第七章多元函数微分学 空间直角坐标系
空间解析几何课件 2
xx
o
y yΒιβλιοθήκη 在平面 x＝0 或 y＝0 上的截痕为过原点的两直线 .
可以证明, 椭圆①上任一点与原点的连线均在曲面上.
(椭圆锥面也可由圆锥面经 x 或 y 方向的伸缩变换 得到。)
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内容小结
1. 空间曲面 • 旋转曲面 三元方程 F ( x , y , z ) 0
( x 2) ( y 1) ( z 4) 化简得 2 x 6 y 2 z 7 0
说明: 动点轨迹为线段 AB 的垂直平分面.
显然在此平面上的点的坐标都满足此方程,
不在此平面上的点的坐标不满足此方程.
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定义1. 如果曲面 S 与方程 F( x, y, z ) = 0 有下述关系:
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思考与练习
1. 指出下列方程的图形:
方 程
x5
x y 9
y x 1
2 2
平面解析几何中
空间解析几何中
平行于 y 轴的直线 平行于 yoz 面的平面 圆心在(0,0) 半径为 3 的圆 斜率为1的直线 以 z 轴为中心轴的 圆柱面 平行于 z 轴的平面
(1) 曲面 S 上的任意点的坐标都满足此方程; (2) 不在曲面 S 上的点的坐标不满足此方程,
则 F( x, y, z ) = 0 叫做曲面 S 的方程,
曲面 S 叫做方程 F( x, y, z ) = 0 的图形.
F ( x, y , z ) 0
z
S
o
两个基本问题 :
(1) 已知一曲面作为点的几何轨迹时, 求曲面方程. (2) 已知方程时 , 研究它所表示的几何形状 ( 必要时需作图 ).
高等数学(电子版)
高等数学（电子版）第一章函数与极限1.1 函数的概念函数是数学中最基本的概念之一，它描述了两个变量之间的依赖关系。
在高等数学中，我们主要研究实数集上的函数，即定义域和值域都是实数集的函数。
1.2 函数的性质函数具有许多重要的性质，如单调性、奇偶性、周期性等。
这些性质有助于我们更好地理解和分析函数的行为。
1.3 极限的概念极限是研究函数在某一点附近行为的一种方法。
当我们讨论一个函数的极限时，我们关注的是当自变量趋近于某个特定值时，函数值的变化趋势。
1.4 极限的运算法则极限运算法则是指对于一些基本函数的极限，我们可以通过简单的运算得到它们的极限。
这些运算法则包括极限的四则运算、复合函数的极限、数列的极限等。
1.5 无穷小与无穷大无穷小与无穷大是描述函数极限的两种特殊情况。
无穷小是指当自变量趋近于某个特定值时，函数值趋近于0；无穷大是指当自变量趋近于某个特定值时，函数值趋近于正无穷大或负无穷大。
1.6 连续性与间断点连续性是函数的一个重要性质，它描述了函数在某一点附近的行为。
如果一个函数在某个点连续，那么它在该点附近的极限存在且等于该点的函数值。
间断点是函数不连续的点，它们在函数图像上表现为跳跃或断开。
第二章导数与微分2.1 导数的概念导数是描述函数在某一点附近变化率的一种方法。
它表示了函数在该点的斜率，即函数图像在该点的切线斜率。
2.2 导数的运算法则导数运算法则是指对于一些基本函数的导数，我们可以通过简单的运算得到它们的导数。
这些运算法则包括导数的四则运算、复合函数的导数、幂函数的导数等。
2.3 高阶导数高阶导数是指函数的导数的导数。
它们描述了函数在某一点附近更复杂的变化率。
高阶导数在研究函数的凹凸性、拐点等方面具有重要意义。
2.4 微分的概念微分是导数的一种应用，它描述了函数在某一点附近的微小变化。
微分运算可以用来求解一些实际问题，如曲线的切线问题、最值问题等。
2.5 微分的应用微分在物理学、工程学等领域有广泛的应用。
7 空间曲线的曲率和挠率——【多元函数微分学】
弧微分公式 曲率的概念与曲率的计算 曲率圆与曲率半径
2007年8月
南京航空航天大学 理学院 数学系
1
一、弧微分公式
(1) 曲线弧由直角坐标方程给出:
弧长元素(弧微分) :
ds (dx)2 (dy)2 1 y2 dx
2007年8月 南京航空航天大学 理学院 数学系
2
(2) 曲线弧由参数方程给出:
M
s
R M
可见: R 愈小, 则K 愈大 , 圆弧弯曲得愈厉害 ;
R 愈大, 则K 愈小 , 圆弧弯曲得愈小 .
2007年8月
南京航空航天大学 理学院 数学系
6
2.曲率的计算公式 K d .
ds
设y f ( x)二阶可导,
有 arctan y,
tan y,
d
y 1 y2
dx,
ds 1 y2dx. k
y 3.
(1 y2 )2
2007年8月 南京航空航天大学 理学院 数学系
7
设曲线方程为
x (t),
y
(t
),
(t)， (t)二阶可导,
dy (t) , dx (t)
d2y dx2
(t )
(t) (t) 3(t)
(t) .
k
(t )
(t )
(t) (t)
3
.
