高数下总结
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;
3)在投影域 上计算二重积分
例.计算 ,其中 是由平面x=0,y=0,z=0及x+y+z=1所围成的四面体的边界曲面。
解. 在平面x=0,y=0,z=0及x+y+z=1的部分依次记为 ,于是
对于 ,由于 的方程x=0,从而
同理 , ,对于 , 的方程x+y+z=1可化为
z=1-x-y, , 在XOY坐标面上投影区域 :
第九章多元函数微分学
1.二元函数:
2.二元函数的极限: 求法与一元基本一致,下判断其存在性:
一般找俩条特殊路线,若二者极限不相等则二重极限不存在,即常取 , 等简单路线,若结果与K有关则极限不存在(注意一定要将 给消掉)
例.判断下列二重极限是否存在,存在并求其值
(1) (2) (3)
解:(1)取 ,则原式= = ,与K有关,故极限不存在
2可微则偏导一定存在(逆命题不成立)且 (全微分公式)
3函数有一阶连续偏导则函数一定可微
4偏导不存在一定不可微
例.讨论函数 在 是否可微
解.思路:求其在 点极限是否存在,判断其连续性从而判断其是否可微
取 ,则 = = 取决于 ,故 在 点极限不存在(即使存在若不等于0,该函数在 点不连续,亦不可微),故 在 点不连续,故函数在 不可微
解
(2)计算曲线积分 ,其中 为圆周 (按逆时针方向绕行)
解:圆周参数方程为
3.格林公式:若曲线L组成一个单连通区域D,P(x,y),Q(x,y)在D上有一阶偏导数,则
(平面单连通域的概念.设 为平面区域,如果 内任一闭曲线所围的部分都属于 ,则称 为平面单连通区域,否则称为复连通区域)
例.计算: ,L是沿圆周 正向闭路
(2)化为先对 后对 的累次积分,即Y型区域。这时 为
因此
(先求后面的积分,由于求的是x积分,故先把y当做常数求,求得的结果直接当 做前面积分的被积函数,再继续求即可得结果)
极坐标法
在极坐标中区域D可表示为 ( 为区域上点和原点连线与X轴正向夹角,r为区域上点与原点的距离)则
例.(1) ,其中 为圆周 和 及直线 所围成的在第一象限的区域。
故原式=
(后面的积分与x无关,故可把x当做常数拿到前面积分中)
(即把后面积分结果乘到前面积分中去)
= (这个积分高中就学过了,过程就不写了)
3.斯托克斯公式考试很少涉及到
(2)取 。则原式= = ,与K有关,故极限不存在
(3)此题无法利用上述方法判断其是否存在,故直接求
原式= = = (用了第二个重要极限)
3.二元函数连续性: 在 连续等价于
4.偏导数求法:对x求则把y看成常数,反之亦然
例.求 ( 为二阶偏导)
解.
5.全微分几个概念间关系
1可微函数一定连续(不连续一定不可微)
10.多元函数微分学几何应用
曲面在某点切平面求法,举例说明(填空题极易考到)
例.曲面 在点(1,2,0)处的切平面方程是?
解.先令 对其分别求x,y,z偏导得
故其在(1,2,0)切平面方程为
代入数据即得方程为2x+y-4=0
曲面在某一点的法线为:
第9章重积分
二重积分求法汇总:
直角坐标法
X-型区域 :
dx
例.(1)计算积分 , 为圆周: ( )
解.圆的参数方程为 : , ;
此题直接用直角坐标计算的比较麻烦。
(2)计算积分 其中 是曲线 上介于(0,0)、(1,1)之间的一弧解.由于 所以
2.第二类曲线积分
若曲线方程为 则
同样假如给的L方程为 ,则可看为 代入公式得
例.(1)计算曲线积分 ,其中 是抛物线 上从点 到点 的一段。
9.多元函数求极值
方法:先求其一阶偏导为0的点(即驻点),再求其二阶偏导
将所得驻点代入 ,若其值大于0则此驻点是极值点,且当 小于0时为极大值,大于0时为极小值
例. 求其极值
解. 令二者等于0可得驻点为(2,-2)
二阶偏导: , , 故 =4>0
且 =-2小于0所以(2,-2)为其极大值点,代入的得极大值为8
解.采用极坐标系:积分区域 如右图所示。
={(
于是
=
=
=
=
(2) ,其中 为圆周 所围成的在区域。
解.采用极坐标系:积分区域 如右图所示,
圆周 的极坐标方程为 ,
则积分区域为
={(
于是
= =
= =
第11章曲线积分
1.第一类曲线积分
计算公式:若曲线L方程为
则 dt
若给的曲线L方程为 ,则可看做 代入上述公式可得
6.复合函数求导法则:分道相加,连线相乘
1中间函数为一元:
则 其中 可用 表示(f对一个变量的偏导)
同理 可用 表示,这样就避免了u、v在最后结果中出现了
例. ,求
解. , ,
则Βιβλιοθήκη Baidu
2中间函数为二元:
则 下面举一个特别重要的例子
例. 具有二阶连续偏导, ,求
解. , ,
则
由于 具有二阶连续偏导,故
( 表示 对第2个变量v的偏导,其他同理)
;
(ⅳ) 在 内处处成立.
