[学习]多元函数微积分总复习
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第八章 多元函数微分法及其应用 复习要点多元函数的微积分的概念、理论、方法是一元微积分中相应概念、理论、方法的推广和发展,它们既有相似之处(概念及处理问题的思想方法)又有许多本质的不同,要善于进行比较,既要认识到它们的共同点和相互联系,更要注意它们的区别,深刻理解,融会贯通。
1. 会求多元函数的偏导数对二元函数),(y x f z =, x y x f y x x f x z f x ∆-∆+=∂∂='→∆),(),(lim 01,yy x f y y x f y z f y ∆-∆+=∂∂='→∆),(),(lim 02 因此求x z ∂∂时,暂时将y 看作常数,对x 求导; 求y z ∂∂时,暂时将x 看作常数,对y 求导.同理,会求三元函数的偏导数。
2. 会求多元函数的高阶偏导数对二元函数),(y x f z =,有)(2211x z x x z f ∂∂∂∂=∂∂='', )(212xz y y x z f ∂∂∂∂=∂∂∂='', )(221y z x x y z f ∂∂∂∂=∂∂∂='', )(2222y z y yz f ∂∂∂∂=∂∂=''. 定理:xy z y x z x y z y x z ∂∂∂∂∂∂⇔∂∂∂=∂∂∂2222, 连续 3. 会求多元函数的全微分对二元函数),(y x f z =,dy yz dx x z dz ∂∂+∂∂= 对三元函数),,(z y x f u =,dz z u dy y u dx x u du ∂∂+∂∂+∂∂=4. 掌握多元复合函数的求导法则设)],(),,([),(),,(),,(y x v y x u f z y x v v y x u u v u f z =⇒===则 xv f x u f x v v z x u u z x z ∂∂⋅'+∂∂⋅'=∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂=∂∂21yv f y u f y v v z y u u z y z ∂∂⋅'+∂∂⋅'=∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂=∂∂21 重点:会求复合函数的二阶偏导数。
高三数学知识点:多元函数和多元微积分1. 多元函数1.1 定义多元函数是指含有两个或两个上面所述变量的函数。
通常表示为f(x1,x2, ..., xn),其中x1, x2, ..., xn是变量,称为自变量。
1.2 多元函数的图形多元函数的图形是多元函数的图像。
在平面上,我们可以画出二元函数的图像。
对于二元函数f(x, y),我们可以固定一个变量的值,然后画出另一个变量的值随该变量变化的曲线。
这些曲线称为等值线。
1.3 多元函数的偏导数多元函数的偏导数是指对一个变量的导数,而将其他变量视为常数。
对于函数f(x1, x2, ..., xn),其偏导数可以表示为:•∂f/∂x1:表示对x1的偏导数。
•∂f/∂x2:表示对x2的偏导数。
•∂f/∂xn:表示对xn的偏导数。
1.4 多元函数的极值多元函数的极值是指在某个区域内,函数取得最大值或最小值的情况。
通过求偏导数并解方程组,可以找到多元函数的极值。
2. 多元微积分2.1 多元积分多元积分是指对多元函数进行积分。
根据积分变量的不同,可以分为二重积分、三重积分和四重积分等。
2.1.1 二重积分二重积分是指对二元函数在某个区域上进行积分。
其一般形式为:∫∫_D f(x, y) dA其中,D表示积分区域,f(x, y)是被积函数,dA是面积元素。
2.1.2 三重积分三重积分是指对三元函数在某个区域上进行积分。
其一般形式为:∫∫∫_D f(x, y, z) dV其中,D表示积分区域,f(x, y, z)是被积函数,dV是体积元素。
2.1.3 四重积分四重积分是指对四元函数在某个区域上进行积分。
其一般形式为:∫∫∫∫_D f(x, y, z, w) dV其中,D表示积分区域,f(x, y, z, w)是被积函数,dV是体积元素。
2.2 向量微积分向量微积分包括向量的导数和向量的积分。
2.2.1 向量的导数向量的导数是指对向量场的导数。
对于向量场F(x, y, z),其导数可以表示为:∂F/∂x, ∂F/∂y, ∂F/∂z2.2.2 向量的积分向量的积分是指对向量场进行积分。
多元函数微分知识点总结一、多元函数的梯度在多元函数微分学中,梯度是一个非常重要的概念。
梯度是一个向量,表示函数在某一点的变化率最快的方向。
对于一个二元函数f(x, y),梯度可以表示为:∇f = (∂f/∂x, ∂f/∂y)其中,∂f/∂x和∂f/∂y分别表示函数f对x和y的偏导数。
梯度的方向即为函数在该点变化率最快的方向,而梯度的模即为函数在该点的变化率。
因此,梯度可以帮助我们确定函数在某一点的最大变化率和变化的方向。
在实际应用中,梯度可以帮助我们求解多元函数的最值问题。
通过求解梯度为0的点,可以找到函数的极值点。
梯度的方向还可以告诉我们函数在某一点的最快下降方向,从而帮助我们优化函数的取值。
二、多元函数的链式法则链式法则是多元函数微分学中的一个重要概念。
链式法则是用来计算复合函数的导数的方法。
对于一个复合函数f(g(x)), 链式法则可以表示为:(d(f(g))/dx) = (dg/dx)*(df/dg)链式法则的应用十分广泛。
在实际问题中,我们经常会遇到复合函数,通过链式法则,我们可以求解复合函数的导数,从而解决实际问题。
三、多元函数的偏导数多元函数的偏导数是多元函数微分学中的一个基本概念。
对于一个二元函数f(x, y),其关于变量x的偏导数可以表示为∂f/∂x,而关于变量y的偏导数可以表示为∂f/∂y。
偏导数表示了函数在某一点的变化率。
通过偏导数,我们可以确定函数在某一点的变化率和变化的方向,从而帮助我们解决实际问题。
四、多元函数的泰勒展开泰勒展开是多元函数微分学中的一个重要概念。
泰勒展开可以将一个函数在某一点处展开为一个无穷级数。
对于一个n次可导的函数f(x),它在点a处的泰勒展开可以表示为:f(x) = f(a) + f'(a)*(x-a) + f''(a)*(x-a)^2/2! + ... + f^(n)(a)*(x-a)^n/n!泰勒展开的应用非常广泛。
通过泰勒展开,我们可以将一个函数在某一点处近似为一个多项式,从而方便我们进行数值计算和求解。