[ 2(t ) 2(t )]2
y
a1
cost
一拱的弧长。
0 t 2
解 由公式得
l 2 [a(1 cost)]2 (a sin t)2 dt 0
o
2a
2
2a
1 costdt 2a 2 sin t dt
高等数学作业题及参考答案
高等数学作业题（一）第一章 函数1、填空题（1）函数1142-+-=x x y 的定义域是 2、选择题(1)下列函数是初等函数的是（ ）。
A.3sin -=x y B.1sin -=x y C.⎪⎩⎪⎨⎧=≠--=1,01,112x x x x yD. ⎩⎨⎧≥<+=0,0,1x x x x y (2)xy 1sin =在定义域内是（ ）。
A. 单调函数 B. 周期函数 C. 无界函数 D. 有界函数3、求函数2)1ln(++-=x x y 的定义域4、设,1)(2+-=x x x f 计算xf x f ∆-∆+)2()2(5、要做一个容积为250立方米的无盖圆柱体蓄水池，已知池底单位造价为池壁单位造价的两倍，设池底单位造价为a 元，试将总造价表示为底半径的函数。
6、把一个圆形铁片，自中心处剪去中心角为α的一扇形后，围成一个无底圆锥，试将此圆锥体积表达成α的函数。
第二章 极限与连续1、填空题（1）32+=x y 的间断点是 （2）0=x 是函数x x y +=1的第 类间断点。
（3）若极限a x f x =∞→)(lim 存在，则称直线a y =为曲线=y ()x f 的 渐近线。
（4）有界函数与无穷小的乘积是（5）当0→x ，函数x 3sin 与x 是 无穷小。
（6）xx x 1)21(lim 0+→= （7）若一个数列{}n x ，当n 时，无限接近于某一个常数a ，则称a 为数列{}n x 的极限。
（8）若存在实数0>M ，使得对于任何的R x ∈，都有()M x f <，且()0lim 0=→x g x ， 则()()=→x g x f x 0lim （9）设x y 3sin =，则=''y(10) x x x)211(lim -∞→=2、选择题（1）xx x sin lim 0→的值为（ ）。
A.1 B.∞ C.不存在 D.0 （2）当x →0时，与3100x x +等价的无穷小量是( )。
多元函数微积分学总结
多元函数微积分学总结多元函数微积分学是微积分学的一个重要分支，研究多个变量之间的关系以及对这些变量的变化进行分析和计算。
本文将对多元函数微积分学的主要内容进行总结，并介绍常见的方法和技巧。
一、空间坐标系和极坐标系在多元函数微积分学中，我们通常使用空间坐标系和极坐标系来描述多维空间中的点和曲线。
空间坐标系是由三个相互垂直的坐标轴x、y、z组成，用来表示三维空间中的点。
我们可以通过向量运算、平面的方程等方式来研究空间中的曲线、曲面以及相关的计算方法。
极坐标系是在平面上建立的坐标系，由极径r和极角θ组成。
极坐标系可以用来描述平面上的点和曲线，通过坐标变换的方法可以与空间坐标系进行转换。
二、多元函数的极限和连续性多元函数的极限和连续性是多元函数微积分学的基础概念。
类似于一元函数的极限和连续性，多元函数的极限和连续性也可以通过定义、性质等方式进行研究和计算。
对于多元函数的极限，我们需要考虑函数在不同方向上的极限以及函数在某点处的极限。
通过使用极限的定义和极限运算法则，我们可以判断多元函数在某点处的极限是否存在，并进行具体的计算。
多元函数的连续性与一元函数的连续性类似，即函数在某点附近的函数值和极限值之间存在一个足够小的常数δ，使得当自变量的取值在这个常数范围内时，函数值的变化足够小。
通过使用连续函数的定义和连续性的性质，我们可以判断多元函数在某点处是否连续，并进行具体的计算。
三、多元函数的偏导数和全微分多元函数的偏导数和全微分是研究多元函数变化的重要工具，在微积分学中有着广泛的应用。
对于多元函数的偏导数，我们可以通过定义和偏导数的性质来进行计算。
偏导数可以表示函数在某个方向上的变化率，它在多个方向上的值决定了函数的变化趋势和比例。
通过计算偏导数和一阶偏导数的矩阵，我们可以得到多元函数的梯度，进而进行更复杂的分析和计算。
多元函数的全微分则广义地描述了函数在某一点附近的变化情况。
全微分可以通过偏导数和偏导数向量的运算来进行计算，并可以表示函数值的一个线性近似。
微积分第2版-朱文莉第7章 多元函数微分学习题祥解
习题7.1(A)1、求点(2,1,3)A -关于(1)各坐标面；(2)各坐标轴；(3)坐标原点的对称点的坐标。
解 (1)(2,1,3)--,(2,1,3)--, (2,1,3)；(2)x 轴：(2,1,3)-，y 轴：(2,1,3)---，z 轴：(2,1,3)-； (3) (2,1,3)--。
2、在空间直角坐标系中，指出下列各点在哪个卦限？(4,3,5)A -，(2,3,4)B -，(2,3,4)C --，(2,3,1)D --并求点(4,3,5)A -分别到(1)坐标原点；(2)各坐标轴；(3)各坐标面的距离。
解 A 点在第4卦限； B 点在第5卦限；C 点在第8卦限；D 点在第3卦限。
(1) A =(4,3,5)-(2) A 到x =A 到y =A 到z 5=；(3) A 到坐标面xy 5=；A 到坐标面yz 4=；A 到坐标面xz 3=。
3、在z 轴上求一点M ，使该点与点(4,1,7)A 和(3,5,2)B 的距离相等。
解 因为所求点在z 轴上, 所以设该点为(0,0,)M z , 由题意有MA MB , 即222222(4)1(7)35(2)z z两边平方, 解得149z, 于是所求点为14(0,0,)9M . 4、写出球心在点(1,3,2)--处，且通过点(1,1,1)-的球面方程。
解 由2222000()()()xx yy zz R ，得2222(1())(113())(12)R则3R ，从而球面方程为2222(1)(3)(2)3x yz5、下列各题中方程组各表示什么曲线？(1)2248,8;x y z z(2)2225,3;x y z x(3)2224936,1;x y z y (4)2244,2.x y z y解 (1) 双曲线；(2) 圆；(3) 椭圆；(4) 抛物线。
6、描绘下列各组曲面在第一卦限内所围成的立体的图形。
(1) 0,0,0,1x y z x y z ===++=；(2) 2222220,0,0,,x y z x y R y z R ===+=+=。
§3.6 多元函数基础知识
lim
x x
2
2 2
y
不存在。
