高等数学积分学总结

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高等数学一-微积分总结-知识归纳整理

高等数学一-微积分总结-知识归纳整理

导数微分学微分微积分不定积分积分学定积分无穷级数第一章函数及其特性1.1 集合一、定义:由具有共同特性的个体(元素)组成。

二、表达方式:集合A,B,C……(大写字母)元素a,b,c……(小写字母)A={a,b,c}元素的罗列无重复,无顺序。

a属于A记作a∈A,1不属于A记作1∉A或1∈A三、分类有限集无限集空集Ф四、集合的运算1、子集:存在A、B两个集合,如果A中所有元素都在B中,则A叫做B的子集,A⊆B或B⊇A(空集是任何集合的子集)。

2、交集:存在A、B两个集合,由既在A中又在B中的元素组成的集合。

A B,A B⊆A,A B⊆B,Ф B=Ф(空集与任何集合的交集是Ф)。

3、并集:存在A、B两个集合,由所有在A、B中的元素组成的集合。

A B,A B⊇A,A B⊇B,Ф B=B。

4、补集:存在A、B两个集合,且A⊆B,由在B当中但不在A中的元素组成的集合,叫A的补集,B叫全集。

记作AB或A CB, ABA=Ф,ABA=B五、数、数轴、区间、邻域1、数实数虚数: 规定i2= -1,i叫虚数单位,ii3332==-2、数轴:规定了原点、正方向和单位长度的直线。

3、区间知识归纳整理(1)闭区间a ≤x ≤b,x ∈[a, b] (2)开区间a< x< b, x ∈(a, b) (3)半开区间a ≤x< b, x ∈[a, b)a< x ≤b, x ∈(a, b](4)无限区间 x ≤a, x ∈(-∞, a]x ≥b, x ∈[ b, +∞) x ∈R, x ∈(-∞, +∞)4、邻域:以x = x 0为圆心,以δ> 0(δ为非常小的正数)为半径作圆,与数轴相交于A 、B 两点,x 0 -δ< x 0 < x 0 +δ叫x 0的δ邻域。

例1 已知A={x ∈ -2≤x< 3},B={x ∈ -1< x ≤5},求A B , A B 解:A 、B 集合中x 的取值范围在数轴表示如下所以A B={x ∈ -1< x< 3}, A B={x ∈ -2≤x ≤5} 例2 已知A 、B 为两非空集合,则A B=A 是A=B 的[ (2) ] (1)充分条件 (2)充分必要条件 (3)必要条件 (4)无关条件注:如果A 成立,这么B 成立,即“A ⇒B ”,这么条件A 是B 成立的充分条件;如要使B 成立,必须有条件A ,但惟独A 不一定能使B 成立,则称A 是B 成立的必要条件;如果“A ⇒B ”,又有“B ⇒A ”,则称条件A 是B 成立的充分必要条件。

高等数学积分公式大全

高等数学积分公式大全

高等数学积分公式大全在高等数学的学习中,积分是一个非常重要的概念和工具。

积分公式如同数学世界中的宝库,为我们解决各种问题提供了有力的武器。

下面就为大家详细介绍一下高等数学中常见的积分公式。

一、基本积分公式1、常数积分公式∫k dx = kx + C (k 为常数)这意味着对一个常数进行积分,结果是这个常数乘以自变量 x 再加上一个常数 C。

2、幂函数积分公式∫x^n dx =(1/(n + 1))x^(n + 1) + C (n ≠ -1)当 n 为正整数时,这个公式很好理解。

比如∫x² dx =(1/3)x³+ C 。

3、指数函数积分公式∫e^x dx = e^x + C指数函数 e^x 的积分还是它本身。

4、对数函数积分公式∫(1/x) dx = ln|x| + C这是对数函数积分的基本形式。

二、三角函数积分公式1、正弦函数积分公式∫sin x dx = cos x + C2、余弦函数积分公式∫cos x dx = sin x + C3、正切函数积分公式∫tan x dx = ln|cos x| + C4、余切函数积分公式∫cot x dx = ln|sin x| + C三、反三角函数积分公式1、反正弦函数积分公式∫arcsin x dx = x arcsin x +√(1 x²) + C2、反余弦函数积分公式∫arccos x dx =x arccos x √(1 x²) + C3、反正切函数积分公式∫arctan x dx = x arctan x (1/2)ln(1 + x²) + C四、有理函数积分有理函数是指两个多项式的商。

对于形如 P(x)/Q(x) 的有理函数积分,通常需要先将其分解为部分分式,然后再利用上述基本积分公式进行积分。

五、定积分的基本性质1、线性性质∫kf(x) + lg(x) dx =k∫f(x) dx +l∫g(x) dx (k,l 为常数)2、区间可加性∫a,b f(x) dx =∫a,c f(x) dx +∫c,b f(x) dx (a < c < b)六、换元积分法换元积分法是积分计算中的一种重要方法。

高数求积分方法总结

高数求积分方法总结

高数求积分方法总结高等数学求积分(Integration)方法总结1、换元法(Substitution Method)换元法是指计算积分时,根据被积函数和被积的变量的关系,将被积的变量由一个变量改变成另一个变量,以便转换待积函数的形式,使得函数变得更加简单,进而求解积分。

2、积分变形法(Integration Transformation Method)积分变形法就是在求解积分时先对被积函数做变形,通过将积分中的被积函数分解成多个部分,并对这些部分分别做不同的变换,使用不同的积分公式或积分变换公式,从而得出积分的解。

3、分部积分法(Partial Integration Method)分部积分法也称作展开积分法,它是将多项式的积分运算定义为求取多个式子的和,通过重项定理可以将多项式的积分分解成更简单的积分运算。

5、解析法(Analytic Function Method)解析法指的是将待积函数转换为某种常用标准函数,并应用相应积分公式进行求解积分,这可以有效地将复杂的函数形式转换成简单的函数形式,大大简化计算积分的求解工作。

6、复合分部积分法(Multiple Partial Integration)复合分部积分法是指在进行积分计算时,对被积函数进行分部展开,但是分部展开的函数又包含不同的其他多项式,这时可以就每一部分函数单独进行求积分处理,直至将所有部分积分完成,最后将积分结果求和,获得最终的积分解析结果。

7、级数法(Series Method)级数法是指将被积函数按级数的形式表达出来以后,把积分转换成求和公式,然后将每一层级按照一定的几何级数关系依次求解,最后将所求的积分求和而得出解析函数的积分表达。

8、蒙特卡洛算法(Monte Carlo Method)蒙特卡洛算法是采用抽样统计的方法来求解待积函数的积分,它可以将复杂的积分转换成随机变量的抽样统计,当抽样次数足够多时,便可以获得较为准确的积分值。

高等数学七类积分总结 -回复

高等数学七类积分总结 -回复

高等数学七类积分总结 -回复
高等数学中,常见的七类积分总结如下:
1. 一般函数的积分:对于给定函数,可以通过积分求解其不定
积分和定积分,其中不定积分得到的是一个具有任意常数项的解。

2. 有理函数的积分:有理函数指的是多项式函数之比,可以通
过分解成部分分式来求解其积分。

常见的部分分式分解包括线性因子
和二次因子。

3. 幂函数的积分:幂函数的积分分为两种情况,一是指数不等
于-1的幂函数,可以通过幂函数的求导逆运算来求解其不定积分;二
是指数等于-1的幂函数,即倒数函数,可以通过换元法或利用对数函
数的性质来求解。

