大一下高数下册知识点
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高等数学下册知识点第八章 空间解析几何与向量代数(一) 向量线性运算定理1:设向量a ≠0,则向量b 平行于a 的充要条件是存在唯一的实数λ,使 b =λa1、 线性运算:加减法、数乘;2、 空间直角坐标系:坐标轴、坐标面、卦限,向量的坐标分解式;3、 利用坐标做向量的运算:设),,(z y x a a a a =ρ,),,(z y x b b b b =ρ;则 ),,(z z y y x x b a b a b a b a ±±±=±ρρ, ),,(z y x a a a a λλλλ=ρ;4、 向量的模、方向角、投影:1) 向量的模:222z y x r ++=ρ;2) 两点间的距离公式:212212212)()()(z z y y x x B A -+-+-=3) 方向角:非零向量与三个坐标轴的正向的夹角γβα,,4) 方向余弦:rz r y r x ρρρ===γβαcos ,cos ,cos 5) 投影:ϕcos Pr a a j uρρρ=,其中ϕ为向量a ρ与u ρ的夹角。
(二) 数量积,向量积1、 数量积:θcos b a b a ρρρρ=⋅1)2a a a ρρρ=⋅2)⇔⊥b a ρρ0=⋅b a ρρ2、 向量积:b a c ρρρ⨯=大小:θsin b a ρρ,方向:c b a ρρρ,,符合右手规则1)0ρρρ=⨯a a2)b a ρρ//⇔0ρρρ=⨯b a运算律:反交换律 b a a b ρρρρ⨯-=⨯(三) 曲面及其方程 1、 曲面方程的概念:0),,(:=z y x f S2、 旋转曲面:yoz 面上曲线0),(:=z y f C ,绕y 轴旋转一周:0),(22=+±z x y f 绕z 轴旋转一周:0),(22=+±z y x f3、 柱面:0),(=y x F 表示母线平行于z 轴,准线为⎪⎩⎪⎨⎧==00),(z y x F 的柱面4、 二次曲面1) 椭圆锥面:22222z b y a x =+ 2) 椭球面:1222222=++cz b y a x旋转椭球面:1222222=++cz a y a x3) 单叶双曲面:1222222=-+c z b y a x4) 双叶双曲面:1222222=--czb y a x5) 椭圆抛物面:z by a x =+22226) 双曲抛物面(马鞍面):z b y a x =-22227) 椭圆柱面:12222=+b ya x8) 双曲柱面:12222=-b y a x9) 抛物柱面:ay x =2 (四) 空间曲线及其方程1、 一般方程:⎪⎩⎪⎨⎧==0),,(0),,(z y x G z y x F2、 参数方程:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===)()()(t z z t y y t x x ,如螺旋线:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===bt z t a y t a x sin cos3、 空间曲线在坐标面上的投影⎪⎩⎪⎨⎧==0),,(0),,(z y x G z y x F ,消去z ,得到曲线在面xoy 上的投影⎪⎩⎪⎨⎧==00),(z y x H (五) 平面及其方程1、 点法式方程:0)()()(000=-+-+-z z C y y B x x A法向量:),,(C B A n =ρ,过点),,(000z y x2、 一般式方程:0=+++D Cz By Ax截距式方程:1=++czb y a x 3、 两平面的夹角:),,(1111C B A n =ρ,),,(2222C B A n =ρ,4、 点),,(0000z y x P 到平面0=+++D Cz By Ax 的距离: (六) 空间直线及其方程1、 一般式方程:⎪⎩⎪⎨⎧=+++=+++0022221111D z C y B x A D z C y B x A2、 对称式(点向式)方程:p z z n y y m x x 000-=-=-方向向量:),,(p n m s =ρ,过点),,(000z y x3、 参数式方程:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=+=pt z z nty y mt x x 0004、 两直线的夹角:),,(1111p n m s =ρ,),,(2222p n m s =ρ,5、 直线与平面的夹角:直线与它在平面上的投影的夹角,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:(1)定义:设n 维空间内的点集D 是R 2的一个非空子集,称映射f :D →R 为定义在D 上的n 元函数。
当n ≥2时,称为多元函数。
记为U=f (x 1,x 2,…,x n ),(x 1,x 2,…,x n )∈D 。
3、 二次函数的几何意义:由点集D 所形成的一张曲面。
如z=ax+by+c 的图形为一张平面,而z=x 2+y 2的图形是旋转抛物线。
4、 极限:(1)定义:设二元函数f(p)=f(x,y)的定义域D,p0(x0,y0)是D 的聚点D,如果存在函数A 对于任意给定的正数ε,总存在正数δ,使得当点p (x,y )∈D ∩∪(p0,δ)时,都有Ⅰf(p)-A Ⅰ=Ⅰf(x,y)-A Ⅰ﹤ε成立,那么就称常数A 为函数f(x,y)当(x,y)→(x 0,y 0)时的极限,记作多元函数的连续性与不连续的定义5、 有界闭合区域上二元连续函数的性质:(1)在有界闭区域D 上的多元连续函数,必定在D 上有界,且能取得它的最大值和最小值;(2)在有界区域D 上的多元连续函数必取得介于最大值和最小值之间的任何值。