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第三章经济变量的变化率
2012年9月29日星期六
微积分
17
一元函数极限的运算法则如四则运算、无穷小量的性质 等都可应用到多元函数极限的运算中。
例 答案
求极限
( x , y ) ( 0 ,0 )
lim
lim
f ( x, y ) f ( x0 , y 0 )
则称f(x,y)在P0连续，P0称为f(x,y)的连续点。
若函数f(x,y)在区域D内每一点都连续，则称f(x,y)在区域 D内连续。 定理(四则分母在连续点的值不 为零)仍是连续函数。
第三章经济变量的变化率
2
接P1、P2，则称D为连通区域，简称区域。
若区域同时又是开集，则称其为开区域；若区域是闭 集，则称之为闭区域。
若 D ( 0 )，使 D D ( 0 )，则称
D为有界区域，否则称D为
无界区域。 第三章经济变量的变化率
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2012年9月29日星期六
微积分
12
同样可定义n元齐次函数，即满足
f ( tx 1 , tx 2 , , tx n ) t f ( x 1 , x 2 , , x n )
k
经济中，常用的生产函数:
Y f ( x1 , x 2 , , x n )
k
x1、x2、·· n ·、x 为n种投入要素 如资本、劳动 力、土地等。
答案
第三章经济变量的变化率
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2012年9月29日星期六
高等数学第七章 向量代数与空间解析几何
第七章向量代数与空间解析几何空间解析几何是多元函数微积分学必备的基础知识.本章首先建立空间直角坐标系，然后引进有广泛应用的向量代数，以它为工具，讨论空间的平面和直线，最后介绍空间曲面和空间曲线的部分内容.第一节空间直角坐标系平面解析几何是我们已经熟悉的，所谓解析几何就是用解析的，或者说是代数的方法来研究几何问题.坐标法把代数与几何结合起来.代数运算的基本对象是数,几何图形的基本元素是点.正如我们在平面解析几何中所见到的那样，通过建立平面直角坐标系使几何中的点与代数的有序数之间建立一一对应关系.在此基础上,引入运动的观点,使平面曲线和方程对应,从而使我们能够运用代数方法去研究几何问题.同样,要运用代数的方法去研究空间的图形——曲面和空间曲线,就必须建立空间内点与数组之间的对应关系.一、空间直角坐标系空间直角坐标系是平面直角坐标系的推广.过空间一定点O，作三条两两互相垂直的数轴，它们都以O为原点.这三条数轴分别叫做x轴（横轴）、y轴（纵轴）、z轴（竖轴），统称坐标轴.它们的正方向按右手法则确定，即以右手握住z轴，右手的四个手指指向x轴的正向以π2角度转向y轴的正向时，大拇指的指向就是z轴的正向（图7-1），这样的三条坐标轴就组成了一空间直角坐标系Oxyz，点O叫做坐标原点.图7-1三条坐标轴两两分别确定一个平面，这样定出的三个相互垂直的平面:xOy,yOz,zOx,统称为坐标面.三个坐标面把空间分成八个部分，称为八个卦限，上半空间（z＞0）中，从含有x 轴、y轴、z轴正半轴的那个卦限数起，按逆时针方向分别叫做Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ卦限，下半空间（z＜0）中，与Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ四个卦限依次对应地叫做Ⅴ，Ⅵ，Ⅶ，Ⅷ卦限（图7-2）.图7-2确定了空间直角坐标系后，就可以建立起空间点与数组之间的对应关系.设M为空间的一点，过点M作三个平面分别垂直于三条坐标轴，它们与x轴、y轴、z 轴的交点依次为P、Q、R（图7-3）.这三点在x轴、y轴、z轴上的坐标依次为x，y，z.这样，空间的一点M就惟一地确定了一个有序数组（x，y，z），它称为点M的直角坐标，并依次把x,y和z叫做点M的横坐标，纵坐标和竖坐标.坐标为（x,y,z）的点M通常记为M（x,y,z）.图7-3反过来，给定了一有序数组（x,y,z），我们可以在x轴上取坐标为x的点P，在y轴上取坐标为y的点Q，在z轴上取坐标为z的点R，然后通过P、Q与R分别作x轴，y轴与z 轴的垂直平面，这三个平面的交点M就是具有坐标（x,y,z）的点（图7-3）.从而对应于一有序数组（x,y,z），必有空间的一个确定的点M.这样，就建立了空间的点M和有序数组（x,y,z）之间的一一对应关系.如图7-3所示x轴，y轴和z轴上的点的坐标分别为P（x,0,0），Q（0,y,0）,R（0,0,z）；xOy面，yOz面和zOx面上的点的坐标分别为A（x,y,0），B（0，y,z）,C（x,0,z）；坐标原点O的坐标为O（0,0,0）.它们各具有一定的特征，应注意区分.二、空间两点间的距离设M1（x1,y1,z1）、M2（x2,y2,z2）为空间两点，为了用两点的坐标来表达它们间的距离d，我们过M1，M2各作三个分别垂直于三条坐标轴的平面.这六个平面围成一个以M1，M2为对角线的长方体（图7-4）.根据勾股定理，有图7-4｜M 1M 2｜2＝｜M 1N ｜2＋｜NM 2｜2＝｜M 1P ｜2＋｜M 1Q ｜2＋｜M 1R ｜2.由于｜M 1P ｜＝｜P 1P 2｜＝｜x 2－x 1｜,｜M 1Q ｜＝｜Q 1Q 2｜＝｜y 2－y 1｜,｜M 1R ｜＝｜R 1R 2｜＝｜z 2－z 1｜,所以d ＝｜M 1M 2｜＝212212212)()()(z z y y x x -+-+-，这就是两点间的距离公式.特别地，点M （x,y,z ）与坐标原点O （0,0,0）的距离为d ＝｜OM ｜＝222z y x ++。
7.1空间直角坐标系
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一般地, x, y, z的三元一次方程 Ax + By + Cz + D = 0 ……(7.1.4)
表示空间中的平面, 其中A、B、C、D为任意常数, 且A、B、C 不全为0, 这是空间平面π的一般方程(general form equation). 下面讨论方程(7.1.4)的一些特殊情形. 当 D 0 时, 方程(7.1.4)为
多元函数(二元及二元以上的函数)．
要研究多元函需具备一些空间解析几何知识.现就必备的空 间解析几何知识作简单作一些简单介绍.
