q e x u x P e x P x u x u x d x P x d x P xd x P =+-'⎰-⎰--⎰,整理得⎰='xd x P x Q x u )(e )()(,两端积分得C dx ex Q x u xd x P +=⎰⎰)()()(,再代入通解表达式,便得到一阶非齐次线性微分方程的通解))(()()(C dx e x Q e y x d x P x d x P +=⎰⎰⎰-dx e x Q e Ce x d x P x d x P x d x P ⎰⎰⎰-⎰-+=)()()()(,(公式)即非齐次线性方程通解=齐次线性方程通解+非齐次线性方程特解.第八章:空间解析几何与向量代数一、向量),,(),,,(),,,(c c c b b b a a a z y x c z y x b z y x a ===1.向量),,(a a a z y x a = 与),,(b b b z y x b = 的数量积:b a b b b a z z y x x x b a b a ++==⋅ϕcos; 2.向量),,(a a a z y x a = 与),,(b b b z y x b = 的向量积:bb b aa a z y x z y x kj i b a=⨯.ϕsin b a b a=⨯的几何意义为以b a ,为邻边的平行四边形的面积.3.向量),,(z y x r=的方向余弦:222222222cos ,cos ,cos zy x y zy x y zy x x ++=++=++=γβα,1cos cos cos 222=++γβα;2sin sin sin 222=++γβα.4.向量),,(a a a z y x a =与),,(b b b z y x b = 垂直的判定:00=++⇔=⋅⇔⊥b a b b b a z z y x x x b a b a.5.向量),,(a a a z y x a =与),,(b b b z y x b = 平行的判定:k z z y x x x k b k a b a b a ba b b b a ===⇔≠=⇔=⨯⇔0,0//.6.三向量共面的判定:⇒=++0 c n b m a k c b a,,共面.7.向量),,(a a a z y x a = 在),,(b b b z y x b = 上的投影:222Pr aa a ba b b b a a z y x z z y x x x a b a b j ++++=⋅= .二、平面1.过点),,(000z y x P ,以),,(C B A n=为法向量的平面的点法式方程:0)()()(000=-+-+-z z C y y B x x A .2.以向量),,(C B A n=为法向量的平面的一般式方程:0=+++D Cz By Ax .3.点),,(111z y x M 到平面0=+++D Cz By Ax 的距离222111CB A D cz By Ax d +++++=.4.平面0:11111=+++D z C y B x A ∏与0:22222=+++D z C y B x A ∏平行的判定:212121212121////D D C C B B A A n n ≠==⇔⇔∏∏.5.平面0:11111=+++D z C y B x A ∏与0:22222=+++D z C y B x A ∏垂直的判定:021********=++⇔⊥⇔⊥C C B B A A n n∏∏.6.平面0:11111=+++D z C y B x A ∏与0:22222=+++D z C y B x A ∏的夹角:三、直线1.过点),,(000z y x P ,以),,(p n m s=为方向向量的直线的点向式(对称式、标准)方程:pz z n y y m x x 000-=-=-.2.过点),,(000z y x P ,以),,(p n m s = 为方向向量的直线的参数式方程:⎪⎩⎪⎨⎧=-=-=-tpz z tn y y tmx x 000.3.直线的一般式方程:⎩⎨⎧=+++=+++0022221111D z C y B x A D z C y B x A .方向向量为21n n s⨯=.4.直线方程之间的转化: i)点向式↔参数式 ii)一般式→点向式 第一步:找点 第二步:找方向向量21n n s⨯=5.直线1111111:p z z n y y m x x L -=-=-与2222222:p z z n y y m x x L -=-=-平行的判定: 2121212121////p pn n m m s s L L ==⇔⇔ .6.直线1111111:p z z n y y m x x L -=-=-与2222222:p z z n y y m x x L -=-=-垂直的判定: 021********=++⇔⊥⇔⊥p p n n m m s s L L.7.直线1111111:p z z n y y m x x L -=-=-与2222222:p z z n y y m x x L -=-=-的夹角: 222222212121212121cos pn m p n m p p n n m m ++⋅++++=ϕ.8.直线nz z m y y l x x L 000:-=-=-与平面0:=+++D Cz By Ax ∏垂直的判定:CnB m A l N S L ==⇔⇔⊥ //∏.9.直线nz z m y y l x x L 000:-=-=-与平面0:=+++D Cz By Ax ∏平行的判定: 0//=++⇔⊥⇔Cn Bm Al N S L∏.10.直线nz z m y y l x x L 000:-=-=-与平面0:=+++D Cz By Ax ∏的夹角:222222sin pn m C B A Cp Bn Am ++⋅++++=ϕ.11.点),,(000z y x P 到直线⎩⎨⎧=+++=+++0022221111D z C y B x A D z C y B x A 的距离:s s PM d⨯=,其中M 是直线上任意一点,21n n s⨯=.四、曲线、曲面 1.yoz 平面上的曲线C :0),(=z y f 绕z 轴旋转一周所得的旋转曲面为S :0),(22=+±z y x f .2.空间曲线C :⎩⎨⎧==0),,(0),,(z y x G z y x F 关于xoy 平面上的投影柱面方程为:0),(=y x H ;在xoy 平面上的投影曲线为C :⎩⎨⎧==0),(z y x H .第九章:多元函数微分法及其应用一、平面点集1.内点一定在点集内,但点集内的点未必是点集的内点,还有孤立点;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),(y x f 在),(00y x 点的二重极限:A y x f y x y x =→),(lim ),(),(00.2.二元函数),(y x f 在),(00y x 点的连续性:),(),(lim00),(),(00y x f y x f y x y x =→.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),(y x f z=对自变量y x ,的偏导数:x z ∂∂及yz ∂∂. 2.函数),(y x f z =对自变量y x ,的二阶偏导数:22x z∂∂、22y z ∂∂、y x z ∂∂∂2、xy z ∂∂∂2 注:若二阶混合偏导数y x z ∂∂∂2与xy z∂∂∂2连续,则二者相等.三、二元函数的全微分:dy yz dx x z dz∂∂+∂∂=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) 偏导数连续,全微分存在,反之未必. 3.