4. 三角函数的积分:常见的三角函数包括正弦函数、余弦函数、正切函数等,可以通过利用三角函数的反函数和三角函数的恒等式来
求解其积分。

5. 反三角函数的积分:反三角函数包括反正弦函数、反余弦函数、反正切函数等,可以通过换元法和利用反三角函数的恒等式来求
解其积分。

6. 指数函数和对数函数的积分:指数函数的积分可以通过利用
指数函数和自然对数函数之间的关系得到;对数函数的积分可以通过
部分积分法和适当的换元法来求解。

7. 特殊函数的积分:包括双曲函数、高斯函数、伽马函数等,
对于这些特殊函数的积分,可以通过利用其定义和相关的性质来求解。

以上是高等数学中常见的七类积分的总结,通过熟练掌握这些积
分方法,可以更好地解决数学问题。

高等数学应试攻略积分知识点的掌握与运用

高等数学应试攻略积分知识点的掌握与运用

高等数学应试攻略积分知识点的掌握与运用高等数学应试攻略:积分知识点的掌握与运用在高等数学的学习中,积分是一个至关重要的知识点,也是考试中的重点和难点。

掌握积分的概念、性质、计算方法以及应用,对于在考试中取得好成绩至关重要。

本文将详细探讨积分知识点的掌握与运用,帮助大家在应试中更加得心应手。

一、积分的基本概念积分包括定积分和不定积分。

不定积分是求导的逆运算,而定积分则是一个数值,表示曲线下的面积。

不定积分的定义是:如果函数 F(x) 的导数是 f(x),那么 F(x) 就是f(x) 的一个不定积分,记作∫f(x)dx = F(x) + C,其中 C 是常数。

定积分的定义则是:设函数 f(x) 在区间 a, b 上有定义,用分点 a =x₀< x₁< x₂<< xₙ = b 将区间 a, b 分成 n 个小区间,在每个小区间 xᵢ₋₁, xᵢ上任取一点ξᵢ(i = 1, 2,, n),作和式∑f(ξᵢ)Δxᵢ,当 n无限增大且小区间长度的最大值趋近于零时,如果和式的极限存在,那么这个极限值就叫做函数 f(x) 在区间 a, b 上的定积分,记作∫ₐᵇf(x)dx。

二、积分的性质积分具有许多重要的性质,这些性质在解题中经常用到。

1、线性性质不定积分的线性性质为:∫k₁f(x) + k₂g(x)dx = k₁∫f(x)dx +k₂∫g(x)dx,其中 k₁、k₂为常数。

定积分的线性性质为:∫ₐᵇk₁f(x) + k₂g(x)dx = k₁∫ₐᵇf(x)dx +k₂∫ₐᵇg(x)dx。

2、区间可加性不定积分没有区间可加性,而定积分具有区间可加性。

即如果 c 在区间 a, b 内,那么∫ₐᵇf(x)dx =∫ₐᶜf(x)dx +∫ᶜᵇf(x)dx。

3、奇偶性如果函数 f(x) 是奇函数,即 f(x) = f(x),那么在关于原点对称的区间上,其定积分的值为 0;如果函数 f(x) 是偶函数,即 f(x) = f(x),那么在关于原点对称的区间上,其定积分的值为2∫₀ᵃf(x)dx,其中 a 为区间的一半。

积分公式大全高等数学

积分公式大全高等数学

积分公式大全高等数学全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:1. 不定积分的基本概念不定积分也称为原函数的求法,是导数的逆运算。

给定一个函数f(x),如果存在另一个函数F(x),使得F'(x)=f(x),那么F(x)就是f(x)的一个原函数,记作\int f(x)dx=F(x)+C,其中C为积分常数。

不定积分的性质:(1)线性性质:\int (kf(x)+mg(x))dx=k\int f(x)dx+m\int g(x)dx(2)分部积分法:\int u dv = uv - \int v du(3)换元积分法:\int f(g(x))g'(x)dx=\int f(u)du2. 常见函数的积分公式(1)多项式函数\int x^ndx=\frac{1}{n+1}x^{n+1}+C,其中n≠-1\int \frac{1}{x}dx=\ln|x|+C(2)三角函数\int \sin x dx=-\cos x+C\int \cos x dx=\sin x+C\int \tan x dx=-\ln|\cos x|+C\int \cot x dx=\ln|\sin x|+C(4)双曲函数\int \sinh x dx=\cosh x+C\int \cosh x dx=\sinh x+C3. 特殊积分公式(1)环形面积积分\int_0^R\int_0^{\sqrt{R^2-x^2}}dydx=\frac{\pi R^2}{2}(2)参数方程曲线围成的面积\int_a^b\frac{1}{2}(f(x)g'(x)-f'(x)g(x))dx(3)曲线长度\int_a^b\sqrt{1+(f'(x))^2}dx(4)体积与表面积\int_a^b\pi y^2dx 计算曲线围成的旋转体体积\int_a^b2\pi y\sqrt{1+(y')^2}dx 计算曲线围成的旋转体表面积以上只是一部分常见的积分公式和性质,高等数学中的积分还涉及到定积分、多重积分、广义积分等更为复杂的概念和方法。

高等数学中所涉及到的微积分公式汇总

高等数学中所涉及到的微积分公式汇总

高等数学中所涉及到的微积分公式汇总微积分是高等数学中的一门重要学科,涉及到很多重要的公式和定理。

下面是一些微积分中常用的公式的汇总:1.导数公式:- 函数f(x)在点x处的导数:f'(x) = lim (f(x+h)-f(x))/h,其中h -> 0- 常见函数的导数公式:常数函数导数为0,幂函数导数为nx^(n-1),三角函数的导数等-乘法法则:(f*g)'(x)=f'(x)*g(x)+f(x)*g'(x)-商法则:(f/g)'(x)=(f'(x)g(x)-f(x)g'(x))/(g(x))^22.积分公式:- 不定积分和定积分的基本定理:若F'(x) = f(x),则∫f(x) dx = F(x) + C- 基本不定积分:∫x^n dx = (1/n+1)*x^(n+1) + C (其中n不等于-1)- 定积分的性质:∫(a to b) f(x) dx = -∫(b to a) f(x) dx,∫(a to b) [f(x) ± g(x)] dx = ∫(a to b) f(x) dx ± ∫(a to b)g(x) dx3.微分学的基本定理:- 导数的基本定理:如果F(x)是f(x)的一个原函数,那么∫(a to b) f(x) dx = F(b) - F(a)- 牛顿-莱布尼茨公式:若F(x)是f(x)的一个原函数,那么∫(a tob) f(x) dx = F(x),_(a to b) = F(b) - F(a)4.极限定理:- 极限的四则运算定理:设lim (x -> a) f(x) = L,lim (x -> a) g(x) = M,则lim (x -> a) [f(x)±g(x)] = L±M,lim (x -> a)[f(x)*g(x)] = L*M,lim (x -> a) [f(x)/g(x)] = L/M (其中M不等于0)- L'Hospital法则:设lim (x -> a) f(x) = 0,lim (x -> a) g(x) = 0,并且lim (x -> a) f'(x)/g'(x) 存在,则lim (x -> a) f(x)/g(x) = lim (x -> a) f'(x)/g'(x)- 夹逼定理:如果数列{a_n}、{b_n}、{c_n}满足a_n <= b_n <=c_n,并且lim (n -> ∞) a_n = lim (n -> ∞) c_n = L,则lim (n -> ∞) b_n = L5.泰勒级数:-函数f(x)的泰勒级数展开:f(x)=f(a)+f'(a)(x-a)+f''(a)*(x-a)^2/2!+...+f^n(a)*(x-a)^n/n!+...,其中f^n(a)表示函数f(x)在点a处的n阶导数以上仅是微积分中涉及到的一些公式,实际上微积分的公式和定理非常丰富,还有更多的公式可以在相关的教材和文献中找到。