一般我们用到的是 ,如果二者相等且满足 是单连通区域,则积分与路径无关,这样就可以转换为两点间的其他简单曲线来做啦。
第12章曲面积分
1.对面积的曲面积分――化为投影域上的二重积分
计算方法与步骤:
1)画出曲面 草图,写出曲面方程 ;
2)做三代换:① ;② ;③曲面 在 面上的投影域 .将对面积的曲面积分化为二重积分
故原式 这种题一定要弄懂!!!
7.隐函数微分法
1一个方程情形:
则 , 则
例. 求全微分dz
解.令 则 ,
故
2方程组情形(有3个未知量时求的是导数,有4个未知量时求的是偏导)
方法:对方程两边同时对x或y或其他变量求(偏)导即可
例(1) 求 , (2) 求 ,
解.(1)方程组两边同时对z求导得:
解得
(2)方程两边同时对x求偏导得:
Y-型区域 :
例.计算二重积分:
(1) ,其中 为 所围成的平面区域。
(2) ,其中 为抛物线 和直线 所围成的平面区域。
解(1)区域 如右图所示。由区域的形状,选择先
积 后积 。即使用X-型区域
联立方程 ,
解得交点为:
区域
于是 (先求后面积分,由于对y积 = 分故可先把x看做常数,求 = 得的结果直接当做前面的被 积函数。另外后面积分中的 常数可直接拿到前面积分中去)
所以
2.对坐标的曲面积分
基本计算公式:曲面 方程为z=z(x,y),它在XOY坐标平面投影为D,则
当 取曲面上侧时为正,
反之则取负
计算方法与步骤
1)利用高斯公式
为封闭曲面,则
.
条件一: 在空间区域 内偏导连续,条件二:曲面 为闭曲面的外侧.
注:高斯公式用到了三重积分,你们应该不考,重点掌握下面这种方法
解得
8.方向导数与梯度
1方向导数:设二元函数 在点 处可微,则 在点 处沿任意方向 的方向导数都存在,且其值: 其中 为 对x轴正向的转角
例.求 在点(1,0)处沿从点P(2,1)到点Q(3,0)方向 的方向导数
解.方向 即为向量 所指方向, = ,故 ,又
, 所以,
, 代入公式即得
2梯度: 在 梯度为 ,它是一个向量。
解. 所以 ,
由格林公式得 = =
4.平面曲线积分与积分路径无关的条件:
定理:若函数 在区域 有连续的偏导数, 是单连通区域,那么以下四个条件相互等价:
(ⅰ)对任一全部含在 内闭路, ;
(ⅱ)对任一含在 内的曲线 ,曲线积分 与路径无关(只依赖曲线的端点);
(ⅲ)微分式 在 内是某一个函数 的全微分,即
2)合一投影法
把 , 全部转换为 ,再利用基本计算公式求解
由上学期知识可得
,
例.计算 ,其中 为平面 在第一卦限部分的上侧。
解.由题 ,故
现在求 ( )在XOY坐标平面的投影区域D:
令Z=0可得它在XOY平面的投影平面方程为
由于 在第一卦限,故其投影一定在XOY平面第一象限,
故其在XOY投影区域D可表示为: (X型区域)
序言:除了级数与三重积分高数下的知识基本都在这里了,而且都是考试必备知识,所以哪个知识点没弄懂一定要针对性地找点题目弄懂!
第八章向量代数与空间解析几何
1.
2.