连续性与全微分存在性的关系:全微分存在,函数一定连续;(函数不连续,全微分一定不存在) 函数连续,全微分未必存在. 五、二元复合函数的偏(全)导数1.中间变量为两个,自变量为一个的复合函数的全导数:))(),((),(),(),,(t t f z t v t u v u f z ψϕψϕ====,2.中间变量为两个,自变量为两个的复合函数的偏导数:)),(),,((),,(),,(),,(y x y x f z y x v y x u v u f z ψϕψϕ====,六、隐函数微分法1.由一个方程确定的隐函数微分法:0),,(=z y x F 确定隐函数),(y x f z=,直接对方程左右两端关于自变量求偏导数,即0=∂∂∂∂+∂∂+∂∂xzz F dx dy y F dx dx x F ,即001=∂∂∂∂+⋅∂∂+⋅∂∂x z z F y F x F ,解得''zx F F x z-=∂∂2.由方程组确定的隐函数组微分法:⎩⎨⎧==0),,,(0),,,(v u y x G v u y x F 确定隐函数⎩⎨⎧==),(),(y x v v y x u u ,直接对方程组左右两端关于自变量求偏导数,即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂+∂∂=∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂+∂∂00x v v G x u u G dx dy y G dx dx x G x vv F x u u F dx dy y F dx dx x F ,即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂=∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂00xv v G x u u G x G xvv F x u u F x F ,可以解出x v x u ∂∂∂∂,. 七、偏导数的几何应用 1.曲线的切线方程和法平面方程1).以参数式方程⎪⎩⎪⎨⎧===)(),(),(t z t y t x χψϕ表示的曲线在0t t =对应的点),,(000z y x M 的切线方程:)()()(0'00'00'0t z z t y y t x x χψϕ-=-=-法平面方程:0))(())(())((00'00'00'=-+-+-z z t y y t x x t χψϕ2).以一般式方程⎩⎨⎧==0),,(0),,(z y x G z y x F 表示的曲线在点),,(000z y x M 的切线和法平面方程:先用方程组⎩⎨⎧==0),,(0),,(z y x G z y x F 确定的隐函数组⎩⎨⎧==)()(x g z x f y 微分法求出dxdz dx dy ,,然后得到切线的方向向量⎪⎭⎫ ⎝⎛===00,,1x x x x dxdz dxdy n 切线方程:)()(10'00'00x g zz x f y y x x -=-=- 法平面方程:0))(())((00'00'0=-+-+-z z x g y y x f x x2.曲面的切平面方程和法线方程1).以一般式方程0),,(=z y x F 表示的曲面在点),,(000z y x M 的切平面和法线方程: 切平面线方程:0))(())(())((0'0'0'=-+-+-z z M F y y M F x x M F z y x法方程:)()()(''0'0M F z z M F y y M F x x z x x -=-=- 2).以特殊式方程),(y x f z =表示的曲面在点),,(000z y x M 的切平面和法线方程:令0),(),,(=-=z y x f z y x F ,有曲面在点),,(000z y x M 的切平面的法向量切平面线方程:0)())(,())(,(0000'000'=---+-z z y y y x f x x y x f y x法方程:1),(),(000'000'0--=-=-z z y x f y y y x f x x x x .3.方向导数与梯度:1).方向导数:ρ∆∆ρ).(),(lim 0y x f y y x x f l f -++=∂∂→ 2).方向导数存在条件:可微分函数),(y x f z =在一点沿任意方向l 的方向导数都存在,并且βαcos cos yzx z l f ∂∂+∂∂=∂∂,其中βαcos ,cos 是方向l 的方向余弦.3).梯度:函数),,(z y x f 在点),,(000z y x M 处的梯度k z y x f j z y x f i z y x f z y x f grad z y x ),,(),,(),,(),,(000000000000++=().4).方向导数与梯度的关系: ①.函数),,(z y x f 在点),,(000z y x M 处增加最快的方向是其梯度),,(000z y x f grad 的方向,减小最快的方向是),,(000z y x f grad -的方向.②.函数),,(z y x f 在点),,(000z y x M 沿任意方向的方向导数的最大值为),,(000z y x f grad .八、极值、条件极值 1.函数),(y x f z=的极值点和驻点的关系:函数),(y x f z =的极值在其驻点或不可偏导点取得.2.求函数极值的步骤:(1).对函数),(y x f z =求偏导数,解方程组⎪⎩⎪⎨⎧==0),(0),(''y x f y x f y x ,得所有驻点),(i i y x .(2).对每一个驻点),(i i y x ,求出二阶偏导数的值),(),,(),,(''''''i i yy i i xy i i xx y x f C y x f B y x f A ===.(3).计算AC B -2,根据AC B -2以及A 的符号判定),(i i y x f 是否是极值:若0,02><-A AC B ,则),(i i y x f 是极小值; 若0,02<<-A AC B ,则),(i i y x f 是极大值; 若,02>-AC B ,则),(i i y x f 不是极小值;若,02=-AC B,则),(i i y x f 是否是极值不能判定,需其他方法验证.3.求函数),(y x f z =在附加条件0),(=y x ϕ下的条件极值的方法:做拉格朗日函数),(),(),(y x y x f y x F λϕ+=,对自变量y x ,求偏导,建立方程组与附加条件联立的方程组⎪⎩⎪⎨⎧==+==+=0),(0),(),(),(0),(),(),(''''''y x y x y x f y x F y x y x f y x F y y y x x x ϕλϕλϕ,解出的y x ,就是函数),(y x f z =的可能极值点.第十章:重积分一、二重积分的相关性质 1.有界闭区域上的连续函数),(y x f 在该区域D 上二重积分⎰⎰Dd y x f σ),(存在;2.若函数),(y x f 在有界闭区域D 上二重积分存在⎰⎰Dd y x f σ),(,则),(y x f 在该区域上有界;3.中值性:若函数),(y x f 在有界闭区域D 上连续,区域D 的面积为σ,则在D 上至少存在一点),(ηξ,使得σσ⋅=⎰⎰),(),(y x f d y x f D.4.σσ=⎰⎰Dd 1,区域D 的面积为σ.二、二重积分的计算1.利用平面直角坐标计算二重积分 1).