2
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第一节 空间解析几何 基本知识
一. 空间直角坐标系
二. 空间两点间的距离 三. 空间曲面与方程 四. 空间曲线及其方程 五. 空间曲线在坐标面上的投影
来． 由平面解析几何知, 当取定平面直角坐标系 xoy 后, 对于坐
标平面上的一条曲线, 都可以用一个二元方程
F ( x, y) 0或z f ( x)
17
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来表示, 即曲线上任意一点的坐标都满足该方程; 反过来, 满足 方程的任意一个解构成的有序数对(x, y), 一定是曲线上某一点
12
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y x
二. 空间任意两点间的距离
设 M1 ( x1 , y1 , z1 ) 与 M2 ( x2 , y2 , z2 ) 为空间任意两点, 如图7.1.4. 下面来求它们之间的距离
z
M2
d
M1
d M1 M2 .
过 M1 , M2 各作三个平面分别
O
y
垂直于三条坐标轴, 可得如图
《经济数学》-何春江-电子教案第7章
x> y
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x y 的定义域(a>0,b>0). 例5 求函数 z = arcsin +arcsin 的定义域 a b
|y 解 函数的定义域由不等式组 | x |≤ a， |≤ b
即
− a ≤ x ≤ a，−b ≤ y ≤ b
其图形是矩形内部(包括边界 其图形是矩形内部 包括边界). 包括边界 1 的定义域. 例6 求函数 z = 2 2 的定义域 1− x − y 解 函数的定义域为 1−(x2 + y2) > 0,
F ( x, y, z ) = 0
G(x, y, z) = 0
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7.1.2 多元函数的概念
1.引例 引例 矩形面积S与长 与长x， 有下列依赖关系 例1 矩形面积 与长 ，宽y有下列依赖关系 S=xy (x>0,y>0)， ， 其中长x 和宽y 是两个独立的变量，在它们变化范围内， 其中长 和宽 是两个独立的变量，在它们变化范围内， 有一个确定值之对应. 当x，y 的值取定后，矩形面积 有一个确定值之对应 ， 的值取定后，矩形面积S有一个确定值之对应 为某商品的销售量， 为商品的销售价格， 为某商品的销售量， 为商品的销售价格，N 为 例2 Q P 购买商品的人数为设此种商品的销售量 Q与 P， N 有关系： 有关系：Q= a −bP+ cN (a > 0, b > 0) 其中， 其中， ， a
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当P(x,y)沿直线 沿直线y=k x轴趋于点 轴趋于点O(0,0)时， 时 沿直线 轴趋于点
k (x≠0)， 2 1+ k k k ∴lim f (x, y) = lim = ， 2 2 y=kx x→ 1+ k 0 1+ k x→ 0
高等数学b1教材目录
高等数学b1教材目录第一章函数与极限1.1 函数的概念与性质1.1.1 函数的定义与表示1.1.2 函数的性质与分类1.1.3 函数的运算与复合1.2 极限的概念与性质1.2.1 极限的定义与表示1.2.2 极限的性质与运算1.2.3 极限存在性的判定方法1.3 无穷小量与无穷大量1.3.1 无穷小量的概念与性质1.3.2 无穷大量的概念与性质1.3.3 无穷小量与无穷大量的比较第二章导数与微分2.1 导数的概念与计算2.1.1 导数的定义与性质2.1.2 常见函数的导数计算2.1.3 导数的四则运算与复合运算 2.2 微分的概念与应用2.2.1 微分的定义与性质2.2.2 微分中值定理与导数的应用 2.2.3 泰勒公式与高阶导数2.3 函数的增减性与极值2.3.1 函数的增减性与临界点2.3.2 函数的极值与拐点2.3.3 函数图象的描绘与分析第三章不定积分与定积分3.1 不定积分的概念与性质3.1.1 不定积分的定义与基本性质 3.1.2 常用函数的不定积分计算3.1.3 不定积分的线性运算与换元法 3.2 定积分的概念与性质3.2.1 定积分的定义与基本性质3.2.2 定积分的计算及其几何应用 3.2.3 定积分的性质与换元法扩展 3.3 反常积分与广义积分3.3.1 反常积分的概念与判敛准则 3.3.2 反常积分的计算与应用3.3.3 广义积分的收敛性与判别法第四章微分方程与其应用4.1 微分方程的基本概念与解法4.1.1 微分方程的定义与分类4.1.2 一阶线性微分方程的解法4.1.3 二阶线性齐次微分方程的解法 4.2 常微分方程的应用4.2.1 常微分方程的生活应用4.2.2 常微分方程的物理应用4.2.3 常微分方程的经济应用第五章重积分与曲线曲面积分5.1 重积分的概念与性质5.1.1 二重积分的定义与计算 5.1.2 二重积分的坐标变换5.1.3 三重积分的定义与计算 5.2 曲线曲面积分的概念与应用 5.2.1 曲线积分的定义与计算 5.2.2 曲面积分的定义与计算 5.2.3 曲线曲面积分的应用第六章空间解析几何与向量代数 6.1 空间解析几何的基本概念6.1.1 空间直角坐标系与点坐标 6.1.2 空间线段与方向向量6.1.3 