学学期数分的参考答案及一些复习公式
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2009学年第1学期数学分析的参考答案 及一些公式 (答案及后面的内容可能会有错,只供参考,也欢迎大家指出其中的错误,第一个指出其中的错误的,可有小小的奖励。也欢迎大家互相交流意见想法,以促进大家学习能力和知识的提高,平时做事(或题)时若有想法,可写一些报告,对自己会有很大的帮助。)
一、1.P98存在重极限与累次极限,则它们必相等 2. P133 (中值定理)
3.221220010d(,)dd(,)dxxxfxyyxfxyy
。
4.'3()2()fuufu 5.P228 (联系一下格林公式就记住几个了。对比P294的内容,Stokes公式看行列式就可记住了,条件和格林公式一样,是它的推广) 二、c d b b b
三、1.'1221zyyffgxyx
2'''1211222323
11zxyffxyffggxyyyxx
2、1212332coscosyxexffxf 3、ln(1)2 (这题难度大,与P186的例5类似,也考察不定积分的有理式积分,前半部分可下个学期再看,后面的计算已学过,可回顾相关的内容,另外交换积分次序也学过了,课本有相关的例题和习题) 4、sin19e (直接计算非常麻烦(也许暂时还解决不了),用格林公式就很简单,注
意到yPxQ,因此可以用积分与路径无关,选择另外的路径去积分)
5、2211()4ab 6、(补充一个面后构成封闭曲面,然后用Gauss公式转化成体积分(2),再减去补充上的那块面积分(3)。要理解好面积分的意义P280、P284、286,懂得计算。在计算时这里用到(柱坐标变换P248、249)以化简计算。Gauss公式和Stokes公式是很重要的,Green公式是Stokes公式的二维情况,联系一下物理的电通量、磁通量、电势、环路定理等内容就很清楚它的应用了)。 四、(1)3cos(直接由定义做,不能用梯度去算,可微性未知) (2)连续,不可微(很机械的做法P94.P111。若可微,求方向导数也是很机械的做法(梯度与单位向量的点积),P126) 五(P111、定理17.2可认真地看看这节的内容,上面的选择题也考到)
复习反常积分的报告 反常积分:P265它是定积分的推广,(定积分的定义是非常严格的,可看P202,它首先是在闭区间内,然后是任意分割,在分割上任意取点,最后求积分和,再看模T趋于0时的极限是否存在,存在的极限就是f在这区间的定积分),也正是由于定积分的严格性,才可以使得反常积分的定义很清晰,是变限积分(p220,是个函数)的极限,极限存在就说收敛。 无穷积分和瑕积分是可以相互转化的,如例3,例6,只要作变换t=1/x,就可以了。这两个例子有很强的代表性,要记住结论,画出函数图可快速理解(P266的图11-4),他们有相对性,刚好相反。无穷积分和瑕积分的性质、收敛判别有很强的相似性(因他们可以相互转化),一些结论是相反的,不过都可以统一起来。故可以对照记忆,学习(柯西准则、比较法则,这些都可以直观地理解和推导)。P273的定理11-3的证明,是根据柯西准则,其中用到了积分第二中值定理(P222)这工具,课本用到了它的推论,也可以直接用这定理,分情况1、若g单调递减,则g>=0。 2、若g单调递增,则g<=0,-g>=0。应用定理的第一点就可以了。 课本的例题,很经典,要会做,习题要抽一点做。(P274的例3、4,重要,可以用matlab去画一下图像,对后面的级数学习有帮助,例4的条件收敛,是因为x越大图像振荡得越激烈。然而这些性质不能移植到二重以上的函数积分,也就是没有了条件收敛可看P下270,
这原因是由于反常二重积分的定义(P下266)引起的,它的那个封闭曲线很复杂,在d 外的部分可以几乎把f正的部分(或负的部分)的区域包围起来,而逃开负的部分,这使得不会出现条件收敛。所以,在计算反常二重(以上)积分时,要先进行收敛判别,然后才能进行计算。这作为拓展思维。) 找到的一些题目(可抽一些做,另外条件极值也是要考的内容,可在课本上选一些来做) 一、(10%)指出下述四种积分的物理意义: (1)(,)cfxyds (2)(,)(,)(,)CABPxydxQxydy (3)(,,)sfxyzds
(4)(,,)(,,)(,,)sPxyzdydzQxyzdzdxRxyzdxdy
四、求函数22,56106fxyxyxy的极值和极值点处的泰勒公式。(12分) 五、作变换,,xuvxwxzyy,将方程2222zzyyyx变换为w关于自变量,uv的方程。(8分) (3)设,fxy定义在矩形区域,,Sabcd上,若f对y在,cd上处处连续,
对x在,ab(且关于y)为一致连续,证明f在S上处处连续。(10分) 一、(10%)判别下列积分的敛散性: (1)1(0,0)1mnxdxnmx (2)122220(1)(1)(1)dxkxkx
(5)2(1)Sdsxy,其中S是四面体1,0,0,0xyzxyz的表面。 (6)syzdydzzxdzdxxydxdy,其中S是四面体(0),0,0,0xyzaaxyz的表面,外法线是正向.