高等数学第五章定积分总结

高等数学第五章定积分总结

高等数学第五章定积分总结定积分作为微积分的重要概念,是无穷积分的一种形式,并在多个领域中有着广泛的应用。

本章主要介绍了定积分的定义和性质,以及定积分的计算方法和应用。

首先,本章介绍了定积分的概念和定义。

定积分是一个数值,表示在给定的区间上,函数曲线与x轴之间的面积。

定积分可以分为两个部分:积分号和被积函数。

积分号表示积分的区间,被积函数表示要求积分的函数。

定积分的计算可以通过数值方法或解析方法进行,具体方法和结论有不少。

其次,本章介绍了定积分的性质。

定积分具有线性性、区间可加性和保号性等性质。

线性性质表示定积分可以进行加减运算,并且可以乘以一个常数。

区间可加性是指定积分的区间可以分为多个子区间,进行分段积分。

保号性表示如果被积函数在一些区间上恒大于等于0,那么该区间上的定积分也大于等于0。

这些性质为定积分的计算和应用提供了更多的方便性。

然后,本章介绍了定积分的计算方法。

定积分的计算可以通过不定积分和定积分的关系来进行。

通过求解原函数,并利用牛顿-莱布尼茨公式,可以简化计算过程。

本章还介绍了定积分的几何意义,即定积分表示函数曲线与x轴围成的面积,也可以表示其中一种物理量在一定时间或一定空间内的累积变化量。

最后,本章介绍了定积分的应用。

定积分在几何学、物理学、经济学等多个领域中有着广泛的应用。

例如,通过定积分可以计算曲线的弧长、曲线围成的面积、质心的坐标等几何问题;通过定积分可以计算物体的质量、重心、转动惯量等物理问题;通过定积分可以计算收益、成本、利润等经济问题。

这些应用都是建立在定积分的几何意义和计算方法的基础之上,对于深入理解和运用定积分具有重要意义。

总之,定积分是微积分中的重要概念,不仅具有丰富的理论性质,还有着广泛的应用价值。

通过学习定积分的定义、性质、计算方法和应用,可以帮助学生更好地理解和掌握微积分的知识,为解决实际问题提供更有效的数学工具。

高数积分公式大全

高数积分公式大全

高数积分公式大全高等数学中的积分是数学分析的重要内容之一,它是求函数面积、定积分、不定积分等的方法,被广泛应用于科学和工程领域。

下面是高等数学中常用的积分公式大全,供大家参考和学习。

一、基本积分公式:1. 常数函数积分公式:∫c dx = cx + C(其中c为常数,C为积分常数)2. 幂函数积分公式:∫x^n dx = (1/(n+1)) * x^(n+1) + C(其中n不等于-1,C 为积分常数)3. 指数函数积分公式:∫e^x dx = e^x + C4. 三角函数积分公式:∫sin(x) dx = -cos(x) + C∫cos(x) dx = sin(x) + C5. 乘方函数积分公式:∫(a^x) dx = (1/log(a)) * (a^x) + C(其中a为正数且不等于1,C为积分常数)6. 对数函数积分公式:∫(1/x) dx = ln|x| + C二、常用积分公式:1. 三角函数的复合积分:∫sin(ax) dx = - (1/a) * cos(ax) + C∫cos(ax) dx = (1/a) * sin(ax) + C2. 反三角函数的积分:∫1/(√(1-x^2)) dx = arcsin(x) + C∫1/(1+x^2) dx = arctan(x) + C3. 指数函数的积分:∫e^(ax) dx = (1/a) * e^(ax) + C4. 对数函数的积分:∫(1/x) dx = ln|x| + C5. 分式函数的积分:∫(1/(x-a)) dx = ln|x-a| + C(其中a不等于0)∫(1/(x^2+a^2)) dx = (1/a) * arctan(x/a) + C(其中a不等于0)6. 三角函数的积分:∫sin^n(x) cos^m(x) dx7. 部分分式的积分:∫(p(x)/q(x)) dx8. 具体函数的特殊积分:∫e^x sin(x) dx∫e^x cos(x) dx∫(sin(x))^n (cos(x))^m dx(其中n和m为正整数)三、数列求和公式:1. 等差数列求和公式:S_n = (n/2)(a_1 + a_n)(其中S_n为前n项和,a_1为首项,a_n为末项)2. 等比数列求和公式:S_n = (a_1(1-q^n))/(1-q)(其中S_n为前n项和,a_1为首项,q为公比)以上是高等数学中一些常见的积分公式,通过掌握和灵活运用这些公式,可以帮助我们更好地解决数学中的问题。

高等数学微积分知识点总结

高等数学微积分知识点总结

函数的概念与性质●定义函数及函数的自变量和因变量:函数是一个将一个自变量集合映射到一个因变量集合的规律,自变量可以是实数、向量、矩阵等,因变量也可以是实数、向量、矩阵等。

●常见函数类型:多项式、有理函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数等。

这些函数都有自己的定义域和值域。

●函数的图像:单调性、奇偶性、周期性等性质,是描述函数图像的重要性质。

极限与连续●极限的概念与性质:左极限、右极限、无穷大极限等,都是用来描述函数在某一点处的趋势性质。

●极限的计算:夹逼定理、无穷小量、洛必达法则等,是计算极限的重要方法,这些方法可以简化极限的计算。

●连续的概念与性质:间断点、可导性等。

连续是描述函数在某一点上的“无缝连接”的性质,间断点则是描述函数在某一点上不连续的性质。

●连续函数的性质:介值定理、零点定理、最大值最小值定理等。

这些定理描述了连续函数的一些重要性质,可以用来解决实际问题。

导数与微分●导数的概念与几何意义:切线斜率、曲线的局部特征等。

导数是描述函数在某一点处的变化率的重要工具,也是描述函数在某一点处的局部特征的工具。

●导数的计算:基本导数公式、导数的四则运算、高阶导数等。

这些方法可以用来计算函数的导数。

●微分的概念与应用:线性近似、误差估计等。

微分是一种近似方法,可以用来计算函数在某一点的变化量,也可以用来计算函数值的误差估计。

函数的应用●求极值问题:求函数最大值最小值的方法及应用。

这些方法可以用来解决优化问题,如最大利润、最短路径等问题。

●曲线的几何性质:拐点、渐近线、弧长、曲率等。

这些性质可以用来描述曲线的特征,如拐点是曲线局部拐点是曲线的转折点,曲率是描述曲线弯曲程度的重要概念,渐近线是曲线在无穷远处的趋势线。

●泰勒公式与泰勒展开:将函数在某一点展开为幂级数的方法。

泰勒公式可以用来计算函数在某一点的近似值,泰勒展开可以用来表示函数在某一点的局部性质。

●常微分方程:描述物理、化学、生物等领域中的变化规律的重要工具。

高等数学重积分总结

高等数学重积分总结

高等数学重积分总结重积分是高等数学中的一个重要章节,包括了二重积分和三重积分。

本文将对重积分的相关概念、性质、计算方法等进行总结。

一、重积分的定义和性质重积分可以看作是对多元函数在一个区域内的积分,其中二重积分和三重积分分别对应了二元函数和三元函数。

对于一个区域D,其可以用极限值对角线的方法划分成n个微小的小区域Di,其中i的取值范围为1到n。

设函数f(x,y)在小区域Di上的面积为S,且S趋近于0,则重积分可以表示为:$$\iint_D f(x,y)dxdy=\lim_{\substack{n,m\to \infty}} \sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^m f(x_{ij},y_{ij})\Delta S$$其中$\Delta S$为小区域Di的面积,$(x_{ij},y_{ij})$为小区域Di的任意一点。

与一元函数的积分类似,重积分也具有线性性、可加性、区间可减性和保号性等数学特征。

同时,由于重积分的定义,其也满足如下性质:1.积分与被积函数与积分区域的连续性,即对于在区域D上连续的函数f(x,y),有:2.积分与区域的可加性,即对于一个区域D可以分割成两个没有公共点的子区间,则:同时还有极坐标和柱面坐标下的重积分公式:对于极坐标,有:$$\iint_D f(x,y)dxdy=\iint_D f(rcos\theta,rsin\theta)rdrd\theta$$$$\iiint_W f(x,y,z)dxdydz=\int_a^b\int_{\varphi_1}^{\varphi_2}\int_{\rho_1}^{\rho_2} f(\rho cos\varphi,\rho sin\varphi, z)\rho d\rho d\varphi dz$$其中W为三维区域,$(\rho,\varphi,z)$为柱面坐标系。

