清华大学数理方程复习提纲及作业
高考数学第一轮总复习100讲含同步练习g31074直线的方程

第八章解析几何考试内容:直线的倾斜角和斜率,直线方程的点斜式和两点式.直线方程的一般式.两条直线平行与垂直的条件.两条直线的交角.点到直线的距离.用二元一次不等式表示平面区域.简单的线性规划问题.曲线与方程的概念.由已知条件列出曲线方程.圆的标准方程和一般方程.圆的参数方程.椭圆及其标准方程.椭圆的简单几何性质.椭圆的参数方程.双曲线及其标准方程.双曲线的简单几何性质.抛物线及其标准方程.抛物线的简单几何性质.考试要求:(1)理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线的斜率公式.掌握直线方程的点斜式、两点式、一般式,并能根据条件熟练地求出直线方程.(2)掌握两条直线平行与垂直的条件,两条直线所成的角和点到直线的距离公式.能够根据直线的方程判断两条直线的位置关系.(3)了解二元一次不等式表示平面区域.(4)了解线性规划的意义,并会简单的应用.(5)了解解析几何的基本思想,了解坐标法.(6)掌握圆的标准方程和一般方程,了解参数方程的概念,理解圆的参数方程.(7)掌握椭圆的定义、标准方程和椭圆的简单几何性质,了解椭圆的参数方程.(8)掌握双曲线的定义、标准方程和双曲线的简单几何性质.(9)掌握抛物线的定义、标准方程和抛物线的简单几何性质.(10)了解圆锥曲线的初步应用.g3.1074直线的方程一、知识要点1、倾斜角:一条直线L 向上的方向与X 轴的正方向所成的最小正角,叫做直线的倾斜角,范围为[)π,0.斜率:当直线的倾斜角不是900时,则称其正切值为该直线的斜率,即k=tan α;当直线的倾斜角等于900时,直线的斜率不存在。
2、过两点p 1(x 1,y 1),p 2(x 2,y 2)(x 1≠x 2)的直线的斜率公式:k=tan 1212x x y y --=α 若x 1=x 2,则直线p 1p 2的斜率不存在,此时直线的倾斜角为900.理解直线的倾斜角和直线的斜率的概念;掌握过两点的直线的斜率公式;掌握已知一点和斜率导出直线方程的方法;掌握直线方程的点斜式、两点式和一般式;能灵活运用条件求出直线的方程. 三、基本训练1、已知三点A (3,1)B (-2,K )C (8,11)共线,则K 的取值是( ) A 、-6 B 、-7 C 、-8 D 、-92、设,2παπ<<则直线y =xcos α+m 的倾斜角的取值范围是( )A 、(,2ππ) B 、)43,2(ππ C 、)43,4(ππ ),43(ππ 3、已知A (-2,3)B (3,0),直线L 过O (0,0)且与线段AB 相交,则直线L 的斜率的取值范围是( )A 、-23≤K ≤0B 、K ≤-23或K ≥0C 、K ≤0或K ≥23D 、0≤K ≤234、a 为非零实数,直线(a +2)x +(1-a)y -3=0恒过 点。
清华大学概率论与数理统计复习ppt
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i 1
令
d
ln L( ) d
n
n i 1
ln
xi
0
解得的极大似然估计量为ˆ n n
ln Xi
i 1
(3)当 2时,X的概率密度函数为:
f
(
x)
2 2
x3
,
0,
似然函数为:
x x
L( )
n
f
(
xi
)
(
2n 2n
x 1
,
0,
x 1, 其中未知参数 1,
x 1.
X1,L , Xn为来自X的简单随机样本,
求(1)的矩估计量;
(2)的最大似然估计量。
解:1,由于E( X )
x f ( x; )d x
1
x
x 1d x
, 1
令 X,解得参数的矩估计量ˆ X .
考题(3 2008级 48学时)
三、(本题10分)设总体X 在[0, ]上服从均匀分布, 其中 ( 0)未知,(X1,L , Xn)为来自总体X的样本, 求的矩估计量。(见教材P127-128的例6.2)
考题(4 2008级 48学时)
七、(10分)设某种元件的使用寿命X的概率密度为
f
ln L() N ln (n N ) ln(1 )
令 d ln L = N n N 0, 解得:ˆ N
d 1
n
所以的极大似然估计为ˆ N n
考题(7 2006级 32学时)
三、(本题14分)设总体X的概率密度为:
数理方程-总结复习及练习要点报告
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t 0
( x)
-通过叠加原理分解问题,再通过分离变量法与冲量定理法
求解(Page164页)
28
定解问题求解之二—分离变量法
量研究初始时的状况,即初始条件。 数学上边界条件和初始条件也统称为定解条件。
5
数理方程基本知识
由泛定方程、定解条件构成的研究数学物理方程的
问题称为数学物理定解问题,准确地说就是在给定
定解条件下求解数学物理方程。 偏微分方程的基本概念
-偏微分方程的阶数 最高的求导次数 -偏微分方程的齐次与非齐次 -偏微分方程的线性与非线性 不含有研究函数的非零项
19
a11uxx 2a12uxy a22uyy b1ux b2uy cu f 0
定解条件的确定
初始条件
t=0时刻物理量的状况,数学上可以是物理量本身的值
u( x, y, z) t 0 ( x, y, z)
也可以是对时间变量的导数
ut ( x, y, z) t 0 ( x, y, z)
d 2w dw p( z ) q( z ) w 0 2 dz dz w( z0 ) C0 , w( z0 ) C1
常点和奇点的定义及判别
31
基本知识
定解问题的确立及分析
定解问题求解之行波法
定解问题求解之分离变量法
定解问题求解之Green函数法 定解问题求解之积分变换法
-输运方程(描述温度传播、浓度扩散的泛定方程)
ut a2u f (M , t ) 其中齐次情况下f(M,t)=0
数理方程复习要点摘要
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或 或
utt a 2 uxx
utt a2 (uxx uyy )
2 2u 2u 2u 2 u a ( 2 2 2) 2 t x y z
或
utt a2 (uxx uyy uzz )
Ay ( B B 2 AC ) x C 1 Ay ( B B 2 AC ) x C2
Ay Bx C1
返回
AC B 2 x C 2
退出
a 0 双曲型(波动) 方程
2
一维 二维 三维
2u 2u a2 2 t2 x
抛物型 uxx (2u u )x 2(2u u ) (2u u ) 4 2u 4u u 2u
x2 2 y C
x 2 2 y, x
uxy (2u u )y 2(2u u ) 4u 2u uyy (2u )y 2(2u ) 4u
退出
二阶线性偏微方程的一般形式
