微积分下基础题型

微积分下基础题型偏导多函数求偏导是把下方的字母当未知数 其它字母当常数 对总函数求导在 a b c 点的偏导 分别求 xyz 的偏导 将 x a y b z c 代入求出的三个数求多函数的二阶偏导先对分母的前一项求偏导 再对偏导结果在求偏导偏导对象不变 偏导顺序不改变最终结果求多复合函数的偏导把复杂部分设为 u v 等 套公式一函数用 d 多函数用栗子 1 栗子 2 栗子 2 变式求多隐函数的偏导无法提出 z

目录

偏导

多元函数求偏导

求多元函数的二阶偏导

求多元复合函数的偏导

求多元隐函数的偏导

多元函数的全微分

多元复合函数的全微分

已知全微分,求未知数

多元函数求极值

多元隐函数求极值

多元函数求最值

四个小知识点

空间向量

求向量的长度

求向量的点乘

求向量之间的夹角

求一个向量在另一个向量方向上的投影

向量垂直

向量平行

空间几何(上)

求过三点的平面方程

判断面与面、面与向量的关系

已知面过一点和其法向量,求面

求点到面的距离

求两个面的交线方程

线与线、线与面的关系

已知线过一点和其方向向量,求线

求点到线的距离

求x=x(t)  y=y(t)  z=z(t)形式的曲线在某点处的切线和法平面

求x、y、z写在一起的曲线在某点处的切线与法平面

求曲面在某点处的切平面与法线

二重积分

计算形式的二重积分

交换积分次序

计算格式的二重积分

积分区域与圆有关的二重积分

积分区域对称的二重积分

三重积分

 第一类曲线积分

函数在圆上的积分

函数在y=y(x)上的积分

利用性质计算

第二类曲线积分

两个函数在圆上的积分

两个函数在线上的积分

利用性质计算

第一类曲面积分

已知面z=z(x,y),计算某一个函数在这个面上的积分

已知面x=x(y,z),计算某一个函数在这个面上的积分

已知面y=y(x,z),计算某一个函数在这个面上的积分

函数在体的表面的积分

第二类曲面积分函数

在某一个曲面上关于dydz的积分

函数在某一个曲面上关于dxdy的积分

函数在某一个曲面上关于dxdz的积分

判断级数的敛散性

判断正项级数的敛散性

判断交错级数的敛散性

判断绝对收敛/条件收敛

 幂级数

已知幂级数在某点收敛/发散,判断其在另一点的敛散性

求幂级数的收敛域/收敛区间

求幂级数的收敛半径

求幂级数在收敛域内的和函数

展成幂级数


偏导

多元函数求偏导

是把下方的字母当未知数,其它字母当常数,对总函数求导

在(a,b,c)点的偏导=分别求xyz的偏导,将x=a,y=b,z=c代入求出的三个数

求多元函数的二阶偏导

先对分母的前一项求偏导,再对偏导结果在求偏导

偏导对象不变,偏导顺序不改变最终结果

求多元复合函数的偏导

把复杂部分设为u,v等    --->   套公式

一元函数用d,多元函数用\partial

栗子1

 栗子2

栗子2变式

求多元隐函数的偏导

无法提出z=。。。,则为多元隐函数

已知。。。=0

  1. 设F=。。。

  2. 分别求F对x,y,z的偏导

  3. 然后代公式,公式如下

例子1)求一阶偏导

例子2)求二阶偏导

z包含x,就不能把z当成常数

然后代入红黄框就OK了

全微分及偏导的应用

多元函数的全微分

全微分dZ,有几项就由未知数的个数决定

dZ=\frac{\partial z}{\partial x}dx+\frac{\partial z}{\partial y}dy

例子1

例子2

多元复合函数的全微分

公式:dZ=\frac{\partial z}{\partial x}dx+\frac{\partial z}{\partial y}dy

已知全微分,求未知数

公式dZ=\frac{\partial z}{\partial x}dx+\frac{\partial z}{\partial y}dy

公式\frac{\partial ^2z}{\partial x\partial y}=\frac{\partial ^2z}{\partial y\partial x}

多元函数求极值

方法:

  1. 求出同时满足z对x的偏导=0和z对y的偏导=0的一对(x,y)

  2. A=\frac{\partial ^2z}{\partial x^2}     B=\frac{\partial ^2z}{\partial x\partial y}    C=\frac{\partial ^2z}{\partial y^2}  的 值

  3. B^2-AC<0    A<0极大值点  A>0极小值点

  4. B^2-AC=0不确定

  5. B^2-AC>0不是极值点

例子

多元隐函数求极值

方法:

  1. 求出同时满足     z对x的偏导=0     和     z对y的偏导=0   和   原方程    的一对(x,y,z)

  2. A=\frac{\partial ^2z}{\partial x^2}     B=\frac{\partial ^2z}{\partial x\partial y}    C=\frac{\partial ^2z}{\partial y^2}  的 值

  3. B^2-AC<0    A<0极大值点  A>0极小值点

  4. B^2-AC=0不确定

  5. B^2-AC>0不是极值点

例子

多元函数求最值

四个小知识点

空间向量

求向量的长度

求向量的点乘

例子1

例子2

求向量之间的夹角

公式:

例子:

求一个向量在另一个向量方向上的投影

公式:

例子:

向量垂直

若向量a和向量b垂直,则其点乘为0

例子

向量叉乘

若向量\vec{c}=\vec{a}\times \vec{b},则c与a垂直,c与b垂直,c与ab所在平面垂直

例子

向量平行

当向量a和向量b平行,\vec{a}\times \vec{b}=0,每一项成比例

空间几何(上)

求过三点的平面方程

Ax+By+Cz+D=0

判断面与面、面与向量的关系

公式

已知面过一点和其法向量,求面

例子

例子

求点到面的距离

求两个面的交线方程

线与线、线与面的关系

已知线过一点和其方向向量,求线

例子1

例子2

求点到线的距离

方法一

方法二

点线距可用叉乘来求

  1. 取直线上一点和直线外所求点构成向量
  2. 求出直线方向向量
  3. 两向量做叉乘,叉乘结果求长度后除以方向向量长度

求x=x(t)  y=y(t)  z=z(t)形式的曲线在某点处的切线和法平面

求x、y、z写在一起的曲线在某点处的切线与法平面

求曲面在某点处的切平面与法线

二重积分

计算\int dx\int dy形式的二重积分

  1. 把未知数集中到后边
  2. 计算后半部分积分
  3. 将计算结果代入前半部分中间

交换积分次序

例子1

例子2

例子3

计算\int \int d\sigma格式的二重积分

积分区域与圆有关的二重积分

x=rcos\theta   y=rsin\theta  dxdy=rd\theta dr

积分区域对称的二重积分

三重积分

方法

  • 第一步:结合表,表示出\Omega,并用z=?的形式表示出下表面与上表面
  • 下表面:从z坐标轴向上看的面
  • 上表面:从z坐标轴向上看的面
  • 第二步:求出\int_{down}^{up}f(x,y,z)dz,结果记为g(x,y)  
  • up     为  z上表面  
  • down为  z下表面
  • 第三步:求出\Omega在xoy面的投影D
  • 第四步:计算\int \int g(x,y)d\sigma

例子

 

 第一类曲线积分

函数在圆上的积分

L为曲线,f为函数

公式

例子

函数在y=y(x)上的积分

公式

例子

综合变式子

利用性质计算\int_{L}f(x,y)ds

例子

第二类曲线积分

两个函数在圆上的积分

公式

例子

两个函数在线上的积分

公式

例子1

例子2

利用性质计算\int _{L}P(x,y)dx+Q(x,y)dy

例子

变式

 

第一类曲面积分

已知面z=z(x,y),计算某一个函数在这个面上的积分

公式

做题步骤

①画出\sum,并表示出Dxy
②将\sum表示成z=?的形式,并求出f(x,y,z(x,y))
③求出\frac{\partial z}{\partial x}   \frac{\partial z}{\partial y}
④代入公式,求出答案

例题1

例题2

已知面x=x(y,z),计算某一个函数在这个面上的积分

公式

做题步骤

①画出\sum,并表示出Dyz
②将\sum表示成x=?的形式,并求出f(x(y,z),y,z)
③求出\frac{\partial x}{\partial y}   \frac{\partial x}{\partial z}
④代入公式,求出答案

例题

已知面y=y(x,z),计算某一个函数在这个面上的积分

公式

做题步骤

①画出\sum,并表示出Dxz
②将\sum表示成y=?的形式,并求出f(x,y(x,z),z)
③求出\frac{\partial y}{\partial x}   \frac{\partial y}{\partial z}
④代入公式,求出答案

例题

函数在体的表面的积分

第二类曲面积分函数

在某一个曲面上关于dydz的积分

公式

例题

例题

例题

函数在某一个曲面上关于dxdy的积分

公式

例题

函数在某一个曲面上关于dxdz的积分

公式

例题

判断级数的敛散性

判断正项级数的敛散性

正项级数:好多项相加,每一项都是正的,项项间有关系

公式:

进一步判断

例题

例题

例题

例题

例题

判断交错级数的敛散性

公式

例题

判断绝对收敛/条件收敛

公式

正项级数

  • 若级数发散,则发散;
  • 若级数收敛,则绝对收敛。

交错级数

  • 若级数发散,则发散;
  • 若级数收敛,则去掉(-1)的n次方项,变为正项级数:

交错级数变为正项级数

  • 正项级数收敛,则绝对收敛;
  • 正项级数发散,则条件收敛。

例题

例题

 

 幂级数

已知幂级数在某点收敛/发散,判断其在另一点的敛散性

公式

例题

例题

求幂级数的收敛域/收敛区间

公式

例题

例题

求幂级数的收敛半径

公式

例题

例题

求幂级数在收敛域内的和函数

公式

例题

例题

例题:乘x或乘x^2

例题:提1/x或1/(x^2)

例题:多个n  ->  多次求导或积分

公式

例题

展成幂级数

方法

例题

例题

例题

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

编程小号
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