高等數學知識點

2023-01-13 14:33:06 字數 4882 閱讀 3977

第七章空間解析幾何與向量代數

(一) 向量及其線性運算

1、 向量,向量相等,單位向量,零向量,向量平行、共線、共面;

2、 線性運算:加減法、數乘;

3、 空間直角座標系:座標軸、座標面、卦限,向量的座標分解式;

4、 利用座標做向量的運算:設,,

則,;5、 向量的模、方向角、投影:

1) 向量的模:;

2) 兩點間的距離公式:

3) 方向角:非零向量與三個座標軸的正向的夾角

4) 方向余弦:

5) 投影:,其中為向量與的夾角。

(二) 向量的數量積和向量積

1、 數量積:

1)2)

運算律:

2、 向量積:

大小:,方向:符合右手規則

1)2)

運算律:反交換律

3、混合積*:

三個向量共面

(三) 平面及其方程

1、 點法式方程:

法向量:,過點

2、 一般式方程:

截距式方程:

3、 兩平面的夾角:,,

4、 點到平面的距離:

(四) 空間直線及其方程

1、 一般式方程:

2、 對稱式(點向式)方程:

方向向量:,過點

3、 引數式方程:

4、 兩直線的夾角:,,

5、 直線與平面的夾角:直線與它在平面上的投影的夾角,

6、 平面束:

, 過的交線的平面構成平面束,方程為:

(五) 曲面及其方程

1、 曲面方程的概念:

2、 旋轉曲面:

面上曲線,

繞軸旋轉一周:

繞軸旋轉一周:

3、 柱面:

表示母線平行於軸,準線為的柱面

4、 二次曲面

1) 橢圓錐面:

2) 橢球面:

旋轉橢球面:

3) 單葉雙曲面:

4) 雙葉雙曲面:

5) 橢圓拋物面:

6) 雙曲拋物面(馬鞍面):

7) 橢圓柱面:

8) 雙曲柱面:

9) 拋物柱面:

(六) 空間曲線及其方程

1、 一般方程:

2、 引數方程:,如螺旋線:

3、 空間曲線在座標面上的投影

,消去,得到曲線在面上的投影

第八章多元函式微分法及其應用

(一) 基本概念

1、 距離,鄰域,內點,外點,邊界點,聚點,開集,閉集,連通集,區域,閉區域,有界集,無界集。

2、 多元函式:,圖形:

3、 極限:

4、 連續:

5、 偏導數:

6、 方向導數:

其中 其中為的方向角。

7、 梯度:,則。

8、 全微分:設,則

(二) 性質

1、 極限與累次極限的關係

2、 函式可微,偏導連續,偏導存在,函式連續等概念之間的關係:

3、 閉區域上連續函式的性質(有界性定理,最大最小值定理,介值定理)

4、 微分法

1) 定義

2) 復合函式求導:鏈式法則

若,則, 3) 隱函式求導:兩邊求偏導,然後解方程(組)

(三) 應用

1、 極值

1) 無條件極值:求函式的極值

解方程組求出所有駐點,對於每乙個駐點,令

,,,1 若,,函式有極小值,若,,函式有極大值;

2 若,函式沒有極值;

3 若,不定。

2) 條件極值:求函式在條件下的極值

令lagrange函式

解方程組

2、 幾何應用

1) 曲線的切線與法平面

曲線,則上一點(對應引數為)處的切線方程為:

法平面方程為:

2) 曲面的切平面與法線

曲面,則上一點處的切平面方程為:

法線方程為:

第九章重積分

(一) 二重積分

1、 定義:

2、 性質:(6條)

3、 幾何意義:曲頂柱體的體積。

4、 計算:

1) 直角座標

, ,2) 極座標

(二) 三重積分

1、 定義:

2、 性質:

3、 計算:

1) 直角座標

先一後二」

先二後一」

2) 柱面座標

, 3) 球面座標

(三) 應用

曲面的面積:

第十章曲線積分與曲面積分

(一) 對弧長的曲線積分

1、 定義:

2、 性質:

1) 2)

3)在上,若,則

4)( l 為曲線弧 l的長度)

3、 計算:

設在曲線弧上有定義且連續,的引數方程為,其中在上具有一階連續導數,且,則

(二) 對座標的曲線積分

1、 定義:設 l 為面內從 a 到b 的一條有向光滑弧,函式,在 l 上有界,定義,

.向量形式:

2、 性質:

用表示的反向弧 , 則

3、 計算:

設在有向光滑弧上有定義且連續,的引數方程為

,其中在上具有一階連續導數,且,則

4、 兩類曲線積分之間的關係:

設平面有向曲線弧為,上點處的切向量的方向角為:,,,

則.(三) 格林公式

1、格林公式:設區域 d 是由分段光滑正向曲線 l 圍成,函式在

d 上具有連續一階偏導數, 則有

2、為乙個單連通區域,函式在上具有連續一階偏導數,則

曲線積分在內與路徑無關

曲線積分

在內為某乙個函式的全微分

(四) 對面積的曲面積分

1、 定義:

設為光滑曲面,函式是定義在上的乙個有界函式,

定義 2、 計算:———「一單二投三代入」

,,則(五) 對座標的曲面積分

1、 預備知識:曲面的側,曲面在平面上的投影,流量

2、 定義:

設為有向光滑曲面,函式是定義在上的有界函式,定義

同理,3、 性質:

1),則

2)表示與取相反側的有向曲面 , 則

4、 計算:——「一投二代三定號」

,,在上具有一階連續偏導數,在上連續,則,為上側取「 + 」,為下側取「 - 」.