三、重积分的计算方法对于重积分的具体计算,常用的有以下几种方法:1.累次积分法累次积分法就是将多重积分化为多个一元积分,以二重积分为例,若:$$\iint_D f(x,y)dxdy$$其中D为一个平面区域,那么可以先将y作为常数,对x进行积分,再将x作为常数,对y积分,即可得到:其中a、b、c、d为D中x、y坐标的极值。

高等数学积分公式大全总结

高等数学积分公式大全总结

高等数学积分公式大全总结在微积分学中,积分是导数的逆运算,用于求解函数的不定积分和定积分。

积分在数学、物理、工程等领域有着广泛的应用。

本文将总结常见的高等数学积分公式,供读者参考。

不定积分公式一、基本积分公式$$\\int k \\, dx = kx + C$$$$\\int x^n \\, dx = \\frac{1}{n+1}x^{n+1} + C \\quad (n \ eq -1)$$$$\\int e^x \\, dx = e^x + C$$$$\\int \\sin x \\, dx = -\\cos x + C$$$$\\int \\cos x \\, dx = \\sin x + C$$$$\\int \\sec^2 x \\, dx = \\tan x + C$$$$\\int \\csc^2 x \\, dx = -\\cot x + C$$二、常见函数积分公式$$\\int \\frac{1}{x} \\, dx = \\ln |x| + C$$$$\\int \\frac{1}{a^2+x^2} \\, dx = \\frac{1}{a}\\arctan \\left(\\frac{x}{a}\\right) + C$$$$\\int \\frac{1}{\\sqrt{a^2-x^2}} \\, dx = \\arcsin\\left(\\frac{x}{a}\\right) + C$$$$\\int \\frac{1}{x\\ln x} \\, dx = \\ln |\\ln x| + C$$$$\\int \\frac{1}{x\\sqrt{1-x^2}} \\, dx = \\arcsin x + C$$定积分公式一、基本定积分公式$$\\int_a^b k \\, dx = k(b-a)$$$$\\int_a^b x^n \\, dx = \\frac{1}{n+1}(b^{n+1}-a^{n+1}) \\quad (n \ eq -1)$$$$\\int_a^b e^x \\, dx = e^b - e^a$$$$\\int_a^b \\sin x \\, dx = \\cos a - \\cos b$$$$\\int_a^b \\cos x \\, dx = \\sin b - \\sin a$$$$\\int_a^b \\sec^2 x \\, dx = \\tan b - \\tan a$$$$\\int_a^b \\csc^2 x \\, dx = \\cot a - \\cot b$$二、常见函数定积分公式$$\\int_a^b \\frac{1}{x} \\, dx = \\ln\\left|\\frac{b}{a}\\right|$$$$\\int_a^b \\frac{1}{a^2+x^2} \\, dx =\\frac{1}{a}(\\arctan \\frac{b}{a} - \\arctan \\frac{a}{a})$$ $$\\int_a^b \\frac{1}{\\sqrt{a^2-x^2}} \\, dx = \\arcsin \\frac{b}{a} - \\arcsin \\frac{a}{a}$$$$\\int_a^b \\frac{1}{x\\ln x} \\, dx = \\ln\\left|\\frac{\\ln b}{\\ln a}\\right|$$$$\\int_a^b \\frac{1}{x\\sqrt{1-x^2}} \\, dx = \\arcsin b - \\arcsin a$$结语以上是高等数学中常见的积分公式,这些公式是学习微积分和解决实际问题的重要工具。

(完整版)高等数学(上)第五章定积分总结

(完整版)高等数学(上)第五章定积分总结

第五章 定积分内容:定积分的概念和性质、微积分基本公式、换元积分法、分部积分法、广义积分。

要求:理解定积分的概念和性质。

掌握牛顿-莱布尼兹公式、定积分的换元法和分部积分法,理解变上限的定积分作为其上限的函数及其求导定理,理解广义积分的概念和计算方法。

重点:定积分的概念和性质;微积分基本公式;换元积分法、分部积分法。

难点:定积分的概念;变上限积分函数及其导数;换元积分法、分部积分法。

§1。

定积分的概念一、实例分析1.曲边梯形的面积设函数)(x f y =∈C[a , b ], 且)(x f y =〉0。

由曲线0,,),(====y b x a x x f y 围成的图形称为曲边梯形.如何定义曲边梯形的面积? (1) 矩形面积=底高。

(2) 预备一张细长条的纸, 其面积底高。

(3) 预备一张呈曲边梯形状的纸, 将其撕成许多细长条. (4) 启示:将曲边梯形分割为许多细长条, 分割得越细, 误差越小。

第i 个细长条面积)],,[()(11---=∆∈∀∆≈∆i i i i i i i i i x x x x x x f S ξξ曲边梯形面积: ∑=∆≈ni i i x f S 1)(ξ定积分概念示意图.ppt定义: ),,2,1,max {()(lim 10n i x x f S i ni ii =∆=∆=∑=→λξλy =f (x )x =a x =by =f (x )a=x 0 x 1 x i-1 x i x n =b抛开上述过程的几何意义,将其数学过程定义为定积分. 二、定积分的定义 1. 定义设)(x f y =在[a , b ]有定义, 且有界。

(1) 分割: 用分点b x x x a n =<<<= 10把[a , b ]分割成n 个小区间:},,2,1,max{,,,2,1],,[11n i x x x x ni x x i i i i i i =∆=-=∆=--λ记(2) 取点: 在每个小区间],[1i i x x -上任取一点i, 做乘积: i i x f ∆)(ξ。

