高数下册知识点

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第八章 空间解析几何与向量代数

(一)向量及其线性运算

4)

方向余弦: COx 一,cos r

5)投影:Prjua a cos ,其中 为向量a与u的夹角 高等数学下册知识点

1、 向量,向量相等,单位向量,零向量,向量平行、共线、共面;

2、 线性运算:加减法、数乘;

3、 空间直角坐标系:坐标轴、坐标面、卦限,向量的坐标分解式;

4、 利用坐标做向量的运算:设a (ax,ay,az),b (bx,by,bz),

则 a b (ax bx,ay by ,az bz), a ( a*, a$, az);

5、 向量的模、方向角、投影:

/~2 2 2

1) 向量的模:r

2) 两点间的距离公式:AB|xj2 (y2 yi)2 (Z2 zj2

3) 方向角:非零向量与三个坐标轴的正向的夹角 ,,

2 2 2 COS cos cos 1

(二) 数量积,向量积

1、数量积:a b |a | b cos

1)a a a 2 2) a b

a b 0

a b axbx ayby azbz 0

的柱面

z2 b2 2、向量积:cab

大小:|a||b sin ,方向:a ,b , c符合右手规则

1) a a 0

2) a// b a b 0

■ i ■ j k

a b ax ay az

bx by bz

运算律:反交换律 b a a b

(三) 曲面及其方程

1、 曲面方程的概念:S:f(x,y,z) 0

2、 旋转曲面:

yoz 面上曲线 C : f (y, z) 0,

绕y轴旋转一周:f(y, vx2 z2) 0

/ 2 2

绕z轴旋转一周:f( \'X y , z) 0

3、 柱面:

F(x,y)

F (x, y) 0表示母线平行于z轴,准线为 z 0

4、 二次曲面

2 x

1)椭圆锥面: 2 a x 2 y 2 z2 1

2) 椭球面: 2 2 2

a b c

2

2 2

x y z 1

旋转椭球面: 2 a 2 2

a c

2 2 2

x y z 1 3) 单叶双曲面: a 2 b2 2 c

2 2 2

x y z 1 4) 双叶双曲面: a 2 b2 2 c

2 2

x y z

5) 椭圆抛物面: a 2 b2

2 2

x y z 6) 双曲抛物面 (马鞍面) :a2 b2

2

2

x

y 1 b2 1

7) 椭圆柱面: 2 a

2

2

x

y 1 b2 1

8) 双曲柱面: 2 a

2

ay

9) 抛物柱面: x

(四)空间曲线及其方程

F (x, y, z) 0

1、 般方程: G(x, y,z) 0

x x(t) x a cos t

2、参数方程: y y(t),如螺旋线: y a sin t

z z(t) z bt H(x, y) 0

3、 两平面的夹角: ni (A1, B1, C1), n2 (A2,B2,C2), cos

A A2 B1B2 C1C2

Bi2 Ci2 , Af Bf C;

4、 i〃 △ 旦邑

A2 B2 C2

点 Po ( xo , yo , Z0 )到平面 Ax By Cz D 0的距离: 3、空间曲线在坐标面上的投影

F (x, y,z) 0

G(x,y,z) 0 '消去z,得到曲线在面xoy上的投影

(五)平面及其方程

x

截距式方程:—

a

A 宀 B1B2 C1C2

Ax。By。Czo D A2 B2 C

(六)空间直线及其方程

1、 点法式方程: A(x X。)B(y yo) C(z Zo)

2、 法向量:n (A,B,C),过点(Xo, yo, Zo)

般式方程: Ax By Cz D

1、 般式方程: A1x B" C1z D1 0

A2x B?y C2z D2 0

x Xo y yo z z°

方程: 1 1 m n P 2、对称式(点向式) 4、两直线的夹角:

cos

JI 2 2 2 n1 p1 \ m2 2

m1m2 n〔n2 P1

P2

m1 n1 p1

m2 n2 p2

sin 方向向量:S (m,n, p),过点(X。, y。,z。)

x x0 mt

3、参数式方程:y y。 nt

Z Zo pt

Si (g,ni,Pi) , S2 (m2,n2,P2),

5、直线与平面的夹角:直线与它在平面上的投影的夹角,

L// Am Bn Cp 0

ABC L m n p

第九章 多元函数微分法及其应用 (一)基本概念

1、 距离,邻域,内点,外点,边界点,聚点,开集,闭集,连通集,区域,闭区 域,有界集,无界集。

2、 多元函数:z f (x, y),图形: mg ng P1P2 m2

2 P2

Am Bn Cp 3、 极限:(Pm ) f (x, y) A

(x,y) (X0,y0)

4、 连续:/ iim 」(x,y) f(x0,y°)

(x,y) (X0,yo)

5、偏导数: x

f(x°,y° y) f(x。,y。)

0 y fy(X0,y0)啊 fx(Xo,yo) lim f(Xo X,yo)f(X0,y0)

X 0

6、 方向导数:

v _z z u z v

x, y u y v y

3)隐函数求导:两边求偏导,然后解方程(组) 7、 — cos X

梯度:z

全微分:设

(二)性质

1、 — cos 其中 y 八 为l的方向角。

f(x,y),则 gradf(x°,y°) fx(x°,y°)i fy(X0,y°)j。

z f (x, y)则 dz —dx —dy X y

函数可微,偏导连续,偏导存在,函数连续等概念之间的关系:

2、 2

偏导数存在

3 必要条件

4

闭区域上连续函数的性质(有界性定理,最大最小值定理,介值定理)

3、 微分法

1) 定义:

2) 复合函数求导: 链式法则

若 z f(u,v),u u(x, y),v v(x, y),则 (三)应用

1、极值

1)无条件极值:求函数z f(x, y)的极值

fx 0

解方程组 fy 0求出所有驻点,对于每一个驻点(xo,y°),

A fxx(Xo ,yo), B fxy(Xo,y°) , C fyy(xo,yo),

①若AC B2 0 , A 0,函数有极小值,

若AC B2 o , A 0,函数有极大值;

②若AC B2 0,函数没有极值;

③若AC B2 0,不定。

2) 条件极值:求函数z f (x,y)在条件(x, y) 0下的极值

令:L(x, y) f (x, y) (x, y) ------------------------ Lagrange 函数

Lx 0

解方程组 Ly 0

(x, y) 0

2、几何应用

1)曲线的切线与法平面

x x(t)

曲线:y y(t),贝y上一点M(x°,y°,z。)(对应参数为to)处的

z z(t)

切线方程为: X X。 y y。 x(to)

y(to) z zo

z(to)

法平面方程为:x (to)( x X。) y (to)( y y°) z (to)( z z。) o