5、 兩類曲面積分之間的關係:

其中為有向曲面在點處的法向量的方向角。

(六) 高斯公式

1、 高斯公式:設空間閉區域由分片光滑的閉曲面所圍成,的方向取外側, 函式在上有連續的一階偏導數, 則有

或2、 通量與散度

通量:向量場通過曲面指定側的通量為:

散度:(七) 斯托克斯公式

1、 斯托克斯公式:設光滑曲面的邊界是分段光滑曲線, 的側與的正向符合右手法則,在包含在內的乙個空間域內具有連續一階偏導數, 則有

為便於記憶, 斯托克斯公式還可寫作:

2、 旋度

旋度:第十一章級數

(一) 常數項級數

1、 定義:

1)無窮級數:

部分和:,

正項級數:,

交錯級數:,

2)級數收斂:若存在,則稱級數收斂,否則稱級數發散

3)條件收斂:收斂,而發散;

絕對收斂:收斂。

2、 性質:

1) 改變有限項不影響級數的收斂性;

2) 級數,收斂,則收斂;

3) 級數收斂,則任意加括號後仍然收斂;

4) 必要條件:級數收斂.(注意:不是充分條件!)

3、 審斂法

正項級數:,

1) 定義:存在;

2) 收斂有界;

3) 比較審斂法:,為正項級數,且

若收斂,則收斂;若發散,則發散.

4) 比較法的推論:,為正項級數,若存在正整數,當時,,而收斂,則收斂;若存在正整數,當時,,而發散,則發散.

5) 比較法的極限形式:,為正項級數,若,而收斂,則收斂;若或,而發散,則發散.

6) 比值法:為正項級數,設,則當時,級數收斂;則當時,級數發散;當時,級數可能收斂也可能發散.

7) 根值法:為正項級數,設,則當時,級數收斂;則當時,級數發散;當時,級數可能收斂也可能發散.

8) 極限審斂法:為正項級數,若或,則級數發散;若存在,使得,則級數收斂.

交錯級數:

萊布尼茨審斂法:交錯級數:,滿足:,且,則級數收斂。

任意項級數:

絕對收斂,則收斂。

常見典型級數:幾何級數:

p -級數:

(二) 函式項級數

1、 定義:函式項級數,收斂域,收斂半徑,和函式;

2、 冪級數:

收斂半徑的求法:,則收斂半徑

3、 泰勒級數

展開步驟:(直接展開法)

1) 求出;

2) 求出;

3) 寫出;

4) 驗證是否成立。

間接展開法:(利用已知函式的展開式)

1);2);

3);4);

5)6)

7)8)

4、 傅利葉級數

1) 定義:

正交系:函式系中任何不同的兩個函式的乘積在區間上積分為零。

傅利葉級數:

係數:2) 收斂定理:(展開定理)

設 f (x) 是週期為2的週期函式, 並滿足狄利克雷( dirichlet )條件:

1) 在乙個週期內連續或只有有限個第一類間斷點;

2) 在乙個週期內只有有限個極值點,

則 f (x) 的傅利葉級數收斂 , 且有

3) 傅利葉展開:

①求出係數:;

②寫出傅利葉級數;

③根據收斂定理判定收斂性。

多做些課後題,選擇填空選做,答題盡量都看看,起碼有個思路,解題步驟可參見相應的例題。要想不掛科,請多做課後題!

高等數學知識點總結

導數公式 基本積分表 三角函式的有理式積分 一些初等函式兩個重要極限 三角函式公式 誘導公式 和差角公式和差化積公式 倍角公式 半形公式 正弦定理 餘弦定理 反三角函式性質 高階導數公式 萊布尼茲 leibniz 公式 中值定理與導數應用 曲率 定積分的近似計算 定積分應用相關公式 空間解析幾何和向...

考研高等數學知識點總結

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高等數學知識點系統總結 彩版

知識點系統總結 一 對映與函式 集合及其運算 區間和鄰域 對映 函式 差集 鄰域 為任意正實數 對映 像唯一,原像不唯一 二 數列及函式的極限 數列的極限 收斂數列的性質子數列及其性質 a 唯一性 如果數列收斂,那麼它的極限唯一。如果極限不唯一,那麼極限不存在 b 有界性 若數列收斂,則它一定有界。...