2u 2u 2u u u A 2 2B C 2 2D 2E Fu f ( x, t ) x xy y x y
双曲型方程 椭圆型方程 抛物型方程
A B AC B 2 0 B C A B AC B 2 0 B C A B B 2 AC 0 B C
X ( x ) X ( x ) 0 X (0) X ( L) 0
n 0,1, 2, 3,
2
X ( x ) X ( x ) 0 X (0) X ( L) 0
n 1, 2, 3,
清华大学杨虎应用数理统计课后知识题参备考资料答案解析3
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习题五1试检验不同日期生产的钢锭的平均重量有无显著差异?(=0.05) 解 根据问题,因素A 表示日期,试验指标为钢锭重量,水平为5.假设样本观测值(1,2,3,4)ij y j =来源于正态总体2~(,),1,2,...,5i i Y N i μσ= .检验的问题:01251:,:i H H μμμμ===不全相等 .计算结果:表5.1 单因素方差分析表‘*’ .查表0.95(4,15) 3.06F =,因为0.953.9496(4,15)F F =>,或p = 0.02199<0.05,所以拒绝0H ,认为不同日期生产的钢锭的平均重量有显著差异.2 考察四种不同催化剂对某一化工产品的得率的影响,在四种不同催化剂下分别做试验 试检验在四种不同催化剂下平均得率有无显著差异?(=0.05)解根据问题,设因素A 表示催化剂,试验指标为化工产品的得率,水平为4 .假设样本观测值(1,2,...,)ij i y j n =来源于正态总体2~(,),1,2,...,5i i Y N i μσ= .其中样本容量不等,i n 分别取值为6,5,3,4 . 检验的问题:012341:,:i H H μμμμμ===不全相等 .计算结果:表5.2 单因素方差分析表查表0.95(3,14) 3.34F =,因为0.952.4264(3,14)F F =<,或p = 0.1089 > 0.05,所以接受0H ,认为在四种不同催化剂下平均得率无显著差异 .3 试验某种钢的冲击值(kg ×m/cm2),影响该指标的因素有两个,一是含铜量A ,另试检验含铜量和试验温度是否会对钢的冲击值产生显著差异?(=0.05) 解 根据问题,这是一个双因素无重复试验的问题,不考虑交互作用.设因素,A B 分别表示为含铜量和温度,试验指标为钢的冲击力,水平为12.假设样本观测值(1,2,3,1,2,3,4)ij y i j ==来源于正态总体2~(,),1,2,3,ij ij Y N i μσ=1,2,3,4j = .记i α⋅为对应于i A 的主效应;记j β⋅为对应于j B 的主效应;检验的问题:(1)10:i H α⋅全部等于零,11:i H α⋅不全等于零; (2)20:j H β⋅全部等于零,21:j H β⋅不全等于零; 计算结果:表5.3 双因素无重复试验的方差分析表查表0.95(2,6) 5.143F =,0.95(3,6) 4.757F =,显然计算值,A B F F 分别大于查表值,或p = 0.0005,0.0009 均显著小于0.05,所以拒绝1020,H H ,认为含铜量和试验温度都会对钢的冲击值产生显著影响作用.设每个工人在每台机器上的日产量都服从正态分布且方差相同 .试检验:(=0.05)1) 操作工之间的差异是否显著? 2) 机器之间的差异是否显著? 3) 它们的交互作用是否显著?解 根据问题,这是一个双因素等重复(3次)试验的问题,要考虑交互作用.设因素,A B 分别表示为机器和操作,试验指标为日产量,水平为12. 假设样本观测值(1,2,3,1,2,3,4)ijk y i j ==来源于正态总体2~(,),1,2,3,ij ij Y N i μσ= 1,2,3,4j =,1,2,3k = .记i α⋅为对应于i A 的主效应;记j β⋅为对应于j B 的主效应;记ij γ为对应于交互作用A B ⨯的主效应; 检验的问题:(1)10:i H α⋅全部等于零,11:i H α⋅不全等于零; (2)20:j H β⋅全部等于零,21:j H β⋅不全等于零; (3)30:ij H γ全部等于零,31:ij H γ不全等于零;计算结果:表5.4 双因素无重复试验的方差分析表查表0.95(3,24) 3.01F =,0.95(2,24) 3.4F =,0.95(6,24) 2.51F =,计算值 3.01,A F <3.4, 2.51B A B F F ⨯>>,或0.05A p >>,而,B A B p p ⨯均显著小于0.05,所以拒绝2030,H H ,接受10H ,认为操作工之间的差异显著,机器之间的差异不显著,它们之间的交互作用显著 . 5 某轴承厂为了提高轴承圈退火的质量,制定因素水平分级如下表所示因素 上升温度℃ 保温时间(h)出炉温度℃水平1 800 6 400 水平28208500方差来源 自由度 平方和 均方 F 值 P 值 因素A 因素B 相互效应A ×B误差 总和3 2 6 24 352.750 27.167 73.5 41.333 144.750.917 13.583 12.250 1.7220.5323 7.8871 7.11290.6645 0.00233** 0.00192**试填好正交试验结果分析表并对试验结果进行直观分析和方差分析 .解 根据题意,这是一个3因素2水平的试验问题 .试验指标为硬度的合格率 .应选择正交表44(2)L 来安排试验,随机生成正交试验表如下:由此可见第三号试验条件为:上升温度800℃、保温时间6h 、出炉温度500℃ . 直观分析需要计算K 值,计算结果如下:直观分析 由计算的K 值知,因素A 、B 、C 的极差分别为70,40,40,因此主次关系为A B C >=,B ,C 相当 .由于试验指标为硬度的合格率,应该是越大越好,所以各确定因素的水平分别是121,,A B C ,即最佳的水平组合是121A B C ,即最佳搭配为:上升温度800℃、保温时间8h 、出炉温度400℃.采用方差分析法,计算得下表:表5.7 方差分析表方差来源平方和 自由度 均方差 F 值 A 1225 1 1225 1 B40014000.33C 400 1 400 0.33 误差 1225 1 1225 总和32504如果显著性检验水平取0.1α=,则查表得0.9(1,1)39.9F =,显然计算的F 值1,0.33A B C F F F ===均小于查表值,所以认为三个因素对结果影响都显著 .6问应选用哪张正交表安排试验,并写出第8号试验的条件;如果9组试验结果为(单位:kg/100m 2):62.925,57.075,51.6,55.05,58.05,56.55,63.225,50.7,54.45,试对该正交试验结果进行直观分析和方差分析.解 该问题属于3因素3水平的试验问题,试验指标为水稻产量 .