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清华微积分答案

清华微积分答案a=? f是向量值函数,可以观察,e与a平行时,f的方向导数最大,且大小a.e=||a||,称a是f的梯度场向量值函数的切平面、微分、偏导f(x)=(f1(x),f2(x),…,fm(x)),若所有fi在x0处可微,则称f在x0处可微,即f(x)=f(x0)+a(x-x0)+o(||x-x0||),其中a=(aij)m*n=?f/?x=?(f1,f2,…,fm)/?(x1,x2,…,xn)=j(f(x0)))称为f在x0处的jacobian (f的jacobian的第i行是f的fi分量的梯度,aij := ?fi/?xj)f的全微分df=adx当m=n时,f有散度div(f)和旋度curl(f)div(f) = ?.f=?f1/?x1 +…+?fm/?xm复合函数求导一阶偏导:若g=g(x)在x0可微,f=f(u) (u=g(x))在g(x0)可微,则f○g在x0处可微,j(f○g) = j(f(u)) j(g(x))具体地,对于多元函数f(u)=f(u1,…,um),其中u=g(x)即ui=g(x1,…,xn)?f/?xj= ?f/?u * ?u/?xj= sum[?f/?ui * ?ui/?xj]{for each ui in u}高阶偏导:不要忘记偏导数还是复合函数例:f(u):=f(u1,u2), u(x):=(u1(x1,x2),u2(x1,x2))?2f/(?x1)2 = 数学分析教程p151隐函数、隐向量值函数由f(x,y)=0确定的函数y=f(x)称为隐函数隐函数:1. 存在定理:若n+1元函数f(x,y)在零点(x0,y0)处导数连续,且?(f)/?(y)(x0,y0)0,则存在(x0,y0)附近的超圆柱体b=b(x0)*b(y0),使得b(x0)上的任意一点x可以确定一个y使得f(x,y)=0,即函数f 在b内确定了一个隐函数y=f(x),而且这个隐函数的一阶偏导数也连续注:如果?(f)/?(y)=0,那么在x=x0超平面上,y在x0处取得了极值,那么沿曲面被x=x0截的曲线从x0处向任意方向走,y都会减小,所以y是双值函数,不是函数,??)处,2.偏导公式:在b内的(??????????/??????=???或者说????????/????=?????不正式的证明:f(x,y)≡0, 所以?f/?xi=0,即sum[?f/?xj* ?xj/?xi]=0 (把y记做xn+1)由于x的各分量都是自变量,?xj/?xi=0 (ij)所以?f/?xi + ?f/?y * ?y/?xi=0于是立即可得上述公式隐向量值函数:1.存在定理:若x∈rn,y∈rm,m维n+m元向量值函数f(x,y)=0,在p0=(x0,y0)点的某个邻域b(p0,r)内是c(1)类函数,f(p0)=0,且?f/?y可逆,则存在p0的邻域b(x0)*b(y0),使得对于在b(x0)内的任意x,存在唯一y∈b(y0)满足f(x,y)=0,即f在b内确定了一个连续可微隐函数y=f(x)2.偏导公式:j(f) :=?(y1,…,ym)/?(x1,…,xn) :=?y/?x= -[?f/?y]-1*?f/?x注:1.求逆矩阵用伴随矩阵的方法,a-1=a*/|a|,a*是a的余子矩阵的转置2.如果只求j(f)中的一列,?(y)/?(xi)=-[?(f)/?(y)]-1* [?(f)/?(xi)]3.如果只求j(f)中的一行或者一个元素,问题退化成隐函数偏导的问题4.计算?f/?x时,忽略y是x的函数,将y当作自变量计算(从证明中可以看出原因,因为?y/?x的成分被移到了等式左侧j(f)里面),而不用偏导公式,采取对f(x,y)=0左右同时对xi求偏导的方法时,y要看做xi的函数)3.隐向量值函数的反函数:函数y=f(x)将rn映射至rm,如果j(f)= ?f/?x可逆,那么存在f的反函数x=f-1(y),且j(f-1)=[j(f)]-1注:1.求逆矩阵用伴随矩阵的方法,a-1=a*/|a|,a*是a的余子矩阵的转置2.|j(f-1)|=|j(f)|-1用参数形式给出的隐函数若有x=x(u,v),y=y(u,v),z=z(u,v),则需要列方程求曲面和曲线的切平面、法线、法向量三维空间下,函数f(x,y,z)=0确定了一个曲面。