先对y 后对x 积分,由于积分区域:D b x a <<;)()(21x y x ϕϕ<<,有⎰⎰⎰⎰=bax x Ddy y x f dx d y x f )()(21),(),(ϕϕσ.2).先对x 后对y 积分,由于积分区域:D d y c <<;)()(21y x y ψψ<<,有⎰⎰⎰⎰=dcy y Ddx y x f dy d y x f )()(21),(),(ψψσ.3).积分换序:⎰⎰⎰⎰⎰⎰==dcy y Dbax x dx y x f dy d y x f dy y x f dx )()()()(2121),(),(),(ψψϕϕσ.2.利用极坐标计算二重积分令⎩⎨⎧==θρθρsin cos y x ,由于积分区域:D βθα<<;)()(21θρθρ<<x ,有⎰⎰⎰⎰=βαθρθρρρθρθρθσ)()(21)sin ,cos (),(d f d d y x f D.三、三重积分的相关性质:V dV =⎰⎰⎰Ω1,区域Ω的体积为V . 四、三重积分的计算1.利用直角坐标计算三重积分 积分区域V :b x a<<;)()(21x y y x y <<;),(),(21y x z z y x z <<,有第十一章:曲线积分曲面积分一、曲线积分的计算 1.第一型曲线积分的计算:若曲线C 的参数方程是:10),(),(t t t t y t x ≤≤⎩⎨⎧==ψϕ,则第一型曲线积分2.第二型曲线积分的计算:若曲线C 的参数方程是:10),(),(t t t t y t x ≤≤⎩⎨⎧==ψϕ,B A t t t t ==10,分别对应曲线的两个端点,则第一型曲线积分⎰⎰+=+1)())(),(()())(),((),(),(''t t Cdt t t t Q t t t P dy y x Q dx y x P ψψϕϕψϕ3.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),(),,(y x Q y x P 在D 上具有一阶连续偏导数,则有格林公式⎰=+CQdy Pdx dxdy y P x Q D ⎰⎰⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂.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⎰⎰⎰+-==C Dxdy ydx dxdy 21σ. 2.函数),(),,(y x Q y x P 在区域D 上连续. 二、曲面积分的计算 1.第一型曲面积分的计算: 若曲面S 的方程是:),(y x z z =具有连续偏导数,且在xoy 平面上的投影区域为xy D ,函数),,(z y x f 在S 上连续,则第一型曲面积分2.第二型曲面积分的计算: 若正向曲面S 的方程是:),(y x z z=,且在xoy 平面上的投影区域为xy D ,函数),,(z y x R 在S 上连续,则第二型曲面积分dxdy y x z y x R dxdy z y x R xyD S⎰⎰=)],(,,[),,(,同理可得dydz z y z y x R dydz z y x P yzD S⎰⎰=)],),,([),,(;3.高斯公式(联系曲面积分和三重积分)若函数),,(),,,(z y x Q z y x P 在空间有界闭区域Ω及其光滑边界曲面S 上具有连续偏导数,则有高斯公式:⎰⎰⎰⎰⎰⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂=++S dxdydz z R y Q x P Rdxdy Qdzdx Pdydz Ω.注:设空间有界闭区域Ω由光滑封闭曲面S 所围成,则区域Ω的体积为⎰⎰++=S zdxdy ydzdx xdydz V 31. 4.斯托克斯公式(联系曲面积分和三重积分) 若函数),,(),,,(z y x Q z y x P 在光滑曲面S 及其光滑的边界曲线C 上具有连续偏导数,则有斯托克斯公式⎰⎰⎰⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂+⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂=++L D dxdy y P x Q dzdx x R z P dydz z Q y R Rdz Qdy Pdx . 三、曲线积分与路径无关的条件 (1).曲线积分⎰+),(),(),(B A C dy y x Q dx y x P 与路径无关;(2).0),(),(=+⎰Cdy y x Q dx y x P ;(3).存在函数),(y x u ,使得dy y x Q dx y x P du ),(),(+=;(4).yPx Q ∂∂=∂∂第十二章:无穷级数一、级数敛散性的相关性质1.∑∞=1n n a 敛散⇔⎭⎬⎫⎩⎨⎧=∑=n k k n a S 1}{敛散 2.∑∞=1n na收敛⇒0lim=∞→n n a3.0lim ≠∞→nn a ⇒∑∞=1n na 发散4.正项级数∑=n i n a 1的部分和数列}{n S 有界⇒级数∑=ni n a 1收敛5.∑=ni na 1收敛⇒∑=ni na 1收敛.二、级数敛散性判别 1.正项级数敛散性判别 (1).比较判别法; (2).比值判别法; (3).根值判别法.2.交错级数收敛性判别法:莱布尼兹判别法3.任意项级数敛性判别法:绝对收敛判别法4.两种常用级数收敛和发散的条件(1).等比级数∑∞=-11n n aq收敛条件是1<q ;发散条件是1≥q .(2).p 级数∑=ni p n11收敛条件是1>p ;发散条件是1≤p .二、幂级数的相关概念 1.收敛域的求法 (1).对标准幂级数∑∞=0n nn xa ,先求其收敛半径nn n a a R 1lim11+∞→==ρ,再判断级数∑∞=0n nn Ra 以及∑∞=-0)(n nnR a的敛散性,最后确定收敛域是),(R R -、R],(R -、)R ,[R -以及]R ,[R -中的哪一个.(2).对非标准幂级数∑∞=0)(n nx a,先求极限)()()(lim1x x a x a n n n ϕ=+∞→,当1)(<x ϕ时,∑∞=0)(n n x a 绝对收敛,解出),(b a x ∈,再判断级数∑∞=0n nn aa 以及∑∞=0n nn ba 的敛散性,最后确定收敛域是),(b a 、],(b a 、),[b a 以及],[b a 中的哪一个.2.和函数的求法:利用和函数的性质(1).连续性;(2).逐项可微分;(1).逐项可积分.3.函数的幂级数展开式.。
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易得最大值、最小值分别为 f (3, 0) 9, f (0, 0) 0 .
第四章 多元函数积分学
重 点 二重积分计算(直角系与极坐标)、三重积分计算 (直角系、柱坐标系、球坐标系)、利用三重积分 求物体体积与质量.
再见!
x0
ln(
y
x)
y 1
y 1
x
ln(1
0)
1
1 02
1.
例8、设
z
4x3
3x2
y
3xy 2
x
y
,
求
2z x2
,
2z .
yx
解 z 12x2 6xy 3y 2 1,
x
z 3x2 6xy 1;
例7、求下列函数的极限
(1)
lim (x2
x0
y2
)sin
x2
1
y2
;
y0
解
lim( x 2
x0
y2 ) sin
x2
1
y2
lim u sin 1
u0
u
0,
其中u
=
x2
y2;
y0
(2) limln( y x)
y
.
xy01
1 x2
解
lim
与球面
所围立体.