高等数学微积分总结

高等数学微积分总结

积 分 整个高数课本整个高数课本整个高数课本,,我们一共学习了不定积分我们一共学习了不定积分,,定积分,重积分重积分((二重二重,,三重三重),),),曲线积分曲线积分曲线积分((两类两类),),),曲面积分曲面积分曲面积分((两类两类).).).在此在此在此,,我们对积分总结积分总结,,比较比较,,以期同学们对积分有一个整体的认识以期同学们对积分有一个整体的认识. .一、不定积分一、不定积分一、不定积分不定积分是微分的逆运算不定积分是微分的逆运算不定积分是微分的逆运算,,其计算方法、各种技巧是我们后面各种积分计算的基础,希望同学们熟记积分公式,及各种方法方法((两类换元两类换元,,分部积分分部积分,,有理函数积分等有理函数积分等) )二、定积分二、定积分二、定积分1. 1.定义式定义式定义式::()baf x dx ò2. 2.定义域定义域定义域::一维区间一维区间,,例如[,]a b3. 3.性质性质性质::见课本P 229-P 232特殊特殊::若1f =,则()baf x dx b a =-ò,即区间长度即区间长度.. 4. 4.积分技巧积分技巧积分技巧::奇偶对称性奇偶对称性. .注意注意注意::定积分中积分变量可以任意替换即()()bbaaf x dx f y dy =òò,而不定积分不具有这种性质而不定积分不具有这种性质.. 5. 5.积分方法积分方法积分方法::与不定积分的方法相同与不定积分的方法相同. . 6. 6.几何应用几何应用几何应用: : 定积分的几何意义定积分的几何意义定积分的几何意义: :()baf x dx ò表示以()f x 为顶与x 轴所夹区域面积的代数和轴所夹区域面积的代数和((注意如()0f x <,则面积为负则面积为负); ); 其他应用其他应用其他应用::如()f x 表示截面积表示截面积,,则积分为体积则积分为体积;;平面弧长2()1[()]b af x y x dx ¢+ò等.三、二重积分三、二重积分三、二重积分 1. 1.定义式定义式定义式: :(,)xyD f x y d s òò2. 2.定义域定义域定义域::二维平面区域二维平面区域3. 3.性质性质性质::见下册课本P 77 特殊特殊: : : 若若1f =,则(,)xyD f x y dxdy S =òò,即S 为x y D 的面积的面积. .4.4.坐标系坐标系坐标系: :①直角坐标系①直角坐标系::X 型区域型区域,,Y 型区域型区域 ②极坐标系②极坐标系::适用范围为圆域或扇形区域,注意坐标转换后不要漏掉r ,积分时一般先确定q 的范围的范围,,再确定r 的范围的范围. . 5.5.积分技巧积分技巧积分技巧::奇偶对称性奇偶对称性((见后见后),),),质心质心质心; ; 6.6.几何应用几何应用几何应用: : 二重积分的几何意义二重积分的几何意义::若(,)0f x y ³,则(,)xyD f x y dxdy òò表示以(,)f x y 为顶以x y D 为底的曲顶柱体体积为底的曲顶柱体体积; ;其他应用其他应用::求曲面(,)z z x y =的面积221xyx y D z z dxdy ++òò四、三重积分四、三重积分 1.1.定义式定义式(,,)f x y z d v Wòòò2.2.定义域定义域定义域::三维空间区域三维空间区域; ;3.3.性质性质性质::与二重积分类似与二重积分类似; ; 特殊特殊特殊: : : 若若1f =,则(,,)f x y z d v V W=òòò,其中V 表示W 的体积的体积. .4.4.坐标系坐标系坐标系: :①直角坐标系①直角坐标系::投影法投影法,,截面法截面法((一般被积函数有一个自变量,而当该变量固定时所得截面而当该变量固定时所得截面 积易求时采用积易求时采用) ) ②柱坐标系②柱坐标系②柱坐标系::积分区域为柱形区域积分区域为柱形区域,,锥形区域锥形区域,,抛物面所围区域时可采用抛物面所围区域时可采用; ;③球坐标系③球坐标系③球坐标系::积分区域为球域或与球面相关的区域时,确定自变量范围时确定自变量范围时,,先q ,后j ,最后最后r .5. 5.积分技巧积分技巧积分技巧::奇偶对称性奇偶对称性,,变量对称性变量对称性((见后见后),),),质心等质心等质心等. .6. 6.应用应用应用: : (,,)f x y z 表示密度表示密度,,则(,,)f x y z d v Wòòò为物体质量为物体质量.(.(.(不考虑几何意义不考虑几何意义不考虑几何意义) )五、第一类曲线积分五、第一类曲线积分1.1.定义式定义式定义式::(,)Lf x y ds ò(二维二维) ) |(,,)Lf x y z ds ò(三维三维) )2.2.定义域定义域定义域::平面曲线弧平面曲线弧 | 空间曲线弧空间曲线弧空间曲线弧3.3.性质性质性质::见课本P 128 特殊特殊特殊: : 1f =则Lfds s =ò,s 表示曲线弧长表示曲线弧长. .4.4.计算公式计算公式计算公式((二维为例二维为例): ):22(,)((),())1()()bLaf x y dsf t t t t dt j y j y ¢¢=++òò:(),(),[,]L x t y t t a b j y ==Î类似可推出:(),[,]L y y x x a b =Î的公式的公式..注意化为定积分时下限小于上限.5.5.积分技巧积分技巧积分技巧::奇偶对称性奇偶对称性,,变量对称性变量对称性,,质心质心; ;6.6.几何应用几何应用几何应用::见上3. 六、第二类曲线积分六、第二类曲线积分 1.1.定义式定义式定义式: :(,)(,)LP x y dx Q x y dy +ò(二维二维) )(,,)(,,)(,,)LP x y z dx Q x y z dy R x y z dy ++ò(三维三维) )2.2.定义域定义域定义域::有向平面曲线弧有向平面曲线弧((二维二维))或有向空间曲线弧或有向空间曲线弧((三维三维) )3.3.性质性质性质::见课本P 1354.4.计算公式计算公式计算公式: :(,)(,)[((),())()((),())()][(,())(,())()]bLadcP x y dx Q x y dy P t t t Q t t t dt P x f x Q x f x f x dxj y j j y y ¢¢+=+¢ =+òòò注意注意::曲线积分化为定积分时曲线积分化为定积分时,,下限为起始点下限为起始点,,上限为终点上限为终点. . 5.5.积分技巧积分技巧积分技巧::二维曲线积分可以应用格林公式(注意使用条件注意使用条件).).).积分与路径无关积分与路径无关积分与路径无关. . 不能使用奇偶对称性不能使用奇偶对称性. . 6.6.应用应用应用::力做功力做功. .七、第一类曲面积分七、第一类曲面积分 1.1.定义式定义式定义式: :(,,)f x y z dS Sòò2.2.定义域定义域定义域::空间曲面空间曲面 注意注意注意::空间曲面与坐标面重合或平行时,即为二重积分即为二重积分,,故二重积分时第一类曲面积分的特例故二重积分时第一类曲面积分的特例. .3.3.性质性质性质::见课本见课本::与第一类曲线积分类似与第一类曲线积分类似 特殊特殊特殊: : 1f =则(,,)f x y z dS S S=òò,S 表示曲线面积表示曲线面积. .4.4.计算公式计算公式计算公式::22(,,)(,,(,))1xyx y D f x y z dS f x y z x y z z dxdy S=++òòòò类似可得在另两个曲面上的投影公式类似可得在另两个曲面上的投影公式.. 注意对于特殊的曲面如柱面考虑使用柱坐标注意对于特殊的曲面如柱面考虑使用柱坐标,曲面考虑使用球坐标曲面考虑使用球坐标. . 5.5.积分技巧积分技巧积分技巧::奇偶对称性奇偶对称性,,变量对称性变量对称性,,质心质心. .6.6.几何应用几何应用几何应用::见上3. 八、第二类曲面积分八、第二类曲面积分 1.1.定义式定义式Pdydz Q dzdx Rdxdy S ++òò2.2.定义域定义域定义域::有向空间曲面有向空间曲面3.3.性质性质性质::见课本P 1624.4.计算公式计算公式计算公式: :(,,)(,,(,))xyD R x y z dxdy R x y z x y dxdy S =±òòòò,类似可得另两个类似可得另两个. .5.5.积分技巧积分技巧积分技巧::高斯公式高斯公式,,循环对称性循环对称性..不能使用奇偶对称性不能使用奇偶对称性. .注:要熟练掌握使用高斯公式做第二类曲面积分的题目,使用时要注意曲面方向以及是否封 闭. 6.6.应用应用应用::求流量求流量,,磁通量等磁通量等. . 奇偶对称性奇偶对称性: :定积分定积分::若积分区间关于原点对称若积分区间关于原点对称,,例如[,]a a - 若()f x 关于x 为奇函数为奇函数,,则()0aaf x dx -=ò若()f x 关于x 为偶函数为偶函数,,则()2()aaaf x dx f x dx -=òò二重积分二重积分二重积分::若积分区域D 关于y 轴对称轴对称,,记1D 为0x >的部分的部分若(,)f x y 关于x 为奇函数为奇函数,,则()()(,)(,)0x y Dx y f x y dxdy dyf x y dx -==òòòò若(,)f x y 关于x 为偶函数为偶函数,,则1()()()(,)(,)2(,)2(,)x y x y Dx y D f x y dxdy dy f x y dx dyf x y dx f x y dxdy -===òòòòòòòò同样可以得到积分区域D 关于x 轴对称时轴对称时, , (,)f x y 关于y 为奇、偶函数的公式为奇、偶函数的公式. .三重积分三重积分: : : 若积分区域若积分区域W 关于o x oy y 面对称面对称,,记1W 为0z >的部分的部分若(,,)f x y z 关于z 为奇函数为奇函数,,则(,)(,)(,,)(,,)0z x y z x y f x y z dxdydz dxdy f x y z dz W-==òòòòòò若(,,)f x y z 关于z 为偶函数为偶函数,,则1(,)(,)(,)0(,,)(,,)2(,,)2(,,)z x y z x y z x y f x y z dxdydz dxdyf x y z dzdxdy f x y z dz f x y z dxdydzWW -===òòòòòòòòòòòò同样可以得到区域关于另两个曲面对称的情况同样可以得到区域关于另两个曲面对称的情况. . 例题例题:P :P 123#1(1)(2) P 124#2(4)第一类曲线积分第一类曲线积分::若积分曲线L 关于y 轴对称轴对称,,记1L 为0x >的部分的部分 若(,)f x y 关于x 为奇函数为奇函数::(,)0Lf x y ds =ò 若(,)f x y 关于x 为偶函数为偶函数::1(,)2(,)LL f x y d s f x y d s =òò同样可以得到曲线关于x 轴对称的情况轴对称的情况. .第一类曲面积分第一类曲面积分第一类曲面积分::若积分曲面S 关于o x oy y 面对称面对称,,记1S 为0z >的部分的部分, ,若(,,)f x y z 关于z 为奇函数为奇函数::(,,)0f x y z dz S =òò 若(,,)f x y z 关于z 为偶函数为偶函数::1(,,)2(,,)f x y z d z f x y z d z SS =òòòò同样可以得到曲面关于另两个坐标面对称的情况同样可以得到曲面关于另两个坐标面对称的情况. .例题例题::课本P 158#6(3),P 184#2 变量对称性变量对称性::一般在做重积分、曲面积分时使用,使用时要注意曲面或区域必须是关于变量是对称的,即对于曲面方程自变量相互替换后方程不改变,例如2222,1x y z R x y z ++=++=等,此时此时()()()f x dS f y dS f z dS SS S ==òòòòòò例题例题1:2,I x ds G=ò 其中G 为球面2222x y z a ++=被平面0x y z ++=所截的曲线.例题2:2: 22()d ,I x y S å=+òò 其中S 为球面2222().x y z x y z ++=++循循环对称性(适用第二类曲面积分):若积分曲面满足变量对称,而且,,P Q R 中,,x y z 依次替换,即,,x y y z z x ®®®后积分表达式不改变后积分表达式不改变,,则可以使用该对称性则可以使用该对称性,,有3Pdydz Qdzdx Rdxdy Rdxdy S S ++=òòòò 例题例题::课本168页#3(4)质心质心质心::适用重积分适用重积分,,第一类积分第一类积分. . 请同学们思考如何区别各种积分请同学们思考如何区别各种积分?(?(定义域定义域定义域) ) 区别区别区别::以下两个例题应该怎样算以下两个例题应该怎样算? ?222222()d ,()x y z S x y z dxdydz Wå++++òòòòò , 其中22222222:,:x y z R x y z R S W ++=++£。