第六章多元函数微积分复习要点一、基本概念及相关定理1.多元函数的极限定义:函数(,)z f x y =在区域D 有定义,当点P(x ,y )D ∈沿任意路径无限趋于点000(,)P x y (0P P ≠)时, (,)f x y 无限趋于一个确定的常数A,则称常数A 是函数(,)z f x y =当P(x ,y )趋于000(,)P x y 时的极限.记作0lim (,)x xy y f x y A →→=,或00(,)(,)lim(,)x y x y f x y A →=,或(,)f x y A →,00(,)(,)x y x y →,或lim (,)f x y A ρ→=,或(,)f x y A →,0ρ→.其中,ρ= 2.二元函数连续的定义:函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 的某一邻域0()U P 有定义,如果对任意0(,)()P x y U P ∈,都有0000(,)(,)lim(,)(,)x y x y f x y f x y →=(或0lim ()()P P f P f P →=),则称函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 处连续.3.偏导数的定义:函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 的某一邻域0()U P 有定义.(1)函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 处对x 的偏导数定义为00000(,)(,)lim x f x x y f x y x∆→+∆-∆,记作00x x y y zx ==∂∂,或00x x y y f x==∂∂,或00(,)x z x y ',或00(,)x f x y ',即x x y y zx==∂∂=00000(,)(,)lim x f x x y f x y x∆→+∆-∆.(2)函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 处对y 的偏导数定义为00000(,)(,)lim y f x y y f x y y∆→+∆-∆,记作00x x y y zy ==∂∂,或00x x y y f y==∂∂,或00(,)y z x y ',或00(,)y f x y ',即x x y y zy==∂∂=00000(,)(,)lim y f x y y f x y y∆→+∆-∆.而称z x∂∂,或f x ∂∂,或(,)x z x y ',或(,)x f x y '及[z y ∂∂,或f y∂∂,或(,)y z x y ',或(,)y f x y ']为(关于x 或关于y )偏导函数.高阶偏导数:22(,)xx z zf x y x x x∂∂∂⎛⎫''== ⎪∂∂∂⎝⎭或(,)xx z x y '', 2(,)xy z zf x y y x x y∂∂∂⎛⎫''== ⎪∂∂∂∂⎝⎭或(,)xy z x y '', 2(,)yx z zf x y x y y x⎛⎫∂∂∂''== ⎪∂∂∂∂⎝⎭或(,)yx z x y '', 22(,)yyz zf x y y y y⎛⎫∂∂∂''== ⎪∂∂∂⎝⎭或(,)yy z x y ''. 同理可得,三阶、四阶、…,以及n 阶偏导数.4.全微分定义:设函数(,)z f x y =在点(,)P x y 的某一邻域()U P 有定义,若函数在点(,)x y 的全增量(,)(,)z f x x y y f x y ∆=+∆+∆-可表示为()z A x B y ρ∆=∆+∆+,其中A 、B 不依赖于x ∆、y ∆,仅于x、y有关,ρ=,则称函数(,)z f x y =在点(,)x y 处可微分,称A x B y ∆+∆为函数(,)z f x y =在点(,)x y 的全微分,记为dz ,即dz A x B y =∆+∆.可微的必要条件:若函数(,)z f x y =在点(,)x y 处可微分,则(1)函数(,)z f x y =在点(,)x y 的偏导数z x ∂∂、zy∂∂必存在;(2)全微分为z z dz x y z x y z dx dy x y∂∂+∂∂∂=∆+∆=∂∂∂. 推广:函数(,,)u f x y z =在点(,,)x y z 的全微分为u u udu dx dy dz x y z∂∂∂=++∂∂∂.可微的充分条件:若函数(,)z f x y =的偏导数z x∂∂、z y∂∂在点(,)x y 处连续⇒(,)z f x y =在点(,)x y 处可微分.5.复合函数微分法(5种情况,由简单到复杂排列): (1)含有多个中间变量的一元函数(,,)z f u v w =,()u u x =,()v v x =,()w w x =,则dz z du z dv z dwdx u dx v dx w dx∂∂∂=++∂∂∂, 称此导数dzdx为全导数;(2)只有一个中间变量的二元复合函数 情形1:()z f u =,(,)u u x y =,则z dz ux du x∂∂=∂∂ ,z dz u y du y∂∂=∂∂. 情形2:(,,)z f x y u =,(,)u u x y =,则z f z u x x u x∂∂∂∂=+∂∂∂∂ ,z f z u y y u y∂∂∂∂=+∂∂∂∂. zx wv u xx zuyxzy yuxx其中,f x∂∂与z x∂∂是不同的,z x∂∂是把复合函数[,,(,)]z f x y u x y =中的y 看作不变量而对x 的偏导数;f x∂∂是把函数(,,)f x y u 中的y 及u 看作不变量而对x 的偏导数。
第六章多元函数微积分复习要点一、基本概念及相关定理1.多元函数的极限定义:函数(,)z f x y =在区域D 内有定义,当点P(x ,y )D ∈沿任意路径无限趋于点000(,)P x y (0P P ≠)时, (,)f x y 无限趋于一个确定的常数A,则称常数A 是函数(,)z f x y =当P(x ,y )趋于000(,)P x y 时的极限.记作0lim (,)x xy y f x y A →→=,或00(,)(,)lim(,)x y x y f x y A →=,或(,)f x y A →,00(,)(,)x y x y →,或lim (,)f x y A ρ→=,或(,)f x y A →,0ρ→.其中,ρ= 2.二元函数连续的定义:函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 的某一邻域0()U P 内有定义,如果对任意0(,)()P x y U P ∈,都有0000(,)(,)lim(,)(,)x y x y f x y f x y →=(或0lim ()()P P f P f P →=),则称函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 处连续.3.偏导数的定义:函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 的某一邻域0()U P 内有定义.(1)函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 处对x 的偏导数定义为00000(,)(,)lim x f x x y f x y x∆→+∆-∆,记作00x x y y zx ==∂∂,或00x x y y f x==∂∂,或00(,)x z x y ',或00(,)x f x y ',即x x y y zx==∂∂=00000(,)(,)lim x f x x y f x y x∆→+∆-∆.