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微积分下册知识点
第一章 空间解析几何与向量代数
向量及其线性运算
向量,向量相等,单位向量,零向量,向量平行、共线、共面;
线性运算:加减法、数乘;
空间直角坐标系:坐标轴、坐标面、卦限,向量的坐标分解式;
的性质(有界性定理,最大最小值定理,介值定理)
微分法
定义:
复合函数求导:链式法则
若,则
,
隐函数求导:两边求偏导,然后解方程(组)
应用
极值
无条件极值:求函数的极值
解方程组 求出所有驻点,对于每一个驻点,令
,,,
若,,函数有极小值,
若,,函数有极大值;
若,函数没有极值;
若,不定。
条件极值:求函数在条件下的极值
令: ——— Lagrange函数
解方程组
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几何应用
曲线的切线与法平面
曲线,则上一点(对应参数为)处的
切线方程为:
法平面方程为:
曲面的切平面与法线
曲面,则上一点处的切平面方程为:
法线方程为:
第三章 重积分
二重积分(一般换元法不考)
定义:
性质:(6条)
几何意义:曲顶柱体的体积。
计算:
直角坐标
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,
,
极坐标
三重积分
定义:
性质:
计算:
直角坐标
-------------“先一后二”
-------------“先二后一”
柱面坐标
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,
球面坐标
应用
曲面的面积:
第五章 曲线积分与曲面积分
对弧长的曲线积分
定义:
性质:
1)
2)
3)在上,若,则
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4) ( l 为曲线弧 L的长度)
计算:
设在曲线弧上有定义且连续,的参数方程为,其中在上具有一阶连续导数,且,则
对坐标的曲线积分
定义:设 L 为面内从 A 到B 的一条有向光滑弧,函数,在 L 上有界,定义,
.
向量形式:
性质:
用表示的反向弧 , 则
计算:
设在有向光滑弧上有定义且连续, 的参数方程为
,其中在上具有一阶连续导数,且,则
两类曲线积分之间的关系:
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设平面有向曲线弧为,上点处的切向量的方向角为:,,,
则.
格林公式
1、格林公式:设区域 D 是由分段光滑正向曲线 L 围成,函数在
D 上具有连续一阶偏导数, 则有
2、为一个单连通区域,函数在上具有连续一阶偏导数,则
曲线积分 在内与路径无关
曲线积分
在内为某一个函数的全微分
对面积的曲面积分
定义:
设为光滑曲面,函数是定义在上的一个有界函数,
定义
计算:———“一投二换三代入”
,,则
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对坐标的曲面积分
预备知识:曲面的侧,曲面在平面上的投影,流量
定义:
设为有向光滑曲面,函数是定义在上的有界函数,定义
同理,
性质:
1),则
2)表示与取相反侧的有向曲面 , 则
计算:——“一投二代三定号”
,,在上具有一阶连续偏导数,在上连续,则,为上侧取“ + ”, 为下侧取“ - ”.
两类曲面积分之间的关系:
其中为有向曲面在点处的法向量的方向角。
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高斯公式
高斯公式:设空间闭区域由分片光滑的闭曲面所围成, 的方向取外侧, 函数在上有连续的一阶偏导数, 则有
或
斯托克斯公式
斯托克斯公式:设光滑曲面 S 的边界 G是分段光滑曲线, S 的侧与 G 的正向符合右手法则, 在包含å 在内的一个空间域内具有连续一阶偏导数, 则有
为便于记忆, 斯托克斯公式还可写作:
第六章 常微分方程
1、微分方程的基本概念
含未知函数的导数(或微分)的方程称为微分方程;
未知函数是一元函数的微分方程,称为常微分方程;
未知函数是多元函数的微分方程,称为偏微分方程;
微分方程中未知函数的导数的最高阶数,称为微分方程的阶.
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能使微分方程成为恒等式的函数,称为微分方程的解.
如果微分方程的解中含任意常数,且独立的(即不可合并而使个数减少的)任意常数的个数与微分方程的阶数相同,这样的解为微分方程的通解.
不包含任意常数的解为微分方程特解.
2、典型的一阶微分方程
可分离变量的微分方程:
对于第1种形式,运用积分方法即可求得变量可分离方程的通解:
齐次微分方程:
代入微分方程即可。
可通过坐