空间平面与法向量6.2 向量的概念与运算6.2.1 向量的定义与性质6.2.2 向量的线性运算与数量积 6.2.3 向量的向量积与混合积 6.3 空间几何与向量代数的应用6.3.1 空间几何与向量代数的关系 6.3.2 空间几何在物理中的应用6.3.3 向量代数在计算中的应用第七章多元函数微分学7.1 多元函数的概念与性质7.1.1 多元函数的定义与表示7.1.2 多元函数的极限与连续性7.1.3 多元函数的偏导数与全微分 7.2 隐函数与参数方程的微分7.2.1 隐函数的存在性与全微分7.2.2 参数方程的全微分与导数7.2.3 多元函数微分学的几何应用 7.3 多元函数的方向导数与梯度7.3.1 方向导数的定义与计算7.3.2 梯度的定义与性质7.3.3 多元函数的最大最小值与应用第八章多元函数积分学8.1 多元函数的二重积分8.1.1 二重积分的定义与计算8.1.2 二重积分的坐标变换8.1.3 二重积分的应用8.2 多元函数的曲线曲面积分8.2.1 曲线积分的定义与计算8.2.2 曲面积分的定义与计算8.2.3 曲线曲面积分的应用8.3 多元函数的空间曲线与曲面积分 8.3.1 参数曲线的弧长与曲线积分 8.3.2 参数曲面的面积与曲面积分 8.3.3 多元函数积分学的应用第九章空间平面与曲线的解析几何 9.1 空间平面的方程与性质9.1.1 空间平面的点法向式方程9.1.2 平面与平面的位置关系9.1.3 空间平面的截距式方程9.2 空间曲线的方程与性质9.2.1 参数方程与切线方向9.2.2 曲线的弧长与曲率9.2.3 直线与曲线的位置关系9.3 空间平面与曲线解析几何的应用9.3.1 空间平面与曲线的几何应用9.3.2 空间平面与曲线在工程中的应用 9.3.3 空间几何的综合应用第十章常微分方程10.1 常微分方程的基本概念10.1.1 常微分方程的分类与解10.1.2 一阶线性微分方程的解法10.1.3 高阶线性齐次微分方程的解法 10.2 常微分方程的定解问题与稳定性 10.2.1 定解问题与唯一解的存在性10.2.2 稳定性与解的性态10.2.3 常微分方程的应用10.3 常微分方程的数值解与近似解10.3.1 常微分方程的数值解法10.3.2 常微分方程的泰勒展开法10.3.3 常微分方程的近似解法总结以上为高等数学B1教材的目录，涵盖了函数与极限、导数与微分、不定积分与定积分、微分方程与其应用、重积分与曲线曲面积分、空间解析几何与向量代数、多元函数微分学、多元函数积分学、空间平面与曲线的解析几何以及常微分方程等内容。
高等数学习题详解-第7章多元函数微分学
1. 指出下列各点所在的坐标轴、坐标面或卦限：A (2，1,-6)，B (0，2，0)，C (-3，0,5)，D (1，-1，-7).解：A 在V 卦限，B 在y 轴上，C 在xOz 平面上，D 在VIII 卦限。
2. 已知点M (-1，2，3)，求点M 关于坐标原点、各坐标轴及各坐标面的对称点的坐标. 解：设所求对称点的坐标为(x ，y ，z )，则(1) 由x -1=0，y +2=0，z +3=0，得到点M 关于坐标原点的对称点的坐标为：(1，-2，-3). (2) 由x =-1，y +2=0，z +3=0，得到点M 关于x 轴的对称点的坐标为：(-1，-2，-3). 同理可得：点M 关于y 轴的对称点的坐标为：(1， 2，-3)；关于z 轴的对称点的坐标为：(1，-2，3).(3)由x =-1，y =2，z +3=0，得到点M 关于xOy 面的对称点的坐标为：(-1， 2，-3).同理，M 关于yOz 面的对称点的坐标为：(1， 2，3)；M 关于zOx 面的对称点的坐标为：(-1，-2，3).3. 在z 轴上求与两点A (-4，1，7)和B (3，5，-2)等距离的点. 解: 设所求的点为M (0，0，z )，依题意有|MA |2=|MB |2，即(-4-0)2+(1-0)2+(7-z)2=(3-0)2+(5-0)2+(-2-z)2.解之得z =11，故所求的点为M (0，0，149). 4. 证明以M 1(4,3,1)，M 2(7,1,2)，M 3(5,2,3)三点为顶点的三角形是一个等腰三角形. 解：由两点距离公式可得21214M M =，2213236,6M M M M ==所以以M 1(4,3,1)，M 2(7,1,2)，M 3(5,2,3)三点为顶点的三角形是一个等腰三角形. 5. 设平面在坐标轴上的截距分别为a =2,b =－3,c =5,求这个平面的方程.解：所求平面方程为1235y x z++=-。
第七章多元函数微分学
设 M ( x , y , z ) 是球面上任一点，
根据要求有
| MM0 | R
2 2
2 2 2
x x0
2
y y0 z z0 R
所求方程为 x x0 y y0 z z0 R 2
特殊地：球心在原点时方程为 x 2 y 2 z 2 R 2
Ⅶ Ⅷ
o
y
Ⅵ Ⅴ
Ⅰ
x
空间直角坐标系共有八个卦限
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有序数组 ( x , y , z ) 空间的点
特殊点的表示: 坐标轴上的点 P , Q , R,
坐标面上的点 A, B , C , z
R(0,0, z )
1 1
O ( 0, 0, 0 )
B(0, y , z )
C ( x , o, z )
d
2 2
z
R
M1
M2
Q
o
P
N
y
x
2
M 1 P PN NM 2
2
M1 M 2
x2 x1 y2 y1 z2 z1 .