(2)函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 处对y 的偏导数定义为00000(,)(,)lim y f x y y f x y y∆→+∆-∆,记作00x x y y zy ==∂∂,或00x x y y f y==∂∂,或00(,)y z x y ',或00(,)y f x y ',即x x y y zy==∂∂=00000(,)(,)lim y f x y y f x y y∆→+∆-∆.而称z x∂∂,或f x ∂∂,或(,)x z x y ',或(,)x f x y '及[z y ∂∂,或f y∂∂,或(,)y z x y ',或(,)y f x y ']为(关于x 或关于y )偏导函数.高阶偏导数:22(,)xx z zf x y x x x∂∂∂⎛⎫''== ⎪∂∂∂⎝⎭或(,)xx z x y '', 2(,)xy z zf x y y x x y∂∂∂⎛⎫''== ⎪∂∂∂∂⎝⎭或(,)xy z x y '', 2(,)yx z zf x y x y y x⎛⎫∂∂∂''== ⎪∂∂∂∂⎝⎭或(,)yx z x y '', 22(,)yyz zf x y y y y⎛⎫∂∂∂''== ⎪∂∂∂⎝⎭或(,)yy z x y ''. 同理可得,三阶、四阶、…,以及n 阶偏导数.4.全微分定义:设函数(,)z f x y =在点(,)P x y 的某一邻域()U P 内有定义,若函数在点(,)x y 的全增量(,)(,)z f x x y y f x y ∆=+∆+∆-可表示为()z A x B y ρ∆=∆+∆+,其中A 、B 不依赖于x ∆、y ∆,仅于x、y有关,ρ=,则称函数(,)z f x y =在点(,)x y 处可微分,称A x B y ∆+∆为函数(,)z f x y =在点(,)x y 的全微分,记为dz ,即dz A x B y =∆+∆.可微的必要条件:若函数(,)z f x y =在点(,)x y 处可微分,则(1)函数(,)z f x y =在点(,)x y 的偏导数z x ∂∂、zy∂∂必存在;(2)全微分为z z dz x y z x y z dx dy x y∂∂+∂∂∂=∆+∆=∂∂∂. 推广:函数(,,)u f x y z =在点(,,)x y z 的全微分为u u udu dx dy dz x y z∂∂∂=++∂∂∂.可微的充分条件:若函数(,)z f x y =的偏导数z x∂∂、z y∂∂在点(,)x y 处连续⇒(,)z f x y =在点(,)x y 处可微分.5.复合函数微分法(5种情况,由简单到复杂排列): (1)含有多个中间变量的一元函数(,,)z f u v w =,()u u x =,()v v x =,()w w x =,则dz z du z dv z dwdx u dx v dx w dx∂∂∂=++∂∂∂, 称此导数dzdx为全导数;(2)只有一个中间变量的二元复合函数 情形1:()z f u =,(,)u u x y =,则z dz ux du x∂∂=∂∂ ,z dz u y du y∂∂=∂∂. 情形2:(,,)z f x y u =,(,)u u x y =,则z f z u x x u x∂∂∂∂=+∂∂∂∂ ,z f z u y y u y∂∂∂∂=+∂∂∂∂. zx wv u xx zuyxzy yuxx其中,f x∂∂与z x∂∂是不同的,z x∂∂是把复合函数[,,(,)]z f x y u x y =中的y 看作不变量而对x 的偏导数;f x∂∂是把函数(,,)f x y u 中的y 及u 看作不变量而对x 的偏导数。
微积分——多元函数及二重积分知识点
一、多元函数
多元函数是指变量、个数多于一个的函数。
常见的函数可以分为二元、三元函数。
1、二元函数
二元函数是指变量、个数为两个的函数,常见的二元函数有:二次函数、双曲线函数等。
(1)二次函数
二次函数是指用一元二次方程记录的函数,一般格式为:y=ax²+bx+c,其中a≠0,则二次函数是一个关于x的二次多项式函数,当a>0时,它
的图像呈现出U形;当a<0时,它的图像呈现出锥形。
(2)双曲线函数
双曲线的定义式有很多种,常见的有标准双曲线、变形双曲线等,它
们的共同特点是,双曲线的图像都是上下对称的,它们的定义式具有一定
的对称性。
2、三元函数
三元函数是指变量、个数为三的函数,一般格式为:z=f(x,y),它
们也有很多类型,比如极坐标函数、椭圆函数、正弦函数、余弦函数等。
(1)极坐标函数
指的是用极坐标表示的只有一个变量的函数,通常表示为r=f(θ),其中r代表半径,θ代表角度,则r随着θ的变化而变化,极坐标函数
的图像一般是一个圆或者椭圆。
(2)椭圆函数
椭圆函数是指以椭圆为图形的函数,一般表示为:
(x-x0)²/a²+(y-y0)²/b²=1,其中a是x轴的长半轴,b是y轴的
长半轴,x0、y0是椭圆圆心坐标。
多元函数微积分复习题一、单项选择题1.函数f x, y 在点 x0 , y0 处连续是函数在该点可微分的( B )(A) 充分而不必要条件 ; (B) 必要而不充分条件 ;(C) 必要而且充分条件 ; (D) 既不必要也不充分条件 .2 .设函数 f x, y 在点 x0 , y0 处连续是函数在该点可偏导的( D )(A) 充分而不必要条件 ; (B) 必要而不充分条件 ;(C) 必要而且充分条件 ; (D) 既不必要也不充分条件 .3.函数f x, y在点x0, y0 处偏导数存在是函数在该点可微分的( B ).(A) 充分而不必要条件 ; (B) 必要而不充分条件 ;(C) 必要而且充分条件 ; (D) 既不必要也不充分条件 .4 .对于二元函数z f (x, y) , 下列结论正确的是 ( C ).A. 若lim A , 则必有 lim f (x, y) A 且有 lim f (x, y) A;x x0 x x y y0 0y y0B. 若在( x0, y0)处z和z都存在 , 则在点 (x0 , y0 ) 处 z f ( x, y) 可微; x yC. 若在( x0, y0)处z和z存在且连续 , 则在点 ( x0 , y0 ) 处 z f (x, y) 可微; x yD. 若 2 z 和2z都存在 , 则. 2 z 2 z .x2 y2 x2 y25.二元函数z f (x, y) 在点 ( x0 , y0 ) 处满足关系( C ).A.可微 ( 指全微分存在 ) 可导 ( 指偏导数存在 ) 连续 ;B.可微可导连续;C.可微可导 , 或可微连续 , 但可导不一定连续 ;D.可导连续 , 但可导不一定可微 .r r1,2, 1 rr( A )6. 向量 a 3, 1, 2 , b ,则 a gb(A) 3 (B) 3 (C) 2 (D) 25.