高等数学同济第七版知识点总结
高等数学同济第七版知识点总结
高等数学(第七版)是同济大学数学系编写的教材。
本书在高等数学知识点总结上,包含了微积分、多元函数、级数、常微分方程等内容。
下面是对这些知识点的总结:
1. 微积分
微积分是高等数学的重要内容,包括了导数和积分两个方面。
导数是函数在某一点上的变化率,表示了函数的斜率。
通过导数,可以求解函数的最值、判定函数的单调性和凸凹性等。
积分是导数的逆运算,是求解曲线的面积、体积和弧长等的工具。
通过积分,可以计算函数的定积分和不定积分。
2. 多元函数与偏导数
多元函数是多个自变量的函数,例如二元函数和三元函数。
偏导数是多元函数的导数,表示函数在某个自变量上的变化率。
通过偏导数,可以求解多元函数的最值、判断函数的单调性和凸凹性等。
3. 重积分
重积分是对多元函数进行积分的运算。
根据积分区域的不同,重积分可以分为二重积分和三重积分。
通过重积分,可以计算函数在区域上的平均值、质量和质心等属性。
4. 微分方程与常微分方程
微分方程是包含未知函数及其导数的方程。
常微分方程是只包含一元函数及其导数的微分方程。
通过解常微分方程,可以得到函数的解析解或者数值解。
5. 级数
级数是数列的和的极限。
常见的级数有等比级数和等差级数。
级数之间的收敛性与发散性是级数研究的核心内容。
根据级数的性质,可以使用比值判别法、根值判别法和积分判别法等方法判断级数的收敛性。
总结这些知识点需要参考《高等数学(第七版)》这本教材的相关章节和习题,因此无法提供具体的参考内容。
高数下册知识点
高等数学下册(同济大学第七版)知识点高等数学下册知识点下册预备知识第八章 空间解析几何与向量代数(一) 向量及其线性运算1、 向量,向量相等,单位向量,零向量,向量平行、共线、共面;2、 线性运算:加减法、数乘;3、 空间直角坐标系:坐标轴、坐标面、卦限,向量的坐标分解式;4、 利用坐标做向量的运算:设),,(z y x a a a a = ,),,(z y x b b b b = , 则 ),,(z z y y x x b a b a b a b a ±±±=±, ),,(z y x a a a a λλλλ= ;5、 向量的模、方向角、投影:1) 向量的模:222z y x r ++= ;2) 两点间的距离公式:212212212)()()(z z y y x x B A -+-+-=3) 方向角:非零向量与三个坐标轴的正向的夹角γβα,,4) 方向余弦:rz r y r x ===γβαcos ,cos ,cos 1cos cos cos 222=++γβα5) 投影:ϕcos Pr a a j u =,其中ϕ为向量a 与u 的夹角。
(二) 数量积,向量积1、 数量积:θcos b a b a=⋅1)2a a a =⋅高等数学(下)知识点 2)⇔⊥b a 0=⋅b az z y y x x b a b a b a b a ++=⋅2、 向量积:b a c⨯= 大小:θsin b a ,方向:c b a ,,符合右手规则1)0=⨯a a 2)b a //⇔0=⨯b a z y x z y x b b b a a a k j i b a =⨯ 运算律:反交换律 b a a b⨯-=⨯(三) 曲面及其方程1、 曲面方程的概念:0),,(:=z y x f S2、 旋转曲面: yoz 面上曲线0),(:=z y f C ,绕y 轴旋转一周:0),(22=+±z x y f 绕z 轴旋转一周:0),(22=+±z y x f3、 柱面:0),(=y x F 表示母线平行于z 轴,准线为⎪⎩⎪⎨⎧==00),(z y x F 的柱面 4、 二次曲面1)椭圆锥面:22222zbyax=+2)椭球面:1222222=++czbyax旋转椭球面:1222222=++czayax3)单叶双曲面:1222222=-+czbyax4)双叶双曲面:1222222=--czbyax5)椭圆抛物面:zbyax=+22226)双曲抛物面(马鞍面):zbyax=-22227)椭圆柱面:12222=+byax8)双曲柱面:12222=-byax9)抛物柱面:ay x=2(四)空间曲线及其方程1、 一般方程:⎪⎩⎪⎨⎧==0),,(0),,(z y x G z y x F 2、 参数方程:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===)()()(t z z t y y t x x ,如螺旋线:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===btz t a y t a x sin cos 3、 空间曲线在坐标面上的投影⎪⎩⎪⎨⎧==0),,(0),,(z y x G z y x F ,消去z ,得到曲线在面xoy 上的投影⎪⎩⎪⎨⎧==00),(z y x H(五) 平面及其方程1、 点法式方程:0)()()(000=-+-+-z z C y y B x x A法向量:),,(C B A n = ,过点),,(000z y x2、 一般式方程:0=+++D Cz By Ax 截距式方程:1=++cz b y a x 3、 两平面的夹角:),,(1111C B A n = ,),,(2222C B A n = ,222222212121212121cos C B A C B A C C B B A A ++⋅++++=θ⇔∏⊥∏21 0212121=++C C B B A A⇔∏∏21// 212121C C B B A A ==4、 点),,(0000z y x P 到平面0=+++D Cz By Ax 的距离:222000C B A DCz By Ax d +++++=(六) 空间直线及其方程1、 一般式方程:⎪⎩⎪⎨⎧=+++=+++022221111D z C y B x A D z C y B x A 2、 对称式(点向式)方程:p z z n y y m x x 000-=-=-方向向量:),,(p n m s = ,过点),,(000z y x3、 参数式方程:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=+=ptz z nt y y mt x x 000 4、 两直线的夹角:),,(1111p n m s = ,),,(2222p n m s = ,222222212121212121cos p n m p n m p p n n m m ++⋅++++=ϕ⇔⊥21L L 0212121=++p p n n m m⇔21//L L 212121p p n n m m ==5、 直线与平面的夹角:直线与它在平面上的投影的夹角,222222sin p n m C B A CpBn Am ++⋅++++=ϕ⇔∏//L 0=++Cp Bn Am⇔∏⊥L pC n B m A ==第九章 多元函数微分法及其应用(一) 基本概念(了解)1、 距离,邻域,内点,外点,边界点,聚点,开集,闭集,连通集,区域,闭区域,有界集,无界集。
高等数学第七版下册教学大纲