2 2
空间两点间距离公式
特殊地：若两点分别为 M ( x , y , z ) , O (0,0,0)
d OM x 2 y 2 z 2 .
z
R
M1
M2
d M1 M 2 ?
P
o
在直角 M 1 NM 2 Q 及 直 角 M PN 1 N 中，使用勾股定 y 理知
2 2
x
d M1 P PN NM 2 ,
2
2
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高等数学自学教材目录
高等数学自学教材目录第一章函数与极限1.1 函数的概念与性质1.1.1 函数的定义1.1.2 函数的分类1.1.3 函数的图像与性质1.2 极限的概念与性质1.2.1 极限的定义1.2.2 极限的性质1.2.3 极限存在的判定方法第二章导数与微分2.1 导数的定义与性质2.1.1 导数的定义2.1.2 导数的性质与运算法则2.1.3 导数存在的条件2.2 微分的概念与应用2.2.1 微分的定义2.2.2 微分的应用：局部线性化与近似计算 2.2.3 高阶导数与高阶微分第三章微分中值定理与导数应用3.1 微分中值定理3.1.1 罗尔定理3.1.2 拉格朗日中值定理3.1.3 柯西中值定理3.2 函数的单调性与曲线的凹凸性3.2.1 函数的单调性及其判定方法3.2.2 曲线的凹凸性及其判定方法3.3 各种中值定理的应用3.3.1 利用中值定理证明不等式3.3.2 利用中值定理证明函数性质第四章不定积分与定积分4.1 不定积分的概念与性质4.1.1 不定积分的定义4.1.2 不定积分的基本性质与运算法则4.2 定积分的概念与性质4.2.1 定积分的定义4.2.2 定积分的性质与运算法则4.3 牛顿-莱布尼茨公式与变限积分4.3.1 牛顿-莱布尼茨公式的推导与应用4.3.2 变限积分的概念与性质第五章微分方程5.1 微分方程的基本概念与解法5.1.1 微分方程的定义与分类5.1.2 一阶常微分方程的解法5.1.3 二阶常系数齐次线性微分方程的解法 5.2 高阶线性常系数微分方程5.2.1 特征根与齐次线性微分方程的解5.2.2 叠加原理与非齐次线性微分方程的解 5.2.3 欧拉方程及其特解的求法第六章无穷级数6.1 数项级数的概念与性质6.1.1 数项级数的定义6.1.2 数项级数的收敛与发散6.1.3 常用数项级数的性质6.2 幂级数与泰勒级数6.2.1 幂级数的概念与性质6.2.2 幂级数的收敛域与求和6.2.3 泰勒级数的推导与应用第七章多元函数微分学7.1 多元函数的概念与性质7.1.1 多元函数的定义7.1.2 多元函数的极限与连续性 7.1.3 多元函数的偏导数与全微分 7.2 方向导数与梯度7.2.1 方向导数的概念与计算7.2.2 梯度的定义与性质7.2.3 梯度的应用与几何意义7.3 隐函数与参数方程7.3.1 隐函数定理与求导公式7.3.2 参数曲线方程与对弧长的求解第八章重积分8.1 二重积分的概念与性质8.1.1 二重积分的定义8.1.2 二重积分的计算与性质8.1.3 二重积分的应用8.2 三重积分与坐标变换8.2.1 三重积分的定义与计算8.2.2 三重积分的性质8.2.3 坐标变换与积分域的变换第九章曲线积分与曲面积分9.1 第一类曲线积分9.1.1 第一类曲线积分的概念与性质 9.1.2 第一类曲线积分的计算9.2 第二类曲线积分9.2.1 第二类曲线积分的概念与性质9.2.2 第二类曲线积分的计算9.3 曲面积分9.3.1 曲面积分的概念与性质9.3.2 曲面积分的计算与应用第十章空间解析几何10.1 空间直线与平面的方程10.1.1 点、直线与平面的方程10.1.2 直线与平面的位置关系与夹角 10.2 空间曲线与曲面10.2.1 参数方程与直纹面10.2.2 旋转曲面与曲线的切线与法平面 10.3 二次曲面与空间直角坐标系10.3.1 二次曲面的方程与图像10.3.2 空间直角坐标系第十一章向量代数与空间解析几何11.1 向量的概念与运算11.1.1 向量的定义与性质11.1.2 向量的线性运算与数量积11.2 平面与空间解析几何11.2.1 向量方程与点、向量与直线的位置关系 11.2.2 点、向量与平面的位置关系与夹角11.3 空间平面与直线的方程11.3.1 空间平面的方程11.3.2 空间直线的方程与位置关系第十二章广义重积分12.1 重积分的概念与性质12.1.1 重积分的定义12.1.2 重积分的性质与计算12.2 多元函数的均值与中值定理12.2.1 平均值定理与均值公式12.2.2 中值定理与均值不等式12.3 可积函数与不可积函数12.3.1 可积函数与不可积函数的定义12.3.2 可积函数的判定与性质第十三章常微分方程初值问题的解法13.1 齐次线性常微分方程13.1.1 一阶齐次线性常微分方程的解法13.1.2 二阶齐次线性常微分方程的解法13.1.3 高阶齐次线性常微分方程的解法13.2 非齐次线性常微分方程13.2.1 一阶非齐次线性常微分方程的通解与特解 13.2.2 二阶非齐次线性常微分方程的通解与特解 13.3 可降阶的高阶常微分方程13.3.1 可降阶的高阶常微分方程的解法13.3.2 高阶常微分方程的特解与通解第十四章偏微分方程14.1 偏导数与偏微分方程的概念14.1.1 偏导数的定义与性质14.1.2 偏微分方程的定义与分类14.2 常见偏微分方程的解法14.2.1 齐次线性偏微分方程的特征曲线法14.2.2 分离变量法与变数分离法 14.3 热传导方程与波动方程14.3.1 热传导方程的解法与应用 14.3.2 波动方程的解法与应用。