已知三点 M (1, 2, 1),A (2,1,1),B (2,1, 2) ,则 MA? AB =( C)(A) -1 ; (B) 1 ; (C) 0 ; (D) 2 ;6.已知三点 M (0,1,1), A ( 2, 2, 1),B (2,1,3) ,则 | MA AB |=( B )(A) 2;(B)2 2 ;(C)2 ;(D)-2;7 .设 D 为园域 x 2 y 22ax (a0) , 化积分F (x, y)d 为二次积分的正确方法D是_____D____.A.2 a aB.2a 2 a x2dxf ( x, y)dy2 dxf (x, y)dyaC.a 2 acos f ( cos ,sin ) ddaD.2d2a cos f ( cos , sin ) d23 ln x 8.设 Idx1f (x, y)dy , 改变积分次序 , 则 I______.Bln3 dy eyB. ln3 A. f (x, y)dxdy 00 ln3 dy3 D.3C.f ( x, y)dxdy3e yln x f ( x, y)dx f ( x, y)dx19. 二次积分2 dcos f (cos , sin) d可以写成 ___________. D1dyy y2f (x, y)dxB.1 1 y 2A. 0 dy f ( x, y) dx0 01dx1D.1 dxx x2C.f ( x, y)dyf (x, y)dy10 .设是由曲面 x 2 y 2 2z 及 z 2 所围成的空间区域,在柱面坐标系下将三重积分If ( x, y, z) dxdy dz 表示为三次积分, I ________.C2A .2 1 2f ( cos , sin , z) dzdd222B.2 f ( cos ,sin, z) dz0 ddC .2d 2 2f ( cos, sin , z)dz0 d22D .2 d 22 cos , sin , z ) dz0 df (11.设 L 为 x0y 面内直线段,其方程为 L : xa, cy d ,则 P x, y dx( C)L( A ) a (B ) c(C ) 0(D ) d12.设 L 为 x0y 面内直线段,其方程为 L : ya, cx d ,则 P x, y dy( C)L( A ) a (B ) c(C ) 0(D ) d13.设有级数u n , 则 lim u n0 是级数收敛的( D)n 1n(A) 充分条件; (B)充分必要条件;(C)既不充分也不必要条件;(D)必要条件 ;14.幂级数nx n 的收径半径 R =( D)n 1(A) 3(B) 0(C) 2(D) 115.幂级数1 x n 的收敛半径 R ( A)n 1n(A) 1(B) 0(C) 2(D) 316 . 若幂级数a n x n 的收敛半径为 R ,则a n x n 2 的收敛半径为( A)n 0n 0(A) R(B)R 2(C)R(D)无法求得17.若 lim u0, 则级数u n ()Dn nn 1A. 收敛且和为B. 收敛但和不一定为C. 发散D.可能收敛也可能发散18. 若u n为正项级数, 则(B)n 1A. 若 lim u n 0 , 则u n收敛B. 若u n收敛, 则u n2收敛n n 1 n 1 n 1C. 若u n2,则u n也收敛D. 若u n发散, 则 lim u n 0n 1 n 1 n 1 n19.设幂级数C n x n在点x3处收敛 ,则该级数在点x 1 处( A )n 1A.绝对收敛B. 条件收敛C.发散D.敛散性不定20. 级数sin nx, 则该级数 ( B )( x 0)n 1n!A. 是发散级数B. 是绝对收敛级数C. 是条件收敛级数D. 可能收敛也可能发散二、填空题1.设f ( x, y) sin x ( y 1)ln( x2 y 2 ) ,则 f x (0,1) ___1___.2.设f x, y cos x y 1 ln x 2 y2,则 f x' ( 0,1) =____0______.3.二重积分的变量从直角坐标变换为极坐标的公式是f x, y dxdy f cos , sin d dD D4.三重积分的变量从直角坐标变换为柱面坐标的公式是f x, y, z dxdydz f cos , sin , z d d dz5 .柱面坐标下的体积元素dv d d d z6 .设积分区域D : x2 y 2 a2, 且 dxdy 9 , 则a 3 。
大学微积分复习(史上最全)引言本文档旨在为大学微积分的研究者提供一份全面的复资料。
微积分是数学领域中的重要学科,对于理解和应用各种数学问题至关重要。
通过系统的复和掌握微积分的基本概念和技巧,你将能够更好地应用微积分解决实际问题。
内容概述本文档将涵盖以下主要内容:1. 微积分的基本概念和原理2. 微分学的应用和技巧3. 积分学的应用和技巧4. 微分方程的解法5. 多元微积分的概念和应用微积分的基本概念和原理1. 函数的定义和性质2. 极限和连续3. 导数和微分- 导数的定义和计算- 常见函数的导数- 导数的应用:切线和法线4. 积分和不定积分- 积分的定义和计算- 不定积分的计算方法- 微积分基本定理微分学的应用和技巧1. 函数的图像和特性- 函数的图像和曲线的性质- 高阶导数和函数的凹凸性2. 极值和最值- 极值和最值的定义和判定条件- 最优化问题的求解方法积分学的应用和技巧1. 定积分的计算- 定积分的定义和计算方法- 常用积分公式和换元积分法2. 曲线下面积和定积分的应用- 曲线下面积的计算- 旋转体的体积计算- 曲线长度和曲面积的计算微分方程的解法1. 微分方程的基本概念和分类2. 一阶常微分方程的解法- 可分离变量方程- 齐次方程- 一阶线性方程3. 高阶微分方程的解法- 齐次线性方程和非齐次线性方程的解法- 常系数线性微分方程的特殊解- 欧拉方程和变系数线性微分方程的解法多元微积分的概念和应用1. 多元函数和偏导数2. 多重积分的计算方法- 二重积分的计算- 三重积分的计算3. 曲线积分和曲面积分- 曲线积分的计算- 曲面积分的计算- 格林公式和高斯公式结论通过全面复习本文档中所提及的内容,你将能够更好地理解和应用微积分的知识。
微积分作为数学学科中的基础和关键,对于各个领域的理解和创新都起到了重要作用。
祝你在微积分的学习和考试中取得好成绩!。
多元函数 重积分复习一、客观题: 1.判断1).已知),(2),(),(lim ),(0b a f xb x a f b x a f b a x f x x '=--+∂∂→存在,则 ( √ )2).若二元函数),().(),(),(0000y x P y x f z y x P y x f z 在点的两个偏导数存在,则在点==可微。
( × )3).若二元函数的两个偏导在点不可微,则在点),().(),(),(0000y x P y x f z y x P y x f z ==不存在。