高等数学第七版下册教学大纲一、课程简介本课程为高等数学下册,主要内容为多元函数微积分学,包括多元函数的极限、连续、偏导数及其应用、多元函数的微分、多元函数的泰勒展开公式等。
通过学习本课程,学生将会深入理解高维空间中的函数、方向导数、梯度、散度、旋度等概念,并学习应用于物理、工程等领域的典型问题。
二、教学目标本课程的教学目标是:1.掌握多元函数的极限、连续、偏导数及其应用;2.理解多元函数的微分、泰勒展开公式;3.能够应用多元函数微积分学知识解决物理、工程等领域的相关实际问题。
三、教学内容3.1 多元函数的极限、连续、偏导数及其应用• 3.1.1 二元函数的极限、连续、偏导数及其应用• 3.1.2 三元函数的极限、连续、偏导数及其应用• 3.1.3 多元函数的极限、连续、偏导数及其应用3.2 多元函数的微分、泰勒展开公式• 3.2.1 二元函数的微分、全微分• 3.2.2 三元函数的微分、全微分• 3.2.3 多元函数的微分、全微分• 3.2.4 多元函数的泰勒展开公式3.3 多元函数微积分学的应用• 3.3.1 高维空间中的方向导数• 3.3.2 高维空间中的梯度、散度、旋度• 3.3.3 多元函数的最值与最优化四、教学方法本课程采用讲授、案例分析、课堂思考与演示、互动式探究等教学方法。
其中,案例分析将重点介绍一些典型的物理、工程等建模问题,丰富学生的数学应用能力;课堂思考与演示将通过小组或单独讨论的方式,促进学生理解、运用多元函数微积分学知识的能力。
同时,互动式探究也将为学生提供更多自主学习的机会。
五、评测方式评测方式采用平时成绩与期末考试成绩结合的方式,其中平时成绩占总成绩的30%、期末考试成绩占总成绩的70%。
其中,平时成绩包括参与课堂讨论及小组报告等。
六、教材及参考书目6.1 教材高等数学第七版下册,同济大学出版社6.2 参考书目1.微积分学,J. Stewart,第七版,机械工业出版社2.多元函数微积分学及其应用,R. Adams,第七版,机械工业出版社七、教学进度教学进度根据具体学期情况而定。
高等数学同济第七版下册笔记
高等数学同济第七版下册笔记
摘要:
一、引言
二、高等数学同济第七版下册的主要内容
三、下册的重点与难点
四、学习建议与方法
五、总结
正文:
一、引言
高等数学是理工科专业的基础课程,对于学生的综合素质培养具有重要意义。
同济大学第七版《高等数学》下册,作为经典教材,涵盖了微分方程、向量代数与空间解析几何、无穷级数等内容,是学生学习高等数学的重要参考资料。
二、高等数学同济第七版下册的主要内容
1.微分方程:介绍了常微分方程的基本概念、解法及其应用,如线性微分方程、一阶微分方程组、线性微分方程组等。
2.向量代数与空间解析几何:涉及向量及其运算、空间解析几何中的直线与平面、空间曲线与曲面等内容。
3.无穷级数:讨论了级数收敛性、级数求和、幂级数、傅里叶级数等概念。
三、下册的重点与难点
1.微分方程:理解微分方程的基本概念,熟练掌握解法,并能应用于实际问题。
2.空间解析几何:熟练掌握向量及其运算,理解空间解析几何中的直线与平面、空间曲线与曲面的性质。
3.无穷级数:理解级数收敛性及其判断方法,熟练掌握级数求和技巧,了解幂级数与傅里叶级数的性质及应用。
四、学习建议与方法
1.注重理论联系实际,通过大量例题巩固理论知识。
2.及时复习,整理笔记,避免遗漏重点内容。
3.参加讨论班,与同学互相交流,取长补短。
4.多做习题,提高解题能力。
五、总结
同济大学第七版《高等数学》下册是学生学习高等数学的重要教材,内容丰富且具有挑战性。
高数下册知识点 - 第七版
求出所有驻点,对于每一个驻点 ( x0 , y0 ) ,令
A f xx ( x0 , y0 ) , B f xy ( x0 , y0 ) , C f yy ( x0 , y0 ) ,
2 ① 若 AC B 0 , A 0 ,函数有极小值, 2 若 AC B 0 , A 0 ,函数有极大值;
2) a b a b 0 a b a x bx a y by a z bz 2、 向量积: c a b 大小: a b sin ,方向: a , b , c 符合右手规则 1) a a 0 2) a // b a b 0 i j k a b ax a y az bx by bz 运算律:反交换律 b a a b
x x0 mt y y0 nt 3、 参数式方程: z z0 pt 4、 两直线的夹角: s1 (m1 , n1 , p1 ) , s2 (m2 , n2 , p2 ) ,
cos
m1m2 n1n2 p1 p2
2 2 2 m12 n12 p12 m2 n2 p2
f y ( x0 , y0 ) lim
6、 方向导数:
y0
f ( x0 , y0 y) f ( x0 , y0 ) y
7、 梯度: z f ( x, y) ,则 gradf ( x0 , y0 ) f x ( x0 , y0 )i f y ( x0 , y0 ) j 。
cos 2 cos 2 cos 2 1
a a cos ,其中 为向量 a 与 u 5) 投影: Pr ju 的夹角。
同济第七版高等数学总复习
抛物线
y2
2
pz 绕 z 轴;
x 0
x2 y2 2 pz
旋转抛物面 z
z
y x
y xo
22
旋转椭球面
y2
椭圆
a
2
z2 c2
1绕
y 轴和z轴;
x 0
绕 y轴旋转
y2 a2
x2 c2
z2
1
绕z 轴旋转
x2 a2
y2
z2 c2
1
z
o
y
x
23
(1)球面 (2)圆锥面 (3)旋转双曲面
Q( x) (2 p)Q( x) (2 p q)Q( x) Pm ( x)
(Q( x) xkQm ) 12
(2) f ( x) ex[Pl ( x)cosx Pn( x)sinx] 型
设
y
x
k
e
x
[
R(1) m
(
x
)
cos
x
R(2 m
)
(
x
)
sin
x
],
其中
R(1) m
(
x
),
R(2) m
数之和, 如 y P( x) y Q( x) y f1( x) f2 ( x)
而
y1*与
y
* 2
分别是方程,
y P( x) y Q( x) y f1( x) y P( x) y Q( x) y f2 ( x)
的特解,
那么
y* 1
y* 2
就是原方程的特解.
代入即可证得 .
解的叠加原理
(
x
)是m次多项式,m
maxl
,
同济大学数学系《高等数学》(第7版)(下册)复习笔记及课后习题和考研真题详解(无穷级数)【圣才出品】
设 un 和 vn 都是正项级数,且 un≤vn(n=1,2,…)。若级数 vn 收敛,则级
n1
n 1
n 1
数 un 收敛;反之,若级数 un 发散,则级数 vn 发散。
n1
n1
n 1
推论:设 un 和 vn 都是正项级数,如果级数 vn 收敛,且存在正整数 N,使当
n1
n 1
n 1
x
s
0
t dt
x 0
n0
ant n
dt
n0
x 0
ant ndt
n0
an n 1
xn1
xI
逐项积分后所得到的幂级数和原级数有相同的收敛半径。
(3)幂级数 an xn 的和函数 s(x)在其收敛区间(-R,R)内可导,且有逐项求导 n0
公式
s x
n0
an xn
n≥N 时有 un≤kvn(k>0)
成立,则级数 un 收敛;如果级数 vn 发散,且当 n≥N 时有 un≥kvn(k>0)成立,则