第七章 多元函数的微分法
第七章 多元函数的微分法前五章我们介绍了一元函数的极限,连续,导数和微分等基本概念.现在我们将把这些基本概念推广到依赖多个自变量的函数,即多元函数.本章主要讨论含两个自变量的函数即二元函数的情况.§7.1 多元函数的基本概念一、二元函数及其图形在自然现象中常遇到依赖于两个变量的函数关系，举例如下：例1 任意三角形的面积S 与底x 高y 有下列关系: S=)0,0(21>>y x xy底与高可以独立取值，是两个独立的变量(称为自变量)。
在它们的变化范围内，当的值取定后，三角形的面积就有一个确定的值与之对应。
例2 从物理学中知道，理想气体的体积V 与绝对温度T 、压强P 之间有下列关系: ),0,0(是常数R P T P RTV >>=T ,P 可以独立取值，是两个独立的变量，在它们的变化范围内，当T ,P 的值取定后，体积V 就有一个确定的值与之对应。
以上两个例子的具体意义虽然不同，但却具有一个共同的特征，抽去它们的共性，就得到二元函数的定义如下：定义1 设有三个变量x 、y 、z ，若对于变量x 、y 在各自变化范围内独立取定的每一组值，变量z 按照一定的规律，总有一个确定的值与之对应，则z 称为x 、y 的二元函数，记作z ＝f （x ，y ）。
称x 、y 为自变量，z 为因变量。
自变量的变化范围称为函数的定义域。
当自变量x 、y 分别取值x 0、y 0时，因变量z 的对应值z 0称为函数z ＝f （x ，y ）的当x =x 0， y =y 0时的函数值，记作z 0= f （x 0、y 0）。
类似地，可以定义三元函数以及三元以上的函数。
二元以及二元以上的函数都称为多元函数。
注意:二元函数的定义域通常是由一条或几条曲线所围成的平面区域，围成区域的曲线叫做该区域的边界。
不包括边界的区域叫做开区域，连同边界在内的区域叫做闭区域。
如果区域可延伸到无限远，称这区域是无界的。
高数专升本知识点目录总结
高数专升本知识点目录总结第一章：集合与函数1.1 集合的基本概念1.2 集合的运算1.3 函数的概念1.4 函数的性质1.5 反函数和复合函数第二章：极限与连续2.1 数列的极限2.2 函数的极限2.3 极限的运算法则2.4 无穷大与无穷小2.5 连续的概念2.6 连续函数的运算法则第三章：导数与微分3.1 导数的定义3.2 导数的计算3.3 隐函数和参数方程的导数3.4 高阶导数和导数的应用3.5 微分的概念3.6 微分的近似计算第四章：不定积分4.1 不定积分的性质4.2 不定积分的基本公式4.3 特殊函数的不定积分4.4 不定积分的计算方法4.5 定积分的性质第五章：定积分5.1 定积分的定义5.2 定积分的计算5.3 特殊函数的定积分5.4 定积分的应用第六章：微分方程6.1 微分方程的基本概念6.2 微分方程的解的存在唯一性6.3 一阶微分方程的解法6.4 高阶微分方程的解法6.5 微分方程的应用第七章：多元函数微分学7.1 多元函数的极限7.2 偏导数7.3 全微分7.4 多元函数的极值7.5 条件极值第八章：重积分8.1 二重积分的概念8.2 二重积分的计算8.3 三重积分的概念8.4 三重积分的计算8.5 重积分的应用第九章：曲线曲面积分9.1 曲线积分的概念9.2 第一型曲线积分9.3 第二型曲线积分9.4 曲面积分的概念9.5 曲面积分的计算第十章：无穷级数10.1 级数的概念10.2 收敛级数的性质10.3 收敛级数的判别法10.4 幂级数的收敛半径10.5 函数展开为幂级数第十一章：向量代数11.1 向量的基本概念11.2 向量的线性运算11.3 空间直角坐标系中的向量11.4 点、线、面的向量方程11.5 向量的数量积和向量积第十二章：空间解析几何12.1 空间直角坐标系中的点、直线、平面12.2 空间中的曲线和曲面12.3 空间中的曲线积分12.4 空间中的曲面积分12.5 空间中的曲率和法线方程以上的知识点目录总结包括了高数专升本课程的所有重要知识点，涵盖了集合与函数、极限与连续、导数与微分、不定积分、定积分、微分方程、多元函数微分学、重积分、曲线曲面积分、无穷级数、向量代数以及空间解析几何等内容。
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授课主要内容或板书设计
（二）空间常见图形简介
1、定义：
2、 球面
例1
3、平面
例2
4、柱面
例3
5、二次曲面。
例4
6、 平 面
练习 1 练习 2 练习 3 练习 4
1
江苏城市职业学院宜兴办学点
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
【学习任务】
能力目标： 1.能在空间直角坐标中指出点的坐标的特征及其位置； 2.能求空间图形的方程。 知识目标： 1.理解空间直角坐标相关概念； 2.理解并掌握空间常见图形的方程及其图形。 情感目标： 1. 提高学生学习数学的兴趣，树立学生学好数学的信心； 2. 培养学生锲而不舍的钻研精神和科学态度。
【教法指导】
以讲授法为主，结合运用练习法和引导探究法，引导学生理解空间直
角坐标相关概念，空间常见图形的方程及其图形。
§1 空间直角坐标系
一、导入新课
本章先介绍空间直角坐标的相关知识，然后以二元函数为主讨论多元 函数的微分法及其应用，其方法和结论可以类推到二元以上的函数。