根据题意应选择正交表49(3)L 来安排试验,随机生成正交表如下:由表可知,第8号试验的条件:品种(A 3)珍珠矮11号,插值密度(B 2)3.75棵/100m 2 ,施肥量(C 1)0.75kg/100m 2纯氨; 直观分析需要计算K 值,计算结果如下:表5.9 计算表同上题进行直观分析,得出K 值的大小关系为:111312212223333132,,K K K K K K K K K >>>>>>由直观分析看出:本例较好的水平搭配是:113A B C 采用方差分析法,计算得下表:表5.10 方差分析表方差来源平方和自由度 均方差F 值A 1.759 2 0.879 0.0223B 65.861 2 32.931 0.8361C 6.660 2 3.330 0.0845 误差78.776239.38839.3880.9(2,2)9F =,所以认为三个因素对结果影响都不显著.7 在阿魏酸的合成工艺考察中,为了提高产量,选取了原料配比A ,吡啶量B 和反应时间C 三个因素,它们各取了7个水平如下:原料配比A :1.0,1.4,1.8,2.2,2.6,3.0,3.4 吡啶量B :10,13,16,19,22,25,28 反应时间C :0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5试选用合适的均匀设计表安排试验,并写出第7号试验的条件;如果7组试验的结果(收率)为:0.33,0.336,0.294,0.476,0.209,0.451,0.482,试对该均匀试验结果进行直观分析并通过回归分析发现可能更好的工艺条件.解 根据题意选择均匀设计表47(7)U 来安排试验,有3个因素,根据使用表,实验安排如:所以 第7号实验的条件为:原配料比3.4,吡啶量28ml ,反应时间3.5h. 通过直观分析,最好的实验条件是:原配料比3.4,吡啶量28ml ,反应时间3.5h. 通过回归分析,最合适的实验条件是:原配料比2.6,吡啶量16ml ,反应时间0.5h.习题六1 从某中学高二女生中随机选取8名,测得其升高、体重如下:在绝对距离下,试用最短距离法和离差平方和法对其进行聚类分析.解由R软件,用最短距离(左)和差离平方和法(右)对题目进行聚类分析如下图6.1,表6.1和表6.2:最短距离法离差平方和法图6.1 聚类树形图步骤聚类合并系数首次出现的阶段类别下一步组1 组2 组1 组21 1 6 5.000 0 0 22 1 2 10.000 1 0 43 4 8 13.000 0 0 74 1 7 13.000 2 0 55 1 3 13.000 4 0 66 1 5 17.000 5 0 77 1 4 29.000 6 3 0步骤聚类合并系数首次出现的阶段类别下一步组1 组2 组1 组21 1 6 2.500 0 0 42 4 8 9.000 0 0 73 5 7 17.500 0 0 64 1 3 26.333 1 0 55 1 2 44.750 4 0 66 1 5 106.833 5 3 77 1 4 257.375 6 2 02 已知五个变量的距离矩阵为03674012340444401592343331).;2);3)036034022020401000⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭试用最短距离法和最长距离法对这些变量进行聚类,并画出聚类图和二分树.解 针对距离矩阵1),采用两种方法计算如下. ①最短距离法的聚类步骤如下:12345036740159036020w w w w w ⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭a )将()236,1w w f h =合并为一类,,{}11456,,,,H w w w h =距离矩阵如下0743023060⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ {}()457457),,,2b w w h w w f h ==合并为一类,{}2167,,,H w h h =距离矩阵如下:034030⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭{}()()1681689),,3,3c w h h w h f h f h ===合并为一类,最后,,聚类图和树状图如图6.2:图6.2 聚类图(左)与树状图(右)②最长距离法与最短距离法类似,步骤如下: a )()236,1w w f h =合并为一类,{}11456,,,,H w w w h =距离矩阵如下0746025090⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭{}(){}4574572167),,,2,,,b w w h w w f h H w h h ===合并为一类,距离矩阵如下:067090⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭{}()()1681689),,69c w h h w h f h f h ===合并为一类,最后,,,聚类图和树状图如图6.3:图6.3 聚类图(左)与树状图(右)(2)针对距离矩阵2)012340234034040⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭①最短距离法的聚类步骤如下 a )()216,1w w f h =合并为一类,{}13456,,,,0342043040H w w w h =⎛⎫⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭距离矩阵如下{}()367367),,,2b w h h w h f h ==合并为一类,{}24567,,,,H w w h h =聚类矩阵如下:043040⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭{}(){}()4784789879),,3,,4c w h h w h f h h w h f h ====合并为一类,最后,,聚类图和树状图如图6.4:图6.4 聚类图(左)与树状图(右)②由于本题数据的特殊性,最长距离法与最短距离法结果相同(略). (3)044440333022010⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭最短距离法的聚类步骤如下a ) ()456,1w w f h =合并为一类,{}11236,,,,H w w w h =距离矩阵如下0444033020⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭{}(){}36736724567),,,2,,,,b