6、 偏导数:设有二元函数z=f(x,y),点(x 0,y 0)是其定义域D 内一点。
把y 固定在y0而让x 在x0有增量△x ,相应地函数z=f(x,y)有增量(称为对x/y 的偏增量)如果△z 与△x/△y 之比当△x →0/△y →0时的极限存在,那么此极限值称为函数z=f(x,y)在(x0,y0)处对x/y 的偏导数记作xy x f y x x f y x f x x ∆-∆+=→∆), (), (lim ),(0000000 7、 混合偏导数定理:如果函数的两个二姐混合偏导数f xy (x,y)和f yx (x,y)在D 内连续,那么在该区域内这两个二姐混合偏导数必相等。
8、 方向导数: βαcos cos yfx f l f ∂∂+∂∂=∂∂其中βα,为l的方向角。
9、 全微分:如果函数z=f(x, y) 在(x, y)处的全增量△z=f(x △x ,y △y)-f(x,y)可以表示为△z=A △x+B △y+o(ρ),其中A 、B 不依赖于△x, △y ,仅与x,y 有关,当Ρ→0,此时称函数z=f(x, y)在点(x ,y )处可微分,A △x+ B △y 称为函数z=f(x, y)在点(x, y)处的全微分,记为 (二) 性质1、 函数可微,偏导连续,偏导存在,函数连续等概念之间的关系:微分法1) 定义: u x 2) 复合函数求导:链式法则 z若(,),(,),(,)zf u v u u x y v v x y ===,则 v yz z u z v x u x v x ∂∂∂∂∂=⋅+⋅∂∂∂∂∂,z z u z vy u y v y∂∂∂∂∂=⋅+⋅∂∂∂∂∂ 3) 隐函数求导:两边求偏导,然后解方程(组) (三) 应用充分条件1、 极值1) 无条件极值:求函数),(y x f z =的极值解方程组 ⎪⎩⎪⎨⎧==00yx f f 求出所有驻点,对于每一个驻点),(00y x ,令),(00y x f A xx =,),(00y x f B xy =,),(00y x f C yy =,① 若02>-B AC ,0>A ,函数有极小值, 若02>-B AC ,0<A ,函数有极大值; ② 若02<-B AC ,函数没有极值; ③ 若02=-B AC ,不定。
2) 条件极值:求函数),(y x f z =在条件0),(=y x ϕ下的极值 令:),(),(),(y x y x f y x L λϕ+=——— Lagrange 函数解方程组 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===0),(00y x L L y x ϕ2、 几何应用1) 曲线的切线与法平面曲线⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===Γ)()()(:t z z t y y t x x ,则Γ上一点),,(000z y x M (对应参数为0t )处的 切线方程为:)()()(00000t z z z t y y y t x x x '-='-='-法平面方程为:0))(())(())((000000=-'+-'+-'z z t z y y t y x x t x2) 曲面的切平面与法线曲面0),,(:=∑z y x F ,则∑上一点),,(000z y x M 处的切平面方程为:法线方程为:),,(),,(),,(000000000000z y x F z z z y x F y y z y x F x x z y x -=-=-第十章 重积分(一) 二重积分1、 定义:∑⎰⎰=→∆=nk k k kDf y x f 1),(lim d ),(σηξσλ2、 性质:(6条)3、 几何意义:曲顶柱体的体积。
4、 计算: 1) 直角坐标⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤≤≤≤=b x a x y x y x D )()(),(21ϕϕ,⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤≤≤≤=d y c y x y y x D )()(),(21φφ,2) 极坐标 (二) 三重积分 1、 定义: ∑⎰⎰⎰=→Ω∆=nk k k k kv f v z y x f 1),,(limd ),,(ζηξλ2、 性质:3、 计算:1) 直角坐标⎰⎰⎰⎰⎰⎰=ΩDy x z y x z z z y x f y x v z y x f ),(),(21d ),,(d d d ),,( -------------“先一后二”⎰⎰⎰⎰⎰⎰=ΩZD bay x z y x f z v z y x f d d ),,(d d ),,( -------------“先二后一”2) 柱面坐标⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===zz y x θρθρsin cos ,(,,)d (cos ,sin ,)d d d f x y z v f z z ρθρθρρθΩΩ=⎰⎰⎰⎰⎰⎰ 3) 球面坐标 (三) 应用 曲面D y x y x f zS ∈=),(,),(:的面积:第十二章 无穷级数(一) 常数项级数 1、 定义:1)无穷级数:ΛΛ+++++=∑∞=n n nu u u u u3211部分和:n nk k n u u u u uS ++++==∑=Λ3211,正项级数:∑∞=1n n u ,0≥n u交错级数:∑∞=-1)1(n n nu ,0≥n u2)级数收敛:若S S n n =∞→lim 存在,则称级数∑∞=1n n u 收敛,否则称级数∑∞=1n n u 发散3)绝对收敛:∑∞=1n n u 收敛,则∑∞=1n n u 绝对收敛;条件收敛:∑∞=1n n u 收敛,而∑∞=1n n u 发散,则∑∞=1n n u 条件收敛。