n1
n 1
级数 un 发散。 n1
②比较审敛法的极限形式
设 un 和 vn 都是正项级数,则:
n1
n 1
a.如果
lim
n
un vn
l
0 l
,且级数 vn 收敛,则级数 un 收敛;
n 1
n1
b.如果
lim
n
un vn
l
0
或
lim
n
un vn
,且级数 vn
n 1
发散,则级数 un
n1
发散。
③比值审敛法(达朗贝尔判别法)
设
un
n1
高等数学第七版下册 同济 部分知识点
2 ()
∭ (, , ) = ∫ ∫
Ω
2 (,)
∫
1 ()
(, , )
1 (,)
=
三重积分转化为柱坐标计算 { =
=
⇒ ∭ (, , ) = ∭ (, , )
=0
当|| < 1时,级数收敛
当|| > 1时,级数发散
当|| = 1时,级数发散
∞
1
调和级数 ∑ 发散
=1
基本性质:
∞
∞
如果级数 ∑ 收敛于和 s ,那么级数 ∑ 也收敛于和 (为常数)
=1
∞
=1
∞
∞
∑ = , ∑ = ,那么 ∑ ( ) = ±
( )
的计算
1 当 = C即有( ) = ( + ) = ( + )
○
1
——sxd
( )
亦然
2 当 = (, )即有 ( ) = + ( = + ( + )
方向导数 │
(0 ,0 )
= (0 , 0 ) cos + (0 , 0 ) cos ,其中cos ,cos 是方向的方向余
弦
梯度grad(0 , 0 ) =▽(0 , 0 ) = (0 , 0 ) → + (0 , 0 ) →
三元函数 = (, , ) 全微分 = + +
抽象函数的 z 偏导
= (, ), = (, ), = (, )
大一高数第七版下册知识点
大一高数第七版下册知识点大一高数第七版下册是大学数学中的一门重要课程,通过这门课程的学习,我们可以掌握大量的高等数学知识,加深对数学的理解和应用能力。
本文将以大一高数第七版下册的知识点为主题,以探讨这些知识点的重要性和应用为线索,展开讨论。
首先,我们来了解一下大一高数第七版下册的知识点都包括哪些内容。
第七版下册主要包括多元函数与偏导数、重积分与曲线积分、向量场与散度定理以及曲线、曲面与积分定理等几个部分。
每个部分都涵盖了大量的知识点,从多元函数的概念、极限、连续性开始,逐渐扩展到多元函数的偏导数、梯度、方向导数等内容。
重积分与曲线积分部分则更加深入地探讨了多元函数的积分与线积分的概念、性质和计算方法。
向量场与散度定理、曲线、曲面与积分定理等部分进一步扩展了多元函数的应用范围和深度。
那么,为什么大一高数第七版下册的知识点如此重要?首先,掌握这些知识点可以让我们更好地理解数学的抽象概念和思维方式。
数学是一门严谨的科学,其核心在于逻辑推理和抽象思维。
而多元函数与偏导数、重积分与曲线积分等内容正是数学抽象思维的具体体现。
通过学习这些知识,我们可以培养自己的逻辑思维和分析问题的能力。
其次,大一高数第七版下册的知识点在其他学科中也有广泛的应用。
数学作为一门基础学科,几乎渗透到了所有学科领域。
例如,在物理学中,多元函数的概念和应用是解析力学、电磁学等领域中必不可少的基础;在经济学中,重积分的概念和应用在计量经济学模型的构建和经济指标的计算中起着重要作用。
因此,掌握这些知识点不仅有助于我们在数学中的学习,同时也有助于我们在其他学科中的理解和应用。
此外,大一高数第七版下册的知识点还对我们今后的学习和职业发展有着重要的影响。
数学在现代科技和经济发展中扮演着重要的角色。
掌握多元函数与偏导数、重积分与曲线积分等知识,可以为我们今后进一步学习更高层次的数学知识和从事相关专业提供有力的基础。
例如,在工程学、计算机科学、金融学等领域,这些知识点是理论研究和实际应用中的核心内容。
高等数学第七版教材下册
高等数学第七版教材下册高等数学是大学数学中的重要课程之一,它是对中学数学的深入扩展与拓展,为学生打下数学思维和理论基础。
本文将介绍高等数学第七版教材下册的内容,包括章节和主要知识点。
第一章:多元函数积分学本章主要介绍多元函数的积分学,包括二重积分和三重积分的概念、性质以及计算方法。
通过对累次积分的研究,学生将掌握面积和体积的计算技巧,深入理解多元函数的积分性质。
第二章:曲线积分与曲面积分曲线积分与曲面积分是另一项重要内容,本章主要讲解曲线积分的定义、计算方法以及曲面积分的概念与性质。
通过实例的讲解,学生将能够灵活运用曲线积分和曲面积分解决实际问题。
第三章:无穷级数无穷级数是高等数学中的一大难点,本章将介绍级数的概念、收敛性、收敛域以及常见的特殊级数。
通过学习无穷级数的理论与计算方法,学生将能够对函数进行逼近和展开,掌握级数的求和技巧。
第四章:Fourier级数Fourier级数是工科和物理科学领域中常用的数学工具,本章将介绍Fourier级数的定义、性质以及计算方法。
通过学习Fourier级数的理论与应用,学生将能够理解信号的频域表示和傅里叶变换的原理。
第五章:偏微分方程偏微分方程是数学与物理学中的重要研究对象,本章将介绍常见的二阶偏微分方程及其分类。
通过学习偏微分方程的理论与解法,学生将能够解决与物理、工程和经济等领域相关的实际问题。
第六章:多元函数的Taylor公式Taylor公式是数学分析中的重要工具,本章将介绍多元函数的Taylor公式及其推广形式。
通过学习Taylor公式的理论与运用,学生将能够近似计算函数的值和导数的值,提高数学问题的求解能力。
第七章:场论基础场论是现代物理学中的基础理论,本章将介绍向量场、标量场和矢量场的概念与性质。
通过学习场论的基础知识,学生将能够理解物理和工程中与场相关的问题,并掌握解决方法。
总结高等数学第七版教材下册包含了多元函数积分学、曲线积分与曲面积分、无穷级数、Fourier级数、偏微分方程、多元函数的Taylor公式和场论基础等内容。
高数第七版下册知识点
高数第七版下册知识点高等数学是大学数学中的一门重要学科,其作为一门基础课程,对于培养学生的数学思维和解决问题的能力起着重要的作用。
在高数第七版下册中,有许多重要的知识点需要我们掌握和理解。
本文将对这些知识点进行探讨和总结。
1. 复变函数复变函数是高等数学中的重要内容之一。
在高数第七版下册中,复变函数的概念和性质被详细介绍。
我们需要理解复数的表示和运算规则,熟悉常见的复变函数如指数函数、三角函数和对数函数等。
此外,还需要学习复变函数的导数和积分,了解留数和留数定理的应用。
2. 傅里叶级数傅里叶级数是一种将周期函数展开成正弦和余弦函数的方法。
在高数第七版下册中,傅里叶级数的概念、性质和计算方法都有详细的介绍。
学习傅里叶级数需要对三角函数有较深入的理解,掌握傅里叶级数的计算技巧和性质,同时还需要了解傅里叶级数在信号处理和波动方程等领域的应用。
3. 线性代数线性代数在高数第七版下册中占有重要的位置。
我们需要学习向量、矩阵、行列式和特征值等基本概念,了解线性方程组的解法和矩阵的运算规则。
此外,高数第七版下册还引入了向量空间和线性映射等更深入的内容,需要我们进一步掌握线性代数的理论和方法,熟悉抽象向量空间和线性变换的定义和性质。
4. 二重积分二重积分是高等数学中的重要内容之一。