高等数学实训课程学习总结微积分与数学分析的实操能力提升

高等数学实训课程学习总结微积分与数学分析的实操能力提升

高等数学实训课程学习总结微积分与数学分析的实操能力提升高等数学是大学阶段数学学科的重要组成部分,微积分与数学分析是其中的核心内容之一。

通过对高等数学实训课程的学习,我对微积分与数学分析的理论知识有了更加深入的了解,并且在实际操作中提升了实操能力。

在本文中,我将总结我在高等数学实训课程中所获得的经验和收获。

在高等数学实训课程中,我学习了微积分的基础知识,包括极限、导数、积分等内容。

通过理论的学习和实际的计算,我对微积分的概念和原理有了较为全面的认识。

同时,我也掌握了微积分在实际问题中的应用方法,比如利用导数求函数的极值点、利用积分计算曲线下的面积等。

这些知识和技巧的学习,为我今后在相关领域的研究和应用奠定了坚实的基础。

除了微积分,数学分析也是我在实训课程中学习的重点内容之一。

通过学习数学分析,我进一步了解了数列、级数、函数序列等数学概念的定义和性质,以及它们在实际问题中的应用。

特别是对于极限、收敛性以及函数列的一致收敛性等概念,我通过课堂讲解和实际操作的练习,深化了对它们的理解和掌握。

这些数学分析的基础理论知识为我今后在高等数学研究领域的学习和研究提供了有力的支撑。

在高等数学实训课程中,我们通过大量的计算和实际操作来巩固和提升我们的实操能力。

通过课堂上的各种练习题和实践题,我们要求熟练掌握微积分和数学分析的相关计算方法和技巧。

我们需要通过反复练习,熟练掌握函数求导、积分运算等操作,为将来更复杂的数学问题做好铺垫。

在实操能力提升的过程中,我遇到了一些困难和挑战。

比如,在计算过程中容易出错、对于一些复杂的函数和公式不够熟悉等。

但是,通过不断的努力和实践,我逐渐掌握了正确的方法和技巧,提高了计算的准确性和效率。

同时,我也意识到,在实操过程中要注重细节和思考,不能只追求结果,而忽视了问题的本质和原理。

通过高等数学实训课程的学习,我不仅提升了自己的微积分与数学分析的理论知识,还加强了实操能力。

我学会了如何运用微积分与数学分析的方法来解决实际问题,掌握了一些常用的计算技巧和方法。

高等数学曲线积分和曲面积分总结

高等数学曲线积分和曲面积分总结

高等数学曲线积分和曲面积分总结
高等数学曲线积分和曲面积分是微积分领域中的重要概念,它们在实际应用中具有广泛的应用,例如在物理、工程、计算机科学等领域中都有重要的应用。

本文将对高等数学曲线积分和曲面积分的概念、计算方法和应用进行总结。

一、曲线积分的概念
曲线积分是指对一维曲线上的点的函数值求导的积分,也称为路径积分。

曲线积分的基本思想是通过对曲线上的点进行积分,得到曲线的面积或体积。

曲线积分的计算公式为:
∫Cf(x,y)dS = ∫∫∫Cf(x^TC(y), y^TC(z))dxdydz
其中,C是曲线,f(x,y)是曲线上的点值函数,T是曲线上的任意一点,S是曲线上的面积,z是曲线上的任意一点。

二、曲面积分的概念
曲面积分是指对三维曲面上的点的函数值求导的积分,也称为向量场积分。

曲面积分的基本思想是通过对曲面上的点进行积分,得到曲面的面积或体积。

曲面积分的计算公式为:
∫∫∫Sf(x,y,z)dsdV = ∫∫∫Sf(x^TS(y^TS(z)))dsdV
其中,S是曲面,f(x,y,z)是曲面上的点值函数,T是曲面上的任意一点,V是曲面上的任意体积,s是曲面上的任意法向量,dV是曲面上的任意体积法向量。

拓展:曲线积分和曲面积分在物理学中的应用
曲线积分和曲面积分在物理学中具有广泛的应用。

例如,在量子力学中,曲线积分被用来计算波函数的面积,而曲面积分被用来计算量子场论的场速可变的相对性原理。

在相对论中,曲线积分被用来计算相对论效应的积分,而曲面积分被用
来计算四维空间中的弯曲曲面。

大一高等数学定积分知识点

大一高等数学定积分知识点

大一高等数学定积分知识点在大一高等数学课程中,定积分是一个重要的知识点。

通过对定积分的学习,我们可以理解函数与曲线之间的面积关系,计算曲线下的面积以及求解一些实际问题。

本文将介绍定积分的概念、性质和计算方法。

一、定积分的概念定积分是对曲线下面积的一种数学理论的表示方式。

给定一个函数 f(x),我们可以将其图像在 x 轴和两条垂直线 x=a 和 x=b 之间的区域定义为 S,其中 a<b。

那么函数 f(x) 在区间 [a, b] 上的定积分定义为:∫[a,b]f(x)dx二、定积分的性质1. 定积分具有线性性质。

即对于任意的实数 k1 和 k2,以及函数 f(x) 和 g(x),有以下公式成立:∫[a,b](k1*f(x) + k2*g(x))dx = k1*∫[a,b]f(x)dx + k2*∫[a,b]g(x)dx2. 定积分可以分段计算。