w h h w h f h H w w h h ===合并为一类,距离矩阵如下:044030⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭{}(){}()4784789879),,3,,4c w h h w h f h h w h f h ====合并为一类,最后,,,聚类图和树状图如图6.5:图6.5 聚类图(左)与树状图(右)由于本题数据的特殊性,最长距离法与最短距离法结果相同(略).3 在一项关于作物对土壤营养的反应的研究中,要测定土壤的总磷量和总氮量(占干物质重的百分比),今对10份土样测得数据如下:变量10总磷量(%)总氮量(%)0.12 0.15 0.36 0.17 0.14 0.06 0.10 0.11 0.110.120.63 1.19 2.30 1.29 0.73 0.52 0.33 0.61 0.470.66在绝对距离下,试用重心法对其进行聚类分析.解由R软件得到重心法聚类分析的结果如图6.6与表6.3:图6.6 聚类树形图步骤聚类合并系数首次出现的阶段类别下一步组1 组2 组1 组21 1 8 .001 0 0 22 1 10 .002 1 0 43 6 9 .005 0 0 64 15 .010 2 0 75 2 4 .010 0 0 86 67 .027 3 0 77 1 6 .048 4 6 88 1 2 .459 7 5 99 1 3 2.572 8 0 04 1975年Dagnelie收集了11年的气象数据资料如下表变量年序x1x2x3x4其中:x 1—前一年11月12日的降水量;x 2—7月均温;x 3—7月降雨量;x 4—月日辐射,试对这四个气象因子进行主成分分析. 解 由R 软件分析得到如下表6.4,6.5:表6.4 各主成分的重要性:主成分1 主成分2 主成分3 主成分4 标准差 1.6103349 0.9890848 0.53407741 0.37854199 方差贡献率 0.6482947 0.2445722 0.07130967 0.03582351 累积贡献率0.64829470.89286680.964176491.00000000表6.5 因子荷载:主成分1 主成分2 主成分3 主成分4 X1 0.291 0.871 0.332 -0.214 X2 -0.506 0.425 -0.742 -0.111 X3 0.577 0.136 -0.418 0.688 X4-0.5710.2050.4040.685由于前两个主成分对应的累积贡献率已经达到89.287,因此选取主成分的数目为2.5 对某初中12岁的女生进行体检,测量其身高x 1、体重x 2、胸围x 3和坐高x 4,共测得58个样本,并算得1234(,,,)x x x x x ='的样本协方差为19.9410.5023.566.5919.7120.958.637.97 3.937.55S ⎛⎫ ⎪⎪= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ 试进行样本主成分分析.解 首先计算样本的相关系数矩阵:10.484410.32240.887210.70330.59760.31251⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭设相关系数矩阵的特征值和特征向量分别为d 和v 阵,计算得到0.0546000 0 0.312600= 000.96470 000 2.6681d ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ 即四个特征值依次为:2.6681,0.9647,0.3126,0.0546,前两个主成分的累计贡献率为:90.8471%,因此提取主成分为2.四个特征根相应的特征向量为0.06000.70600.5333 0.4620 0.7317 0.17430.34040.5642=0.60570.19320.60400.48060.30690.65870.48460.4870v -⎛⎫ ⎪-⎪ ⎪--- ⎪-⎝⎭因此,两个主成分的表达式为:112340.060.73170.60570.3069z x x x x =+-- 212340.7060.17430.19320.6587z x x x x =-+-+6 比较因子分析和主成分分析模型的异同,阐明两者的关系. 解(1)提取公因子的方法主要有主成分法和公因子法.若采取主成分法,则主成分分析和因子分析基本等价,该法从解释变量的变异的角度出发,尽量使变量的方差能被主成分解释;而公因子法主要从解释变量的相关性角度,尽量使变量的相关程度能被公因子解释,当因子分析目的重在确定结构时则用到该法.(2)主成分分析和因子分析都是在多个原始变量中通过他们之间的内部相关性来获得新的变量,达到既减少分析指标个数,又能概括原始指标主要信息的目的.但他们各有其特点:主成分分析是将n 个原始变量提取m 个支配原始变量的公因子,和1个特殊因子,各因子之间可以相关或不相关.(3)统用降维的方法,但差异也很明显:主成分分析把方差划分为不同的正交成分,而因子分析则把方差化分为不同的起因因子;因子分析中的特征值的计算只能从相关系数矩阵出发,且必须把主成分划分为因子.(4)因子分析提取的公因子比主成分分析提取的主成分更具有可解释性.(5)两者分析的实质及重点不同.主成分的数学模型为Y AX =,因子分析的数学模型为X AF ε=+.因而可知主成分分析是实际上是线性变换,无假设检验,而因子分析是统计模型,某些因子模型是可以得到假设检验的;主成分分析主要综合原始数据的信息,而因子分析重在解释原始变量之间的关系.(6)SPSS 数据的实现:两者都通过“analyze data reduction Factor ·”过程实现,但主成分分析主要使用“descriptires ”,“extraction ”,“stores ”对话框,而因子分析处使用这些外,还可使用“rotaction ”对话框进行因子旋转.7 试对第4题的变量作因子分析,并将结果和上面的结果进行比较. 