3.平面的点法式方程:设平面过P(x0,yo, z0),法向量 ,则平面方程为:
4.平面法向量一般求法:一般法向量 与俩向量 , ,则
,如果不会用行列式就用高中方法求法向量即由 求
3)在投影域 上计算二重积分
例.计算 ,其中 是由平面x=0,y=0,z=0及x+y+z=1所围成的四面体的边界曲面。
解. 在平面x=0,y=0,z=0及x+y+z=1的部分依次记为 ,于是
对于 ,由于 的方程x=0,从而
同理 , ,对于 , 的方程x+y+z=1可化为
z=1-x-y, , 在XOY坐标面上投影区域 :
第九章多元函数微分学
1.二元函数:
2.二元函数的极限: 求法与一元基本一致,下判断其存在性:
一般找俩条特殊路线,若二者极限不相等则二重极限不存在,即常取 , 等简单路线,若结果与K有关则极限不存在(注意一定要将 给消掉)
例.判断下列二重极限是否存在,存在并求其值
(1) (2) (3)
解:(1)取 ,则原式= = ,与K有关,故极限不存在
2可微则偏导一定存在(逆命题不成立)且 (全微分公式)
3函数有一阶连续偏导则函数一定可微
4偏导不存在一定不可微
例.讨论函数 在 是否可微
解.思路:求其在 点极限是否存在,判断其连续性从而判断其是否可微
取 ,则 = = 取决于 ,故 在 点极限不存在(即使存在若不等于0,该函数在 点不连续,亦不可微),故 在 点不连续,故函数在 不可微
解
(2)计算曲线积分 ,其中 为圆周 (按逆时针方向绕行)
解:圆周参数方程为
3.格林公式:若曲线L组成一个单连通区域D,P(x,y),Q(x,y)在D上有一阶偏导数,则
(平面单连通域的概念.设 为平面区域,如果 内任一闭曲线所围的部分都属于 ,则称 为平面单连通区域,否则称为复连通区域)
例.计算: ,L是沿圆周 正向闭路
(2)化为先对 后对 的累次积分,即Y型区域。这时 为
因此
(先求后面的积分,由于求的是x积分,故先把y当做常数求,求得的结果直接当 做前面积分的被积函数,再继续求即可得结果)
极坐标法
在极坐标中区域D可表示为 ( 为区域上点和原点连线与X轴正向夹角,r为区域上点与原点的距离)则
例.(1) ,其中 为圆周 和 及直线 所围成的在第一象限的区域。
故原式=
(后面的积分与x无关,故可把x当做常数拿到前面积分中)
(即把后面积分结果乘到前面积分中去)
= (这个积分高中就学过了,过程就不写了)
3.斯托克斯公式考试很少涉及到
(2)取 。则原式= = ,与K有关,故极限不存在
(3)此题无法利用上述方法判断其是否存在,故直接求
原式= = = (用了第二个重要极限)
3.二元函数连续性: 在 连续等价于
4.偏导数求法:对x求则把y看成常数,反之亦然
例.求 ( 为二阶偏导)
解.
5.全微分几个概念间关系
1可微函数一定连续(不连续一定不可微)
10.多元函数微分学几何应用
曲面在某点切平面求法,举例说明(填空题极易考到)
例.曲面 在点(1,2,0)处的切平面方程是?
解.先令 对其分别求x,y,z偏导得
故其在(1,2,0)切平面方程为
代入数据即得方程为2x+y-4=0
曲面在某一点的法线为:
第9章重积分
二重积分求法汇总:
直角坐标法
X-型区域 :
dx
例.(1)计算积分 , 为圆周: ( )
解.圆的参数方程为 : , ;
此题直接用直角坐标计算的比较麻烦。
(2)计算积分 其中 是曲线 上介于(0,0)、(1,1)之间的一弧解.由于 所以
2.第二类曲线积分
若曲线方程为 则
同样假如给的L方程为 ,则可看为 代入公式得
例.(1)计算曲线积分 ,其中 是抛物线 上从点 到点 的一段。
9.多元函数求极值
方法:先求其一阶偏导为0的点(即驻点),再求其二阶偏导
将所得驻点代入 ,若其值大于0则此驻点是极值点,且当 小于0时为极大值,大于0时为极小值
例. 求其极值
解. 令二者等于0可得驻点为(2,-2)
二阶偏导: , , 故 =4>0
且 =-2小于0所以(2,-2)为其极大值点,代入的得极大值为8
解.采用极坐标系:积分区域 如右图所示。
={(
于是
=
=
=
=
(2) ,其中 为圆周 所围成的在区域。
解.采用极坐标系:积分区域 如右图所示,
圆周 的极坐标方程为 ,
则积分区域为
={(
于是
= =
= =
第11章曲线积分
1.第一类曲线积分
计算公式:若曲线L方程为
则 dt
若给的曲线L方程为 ,则可看做 代入上述公式可得
6.复合函数求导法则:分道相加,连线相乘
1中间函数为一元:
则 其中 可用 表示(f对一个变量的偏导)
同理 可用 表示,这样就避免了u、v在最后结果中出现了
例. ,求
解. , ,
则Βιβλιοθήκη Baidu
2中间函数为二元:
则 下面举一个特别重要的例子
例. 具有二阶连续偏导, ,求
解. , ,
则
由于 具有二阶连续偏导,故
( 表示 对第2个变量v的偏导,其他同理)
;
(ⅳ) 在 内处处成立.