如果一个函数在区间 [a, c] 和 [c, b] 上可积,那么有以下公式成立:∫[a,b]f(x)dx = ∫[a,c]f(x)dx + ∫[c,b]f(x)dx3. 定积分的加法性。

对于任意的实数 a 和 b,若 a < b,则有以下公式成立:∫[a,b]f(x)dx = -∫[b,a]f(x)dx三、定积分的计算方法1. 利用基本定积分公式。

对于一些基本函数,存在其定积分的解析表示。

例如,对于常数函数 f(x) = k,其中 k 为常数,有以下公式成立:∫[a,b]kdx = k*(b-a)2. 利用几何意义。

如果我们需要计算曲线下的面积,可以通过将曲线分成若干小矩形或梯形来逼近面积,并求和计算。

当我们取小矩形或梯形的数量越来越多时,逼近的精度也越高,结果越接近实际面积。

3. 利用定积分的性质。

根据定积分的性质,我们可以将复杂的函数拆分成更简单的函数,并利用已知的定积分公式进行计算。

这种方法常用于复杂函数的求解,能够简化计算过程。

4. 数值积分方法。

高等数学微积分知识整理

高等数学微积分知识整理

f -1 f f f n nn n高等数学微积分知识整理第一章 极限与连续一、函数1、函数的定义与要素(定义域、对应法则;函数相等的条件)2、函数的性质:单调性,奇偶性,周期性,有界性 *单调性的定义(以递增为例):∀x 1 , x 2 ∈ D f ,若x 1<x 2时f (x 1 ) ≤ f (x )在D f 上严格单调递增。

f (x 2 ),则f (x )在D f 上单调递增;将≤ 改为<,则*有界的定义: ∃M >0,对于∀x ∈ A ⊆ D f ,都有| f (x ) |≤ M ,则f (x )在A 上有界。

(f (x )≥m ∈R ,则 f (x )下有界;反之则上有界。

只有既上有界又下有界的函数才是有界函数。

)3、函数的运算:四则运算、复合运算、反函数*题型:判断某个函数由哪些基本初等函数复合而成。

*反函数存在的可能情况:①y 与 x 一一对应;②f (x )是某区间上的严格单调函数 (反函数的单调性与原来的函数相同)* D = R ;当x ∈ D 时,f -1 ( f (x )) = x ;当x ∈ R 时,f ( f -1 (x )) = x 。

4、初等函数:包括 6 大基本初等函数(常数函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数)以及它们的有限次四则、复合运算构成的函数。

二、数列的极限1、数列的定义及表示方法2、数列的性质:单调性、有界性3、数列极限的定义:ε-N 语言(存在性命题要学会寻找充分条件,即增加对 N 的限制,从而找到 N ;绝对值不等式与不等式放缩也很重要)4、极限的四则运算5、无穷小量的性质(1) 若lim a = A ,则{a - A }是无穷小量。

(一种证明极限的方法) n →∞(2)有限个无穷小量相加、相乘还是无穷小量。

(3)无穷小量乘以有界量还是无穷小量。

6、收敛数列的性质 (1) 收敛数列必然有界 (2) 收敛数列的任一子列与该数列收敛于同一极限。

大一高等数学积分知识点

大一高等数学积分知识点

大一高等数学积分知识点数学是一门抽象而又广泛应用的学科。

在大一高等数学中,积分是一个重要的概念和工具,被广泛应用于各个领域。

本文将介绍大一高等数学积分的基本概念、常见的积分法和一些常见的积分应用。

一、积分的基本概念积分是微积分的重要内容之一,其概念可以用不定积分和定积分来表达。

不定积分是对一个函数进行积分,得到一族原函数;而定积分是计算函数在一个区间上的总量。

1.1 不定积分不定积分可以看作求导运算的逆运算。

给定一个函数f(x),其不定积分可以表示为∫f(x) dx,其中∫表示积分的符号,f(x)为被积函数,dx表示积分变量。

1.2 定积分定积分用于计算函数在一个给定区间上的总量。

给定一个函数f(x),其在区间[a, b]上的定积分可以表示为∫(a to b) f(x) dx,其中(a to b)表示积分区间。

二、常见的积分法2.1 基本积分法基本积分法是指对常见函数的积分求解方法。

大部分基础函数都有对应的积分公式。

- 幂函数的积分:对于函数x^n,n≠-1,其积分为∫x^n dx = (x^(n+1))/(n+1) + C,其中C为常数。

- 三角函数的积分:对于常见的三角函数,如sin(x),cos(x),tan(x)等,都有相应的积分公式。

- 指数函数和对数函数的积分:对于常见的指数函数和对数函数,如e^x,ln(x),也有特定的积分公式。

2.2 分部积分法分部积分法(乘积法则)是解决积分中乘积形式的函数积分的一种方法。

其公式为∫u dv = uv - ∫v du,其中u和v为函数。

2.3 替换法替换法(换元积分法)是将积分中的变量进行替换,将复杂的积分转化为简单的积分。

常见的替换方法有:- 代入法:通过将一个函数代入为新的变量来进行积分。

- 三角替换法:将与三角函数相关的函数进行替换,以简化积分。

三、常见的积分应用3.1 几何应用积分在几何学中具有广泛的应用,主要用于计算曲线、曲面的长度、面积和体积等。

高等数学各类积分总结

高等数学各类积分总结

关于各类积分的一些总结一、定积分实质:直线上函数的积分,积分对象是直线元 dx 。

二、二重积分实质:平面区域上的二元函数的积分,积分对象是dxdy 。

方法:累次积分,即先固定一个变量,对另一个变量积分,再对另一个变量积分。

三、三重积分实质:对空间上的三元函数积分,积分对象是dxdydz 。

方法:累次积分,可以化成三个一次积分(如球坐标代换),也可化成一个二重积分和一个一次积分(如柱坐标代换)。

四、第一型曲线积分实质:对曲线上的一元函数积分,积分对象是曲线元ds 。

方法:转化成定积分曲线r=(x(t),y(t),z(t)),则dt z y x t z t y t x f ds z y x f s dt t t ⎰⎰⎰⎰'+'+'=222))(),(),((),,(。

五、第一型曲面积分实质:对曲面上的二元函数积分,曲面元dS.方法:转化为二重积分。

曲面r=(x(u,v),y(u,v),z(u,v)), 则(,,)((,),(,),(,))s D dr dr f x y z dS f x u v y u v z u v dudv du dv=⨯⎰⎰⎰⎰特别的dr dr dx dy ⨯= 六、第二型曲线积分实质:变力在曲线上作功,或是对有向线元的积分,即对坐标的积分。

形式:⎰++LRdz Qdy Pdx ①方法:1、拆 ①=⎰⎰⎰++L L L Rdz Qdy Pdx =⎰⎰⎰++121212z z y y x x Pdz Pdy Pdx εεε(化成三个定积分)2、合 用定义化成第一形曲线积分①=dl v dz dy dx R Q P LL τ⋅=⋅⎰⎰),,(),,(3、对于环路积分,一般用斯托克斯公式化去做①=dl v dz dy dx R Q P τ⋅=⋅⎰⎰),,(),,(=⎰⎰⋅Dnds rotv ε七、第二形曲面积分实质:通量,或是对有向面积元的积分,即对坐标的曲面积分。

