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文檔簡介

1、第六章 微分方程一、一階微分方程1、一階線性方程 2、伯努利方程 令二、可降階的高階方程1次積分2 不顯含令,化為一階方程 。3 不顯含自變量令,化為一階方程。三、線性微分方程,時稱為齊次的,稱為非齊次的。 1二階線性齊次線性方程 (1)如果函數(shù)與是方程(1)的兩個解,則 也是(1)的解,其中是任意常數(shù)。如果與是方程(1)的兩個線性無關(guān)的特解,則 (是任意常數(shù))是(1)的通解.兩個函數(shù)與線性無關(guān)的充要條件為(常數(shù))2二階線性非齊次線性方程設(shè)是二階線性非齊次線性方程 的一個特解,是它對應(yīng)的齊次方程(1)的通解,則 是該方程的通解.設(shè)與分別是二階線性非齊次方程 與 的兩個特解。則是的特解。(疊加原

2、理)3.二階線性常系數(shù)齊次方程 特征方程,特征根 特征方程的根的通解兩個不相等的實根兩個相等的實根 一對共軛復(fù)根4二階線性常系數(shù)非齊次方程 i)如果 ,則二階線性常系數(shù)非齊次方程具有形如 的特解。其中,是次多項式, 也是系數(shù)待定的次多項式;依照為特征根的重數(shù)而取值.i) 如果,則二階線性常系數(shù)非齊次方程的特解可設(shè)為 其中是系數(shù)待定的次多項式,依照特征根的重數(shù)取值.四、歐拉方程二階歐拉方程 ,其中為常數(shù).作變換,則有 , 。原方程變?yōu)槎A線性常系數(shù)方程 。第七章 空間解析幾何一、1、,其中是與的夾角;2、向量積滿足下列運算律:1)反交換律 ;2)結(jié)合律 ,其中是數(shù)量 ;3) 左分配律 ,右分配律

3、 3、4、若,則稱為單位化向量,并有此時其中 是的方向余弦三、1、旋轉(zhuǎn)面方程yoz平面上的曲線C: 繞z軸的旋轉(zhuǎn)面方程為;繞y軸的旋轉(zhuǎn)面方程為類似可得其它坐標面上的曲線繞坐標軸的旋轉(zhuǎn)面方程2、柱面方程以xoy平面上的曲線C:為準線,母線平行于z軸的柱面方程為同理方程和分別表示母線平行于x軸和y軸的柱面3、曲線在坐標面上的投影在空間曲線的方程 中,經(jīng)過同解變形分別消去變量,則可得到在yoz、xoz、xoy平面上的投影曲線,分別為:; ; 四、1、平面方程 1)點法式:過點,法向量的平面方程為,2)一般式: ,其中不全為零3)截距式:4)兩個平面之間的關(guān)系設(shè)兩個平面1與2的法向量依次為和1與2的夾

4、角規(guī)定為它們法向量的夾角(取銳角)此時2222222121212121212121|cosCBACBACCBBAAnnnn+×+=×·=rrrrq2、直線方程 1)一般式:將直線表示為兩個平面的交線 2)若直線經(jīng)過點且與方向向量平行,則的方程為i) 對稱式:ii) 參數(shù)式:, 3)兩條直線之間的關(guān)系設(shè)兩條直線L1和L2方向向量分別為 ,L1 與 L2的夾角規(guī)定為它們方向向量的夾角(取銳角)于是 3、直線與平面的關(guān)系設(shè)直線L 的方向向量為,平面 的法向量為L與的夾角規(guī)定為L與它在上投影直線的夾角(銳角)這時 L 與 垂直的充要條件是 L 與 平行的充要條件是 xOy