四、 (10%)设10()()(),xnFxftxtdt求()()nFx. 一、(10%)判别下列积分的敛散性:
(1)3411dxx (2)10lndxxx
四、(10%)设2001()()hhFxdfxdh(0h),其中()fx为连续函数,求()Fx. 空间解读几何和向量代数: 。代表平行六面体的体积为锐角时,向量的混合积:例:线速度:两向量之间的夹角:是一个数量轴的夹角。与是向量在轴上的投影:点的距离:空间,cos)(][..sin,cos,,cosPrPr)(Pr,cosPr)()()(2222222212121221221221cbacccbbbaaacbacbarwvbacbbbaaakjibacbbbaaababababababababaajajaajuABABABjzzyyxxMMdzyxzyxzyxzyxzyxzyxzyxzzyyxxzzyyxxuu
2.两个向量垂直、平行的充要条件 2121210//zzyyxxbaba
00212121zzyyxxbaba 3.向量的方向余弦,两向量的夹角余弦公式
21212112121211212121
1cos,cos,coszyxzzyxyzyxx
5 / 18 0.41-13,,2222,,221211};,,{,1302),,(},,,{0)()()(122222222222222222222222222220000002220000000000czbyaxczbyaxczbyaxqpzqypxqpzqypxczbyaxptzzntyymtxxpnmstpzznyymxxCBADCzByAxdczbyaxDCzByAxzyxMCBAnzzCyyBxxA二次锥面:双叶双曲面:单叶双曲面:、双曲面:异号)(马鞍面)()、双曲抛物面:(同号)()、椭圆抛物面:(、椭球面:二次曲面:参数方程:其中空间直线的方程:面的距离:平面外任意一点到该平、截距世方程:、一般方程:,其中、点法式:平面的方程: 多元函数微分法及应用
zyzxyxyxyxyx
FFyzFFxzzyxFdxdyFFyFFxdxydFFdxdyyxFdyyvdxxvdvdyyudxxuduyxvvyxuuxvvzxuuzxzyxvyxufztvvztuuzdtdztvtufzyyxfxyxfdzzdzzudyyudxxududyyzdxxzdz, , 隐函数+, , 隐函数隐函数的求导公式: 时,,当 :多元复合函数的求导法全微分的近似计算: 全微分:0),,(
)()(0),(
),(),()],(),,([)](),([),(),(22 ),(),(1),(),(1),(),(1),(),(1),(),(0),,,(0),,,(yuGFJyvvyGFJyuxuGFJxvvxGFJxuGGFFvGuGvFuFvuGFJvuyxGvuyxFvuvu 隐函数方程组:
隐函数的求导P150,按照例2的步骤去做可以减少一些运算量的,可做做P152的4,5,
上面的隐函数的公式从本质上是解方程组得出来的P153,但可以有巧记的方法全都有-1/J,J是未知的隐函数的雅可比行列式, 1(,)(,)(,)(,)(,)1(,),=(,)(,)(,)(,)(,)(,)uvuuuvFGuvFGFGJFGxxxvFGFGxvJxv把写成“”如要求,则“ ”
这只是形式的推导,可让我们方便地写出公式(不能代替解偏导的方程组的的过程),当然你也可以有自己更好的记忆方法(欢迎交流)。 有了这个基础P155,的18.5就好记忆了,可推导出来x,y 是隐含的由(12)可知
(,)(,)=(,)(,)FGuvxyxy
,后面的公式(13)就可以有上面的几条推出了。当然也可以去求偏导,
解偏导的方程组(这个解方程组也是很方便的)。 P161的公式(8)的导数也可按上面的方法去记忆或推导