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) d
4.3 Stokes 公式:
Pdx Qdy Rdz rotF ndS F ndS
C Q Q R P R P ( y z ) dydz ( z x ) dzdx ( x y ) dxdy
C
Pdx Qdy Pdx Qdy rotF kd F kd
C D D Q P ( x y ) d D

C
Pdx Qdy Pdy Qdx F nd divFd
2
1
d
2 ( )
1 ( )
sin d
2 ( , )
1 ( , )
f ( , , ) 2d
(切片法: Dz z )
(球坐标)
5.4 曲线积分 类型 形式 第I型
I 4 f ( x, y, z )ds
C
第 II 型( F Pi Qj Rk )
ba
S ( D)
dx d
质量
V () L(C)
S ( )
dV ds dS
ds
dS
矩 质心 转动惯量
--
弯曲薄板的质量 变力做功
功、流量、 环量、通量 流量、通量
--
(或流量或通量) 流量(通量)
--
--
定向曲面
--
四、重要联系及公式
4.1 Newton-Leibniz 公式: f ( x)dx F (b) F (a )
二、共同点
2.1 定义方法:划分—>微元—>求和—>取极限 2.2 性质:线性性质、可加性、估值
三、不同点
类型 定积分 二重积分 三重积分 第I型 曲线积分 第I型 曲面积分 第 II 型 曲线积分 第 II 型 曲面积分 几何 背景 面积 体积 --物理 背景 细杆的质量 平面薄板的质量 几何体的质量 弯曲杆件的质量 积分 区域 区间 平面区域 空间区域 无向曲线 曲面 (未定向) 有向曲线 特殊被积 函数“1” 微元 应用点
5.5 曲面积分 类型 形式 第I型
I 6 f ( x, y, z )dS

第 II 型( F Pi Qj Rk )
I 7 F ndS F dS

Pdydz Qdzdx Rdxdy

(流量或者通量) 曲面方程 是否定侧 微元
: g ( x, y, z) c
x2 y 2 z 2
dV 2 sin d d d
函 任意 数 微元
f ( x2 y 2 , z) f ( x2 z 2 , y) f ( y z , x)
2 2
dV dxdydz
dV rdrd dz
积 分 向坐标面投影或先 向 坐 标 轴 向坐标面投影或先 ( ) 次序 一后二或切条法 投 影 或 先 一后二法或切条法 二 后 一 或 ( z r ) 切片法 不 等 z1 ( x, y ) z z2 ( x, y ) ( x, y ) Dxy 式组 积 分 形式
g D
I 7 F
D
g |g p|
d
六、Green 公式
环量—旋度形式:
Pdx Qdy rotF kd F kd
C D D
(
D
Q x
P y ) d
通量—散度形式:
Pdy Qdx F nd divFd
未定侧
dS
g g p
定侧(即选定 法向量 n 的方向)
d
g dS nds d ,其中 n 与 的梯度 g p
方向一致取“+” ,否则取“-” 其中: p i (往 yoz 面投影)或 j (往 zox 面投影)或 k (往 xoy 面投影) 积分形式
I 6 f ( x, y, z ) |g p| d
C D D Q P ( x y ) d D
大前提:曲线 C 分段光滑。 条件:① 曲线 C 正向; ② 曲线 C 封闭; ③ P、Q 在 C 及其内部具有一阶连续偏导数。 6.1 满足所有条件 直接使用 Green 公式的两种形式之一进行计算皆可,效果相同。 6.2 若仅不满足条件①,则在 C 上满足 Green 公式的条件,在 C 上的技术结果 乘以(-1)即可。即有:
Pdx Qdy
C
C C1 Cm

Pdx Qdy
C1
Pdx Qdy

Cm
Pdx Qdy
七、Gauss 公式
Pdydz Qdzdx Rdxdy F ndS divFdV FdV
P ( x Q y R z ) dV
面积微元 特点 分类 区 域 特征 D 不等 式 二次积分 I型 极点在 D 内部
d rdrd
D 为圆域、环域或扇形域 II 型 极点在 D 外部 界 III 型 极点在 D 边

(以先 r 后 的积 分次序为 例)
1 2 , 0 r r ( )
1 2 , 0 r1 ( ) r r2 ( )
a
D
b

I 4 f ( x, y, z )ds ; I 5 F dr Pdx Qdy Rdz ;
C C C
I 6 f ( x, y, z )dS ; I 7 F ndS F dS Pdydz Qdzdx Rdxdy

C D D Q P ( x y ) d D
6.3 若仅仅不满足条件②,则可采用添加光滑曲线 C1 以便使用 Green 公式。 添加时候, 应注意: 1) 在 C C1 以及 C C1 内部应该满足 Green 公式的条件, 2) C1 尽量简单且积分 Pdx Qdy 容易计算。即有:
区 分类 域 图形 D 不等 式
Y-型 略
x1 ( y ) x x2 ( y ), c yd
复杂 略 分细 多个 X,Y 型之和

b
a
dx
y2 ( x ) y1 ( x )
f ( x, y )dy

d
c
dy
x2 ( y )
x1 ( y )
f ( x, y )dx
利用 D 的对称性和 f ( x, y) 关于某个变量的奇偶性计算 被积函数中含有 x 2 y 2 项
大前提:曲面分片光滑。 条件:① 曲面 取外法线方向; ② 曲面 封闭; ③ P、Q、R 在曲面 及其内部具有一阶连续偏导数 7.1 满足 Gauss 公式的所有条件,则直接使用 Gauss 公式计算。 7.2 若仅有条件①不满足,则可在 上使用 Gauss 公式。即
Pdydz Qdzdx Rdxdy Pdydz Qdzdx Rdxdy
, Cm 。应注意:
, Cm 完全包含于 C 内; , Cm 定向为顺时针方向;
,m ;
3)每个 Ci 内部有且只有一个点不满足条件③, i 1, 2, 4)曲线积分
Ci
Pdx Qdy 容易计算, i 1, 2,
,m 。
则在曲线 C C1 C2
Cm 及其内部满足 Green 公式的条件。于是
czd ( x , y ) Dz
z1 ( r , ) z z2 ( r , ) r1 ( ) r r2 ( )
1 2
1 ( , ) 2 ( , ) 1 ( ) 2 ( ) 1 2
f (r , , z )dz
4.4 Gauss 公式:
Pdydz Qdzdx Rdxdy F ndS divFdV FdV
Q P R ( x y z ) dV
五、基本计算方法
5.1 定积分 方法:凑微分法、换元法、分部积分法 特殊结论: (1)对称性与奇偶性: (2)周期性: (3)无界性:
《高等数学》中的积分学总结
高等数学中涉及的积分类型主要有:定积分(含广义积分) 、二重积分、三重
积分、曲线积分(对弧长、对坐标) 、曲面积分(对面积、对坐标) 。 一、符号形式
I1 f ( x)dx ; I 2 f ( x, y)d ; I 3 f ( x, y, z )dV ;
a
b
b
a
f ( x)dx
5.2 二重积分
I 2 f ( x, y)d ,其中 D 为平面有界区域。
D
面积微元 特点 直 角 坐 标 系 二次积分 特殊方法 特点 极坐标系
x r cos y r sin
d dxdy
任意 X-型 略
y1 ( x) y y2 ( x), a xb
直角 ( x, y, z )
柱坐标 (r, , z)
x r cos y r sin zz
球面坐标 ( , , )
x sin cos y sin sin z cos
特 区 任意 点 域
坐标面的投影为 圆形、环形、 扇形区域
球体、半球体、 锥面与球面围成的立 体 被 积 函 数 含 有
a b
4.2 Green 公式: 环量—旋度形式:
Pdx Qdy rotF kd F kd
C D D Q P ( x y ) d D
通量—散度形式:
Pdy Qdx F nd divFd
C D D P ( x D Q y
1 2 , r1 ( ) r r2 ( )
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