5、圖3z五、1、橢圓拋物面: , 其中(圖3) 例如,等y zxO圖42、橢圓錐面: ,其中 (圖4)例如,圓錐面圖5zyOabx3、單葉雙曲面,其中(圖5)例如 x zOyc-c(圖6)4、雙葉雙曲面,其中(圖6)例如 第八章 多元函數(shù)的微分學(xué)一、1偏導(dǎo)數(shù)對某一個自變量求偏導(dǎo)數(shù),就是將其余的自變量看作常數(shù),對這個變量求一元函數(shù)的導(dǎo)數(shù)2高階偏導(dǎo)數(shù)二元函數(shù)的二階偏導(dǎo)數(shù) ,或 ,;,或 ,; 及稱為二階混合偏導(dǎo)數(shù)3、全微分二元函數(shù)在點處的全微分三元函數(shù)的全微分,并有4、可微、可導(dǎo)、連續(xù)的關(guān)系在多元函數(shù)中,可微、可導(dǎo)、連續(xù)的關(guān)系與一元函數(shù)的情況有所不同在多元函數(shù)中1)可微必可導(dǎo),可導(dǎo)不一定可微;2)可

6、微必連續(xù),連續(xù)不一定可微;3)可導(dǎo)不一定連續(xù),連續(xù)不一定可導(dǎo)5、復(fù)合函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)假設(shè)下列函數(shù)都可微,則有復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)公式(鏈式法則):a.若,則復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)為=+;b.若,則復(fù)合函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)=+ , =+;6、隱函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)1)方程所確定的隱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)為 2)方程所確定隱函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)為 , 二、1、取得極值的必要條件如果函數(shù)在點的兩個偏導(dǎo)數(shù)都存在,且在該點函數(shù)取得極值,則 , 可導(dǎo)的極值點必是駐點,但極值點不一定是駐點2取得極值的充分條件設(shè)在駐點的某個鄰域內(nèi)有二階的連續(xù)偏導(dǎo)數(shù)令, , ,于是有 1)如果,則點是函數(shù)的極值點當時,是極大值 , 當時,是極小值2)如果,則點不是函數(shù)的極值點3)

7、如果,則函數(shù)在點有無極值不能確定,需用其它方法判別3條件極值1)求二元函數(shù)在約束條件=0下的極值,可以按照如下步驟進行:i) 構(gòu)造拉格朗日函數(shù) ;ii) 解方程組 若 是方程組的解,則是該條件極值問題的可疑極值點三、多元微分學(xué)的幾何應(yīng)用1空間曲線的切線與法平面給定空間曲線 ,其中的三個函數(shù)有連續(xù)的導(dǎo)數(shù)且導(dǎo)數(shù)不同時為零(光滑曲線)上的點 對應(yīng)的參數(shù)為則曲線在點處的切向量為,此時的切線方程為 曲線在點的法平面方程為 2曲面的切平面與法線給定曲面的方程 ,函數(shù)有連續(xù)的偏導(dǎo)數(shù)且三個偏導(dǎo)數(shù)不同時為零(光滑曲面)點是上的一個點則曲面在點處的法向量為,此時的切平面方程為,曲面在點的法線方程為 四方向?qū)?shù)與梯

8、度1若函數(shù) 在點可微,方向的方向余弦為,則函數(shù)在點沿方向的方向?qū)?shù)為2設(shè)函數(shù)在空間區(qū)域內(nèi)可微,則函數(shù)在點處的梯度定義為一個向量grad梯度方向是函數(shù)變化率最大的方向在梯度方向上函數(shù)的方向?qū)?shù)取得最大值第九章 重積分一、 二重積分的計算1直角坐標下二重積分的計算1)若積分區(qū)域可以表示為:,則2)若積分區(qū)域可以表示為 :,則2極坐標下二重積分的計算 直角坐標與極坐標的關(guān)系為 ,此時面積元素為或若在極坐標下積分區(qū)域可以表示為 ,則二、三重積分的計算,表示的體積1直角坐標下三重積分的計算1)“先一后二”法若積分區(qū)域可表示為:,則其中是在xoy坐標面上的投影2) “先二后一”法設(shè)積分區(qū)域在z軸上的投影區(qū)