数yzx z ∂∂∂∂, ( × ) 4).若二元函数.),(),(),().(0000不可微在点则的两个偏导数不连续,在点y x P y x f z y x P y x f z ==不存在。
数yzx z ∂∂∂∂, ( × ) 2.选择题1). 函数),(y x f 在),(00y x 处可微分,是),(y x f 在),(00y x 处连续的_________条件.A . 充分条件 B. 既充分又必要条件 C . 必要条件 D. 既非充分又非必要条件 答案:A2).''x 00y0000f(x ,y )=0,f(x ,y )=0是函数f(x,y)在点(x ,y ) 取得极值的________. A. 必要条件 B. 充分条件C. 充分必要条件D. 既非充分又非必要条件 答案:D3).设函数),(y x f z =在(0,0)处存在偏导数,且,0)0,0(,0)0,0(,0)0,0(===f f f y x 那么 。
A. ),(lim 0y x f y x '→→ 必定存在 B .),(y x f 在(0,0)处必连续C. 0=dz D .0,0),(lim 220==+→→dz yx y x f y x 则若答案:D4).设(,)f x y 为连续函数,则140(cos ,sin )d f r r rdr πθθθ⎰⎰等于( )。
第六章多元函数微积分复习要点一、基本概念及相关定理1.多元函数的极限定义:函数(,)z f x y =在区域D 内有定义,当点P(x ,y )D ∈沿任意路径无限趋于点000(,)P x y (0P P ≠)时, (,)f x y 无限趋于一个确定的常数A,则称常数A 是函数(,)z f xy =当P(x ,y )趋于000(,)P x y 时的极限.记作0l i m (,)x x y y f x y A →→=,或00(,)(,)lim(,)x y x y f x y A →=,或(,)f x y A →,00(,)(,)x y x y →,或lim (,)f x y A ρ→=,或(,)f x y A →,0ρ→.其中,ρ= 2.二元函数连续的定义:函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 的某一邻域0()U P 内有定义,如果对任意0(,)()P x y U P ∈,都有0000(,)(,)lim(,)(,)x y x y f x y f x y →=(或0l i m ()()P P f P f P →=),则称函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 处连续.3.偏导数的定义:函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 的某一邻域0()U P 内有定义.(1)函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 处对x 的偏导数定义为00000(,)(,)lim x f x x y f x y x∆→+∆-∆,记作00x x y y zx ==∂∂,或00x x y y f x==∂∂,或00(,)x z x y ',或00(,)x f x y ',即x x y y zx==∂∂=00000(,)(,)lim x f x x y f x y x∆→+∆-∆.(2)函数(,)z f x y =在点000(,)P x y 处对y 的偏导数定义为00000(,)(,)lim y f x y y f x y y∆→+∆-∆,记作00x x y y zy ==∂∂,或00x x y y f y==∂∂,或00(,)y z x y ',或00(,)y f x y ',即x x y y zy==∂∂=00000(,)(,)lim y f x y y f x y y∆→+∆-∆.而称z x∂∂,或f x ∂∂,或(,)x z x y ',或(,)x f x y '及[z y ∂∂,或f y∂∂,或(,)y z x y ',或(,)y f x y ']为(关于x 或关于y )偏导函数.高阶偏导数:22(,)xx z zf x y x x x∂∂∂⎛⎫''== ⎪∂∂∂⎝⎭或(,)xx z x y '', 2(,)xy z zf x y y x x y∂∂∂⎛⎫''== ⎪∂∂∂∂⎝⎭或(,)xy z x y '', 2(,)yx z zf x y x y y x⎛⎫∂∂∂''== ⎪∂∂∂∂⎝⎭或(,)yx z x y '', 22(,)yyz zf x y y y y⎛⎫∂∂∂''== ⎪∂∂∂⎝⎭或(,)yy z x y ''. 同理可得,三阶、四阶、…,以及n 阶偏导数.4.全微分定义:设函数(,)z f x y =在点(,)P x y 的某一邻域()U P 内有定义,若函数在点(,)x y 的全增量(,)(,)z f x x y y f x y ∆=+∆+∆-可表示为()z A x B y ρ∆=∆+∆+,其中A 、B 不依赖于x ∆、y ∆,仅于x、y有关,ρ=,则称函数(,)z f x y =在点(,)x y 处可微分,称A x B y ∆+∆为函数(,)z f x y =在点(,)x y 的全微分,记为dz ,即dz A x B y =∆+∆.可微的必要条件:若函数(,)z f x y =在点(,)x y 处可微分,则(1)函数(,)z f x y =在点(,)x y 的偏导数z x ∂∂、zy∂∂必存在;(2)全微分为z z dz x y z x y z dx dy x y∂∂+∂∂∂=∆+∆=∂∂∂. 推广:函数(,,)u f x y z =在点(,,)x y z 的全微分为u u udu dx dy dzx y z ∂∂∂=++∂∂∂.可微的充分条件:若函数(,)z f x y =的偏导数z x∂∂、z y∂∂在点(,)x y 处连续⇒(,)z f x y =在点(,)x y 处可微分.5.复合函数微分法(5种情况,由简单到复杂排列): (1)含有多个中间变量的一元函数(,,)z f u v w =,()u u x =,()v v x =,()w w x =,则dz z du z dv z dwdx u dx v dx w dx∂∂∂=++∂∂∂, 称此导数dzdx为全导数;(2)只有一个中间变量的二元复合函数 情形1:()z f u =,(,)u u x y =,则z dz u x du x∂∂=∂∂ ,z dz u y du y∂∂=∂∂. 情形2:(,,)z f x y u =,(,)u u x y =,则z f z u x x u x∂∂∂∂=+∂∂∂∂ ,z f z u y y u y∂∂∂∂=+∂∂∂∂. zx wv u xx zuyxzy yuxx其中,f x∂∂与z x∂∂是不同的,z x∂∂是把复合函数[,,(,)]z f x y u x y =中的y 看作不变量而对x 的偏导数;f x∂∂是把函数(,,)f x y u 中的y 及u 看作不变量而对x 的偏导数。
