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微积分总结(下册)
29页1、 微积分(B II)总结chapter 8 多元函数微分学8.1 多元函数的极限先看极限是否存在(一个方向组(y=kx)或两个方向趋近于极限点(给定方向必须当x满足极限过程时,y也满足极限过程)。如果存在,能先求的先求,能用等价无穷小替换的就替换,最后考虑夹逼准则。8.2 偏导数点导数定义(多用于分段函数的分界点)例:求,就是求分段函数的点偏导数在连续,但偏导数不一定存在(如:锥)8.3 全微分函数可微,则偏导数必存在(逆否命题可证明函数不可微,证明时,把右边前两项移到左边,看它是不是的高阶无穷小)例:对于某一点处的全微分,也可能要用到点导数。8.4多元复合函数求导8.4.1链式求导法则链式求导法则要求函数对每个中间变量求偏导,乘以中间变量对自变量求偏导。而所谓函数对第一中间变量求偏导就是说另外把两个中间变量看做不变。小心:中间变量要带入,例:(在计算z对u的偏导时,相当于把v,t看做不变)这里的u,v要带入(第三行),并且z是具体的函数,所以在对中间变量求偏导数时,偏导数可以求出来8.4.2隐函数求偏导全微分性质的不变性例:用全微分形式的不变性两边同时取全微分,相当于(-xy)为中间
2、变量,求出全微分后,直接出偏导想象z=z(x,y)即z是复合函数,两边对x,y求导也能的出来(较慢)8.5 隐函数求导公式8.5.1 一个方程分母上的做函数,分子上的做一个自变量,对分子上的求偏导如:若求偏x,那就把方程看成z=z(x,y)对z求导。注意,x,yy独立,然而z对x,y求导不是08.5.2 方程组观察方程组,4个变量,两个等式,那么说有两个自由变量。让求,就是把方程组看成u=u(x,y),v=v(x,y), 上下对y求导。(把分母上的变量看做函数)8.6空间曲线的几何应用8.6.1空间曲线的切线与法平面特殊地,无论方程如何给出,弄出对x或对t的导数十分关键。注意,在某点处的切线方程在看方向向量时要把那个点带入8.6.2曲面的切平面与法线,特殊地8.6.3 方向导数与梯度即梯度与所给方向l的方向向量的点积记住,如果求某一点的方向导数,要求的两个偏导数就是点偏导数如果用此公式,需要z有一阶连续偏导数。当l的方向与梯度的方向一致时,方向导数的值最大,为梯度的摸8.7 多元函数的极值8.7.1多元函数极值极值取在驻点处,或者在不可微的点处如果出现(3)的情况,需要回归定义,8.7
3、.2多元函数最值加上定义域边界上的值,与函数的极值比较对于定义域无界的情况,要考虑x,y逼近于无穷8.7.3拉格朗日乘数法(条件极值)构造方程,其中(x,y)为驻点记住:相当于构造,每一个方程就是对每个自变量求导,然后再加上约束条件(也就是对lambda求偏导)。求导时,一定要对也求偏导。至于这里的驻点如何为极值点,需要人为验证(回归定义)如何解方程:对于只有一个约束条件的方程前几个不带约束条件的方程对称性很好,因此先通过第一个方程解出lambda,然后带入后面几个方程(不包含带有约束条件的方程),可以解出x,y,z的关系(一般是比例关系)。可以把y和z都用x表示。然后带入含有约束条件的方程。(稳赚不赔的傻瓜解法)对于由两个约束条件的方程,可以通过前面(不包含约束条件的)方程解出lambda1与2的关系,然后削去其中一个,然后再按只有一个约束条件处理。(但这样的问题更需要具体分析)chapter 9 重积分9.1二重积分判断二重积分的符号:如果被积函数在D中处处小于0,那么积分值小于0二重积分相当于求平面片的质量,而被积函数相当于某一点处的密度。这样,根据被积函数的对称性和积分区域的对
4、称性很容易理解二重积分的对称性。如果被积函数为1,相当于求平面片的面积。(直角坐标)极坐标9.2二重积分的应用9.2.1求曲面的面积如果可以投影到xoy面,即可以有函数z=z(x,y)如果偏导数不好求,直接求法向量,直接求方向角带入第一个等式即可。其他面同理,求曲面面积时,一定要把曲面所在的卦限想全。如下图,曲面在一二五六卦限都有。如果只是用上面公式向xoy投影,就只能得出一半的答案。这两个面围成的曲面并不是z的函数,分成上下两片每一片才是z的函数,这就是错误的原因。对于用参数方程表示的区域的二重积分先设y对于x的函数为y(x),把二重积分用直角坐标表示出来。把二重积分化为定积分后,再用二重积分换元法,换成t,记住,换元必换限。9.2.2转动惯量9.3 三重积分解三重积分考虑几个问题:直角坐标、柱面坐标、球坐标?通过积分区域和被积函数选择直角坐标:Step1:先一后二还是先二后一?先二后一:一般情况下当被积函数只有一个变量,积分采用先二后一。含谁,谁就作为“一”。然后即可解出。对于先一后二,进入下一步。Step2 :对称性有没有?看被积函数整体有没有,或者整理后某一项有没有(如果有且这
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