解 用SPSS 分析,计算结果如下表6.6-6.8:计算的相关系数矩阵的特征值和方差贡献率:8 为研究某一树种的叶片形态,选取50片叶测量其长度x 1(mm )和宽度x 2(mm ),按样本数据求得其平均值和协方差矩阵为:129048134,92,4845x x S ⎛⎫=== ⎪⎝⎭求出相关系数阵R ,并由R 出发作因子分析;解1)求相关系数矩阵:904810.7303,48900.73031S R ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 2)用R 软件求R 的特征根及其相应的特征向量,软件输出结果如下:$values[1] 2.99393809 0.07273809 $vectors[,1] [,2] [1,] 0.7071068 -0.7071068 [2,] 0.7071068 0.7071068122.9939,0.0727,λλ∴==12(),()0.7071,0.7071-0.7071,0.7071T Tηη==3) 求载荷矩阵A :1.22350.19071.22350.1907A -⎛⎫= ⎪⎝⎭4)22121.5333, 1.5333,h h == 0.98810.154*0.98810.154A -⎛⎫=⎪⎝⎭12121,1,0.3043,0.3043u u v v ===-=,222222000011112,0,()0.9074,20i i iii i i i i i A u B v C u v D u v =========-===∑∑∑∑9 1981年,生物学家Grogan 和Wirth 对两种蠓虫Af 和Apf 根据其触角长度x 1和翼长x 2进行了分类,分类的数据资料如下:Af 1 2 3 4 5 6 7 8 x 1 1.24 1.36 1.38 1.38 1.38 1.40 1.48 1.54 x 2 1.27 1.74 1.64 1.82 1.90 1.70 1.82 1.82 Apf 1 2 3 4 5 6 x 1 1.14 1.18 1.20 1.26 1.28 1.30 x 2 1.78 1.96 1.86 2.00 2.00 1.96 (1)试建立Af 和Apf 的Fisher 判别模型;(2)对样本(1.24,1.80),(1.28,1.84),(1.40,2.04)进行判别分类.解 (1)建立Fisher 判别模型991122121111(,)(1.42,1.75),(,)(1.23,1.93)99T TT T i i i i i i x x y y μμ======∑∑120.08480.1490.01980.0218,0.1490.39120.02180.039A A ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭12120.0080.0130.0130.0332A A n n ⎛⎫+== ⎪+-⎝⎭∑()120.19,0.18Tμμ-=-,()()121 1.325,1.842Tμμ+= 1345.05135.42135.4283.33--⎛⎫= ⎪-⎝⎭∑, 带入Fisher 判别函数 ()12345.05135.42[(,)(1.325,1.84)]0.19,0.18135.4283.33Tx x -⎛⎫-- ⎪-⎝⎭1291.301741.336944.534x x =--(2)把三个样本(1.24,1.80),(1.28,1.84),(1.4,2.04)带入模型,得到结果:三个样本均属于Apf 类.10 在两个玉米品种之间进行判别:137玉米G 1和甜玉米G 2,选取的两个变量是:x 1—玉米果穗长;x 2—玉米果穗直径,两个类的样本容量为n 1=n 2=40,实际算得两个类的样本均值和样本协方差为:121218.5625.348.120 4.4589.661 3.720,,,5.98 4.12 4.458 4.350 3.720 3.410x x S S ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫==== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭试建立G 1,G 2的Bayes 类线性判别函数.解 因为已知两类的样本均值和样本协方差为:12(18.56,5.98),(25.34,4.12)T T x x ==,128.120 4.4589.661 3.720,4.458 4.350 3.720 3.410S S ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭可计算得到修正的公共协方差矩阵和逆矩阵12120.2280.1450.1450.0992A A n n ⎛⎫+== ⎪+-⎝⎭∑,15.6393.738.25147.38--⎛⎫= ⎪-⎝⎭∑ ()()()121216.78,1.86,21.95,5.052TTμμμμ-=-+= 带入Fisher 判别函数()112121(())()2T W x x μμμμ-=-+-∑ ()()12 5.6393.73[(,)21.95,5.05] 6.78,1.868.25147.38Tx x -⎛⎫=-- ⎪-⎝⎭1274.396.951141.29x x =-+-。
数理方程重点总结.doc

数理方程重点总结数学物理方法,一些典型方程和定解条件,第一讲(基础),CaculationsofSomeTypicalEqationswithDifinitecConditions,数学物理方程与特殊函数,一.均匀弦的横振动方程,二.传输线方程(电报方程),,——一维波动方程,——高频传输线方程,,,三.电磁场方程,——三维波动方程,四.热传导方程,(场点t时刻的温度分布),——三维热传导方程,(振幅),(电流、电压),第一类边界条件:物理条件直接规定了u在边界上的值,如,第二类边界条件:物理条件并不直接规定了u在边界上的值,而是规定了u的法向微商在边界上的值,如,第三类边界条件:物理条件规定了u与un 在边界上值之间的某个线性关系,如,,,,例.设长为的均匀细弦,两端固定,初始位移为0。
开始时,在处受到冲量为的作用,试写出其定解问题。
,解:建立坐标系,并选取研究对象如图示。
,其一维波动方程为:,泛定方程(1),由两端固定,知:,边界条件(2),为了导出初始条件,考虑:由初始位移为0,知,由开初时,在处受到冲量的作用知,上的动量改变,即为冲量,于是有,对于点周围足够小的,弦段,,,,为了导出初始条件,考虑:由初始位移为0,知,由开初时,在处受到冲量的作用知,上的动量改变,即为冲量,于是有,对于点周围足够小的,弦段,,质量,速度,,由此可见:初始条件为,初始条件(3),冲量:力的时间作用效应。
,动量定理:动量的改变=冲量的作用。
,受冲击时的初位移,受冲击时的初速度,动量:质量与速度的乘积。
,最后可得定解问题,泛定方程(1),边界条件(2),初始条件(3),,例,,数学物理方法,第二讲直接积分法(ofDirecitIntegration),将积分结果作为e的幂,这就是积分因子。
这里,大可不必去考虑它了。