第九、十章 多元函数积分学§9.4 曲面积分一、第一类曲面积分(对面积的曲面积分)基本计算公式:设曲面S 的方程 ()(),,,z z x y x y D =∈,(),z x y 在D 上有连续偏导数,(),,f x y z 在S 上连续,则()(),,,,,SDf x y z ds f x y z x y =⎡⎣⎰⎰⎰⎰这样把第一类曲面积分化为二重积分进行计算 二、第二类曲面积分(对坐标的曲面积分)基本计算公式:如果曲面S 的方程 ()(),,,xy z z x y x y D =∈()xy ,Z x y D 在上连续,(),,R x y z 在S 上连续,则()(),,,,,xySD R x y z dxdy R x y z x y dxdy =±⎡⎤⎣⎦⎰⎰⎰⎰ 若曲面S 指定一侧的法向量与Z 轴正向成锐角取正号,成钝角取负号,这样把这部分曲面积分化为xy 平面上的二重积分,其它两部分类似地处理。
三、两类曲面积分之间的关系:[]cos cos cos SSpdydz Qdzdx Rdxdy p Q R dS αβγ++=++⎰⎰⎰⎰其中()cos ,cos ,cos ,,S x y z αβγ为曲面在点处根据定向指定一侧的法向量的三个方向余弦{}{}00,,,cos ,cos ,cos SSF P Q R n Pdydz Qdzdx Rdxdy F n ds αβγ==++=⎰⎰⎰⎰令四、高斯公式定理 设Ω是由分块光滑曲面S 围成的单连通有界闭区域,()()(),,,,,,,,P x y z Q x y z R x y z 在Ω上有连续的一阶偏导数,则S P Q R dv Pdydz Qdzdx Rdxdy x y z Ω⎛⎫∂∂∂++=++ ⎪∂∂∂⎝⎭⎰⎰⎰⎰⎰[]cos cos cos SP Q R dS αβγ=++⎰⎰其中cos ,cos ,cos αβγ为S 在点(),,x y z 处的法向量的方向余弦 五、斯托克斯公式定理:设L 是逐段光滑有向闭曲线,S 是以L 为边界的分块光滑有向曲面,L 的正向与S 的侧(取法向量的指向)符合右手法则,函数()()(),,,,,,,,P x y z Q x y z R x y z 在包含S 的一个空间区域内有连续的一阶偏导数,则有L Sdydz dzdx dxdyPdx Qdy Rdz x y z P Q R∂∂∂++=∂∂∂⎰⎰⎰S R Q P R Q P dydz dzdx dxdy y z z x x y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂∂∂⎛⎫=-+-+- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎰⎰ 也可用第一类曲面积分cos cos cos L SPdx Qdy Rdz dS x y z P QRαβγ∂∂∂++=∂∂∂⎰⎰⎰ 六、梯度、散度和旋度(外侧)1、梯度 设(),,,,,u u u u u x y z gradu x y z ⎛⎫∂∂∂== ⎪∂∂∂⎝⎭则称为u 的梯度 ,令,,x y z ⎛⎫∂∂∂∇= ⎪∂∂∂⎝⎭是算子则 gradu u =∇2、散度设()()()(),,,,,,,,F P x y z Q x y z R x y z =则P Q R divF F x y z∂∂∂=++=∇⋅∂∂∂ 称为F 的散度高斯公式可写成0SdivFdv F n dS Ω=⎰⎰⎰⎰⎰(外侧) 其中()0cos ,cos ,cos n αβγ=为外侧单位法向量 3、旋度()()()(),,,,,,,,,ij k F P x y z Q x y z R x y z rotF F x y z PQR∂∂∂==∇⨯=∂∂∂设 R Q P R Q P i j k y z z x x y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂∂∂⎛⎫-+-+- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭=,称为F 的旋度。
多元函数微分学知识点梳理2页一、偏导数定义:对于多元函数$f(x_1,x_2,\cdots,x_n)$,当其自变量$x_i$在某一点固定而其他自变量发生变化时,函数值的变化量与$x_i$的变化量之比,称为$f$对$x_i$的偏导数,记为$\dfrac{\partial f}{\partial x_i}$。
计算方法:将$x_i$看作变量,其他自变量视为常数,对$f(x_1,x_2,\cdots,x_n)$以$x_i$为自变量求导。
二、全微分定义:当$f(x,y)$在$(x_0,y_0)$的某一邻域内具有一阶连续偏导数时,存在常数$A,B$,使得$$\Delta z=A\Delta x+B\Delta y+\alpha\Delta x+\beta\Delta y$$其中$\lim\limits_{\Delta x\rightarrow 0,\Delta y\rightarrow0}\alpha=\lim\limits_{\Delta x\rightarrow 0,\Delta y\rightarrow 0}\beta=0$,则称$f(x,y)$在点$(x_0,y_0)$可微分,$\Delta z$称为$f(x,y)$在点$(x_0,y_0)$的全增量,$A\Delta x+B\Delta y$称为$\Delta z$的一次主部,记作$dz$,称为$f(x,y)$在点$(x_0,y_0)$的全微分。
计算方法:$$df=\dfrac{\partial f}{\partial x}dx+\dfrac{\partial f}{\partial y}dy$$三、隐函数及其求导法定义:设有方程$F(x,y)=0$,如果在点$(x_0,y_0)$的某一邻域内,恒有一函数$y=\varphi(x)$,使得$F(x,\varphi(x))=0$,则称方程$F(x,y)=0$在该邻域内以$x$为自变量,$y$为因变量确定着一函数$\varphi(x)$。
多元函数微分学1、极限与连续性平面上的点列的极限:设{}n M 为平面点列,20M R ∈,若()0lim ,0n M M ρ=,则称{}n M 是收敛点列,0M 是点列的极限,记做0lim n n M M→∞=(00lim ,lim n n x x y y ⇔==)。
极限:设n 元函数()f P ,n P D R ∈⊂,0P 是D 的聚点,若存在常数A ,对0ε∀>,0,δ∃>对一切0(,δ)oP D U P ∈ ,有()f P A ε-<,则称常数A 为函数()f x 当0P P →时的极限,记做()0lim P P f P A →=(也叫n 重极限)。
二元函数的极限可写作:()()000,lim (,)lim (,)lim (,)x x x y x y y y f x y f x y f x y A ρ→→→→→===。
连续性:0M 为D 的聚点时,0lim ()()M M f M f M →=;或0M 为D 的孤立点时,也是连续点。