一般我们用到的是 ,如果二者相等且满足 是单连通区域,则积分与路径无关,这样就可以转换为两点间的其他简单曲线来做啦。
第12章曲面积分
1.对面积的曲面积分――化为投影域上的二重积分
计算方法与步骤:
1)画出曲面 草图,写出曲面方程 ;
2)做三代换:① ;② ;③曲面 在 面上的投影域 .将对面积的曲面积分化为二重积分
故原式 这种题一定要弄懂!!!
7.隐函数微分法
1一个方程情形:
则 , 则
例. 求全微分dz
解.令 则 ,
故
2方程组情形(有3个未知量时求的是导数,有4个未知量时求的是偏导)
方法:对方程两边同时对x或y或其他变量求(偏)导即可
例(1) 求 , (2) 求 ,
解.(1)方程组两边同时对z求导得:
解得
(2)方程两边同时对x求偏导得:
Y-型区域 :
例.计算二重积分:
(1) ,其中 为 所围成的平面区域。
(2) ,其中 为抛物线 和直线 所围成的平面区域。
解(1)区域 如右图所示。由区域的形状,选择先
积 后积 。即使用X-型区域
联立方程 ,
解得交点为:
区域
于是 (先求后面积分,由于对y积 = 分故可先把x看做常数,求 = 得的结果直接当做前面的被 积函数。另外后面积分中的 常数可直接拿到前面积分中去)
所以
2.对坐标的曲面积分
基本计算公式:曲面 方程为z=z(x,y),它在XOY坐标平面投影为D,则
当 取曲面上侧时为正,
反之则取负
计算方法与步骤
1)利用高斯公式
为封闭曲面,则
.
条件一: 在空间区域 内偏导连续,条件二:曲面 为闭曲面的外侧.
注:高斯公式用到了三重积分,你们应该不考,重点掌握下面这种方法
解得
8.方向导数与梯度
1方向导数:设二元函数 在点 处可微,则 在点 处沿任意方向 的方向导数都存在,且其值: 其中 为 对x轴正向的转角
例.求 在点(1,0)处沿从点P(2,1)到点Q(3,0)方向 的方向导数
解.方向 即为向量 所指方向, = ,故 ,又
, 所以,
, 代入公式即得
2梯度: 在 梯度为 ,它是一个向量。
解. 所以 ,
由格林公式得 = =
4.平面曲线积分与积分路径无关的条件:
定理:若函数 在区域 有连续的偏导数, 是单连通区域,那么以下四个条件相互等价:
(ⅰ)对任一全部含在 内闭路, ;
(ⅱ)对任一含在 内的曲线 ,曲线积分 与路径无关(只依赖曲线的端点);
(ⅲ)微分式 在 内是某一个函数 的全微分,即
2)合一投影法
把 , 全部转换为 ,再利用基本计算公式求解
由上学期知识可得
,
例.计算 ,其中 为平面 在第一卦限部分的上侧。
解.由题 ,故
现在求 ( )在XOY坐标平面的投影区域D:
令Z=0可得它在XOY平面的投影平面方程为
由于 在第一卦限,故其投影一定在XOY平面第一象限,
故其在XOY投影区域D可表示为: (X型区域)
序言:除了级数与三重积分高数下的知识基本都在这里了,而且都是考试必备知识,所以哪个知识点没弄懂一定要针对性地找点题目弄懂!
第八章向量代数与空间解析几何
1.
2.
3.平面的点法式方程:设平面过P(x0,yo, z0),法向量 ,则平面方程为:
4.平面法向量一般求法:一般法向量 与俩向量 , ,则
,如果不会用行列式就用高中方法求法向量即由 求