,数学物理方法,第三讲分离变量法(ofSeparateVariable),,,例,,,最易混淆的概念!,,,,,最易出错的地方!,,,,,,,,,,,,,,,数学物理方法,第四讲行波法ofTravlingWave,,,二阶线性偏微分方程自变量的非奇异变换,二阶线性偏微分方程自变量的非奇异变换,其通解为:,上述偏微分方程的特征方程,积分,得到两族积分曲线(特征曲线)为,,,对特征方程行因式分解,得,二阶线性偏微分方程自变量的非奇异变换,,(2)得到特征变换为,(3)通解为,试写出下列方程的通解,例求下面柯西问题的解:,解泛定方程所对应的特征方程为,特征曲线(两族积分曲线)为,作特征变换,其中是两个任意二次连续可微的函数。
数理方程特殊方程 复习课

1 0.8
0.6 0.4 x 0.2
X X 0
(1),
X
(0)
0,
X
(L)
0
n
n2 2
L2
X
n
(
x)
Bn
sin
n x
L
,
(n
1,
2,
)
X X 0
(2),
X
(0)
0,
X
(L)
0
n
n2 2
L2
(n 1, 2,3 ) (n 0,1, 2,3 )
n x
Xn (x) Bn cos L , (n 0,1, 2, )
0.5
00
1 0.8
0.6 0.4 x 0.2
(3)、将一般解代入泛定方程并把自由项按固有函 数系展开后通过比较系数得到Tn(t)的微分方程;
(4)、由原定解问题初值条件把把初始函数按固有函数 系展开后通过比较系数得出T n(t)的定解条件;
(5)、求出T n(t) 。
30
1
0.5 n 0
0.5
1 2 1.5 t1
1
0.5 n 0
0.5
1 2 1.5 t1
0.5
00
1 0.8
0.6 0.4 x 0.2
5、边界条件齐次化方法
(1)、一般方法
采用未知函数代换法:
u(x, t) V (x, t) W (x, t)
选择适当的W(x,t),使关于V(x,t)定解问题边界条件是 齐次的。(采用多项式函数待定法求W(x,t))。
a
1 1
所以
a11
a21
a12
a22
Q
a11
数理方程总结完整版

1.先求出该题目对应的齐次方程的特征函数, 即时当f(x,t)为零时。该题对应的齐次方 程为左一右一边界条件的齐次的一维波动方 n 程,其特征函数为X(x)=sin x, n 1, 2, 3... l n n 则设u(x,t) = Tn (t ) sin x, f ( x, t ) fn(t ) sin x, l l n 1 n 1 n n ( x) n sin x, ( x) n sin x, n 1, 2, 3... l l n 1 n 1
第二章 分离变量法
本章主要掌握三大类方程的解法,分别是有界弦的
自由振动方程,有限杆上的热传导方程,这两个方 程里包括“左几右几”的边界条件的,齐次或非齐 次边界条件的,齐次或非齐次方程的多种形式。 还有一个就是圆域内或扇形域内的二维拉普拉斯方 程,这类方程相对于比较简单,考试时的类型比较 固定。 1.有界弦的自由振动方程(方程是齐次的)的基本 解:
2 2u 2 u t 2 a x 2 f ( x, t ), 0 x l , t 0, u | x 0 u | x l 0, t 0, u u | t 0 ( x), | t 0 ( x), 0 x l. t
a 2 ( n 1/2) 2 2 t l2
(n 1/ 2) cos x l
④:“左二右二”的齐次边界条件的齐次方程:
2 u 2 u a , 0 x l , t 0, 2 t x u | x 0 0, u | x l 0, t 0, x x
l
《数理方程与特殊数函数》课程教学大纲

《数理方程与特殊数函数》课程教学大纲一、课程名称(中英文)中文名称:数理方程与特殊函数英文名称:Equations of Mathematical Physics and Special Functions二、课程代码及性质课程代码:0700081课程性质:必修三、学时与学分总学时:40(理论学时:40学时;实践学时:0学时)学分:2.5四、先修课程先修课程:微积分,线性代数,复变函数与积分变换五、授课对象本课程面向电子科学与技术,集成电路设计与集成系统(包括卓越计划实验班),光电信息科学和与工程(包括中法班),微电子科学与工程,自动化(包括理工交叉创新实验班),物流管理,电子信息工程,通信工程,电磁场与无线技术,信息类数理提高班,基于项目信息类专业教育实验班,电信卓越计划实验班,工程科学,电气工程及其自动化(包括电气卓越计划实验班),水利水电工程,工程力学,生物医学工程,软件工程,数字媒体技术等专业学生开设六、课程教学目的(对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用)通过本课程教学,提升学生利用数学知识分析和解决实际问题的能力;使学生了解数学物理方程的实际背景,并使学生意识到掌握本课程基本理论和方法对专业知识学习以及今后的科学实践的重要性。
正确掌握数学物理方程与特殊函数的基本概念、基本理论和基本方法,熟练掌握几类经典方程的求解方法(包括分离变量法、行波法、积分变换法、格林函数法、试探法等),掌握特殊函数的性质并能熟练应用特殊函数求解常见数学物理问题。
七、教学重点与难点:课程重点:三类方程的导出及物理背景、各类定解条件及定解问题、分离变量法、行波法、积分变换法、贝塞尔函数。
课程难点:格林函数法的理解和应用;贝塞尔函数性质的理解及在分离变量法中的应用;积分变换法在求解不同类型定解问题时的应用等。
八、教学方法与手段:教学方法:1、启发式讲授法:最常用的方法;2、互动式教学:组织课堂讨论,引导学生发现问题、分析问题、解决问题,倡导讨论和争论,对于每一章节的重点内容,设计学生必做的论述题;3、研究性学习:学生自由结合组合成学习小组,指导他们结合专业方向学习设计能够用数理方程与特殊函数课程中三类典型偏微分方程进行数学建模的实际物理或者专业实验,然后进行相关物理量的测量、分析,同时进行数学模型的理论计算和计算机软件仿真等工作,并将其实验报告作为平时成绩的重要参考。
数理方程复习数理方程课件

复习
3. 在扇形区域内求下列定解问题
u 0,
0 ,r a
u(r,0) u(r, ) 0, r a
u(a, ) f ( ),
0
r2 r 0 0
u(0,)
(0)(r) ()(r) 0
u(r, ) (r)( )
(0) () 0
1 r
r
r
1 r2
0
1 r
1 r2
HUST 数学物理方程与特殊函数
复习
X X 0, 0 x l
X (0) 0,
X (l) 0
0
X 0 X (x) Ax B A B 0 X (x) 0
2 0 X 2 X 0
X (x) Acosx Bsin x
X (0) A 0 , X (l) Bsin l 0
0
l
l n
l
n
xd sin
0
l
x
2
n
x sin n
l
x |l0
2
n
l n
sin xdx
0
l
2l n
n2 2 cos l
x
|l0
2l
n2
2
(1)n 1
0, 4l
n2
2
,
n为偶数 n为奇数
u l
2 n1
2n
4l 1
2
2
e
2
n12
l2
2a2
t
cos
2n 1 x
l
HUST 数学物理方程与特殊函数
Bn
sin
n