2、微分和偏导数微分:0000(,)(,)()f x x y y f x y A x B y o ρ+∆+∆-=∆+∆+⇒00(,)dz df x y A x B y ==∆+∆。
偏导数:设(),z f x y =在点()000,M x y 的某邻域中有极限00000(,)(,)lim x f x x y f x y x∆→+∆-∆(将y 当作常数)存在,则称此极限高 数多元函数微分学知识点速记为函数(),z f x y =在点()000,M x y 对x 的偏导数,即0000000(,)(,)(,)limx x f x x y f x y f x y x∆→+∆-'=∆;同理,函数(),z f x y =在点()000,M x y 对y 的偏导数0000000(,)(,)(,)limy y f x y y f x y f x y y∆→+∆-'=∆。
微积分复习提纲一、多元函数微分学及其应用1、会求多元函数的偏导数,进而会求函数的全微分df 或者梯度函数f grad ①多元显函数的偏导数,见P16 例1---例3,P24习题1 ②多元抽象函数的偏导数,见P28 例5---例7,P36 习题3 ③高阶偏导数,见P19 例8,P24习题2,P36 习题4④复合函数的偏导数,见P26例1,例3,例4,P36习题1,2 2、会求由方程确定的隐函数的偏导数 ①“显”方程确定的隐函数求偏导数,(公式法),见P34 例12,P36习题6,7 ②抽象方程确定的隐函数求偏导数,(直接法),见P34 例13,P36习题8③由方程组()()⎩⎨⎧==0,,0,,z y x G z y x F 确定的隐函数⎩⎨⎧==)()(x z z x y y 的导数dx dz dx dy ,,(直接法:在方程两端同时对x 求导,求导过程中把z y ,都看做是x 的函数,然后解方程组即可), 见P35例14,P37习题9④由方程组()()⎩⎨⎧==0,,,0,,,v u y x G v u y x F 确定的隐函数⎩⎨⎧==),(),(y x v v y x u u 的偏导数(直接法)见P37习题93、多元函数微分学的几何应用①空间曲线⎪⎩⎪⎨⎧===)()()(x z x y t x ωφϕ在点()0000,,z y x M 处的切线方程及法平面方程,见P46 例1,例2, P50习题1、2②空间曲线()()⎩⎨⎧==0,,0,,z y x G z y x F 在点()0000,,z y x M 处的切线方程及法平面方程见P46 例3, P50习题2③曲面()0,,=z y x F 在点()0000,,z y x M 处的切平面方程与法线方程 见P46 例5,例6, P50习题3 二、多元函数积分学及其应用 1、二重积分的计算步骤:1)画出积分区域D ,2)根据积分区域选择适当的坐标系来计算此二重积分 3)化二重积分为二次积分4)做两次定积分,计算此积分的值注:多元函数对某个自变量积分的时候,要把其他的自变量看做常数。
多元函数微积分复习题一、单项选择题1.函数()y x f ,在点()00,y x 处连续是函数在该点可微分的 ( B )(A) 充分而不必要条件; (B) 必要而不充分条件; (C) 必要而且充分条件; (D) 既不必要也不充分条件.2.设函数()y x f ,在点()00,y x 处连续是函数在该点可偏导的 ( D )(A) 充分而不必要条件; (B) 必要而不充分条件;(C) 必要而且充分条件; (D) 既不必要也不充分条件.3.函数()y x f ,在点()00,y x 处偏导数存在是函数在该点可微分的 ( B ).(A) 充分而不必要条件; (B) 必要而不充分条件;(C) 必要而且充分条件; (D) 既不必要也不充分条件. 4.对于二元函数(,)z f x y =, 下列结论正确的是 ( C ).A. 若0lim x xy y A →→=, 则必有0lim (,)x x f x y A →=且有0lim (,)y y f x y A →=; B. 若在00(,)x y 处zx∂∂和z y ∂∂都存在, 则在点00(,)x y 处(,)z f x y =可微; C. 若在00(,)x y 处zx∂∂和z y ∂∂存在且连续, 则在点00(,)x y 处(,)z f x y =可微; D. 若22z x ∂∂和22z y ∂∂都存在, 则. 22z x ∂∂=22zy ∂∂.5.二元函数(,)z f x y =在点00(,)x y 处满足关系( C ).A. 可微(指全微分存在)⇔可导(指偏导数存在)⇒连续;B. 可微⇒可导⇒连续;C. 可微⇒可导, 或可微⇒连续, 但可导不一定连续;D. 可导⇒连续, 但可导不一定可微.6.向量()()3,1,2,1,2,1a b =--=-,则a b = ( A ) (A) 3 (B) 3- (C) 2- (D) 25.已知三点M (1,2,1),A (2,1,1),B (2,1,2) ,则→→•AB MA = ( C ) (A) -1; (B) 1; (C) 0 ; (D) 2;6.已知三点M (0,1,1),A (2,2,1),B (2,1,3) ,则||→→+AB MA =( B )(A);2-(B)(C)2; (D)-2;7.设D 为园域222x y ax +≤ (0)a >, 化积分(,)DF x y d σ⎰⎰为二次积分的正确方法是_____D____.A. 20(,)aa adx f x y dy -⎰⎰B. 202(,)adx f x y dy ⎰C. 2cos 0(cos ,sin )a a ad f d θθρθρθρρ-⎰⎰D. 2cos 202(cos ,sin )a d f d πθπθρθρθρρ-⎰⎰8.设3ln 1(,)x Idx f x y dy =⎰⎰, 改变积分次序, 则______.I= BA. ln30(,)y e dy f x y dx ⎰⎰B. ln330(,)y edy f x y dx ⎰⎰C. ln33(,)dy f x y dx ⎰⎰ D. 3ln 1(,)x dy f x y dx ⎰⎰9. 二次积分cos 20(cos ,sin )d f d πθθρθρθρρ⎰⎰可以写成___________. DA. 1(,)dy f x y dx ⎰⎰B. 100(,)dy f x y dx ⎰C. 11(,)dx f x y dy ⎰⎰ D. 10(,)dx f x y dy ⎰10. 设Ω是由曲面222x y z +=及2z =所围成的空间区域,在柱面坐标系下将三重积分(,,)I f x y z dx dy dz Ω=⎰⎰⎰表示为三次积分,________.I = CA . 22120(cos ,sin ,)d d f z dz ρπθρρθρθ⎰⎰⎰B. 22220(cos ,sin ,)d d f z dz ρπθρρθρθρ⎰⎰⎰C . 22222(cos ,sin ,)d d f z dz πρθρρθρθρ⎰⎰⎰D . 222(cos ,sin ,)d d f z dz πθρρθρθρ⎰⎰⎰11.