9、間為用平面(常數(shù))去截,截面為則其中 是將投影到xoy坐標面上所做的二重積分2柱面坐標下三重積分的計算直角坐標與柱面坐標的關(guān)系為 ,則體積元素為或若積分區(qū)域在柱面坐標下可表示為,則3球面坐標下計算三重積分直角坐標與球面坐標的關(guān)系為 , 體積元素為 或 如果積分區(qū)域在球面坐標下可表示為 :,則4.簡算:對稱奇偶性, 重心公式。三、重積分的應(yīng)用1曲頂柱體的體積曲頂柱體的體積 2質(zhì)量密度為,則平面板的質(zhì)量 密度為 ,則物體的質(zhì)量為 3曲面面積設(shè)曲面的方程為 ,其中是有界閉區(qū)域,在上有連續(xù)的偏導(dǎo)數(shù)則曲面的面積為面積微元第十一章 無窮級數(shù)一、1、a.收斂±收斂收斂,收斂±發(fā)散發(fā)散,發(fā)

10、散±發(fā)散斂散不定。b.收斂級數(shù)任意加括號所得的級數(shù)仍收斂,且其和不變.2、兩個重要級數(shù)及其斂散性1)幾何級數(shù).當時該級數(shù)收斂,其和為;當時該級數(shù)發(fā)散.2)-級數(shù).當時,該級數(shù)收斂;當時,該級數(shù)發(fā)散.當時稱級數(shù)為調(diào)和級數(shù),它是一個發(fā)散級數(shù).二、 正項級數(shù)的審斂法 ( ,)1)(比較審斂法)設(shè) 和都是正項級數(shù),且鉆圈子原理若強級數(shù)收斂,則弱級數(shù)收斂;若弱級數(shù)發(fā)散, 則強級數(shù)發(fā)散.破記錄原理2) (比較審斂法的極限形式) 設(shè)與都是正項級數(shù). 如果 則級數(shù)和級數(shù)同時收斂或同時發(fā)散.(若或如何?)3) (比值審斂法)若正項級數(shù)滿足 ,則當時,級數(shù)收斂;時,級數(shù)發(fā)散;時,級數(shù)可能收斂也可能發(fā)散.

11、4)(根值審斂法)若正項級數(shù)滿足 ,則當時,級數(shù)收斂;時,級數(shù)發(fā)散;時,級數(shù)可能收斂也可能發(fā)散.5. 交錯級數(shù)的萊布尼茲審斂法設(shè),則稱級數(shù)為交錯級數(shù).定理(萊布尼茲審斂法)設(shè)為交錯級數(shù).如果滿足: 1)對一切自然數(shù)有; 2),則收斂,且其和.6級數(shù)的絕對收斂和條件收斂如果級數(shù)收斂,則稱級數(shù)絕對收斂.如果收斂,而發(fā)散,稱級數(shù)條件收斂.對任意項級數(shù),如果它絕對收斂,則它必收斂.三、冪級數(shù)(,)1阿貝爾定理2冪級數(shù)收斂半徑 ; 收斂區(qū)間。收斂域:收斂區(qū)間加入收斂的端點收斂半徑的求法1)對于冪級數(shù),如果,則;2)對于冪級數(shù),如果,則2. 冪級數(shù)的性質(zhì)性質(zhì)1. (和函數(shù)連續(xù)性)冪級數(shù)的和函數(shù)在收斂域內(nèi)是連續(xù)的。性質(zhì)2.(逐項積分)設(shè)冪級數(shù)和函數(shù)在收斂區(qū)間可逐項積分逐項積分后的冪級數(shù)與原冪級數(shù)有相同的收斂半徑.性質(zhì)3.(逐項求導(dǎo))冪級數(shù)的和函數(shù)在收斂區(qū)間內(nèi)有逐項求導(dǎo)公式:,逐項求導(dǎo)后的冪級數(shù)與原冪級數(shù)有相同的收斂半徑.3冪級數(shù)的運算1)冪級數(shù)的加減法若收斂域,則 的收斂域為。2)冪級數(shù)的乘法設(shè)冪級數(shù)與的收斂半徑分別為,.則這兩個冪級數(shù)乘積的收斂半徑,且在上恒有4. 函數(shù)的冪級數(shù)展開式設(shè)在點附近有任意階導(dǎo)數(shù),則稱冪級數(shù)為在點的泰勒級數(shù),稱為在點的泰勒系數(shù).特

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