Cnr
Байду номын сангаас
n
En
sin
高考数学总复习课时作业(五十三)第53讲曲线与方程理(2021年整理)

2019年高考数学总复习课时作业(五十三)第53讲曲线与方程理编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2019年高考数学总复习课时作业(五十三)第53讲曲线与方程理)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为2019年高考数学总复习课时作业(五十三)第53讲曲线与方程理的全部内容。
课时作业(五十三)第53讲曲线与方程基础热身1。
在平面直角坐标系中,已知定点A(0,—),B(0,),直线PA与直线PB的斜率之积为-2,则动点P的轨迹方程为()A。
+x2=1B.+x2=1(x≠0)C。
-x2=1D.+y2=1(x≠0)2.过点F(0,3)且和直线y+3=0相切的动圆圆心的轨迹方程为() A。
x2=12yB。
y2=—12xC.y2=12xD。
x2=-12y3.设P为双曲线-y2=1上一动点,O为坐标原点,M为线段OP的中点,则点M 的轨迹方程是()A.x2—4y2=1B.4y2-x2=1C.x2—=1D。
—y2=14.[2017·沈阳模拟]平面直角坐标系中,已知O为坐标原点,点A,B的坐标分别为(1,1),(—3,3).若动点P满足=λ+μ,其中λ,μ∈R,且λ+μ=1,则点P的轨迹方程为()A。
x-y=0B。
x+y=0C。
x+2y-3=0D.+=55。
[2017·北京海淀区期中]已知F1(—2,0),F2(2,0),满足||PF1|-|PF2||=2的动点P的轨迹方程为。
能力提升6.[2017·上海普陀区二模]动点P在抛物线y=2x2+1上移动,若P与点Q(0,—1)连线的中点为M,则动点M的轨迹方程为()A。
清华大学数学物理方程试题

,
Γ
为
Ω
的
边
界
,
rMM 0 =
(x − x0 )2 + ( y − y0 )2 + (z − z0 )2 。
⎧∆v = 0, Ω内 ⎧∆u = 0, Ω内 ⎪ 1 试用狄利克莱 (Dirichlet) 问题 ⎨ 的解表示狄氏问题 ⎨ v = Γ ⎩u Γ = f (M ) Γ ⎪ Γ 4π r MM 0 ⎩
n =1 ∞
(
) )
= c0 + d 0ln r + ∑ An r n + Bn r − n cos nθ + cn r n + d n r − n sin nθ
n =1 ' ⎧ ln r ⎪c0 + d 0 ln r1 = 0 ⇒ c0 = − 1 ⎨ ' r ⎪ ⎩c0 + d 0 ln r2 = 1 ln 2 r1
5. u和v均为Ω内的调和函数, 所以 − v ⎟ dS = ∫∫∫ (u∆v − v∆u ) dV = 0 u ∫∫ ⎜ ∂n ⎠ ⎝ ∂n
Γ Ω
⎛ ∂v
∂u ⎞
u (M 0 ) = −
1 4π
⎡ ∂ ⎛ ⎜ 1 ( ) u M ⎢ ∫∫ ∂n ⎜ ⎢ Γ ⎣ ⎝ rMM 0
⎤ ⎞ ⎟ − 1 ∂u (M ) ⎥ dS ⎟ rMM ∂n ⎦ ⎥ 0 ⎠
[(
)
(
]
d 0=
1 r ln 2 r1
⇒
u (r ,θ ) =
1 r ln r ln 2 r1 r1
2. 令 u (x, t ) = T (t )X (x ), 得 T ′′(t ) + a 2λT (t ) = 0, t > 0 xX ′′( x ) + X ′(x ) + λX ( x ) = 0, 0 < x < l ⎛ y2 ⎞ 由于温度有界, λ > 0. 作变量代换 y = 2 λx , X (x ) = X ⎜ ⎜ 4λ ⎟ ⎟ = Y ( y ), 则有 ⎝ ⎠ 1 Y ′′( y ) + Y ′( y ) + Y ( y ) = 0, 这是一个关于Y ( y )的0阶贝塞尔( Bessel )函数 y 由此Bessel方程可得xX ′′(x ) + X ′( x ) + λX (x ) = 0的通解
数理方程课后习题

包括导数的定义、求导法则、高阶导 数等基本概念,以及微分的定义、几 何意义等。
积分
包括定积分的定义、性质、计算方法 等基本概念,以及反常积分、定积分 的应用等。
微积分部分答案与解析
• 级数:包括级数的定义、性质、收敛性等 基本概念,以及正项级数、交错级数等不 同类型的级数及其判别法。
微积分部分答案与解析
矩阵运算习题
01
02
03
04
矩阵加法
掌握矩阵加法的定义和性质, 能够进行矩阵加法的计算。
矩阵乘法
理解矩阵乘法的定义和性质, 掌握矩阵乘法的计算方法。
矩阵逆
理解矩阵逆的定义和性质,掌 握求矩阵逆的方法。
行列式
理解行列式的定义和性质,掌 握行列式的计算方法。
向量运算习题
向量加法
掌握向量的加法定义和性质, 能够进行向量加法的计算。
概率论与数理统计部分答案与解析
概率论基础
包括概率的定义、性质、计算方法等 基本概念,以及条件概率、独立事件 等进阶概念。
随机变量及其分布
包括随机变量的定义、性质、分类等 基本概念,以及离散型随机变量、连 续型随机变量及其分布函数等。
概率论与数理统计部分答案与解析
• 数理统计方法:包括参数估计、假设检验、回归分析等基本方法,以及样本均值、方差、协方差等统计量及其性质。
习题的解题思路
分析问题
制定解题计划
执行解题计划
首先需要分析题目所给 条件,明确问题的类型
和所涉及的知识点。
根据问题的特点,制定 相应的解题计划,选择 合适的数学方法和公式。
按照解题计划逐步进行 计算和推导,注意每一
步的细节和准确性。
检验答案
高数大一上知识点总结清华

高数大一上知识点总结清华清华大学高等数学(上)知识点总结清华大学作为中国最高学府之一,其高等数学(上)课程对于学生的学习和发展起着重要的作用。
本文将从以下几个方面总结清华大学高等数学(上)课程的核心知识点,帮助大家更好地掌握和理解这门课程。
一、函数与极限1. 函数的定义与性质:函数的概念、函数的图像、函数的表示方法等;2. 极限的定义与性质:极限的基本概念、无穷小量、无穷大量、单侧极限等;3. 基本极限公式及其推导:常用极限的计算方法、利用极限求导等。
二、导数与微分1. 导数的定义与性质:导数的几何意义、导数的运算法则等;2. 高阶导数与高阶微分:导数的次数与阶数、高阶导数的运算法则等;3. 隐函数与参数方程求导:利用隐函数与参数方程求导的方法等。
三、微分中值定理与导数应用1. 高阶导数的性质与应用:洛必达法则、泰勒展开式等;2. 中值定理的概念与应用:罗尔定理、拉格朗日中值定理等;3. 函数的图像与曲线的凸凹性:拐点、凸凹性判别法则等。
四、不定积分1. 不定积分的概念与性质:原函数与不定积分的关系、不定积分的性质等;2. 基本积分法及其应用:反常积分的计算、分部积分法等;3. 特殊函数与简单应用:定积分的概念、面积与定积分的关系等。