设L 为y x 0面内直线段,其方程为d y c a x L ≤≤=,:,则()=⎰Ldx y x P , ( C )(A ) a (B ) c(C ) 0 (D ) d12.设L 为y x 0面内直线段,其方程为d x c a y L ≤≤=,:,则()=⎰Ldy y x P , ( C )(A ) a (B ) c (C ) 0 (D ) d13.设有级数∑∞=1n n u ,则0lim =∞→n n u 是级数收敛的 ( D )(A) 充分条件; (B) 充分必要条件; (C) 既不充分也不必要条件; (D) 必要条件;14.幂级数∑∞=1n n nx 的收径半径R = ( D )(A) 3 (B) 0 (C) 2 (D) 115.幂级数∑∞=11n n x n的收敛半径=R ( A )(A) 1 (B) 0 (C) 2 (D) 316.若幂级数∑∞=0n nn x a 的收敛半径为R ,则∑∞=+02n n n x a 的收敛半径为 ( A )(A) R (B) 2R(C) R (D) 无法求得17. 若lim 0n n u →∞=, 则级数1n n u ∞=∑( ) DA. 收敛且和为B. 收敛但和不一定为C. 发散D. 可能收敛也可能发散18. 若1n n u ∞=∑为正项级数, 则( B )A. 若lim 0n n u →∞=, 则1n n u ∞=∑收敛 B. 若1n n u ∞=∑收敛, 则21n n u ∞=∑收敛C. 若21n n u ∞=∑, 则1n n u ∞=∑也收敛 D. 若1n n u ∞=∑发散, 则lim 0n n u →∞≠19. 设幂级数1n n n C x ∞=∑在点3x =处收敛, 则该级数在点1x =-处( A )A. 绝对收敛B. 条件收敛C. 发散D. 敛散性不定 20. 级数1sin (0)!n nx x n ∞=≠∑, 则该级数( B )A. 是发散级数B. 是绝对收敛级数C. 是条件收敛级数D. 可能收敛也可能发散二、填空题1.设22(,)sin (1)ln()f x y x y x y =+-+,则 =')1,0(x f ___1___.2.设()()()22ln 1cos ,y x y x y x f +-+=,则)1,0('x f =____0______.3.二重积分的变量从直角坐标变换为极坐标的公式是()()⎰⎰⎰⎰=DDd d f dxdy y x f θρρθρθρsin ,cos ,4.三重积分的变量从直角坐标变换为柱面坐标的公式是()()⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=dz d d z f dxdydz z y x f ϕρρϕρϕρ,sin ,cos ,,5.柱面坐标下的体积元素 z d d d dv θρρ=6.设积分区域222:D x y a +≤, 且9Ddxdy π=⎰⎰, 则a = 3 。
第四章:多元函数微积分学 考试内容 多元函数的概念 ⼆元函数的⼏何意义 ⼆元函数的极限与连续的概念 有界闭区域上⼆元连续函数的性质 多元函数的偏导数和全微分多元复合函数、隐函数的求导法 ⼆阶偏导数 多元函数的极值和条件极值、值和最⼩值 ⼆重积分的概念、基本性质和计算 考试要求 1、了解多元函数的概念,了解⼆元函数的⼏何意义 2、了解⼆元函数的极限与连续的概念,了解有界闭区域上⼆元连续函数的性质 3、了解多元函数偏导数与全微分的概念,会求多元复合函数⼀阶、⼆阶偏导数,会求全微分,了解隐函数存在定理,会求多元隐函数的偏导数 4、了解多元函数极值和条件极值的概念,掌握多元函数极值存在的必要条件,了解⼆元函数极值存在的充分条件,会求⼆元函数的极值,会⽤拉格朗⽇乘数法求条件极值,会求简单多元函数的值和最⼩值,并求解⼀些简单的应⽤题。
5、了解⼆重积分的概念与基本性质,掌握⼆重积分(直⾓坐标、极坐标)的计算⽅法 第五章:常微分⽅程 考试内容 常微分⽅程的基本概念 变量可分离的微分⽅程 齐次微分⽅程 ⼀阶线性微分⽅程 可降阶的⾼阶微分⽅程 线性微分⽅程解的性质及解的结构定理 ⼆阶常系数齐次线性微分⽅程 ⾼于⼆阶的某些常系数齐次线性微分⽅程 简单的⼆阶常系数⾮齐次线性微分⽅程 微分⽅程的简单应⽤ 考试要求 1、了解微分⽅程及其阶、解、通解、初始条件和特解等概念 2、掌握变量可分离的微分⽅程及⼀阶线性微分⽅程的解法,会解齐次微分⽅程 3、会⽤降阶法解下列形式的微分⽅程 4、理解⼆阶线性微分⽅程解的性质及解的结构定理。
5、掌握⼆阶常系数齐次线性微分⽅程的解法,并会解某些⾼于⼆阶的常系数齐次线性微分⽅程。
6、会解⾃由项为多项式、指数函数、正弦函数、余弦函数以及它们的和与积的⼆阶常系数⾮齐次线性微分⽅程。
7、会⽤微分⽅程解决⼀些简单的应⽤问题。
第九、十章 多元函数积分学§9.3 曲线积分第一类 曲线积分(对弧长的曲线积分)参数计算公式:只讨论空间情形(平面情形类似)设空间曲线L 的参数方程 (),(),(),()x x t y y t z z t t αβ===≤≤则 [(,,)f x(t),y(t),z(t)L f x y z ds βα=⎰⎰ (假设()(,,)(),,()f x y z x t y t z t '''和皆连续)这样把曲线积分化为定积分来进行计算第二类 曲线积分(对坐标的曲线积分)参数计算公式:只讨论空间情形(平面情形类似)设空间有向曲线L 的参数方程(),(),(),x x t y y t z z t A ===起点对应参数为[]{[][]},(:)(,,),(,,),(,,),(),(),(),(,,)(,,)(,,)(),(),()()(),(),()()(),(),()()L AB B P x y z Q x y z R x y z x t y t z t P x y z dx Q x y z dy R x y z dz P x t y t z t x t Q x t y t z t y t R x t y t z t z t dtβααβαβαβ=<'''++'''=++⎰⎰始点对应参数为注意现在和的大小不一定如果皆连续又也都连续则这样把曲线积分化为定积分来计算。
值得注意:如果曲线积分的定向相反,则第二类曲线积分的值差一个负号,而第一类曲线积分的值与定向无关,故曲线不考虑定向。
三、两类曲线积分之间的关系空间情形:设L=AB 为空间一条逐段光滑有定向的曲线,(,,),(,,),(,,)P x y z Q x y z R x y z在L 上连续,则[](,,)(,,)(,,)(,,)cos (,,)cos (,,)cos cos ,cos ,cos (,,).AB AB P x y z dx Q x y z dy R x y z dzP x y z Q x y z R x y z dsAB x y z A B αβγαβγ++=++⎰⎰其中为曲线弧上上点处沿定向到方向的切线的方向余弦四、格林公式关于平面区域上的二重积分和它的边界曲线上的曲线之间的关系有一个十分重要的定理,它的结论就是格林公式。