在高数第七版下册中,二重积分的概念、性质和计算方法被详细介绍。
我们需要理解二重积分的几何意义和计算过程,熟练运用极坐标和换元法等技巧解决相应的问题。
此外,还需要学习二重积分的应用,例如质心、面积和体积等相关概念和求解方法。
5. 无穷级数无穷级数是高等数学中的重要内容之一。
在高数第七版下册中,无穷级数的概念、性质和判敛方法被详细介绍。
我们需要学习无穷级数的收敛判定法,熟练掌握常见的级数求和方法,如几何级数、调和级数和幂级数等。
此外,还需要了解无穷级数在数学分析和应用数学中的重要性和应用。
总之,高数第七版下册涵盖了复变函数、傅里叶级数、线性代数、二重积分和无穷级数等重要的数学知识点。
高等数学(第七版·下册) 同济大学知识点
高等数学(第七版·下册)同济大学知识点一、多元函数微分学多元函数微分学是高等数学中的一个重要分支,研究的是多元函数的导数、微分以及应用。
在本章中主要介绍了以下几个知识点:1. 偏导数与全微分•偏导数:多元函数的偏导数是指函数在某一点上某个自变量的变化率。
•全微分:多元函数的全微分是在某一点上,函数值关于自变量的微小变化量。
2. 高阶偏导数与多元函数的泰勒展开式•高阶偏导数:多元函数的高阶偏导数是指对多个自变量进行重复求导的结果。
•多元函数的泰勒展开式:用多项式逐次逼近函数的方法,可以近似表示函数在某一点附近的取值。
3. 隐函数与参数方程的求导•隐函数求导:对于由方程定义的函数,可以通过偏导数求导的方法来求解其导数。
•参数方程求导:对于由参数方程定义的函数,可以通过链式法则将参数的导数转化为函数关于参数的导数。
4. 方向导数与梯度•方向导数:多元函数在某一点沿着给定方向的变化率。
•梯度:多元函数的梯度是一个向量,它的方向指向函数值增加最快的方向,模表示变化率最大的值。
5. 多元函数的极值与条件极值•多元函数的极值:函数取得的最大值或最小值。
•条件极值:在满足一定条件下,函数取得的最大值或最小值。
6. 格林公式与高斯公式•格林公式:二维平面上的曲线积分与这个曲线所围成的区域上的面积分之间的关系。
•高斯公式:三维空间中,某个闭合曲面上的散度与这个曲面所围成的空间区域内的体积分之间的关系。
二、多元函数积分学多元函数积分学是研究多元函数的积分以及应用的学科。
本章介绍了以下几个知识点:1. 二重积分•二重积分的概念:二重积分是将二元函数沿着某一平面区域上的小面积元素进行累加得到的量。
•二重积分的性质:二重积分具有线性性、可加性、保号性等性质。
2. 二重积分的计算方法•基本的计算方法:可以通过把二重积分化为累次积分的形式进行计算。
•坐标变换法:通过变换坐标系,使得被积函数的形式更简单,从而更容易计算。
高数下册期末总复习第七版
切线方程为 x − x0 = y − y0 = z − z0 ; x′(t0 ) y′(t0 ) z′(t0 )
法平面方程为 x′(t0 ) ⋅ (x − x0 ) + y′(t0 ) ⋅ ( y − y0 ) + z′(t0 ) ⋅ (z − z0 ) = 0
第5页共5页
5
b、
若曲线
Γ
的方程为:
三元方程组确定两个一元隐函数:
⎧ F ( x, ⎨⎩G ( x,
y, y,
z) z)
= =
0 0
⎨ ⎩
z=
z
(
x
)
⇒
对x求导
dy dx
,
dz dx
⎧u=u ( x, y )
{ ⇒ 四元方程组可确定两个二元隐函数:
F ( x, y,u,v)=0 G( x, y,u,v)=0
⎨⎩v=v( x, y )
对x (或y )求偏导,视y (或x )为常量,得
G 2)点法式方程:法向量 n = ( A, B,C) ,点 M (x0 , y0 , z0 ) ∈ Π ,则 A(x − x0 ) + B( y − y0 ) + C(z − z0 ) = 0 .
3)截距式方程: x + y + z = 1 abc
4)平面束方程:过直线
⎧ ⎨ ⎩
A1x A2 x
+ +
附录——平面曲线的情形
(1)
若平面曲线 C
:
⎧ ⎨ ⎩
x y
= =
x(t) y(t)
,t
=
t0
↔
M0
∈C
,则
JG 切向量T = (x′(t0 ), y′(t0 )) ,
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高等数学第七版下册复习纲要Chapter 7: XXXI。
XXX1.Order of a XXX: The highest order of the unknown n'XXX is called the order of the XXX.2.XXX an identity is called a XXX.XXX the same number of independent arbitrary constants as the order of the n is called the general XXX.Particular XXX.3.XXX: A particular XXX initial ns。
or it can be directly observed from the n of the XXX。
XXX not always XXX.II。
XXX1.XXX1) Form of the n: g(y)dy = f(x)dx.2) XXX: n of variables.3) n steps:① Separate the variables and write XXX(y)dy =② XXX(y) = F(x) + C in the form of ∫g(y)dy = ∫f(x)dx;③ Make the XXX.2.XXX1) Form of the n:dyφdx2) XXX: Variable n.3) n steps:① Introduce a new variable u = y/x。
then y = ux and dy/dx = u + xdu/dx;② Substitute y = ux and dy/dx = u + xdu/dx into the original n to get u + xdu/dx = φ(u);③ Separate variables and XXX;④ Substitute u back to get the n in terms of y and x.3.XXX1) Form of the n:dy/dx + P(x)y = Q(x).XXX: dy/dx + P(x)y = 0.Non-XXX: dy/dx + P(x)y = Q(x) ≠ 0.2) XXX:XXX: XXX variables.The general XXX is y = Ce^(-∫P(x)dx)。
(C∈R).For non-XXX: n of parameters.Assume y = u(x)e^(-∫P(x)dx) is the general n。
where u(x) is an unknown n.Differentiate and XXX get u'(x)e^(-∫P(x)dx) = Q(x)e^(-∫P(x)dx).Integrate both sides and solve for u(x)。