二、讲授新课 （一）空间直角坐标系
限，在 xOy 平面的上方，按逆时针方向确定．
2
江苏城市职业学院宜兴办学点
教学过程
课堂教学安排 主要教学内容及步骤
第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ卦限下面的空间部分分别称为第Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ卦限(图 2)．
Ⅲ
z
yoz 面
Ⅳ
xoy 面
【学习活动】
x
Ⅶ
Ⅷ
图
3、空间中点的表示 6-
1
图2
z
zox 面
Ⅱ Ⅰ
y
Ⅵ Ⅴ
RⅧ(0, 0, z)
江苏城市职业学院宜兴办学点
编号：YJSD/JWC-17-10教 案（首页）课题来自号授课课时授课章节
名
称
使用教具
1
授课班级
2
授课形式
新授课
第七章多元函数微分学 §1 空间直角坐标系
三角板
1.理解空间直角坐标相关概念； 教学目的
2.理解并掌握空间常见图形的方程及其图形。
教 学 重 点 空间常见图形的方程及其图形。
(1)
这就是球面上的点的坐标所满足的方程，而不在球面上的点的坐标都
图4
不满足这个方程．所以，方程(1)就是以点 M 0 (x0 , y0 , z0 ) 为球心、 R 为
求球心在点 M 0 (x0 , y0 , z0 ) ，半径为 R 的球面方程．
设 M (x, y, z) 是球面上任一点(图 4)，则有 M0M R ，由两点间距
离公式得 (x x0 )2 ( y y0 )2 (z z0 )2 R ．
两边平方，得
(x x0 )2 ( y y0 )2 (z z0 )2 R2 ．
1、定义：过空间定点 O 作三条互相垂直的以 O 为原点的数轴：ox 轴（横
轴），oy (竖轴)，oz （竖轴），它们
的顺序按下述右手规则确定：以右手
z 竖轴
【学习活动】
握住 z 轴，让右手的四个手指从 x 轴
正向以 / 2 角度转向 y 轴正向时，大 定点
姆指的指向就是 z 轴的正向．这样就
构成了一个空间直角坐标系。（图 1）
M (x, y, z)
o
x P(x, 0, 0)
y
Q(0, y, 0)
图3
设 M 为空间任意一点， 过点 M 分别作垂直于三坐标轴的平面，与 坐标轴分别交于 P 、 Q 、 R 三点(图 3)．设这三点在 x 轴、 y 轴和 z 轴 上的坐标分别为 x 、 y 和 z ．则点 M 唯一确定了一个三元有序数组 (x, y, z) ；反之，设给定一组三元有序数组 (x, y, z) ，在 x 轴、 y 轴和 z 轴上分别取点 P 、Q 、R ，使得 OP x, OQ y ，OR z ，然后过 P 、 Q 、 R 三点分别作垂直于 x 轴、 y 轴和 z 轴的平面，这三个平面相交于 点 M ，即由一个三元有序数组 (x, y, z) 唯一地确定了空间的一个点 M 。
横轴
x
2、几个概念
o
图1
y 纵轴
点 O 称为坐标原点(或原点)， ox , oy , oz 称为 x 轴， y 轴， z 轴，统称为坐标轴．每两条坐标轴确定 一个平面，称为坐标平面．由 x 轴与 y 轴确定的平面称为 xOy 平面，类
似地有 yOz 平面和 zOx 平面．
三个坐标平面将整个空间分成八个部分，每一部分叫做一个卦限．含 有三个坐标轴正半轴的那个卦限叫做第Ⅰ卦限，其它第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅳ卦
3
江苏城市职业学院宜兴办学点
教学过程
课堂教学安排 主要教学内容及步骤
yOz 平面上点的坐标为 (0, y, z) ，因此 x 0 表示 yOz 平面。
zOx 平面上点的坐标为 (x,0, z) ，因此 y 0表示 zOx 平面
4．空间两点间的距离
设 M1 (x1, y1, z1 ) 、 M 2 (x2 , y2 , z2 ) 为空间任意两点，距离公式：
教 学 难 点 空间常见图形的方程及其图形。
更新、补
充、删减
无
内
容
课 外 作 业 课本 P163 5、7、8（2）（3）
教学后记
本节内容重点讲清楚空间直角坐标系，并会在空间直角坐标系中表示点、求线段 的长，了解空间常见图形（重点是球和平面）
§1 空间直角坐标系 一、导入新课
二、讲授新课 （一）空间直角坐标系 1、定义： 2、几个概念 3、空间中点的表示 4．空间两点间的距离
【学习活动】
M1M 2 (x2 x1 )2 ( y2 y1 )2 (z2 z1 )2 ．
（二）空间常见图形简介
在平面解析几何中， 二元方程 F(x, y) 0 表示平面曲线
1、定义：在空间直角坐标系中，设有方程 F (x, y, z) 0 ，如果曲面 S 上
任一点的坐标都满足这个方程，而不在曲面 S 上的点的坐标都不满足这个 方程，则该方程称为曲面 S 的方程，而曲面 S 称为该方程的曲面。 2、 球面
结论： M 一O一 x对 yz应(x, y, z)
我们称这个三元有序数组为点 M 的坐标，记为 M (x, y, z) ，并依次 称 x 、 y 和 z 为点 M 的横坐标、纵坐标和竖坐标．
显然，原点 O 的坐标为 (0,0,0) ；
x 轴、 y 轴和 z 轴上点的坐标分别为 (x,0,0) 、 (0, y,0) 、 (0,0, z) ； xOy 平面上点的坐标为 (x, y,0) ，因此 z 0 表示 xOy 平面。