五、定积分与曲线长度、曲面面积1. 定积分的概念与性质:定积分的几何意义、定积分的性质等;2. 牛顿—莱布尼茨公式与定积分的应用:定积分的计算、利用定积分计算曲线长度等;3. 旋转体的曲面面积与定积分:利用定积分计算旋转体的曲面面积、求解相关问题等。
六、微分方程1. 微分方程的基本概念与分类:微分方程的概念、微分方程的分类等;2. 一阶微分方程的解法:分离变量法、齐次方程法等;3. 高阶微分方程及其解法:常系数线性齐次方程、常系数线性非齐次方程等。
通过对以上几个主题的总结,我们可以看到,在清华大学高等数学(上)课程中,函数与极限、导数与微分、微分中值定理与导数应用、不定积分、定积分与曲线长度、微分方程等内容都是重要的知识点。
数理方程题库.doc

第一部分分离变量法一、(1) 求解特征值问题(2) 验证函数系关于内积正交,并求范数二、用分离变量法求解定解问题的解的表达式,写出具体的分离变量过程. 进一步,当时,求和时的值.三、(方程非齐次的情形)求定解问题四、(边界非齐次的情形)求定解问题五、(Possion方程)求定解问题六、求定解问题:注意:1、考试只考四种边界条件,即还有以下三种:2)3)4)2、以上均为抛物型方程,还可以考双曲型方程(相应的初值条件变为两个)和椭圆型方程(无初值条件);3、考试中除特别要求(如以上的第二题)外,不要求必须用分离变量法、特征函数法等方法求解,你可以自己选择方法(如上面的第三题)可以用Laplace 变换求解。
第二部分 积分变换法一、请用下面三种方法求解无穷限波动问题()()2222200,, 0,,t t u u a x t t x u x x u x x t ϕψ==⎧∂∂=-∞<<∞>⎪∂∂⎪⎪=-∞<<∞⎨⎪∂⎪=-∞<<∞∂⎪⎩ (1) 用积分变换法推导达朗贝尔公式(2) 用特征线法推导达朗贝尔公式 (3) 用降维法推导达朗贝尔公式二、用积分变换法求解定解问题22301,1, 0,1cos ,0y x u x y x y x y u x x u y y ==⎧∂=>>⎪∂∂⎪⎪=≥⎨⎪=>⎪⎪⎩注意:只考应用Fourier 变换和Laplace 变换求解方程的问题第三部分 特征线问题一、判断方程的类型.二、从达朗贝尔公式出发,证明在无界弦问题中(1) 若初始位移()x ϕ和初始速度()x ψ为奇函数,则(),00u t = (2) 若初始位移()x ϕ和初始速度()x ψ为偶函数,则(),00x u t = 三、请用下列方法求解定解问题(1) 用特征线法求解 (2) 用积分变换法求解第四部分 Legendre 多项式一、将()2f x x =在区间()1,1-内展成勒让德多项式的级数二、在半径为1的球内求调和函数,使1321cos r u θ==+(提示:边界条件仅与θ有关,解也同样)第五部分 Green 函数20、证明:()()0lim x x εεδρ→=(弱),其中 ()1,20,x x x εερεε⎧<⎪=⎨⎪≥⎩21、证明:()sin limN Nxx Nxδ→+∞=(弱) 22、证明:当时,弱收敛于23、求()()0x δξξπ-<<在()0,π上的余弦级数,并证明该级数若收敛于()x δξ- 24、求()()0x δξξπ-<<在()0,π上的正弦级数,并证明该级数若收敛于()x δξ-赠送相关资料考试答题的技巧拿到试卷之后,可以总体上浏览一下,根据以前积累的考试经验,大致估计一下试卷中每部分应该分配的时间。
数理方程复习课件

x x x c1 e xe e dx c1
x e x xe x e x c1 x 1 c1 e
dy x 1 c1 e x dx
y x 1 c1 e x dx
所以原微分方程的通解为
n
性质5的推论常被当做级数发散的充分条件来使用。
即 lim un 0 级数 n 1 2n 1
n 1 因为lim un lim , n n 2n 1 2
n 所以,级数 是发散的。 n 1 2n 1
三、 常数项级数的敛散性判别法
1、收敛准则:
定理 1 : 正项级数 un 收敛的充分必要条件
2、比较判别法: 定理 2 比较判别法 设 un 与 v n都是
正项级数, 且un v n n 1,2,
则 1) 当级数 v n 收敛时, un 也收敛 ;
2) 当级数 un 发散时, v n 也发散。
则微分方程的通解为 y e P x dx Q x e P x dx dx c
e
1 dx x
1 dx 1 x e dx c ln x
1 x dx c x ln x
三、通过适当的代换求解
dy x y 5 例 求 的通解 . dx x y 2
解
dy du 1 令 x y u, dx dx du u 5 代入原方程 1 dx u 2
解得u 2 14x C ,
2
2 代回u x y, 得 ( x y 2) 14x C1 ,
清华大学复变函数与积分变换复习用的资料

复变函数复习重点(一)复数的概念1.复数的概念:,是实数,..注:一般两个复数不比较大小,但其模(为实数)有大小.2.复数的表示1)模:;2)幅角:在时,矢量与轴正向的夹角,记为(多值函数);主值是位于中的幅角。
3)与之间的关系如下:当;当;4)三角表示:,其中;注:中间一定是“+”号。
5)指数表示:,其中。
(二) 复数的运算1.加减法:2.乘除法:1)若,则;。
2)若, 则;3.乘幂与方根1)若,则。
2)若,则(有个相异的值)(三)复变函数1.复变函数:,在几何上可以看作把平面上的一个点集变到平面上的一个点集的映射.2.复初等函数1)指数函数:,在平面处处可导,处处解析;且。
注:是以为周期的周期函数。
(注意与实函数不同)3)对数函数:(多值函数);主值:。
(单值函数)的每一个主值分支在除去原点及负实轴的平面内处处解析,且;注:负复数也有对数存在。
(与实函数不同)3)乘幂与幂函数:;注:在除去原点及负实轴的平面内处处解析,且。
4)三角函数:在平面内解析,且注:有界性不再成立;(与实函数不同)(四)解析函数的概念1.复变函数的导数1)点可导:=;2)区域可导:在区域内点点可导。
2.解析函数的概念1)点解析:在及其的邻域内可导,称在点解析;2)区域解析:在区域内每一点解析,称在区域内解析;3)若在点不解析,称为的奇点;3.解析函数的运算法则:解析函数的和、差、积、商(除分母为零的点)仍为解析函数;解析函数的复合函数仍为解析函数;(五)函数可导与解析的充要条件1.函数可导的充要条件:在可导和在可微,且在处满足条件:此时,有。
2.函数解析的充要条件:在区域内解析和在在内可微,且满足条件:;此时。
注意:若在区域具有一阶连续偏导数,则在区域内是可微的。
因此在使用充要条件证明时,只要能说明具有一阶连续偏导且满足条件时,函数一定是可导或解析的。
3.函数可导与解析的判别方法1)利用定义(题目要求用定义,如第二章习题1)2)利用充要条件(函数以形式给出,如第二章习题2)3)利用可导或解析函数的四则运算定理。