then substitute back to get the n in terms of y and x.一、平面1.平面的一般式方程为:Ax + By + Cz + D = 0,其中(A,B,C)为法向量,D为常数。
2.点M(x1,y1,z1)到平面Ax + By + Cz + D = 0的距离为d = |Ax1 + By1 + Cz1 + D| / √(A^2 + B^2 + C^2)。
3.平面π1 : Ax1 + By1 + Cz1 + D1 = 0 与平面π2 : Ax2 + By2 + Cz2 + D2 = 0 平行的判定为:π1 // π2 ⇔ (A1,B1,C1) // (A2,B2,C2) ⇔ A1/A2 = B1/B2 = C1/C2.4.平面π1 : Ax1 + By1 + Cz1 + D1 = 0 与平面π2 : Ax2 + By2 + Cz2 + D2 = 0 垂直的判定为:π1 ⊥ π2 ⇔ (A1,B1,C1) ⊥(A2,B2,C2) ⇔ A1A2 + B1B2 + C1C2 = 0.5.平面π1 : Ax1 + By1 + Cz1 + D1 ≠π2 : Ax2 + By2 + Cz2 + D2 的夹角为:cosθ = |A1A2 + B1B2 + C1C2| / √((A1^2 + B1^2 + C1^2) (A2^2 + B2^2 + C2^2))。
6.平面π1 : Ax1 + By1 + Cz1 + D1 = 0 与直线L2 : x - x2 / m2 = y - y2 / n2 = z - z2 / p2 的关系为:π1 ⊥ L2 ⇔ (A1,B1,C1) ⊥ (m2,n2,p2) ⇔ A1m2 + B1n2 + C1p2 = 0.二、直线1.过点P(x,y,z),以方向向量s = (m,n,p) 的直线的点向式方程为:(x - x0) / m = (y - y0) / n = (z - z0) / p。
2.过点P(x,y,z),以方向向量s = (m,n,p) 的直线的参数式方程为:x = x0 + tm。
y = y0 + tn。
z = z0 + tp。
3.直线的一般式方程为:(A1x + B1y + C1z + D1 = 0) ∧(A2x + B2y + C2z + D2 = 0) ∧ (s = n1 × n2)。
4.直线方程之间的转化:i) 点向式⇔参数式ii) 一般式→ 点向式:找点,找方向向量s = n1 × n2.5.直线L1 : (x - x1) / m1 = (y - y1) / n1 = (z - z1) / p1 与直线L2 : (x - x2) / m2 = (y - y2) / n2 = (z - z2) / p2 平行的判定为:L1 // L2 ⇔ s1 // s2 ⇔ m1/m2 = n1/n2 = p1/p2.6.直线L1 : (x - x1) / m1 = (y - y1) / n1 = (z - z1) / p1 与直线L2 : (x - x2) / m2 = (y - y2) / n2 = (z - z2) / p2 垂直的判定为:L1 ⊥ L2 ⇔ s1 ⊥ s2 ⇔ m1m2 + n1n2 + p1p2 = 0.1.直线L1和L2的夹角为cosθ=|m1m2+n1n2+p1p2|/√(m1^2+n1^2+p1^2)√(m2^2+n2^2+p2^ 2)。
2.直线L与平面Π垂直的判定为L⊥Π⇔S//N⇔m(x-x1)+n(y-y1)+p(z-z1)=0.3.直线L与平面Π平行的判定为L//Π⇔S⊥N⇔Am+Bn+Cp=0.4.直线L与平面Π的夹角为sinθ=|Am+Bn+Cp|/√(A^2+B^2+C^2)√(m^2+n^2+p^2)。
5.点P(x,y,z)到直线L的距离为d=|AP×s|/|s|,其中s为L的方向向量。
6.曲线C在yoz平面的方程为f(y,z)=0,其绕z轴旋转一周所得的旋转曲面为S:f(±√(x^2+y^2),z)=0.7.空间曲线C的参数方程为{x=F(t)。
y=G(t)。
z=H(t)},其在xoy平面上的投影曲线为C':{x=H(x,y)。
y=G(x,y)}。
8.内点是指在点集内部且不是孤立点的点,聚点可以是点集的边界点或内点,但不可以是点集的外点和点集内的孤立点。
9.二元函数f(x,y)在点(x,y)处的二重极限为limf(x,y)=(x,y)→(x,y)A,连续性为limf(x,y)=(x,y)→(x,y)f(x,y)。
10.二元函数的偏导数指对其中一个自变量求导数,分别记作∂z/∂x和∂z/∂y。
1.二元函数的偏导数表示函数在某一方向上的变化率,因此可以用来描述曲面的切平面和法线方向。
2.偏导数存在性与全微分存在性的关系可以用来判断一个函数是否可微分,进而判断其是否具有局部极值点。
3.二元复合函数的偏(全)导数可以用来求解多元函数的最值问题,例如求解约束条件下的最优解。
4.隐函数微分法可以用来求解隐含在方程中的函数的导数,例如求解曲线的切线方程或曲面的法线方程。
5.偏导数的几何应用还包括描述曲面的形状、求解曲面的面积和体积等问题。
x,y,z)k,其中i,j,k分别表示三维空间的标准基向量。
4).梯度的性质:a.梯度向量的方向是函数值增加最快的方向。
b.梯度向量的模长是函数在该点的方向导数的最大值。
c.梯度向量垂直于等值面。
d.若梯度向量不为零,则函数在该点的等值线在该点处的切线与梯度向量垂直。
e.若梯度向量为零,则该点为函数的驻点,即函数在该点的导数为零。
1.曲线的切线方程和法平面方程1)对于以参数式方程x=φ(t)。
y=ψ(t)。
z=χ(t)表示的曲线,在t=t时刻对应的点M(x,y,z),其切线方程为x-xy-yz-z=0,其中x'=dφ/dt。
y'=dψ/dt。
z'=dχ/dt;法平面方程为φ(t)(x-x)+ψ'(t)(y-y)+χ'(t)(z-z)=0.2)对于以一般式方程F(x,y,z)=0表示的曲线,在点M(x,y,z)处的切线和法平面方程可以通过求解隐函数组F(x,y,z)=0和G(x,y,z)=z-χ(t)=0,然后求出切线的方向向量和法平面的法向量来得到。
其中,切线方程为x-xy-yz-z=0,其中x'=1/Fx(M)。
y'=1/Fy(M)。
z'=-1/Fz(M);法平面方程为Fx(M)(x-x)+Fy(M)(y-''y)+Fz(M)(z-z)=0.2.曲面的切平面方程和法线方程1)对于以一般式方程F(x,y,z)=0表示的曲面,在点M(x,y,z)处的切平面线方程为Fx(M)(x-x)+Fy(M)(y-''y)+Fz(M)(z-z)=0,其中Fx(M)。
Fy(M)。
Fz(M)分别为F(x,y,z)在点M处的偏导数;法方程为x-xy-yz-z=0,其中x'=Fx(M)。
y'=Fy(M)。
z'=-Fz(M)。
2)对于以特殊式方程F(x,y,z)=f(x,y)-z=0表示的曲面,在点M(x,y,z)处的切平面线方程为fx'(x,y)(x-x)+fy'(x,y)(y-y)-(z-z)=0,其中fx'(x,y)。
fy'(x,y)分别为f(x,y)在点M处的偏导数;法方程为x-xy-yz-z=0,其中x'=fx'(x,y)。
y'=fy'(x,y)。