如果f在点p处满足(1) f在p处连续可微(2)?f在p处不为0则称p是曲面上的正则点如果曲面在正则点p0(x0,y0,z0)处有法向量n(nx,ny,nz),a=(x-x0,y-y0,z-z0),则s在p点的切平面方程为n.a=0,法线方程(x-x0)/nx=(y-y0)/ny=(z-z0)/nz(约定分母为0时分子也为0) 过p0(x0,y0,z0)与n1=(x1,y1,z1)和n2=(x2,y2,z2)都垂直的直线有标准方程:(x-x0).n1=(x-x0).n2=0,具体地:x1(x-x0)+y1(y-y0)+z1(z-z0)=0x2(x-x0)+y2(y-y0)+z2(z-z0)=0i. 曲面的显式表示法z=f(x,y)是曲面s的显式表示正则点p0(x0,y0,z0)处,s的法向量n=(?f/?x, ?f/?y,-1)ii. 曲面的隐式表示法f(x,y,z)=0是曲面的隐式表示法【篇二:一元微积分习题清华大学】ass=txt>一.函数极限(定义)1.用定义证明:arctan(1)?0;(2)lim?x??x?11??. 1?x22. 设函数f(x)?0,limf(x)?a,证明:limx?x0x?x0f(x)?a二.函数的极限3.讨论极限limx?111?211?x是否存在;1???2?exsinx?4. 求极限lim??? 4x?0|x|??1?ex??f(x)?limf(x)?f(1),求证:5.设函数f(x)在?0,???上满足f(x2)?f(x),且lim?x?0x???f(x)?f(1),x?(0,??)。

6.设f(x)在?0,???单调递增,且limx???f(2x)f(ax)?1,求证:?a?0,lim?1。

x???f(x)f(x)x?m,m,n互质nx??\?,证明:riemannx?0?1?n?7.(书上p.66,23)riemann函数的定义为r(x)??0?1??函数在任意点的极限均为0.1?x?n,?1,x,1?x?2,???xn,n?x?n?1,?f(x)?8.设f1(x)??1 ?n,x?2,1?,?x?n?1,?x?x?(1)对任意固定的n,求limfn(x);x???(2)求f(x)?limf1(x)f2(x)?fn(x)在[1,??)上的表达式;n??(3)求limf(x)。

x???1三.连续函数概念9.讨论函数f(x)的连续性,若有可去间断点,将函数修正为连续函数。

?ln?1?sin2?x?2x2x?0f(x)????1x?0??1?cosx??x2x?010.考察函数y?e1?cos1x的连续性。

11.对下列题目,选择出正确答案(1)设f(x)与?(x)在(??,??)有定义,?(x)在(??,??)有间断点,f(x)在(??,??)上连续,且f(x)?0,则(a)f??(x)?在(??,??)上必有间断点;(b)??f(x)?在(??,??)上必有间断点;(c)?2(x)在(??,??)上必有间断点;(d)?(x)f(x)在(??,??)上必有间断点.1(2).设f(x)?1?ex2,则x?0是f(x)的()。

2?3ex(a)可去间断点。

(b)跳跃间断点。

(c) 无穷间断点。

(d) 震荡间断点。

(3).设函数f(x)?1x,则()ex?1?1(a)x?0,x?1都是f(x)的第一类间断点。

(b)x?0,x?1都是f(x)的第二类间断点。

(c)x?0是f(x)的第一类间断点,x?1是f(x)的第二类间断点。

(d)x?0是f(x)的第二类间断点,x?1是f(x)的第一类间断点。

12.设f(x)?x2n?1?ax2?bxnlim???x2n?1?c(??,??),求a,b。

213.设f(x),g(x)?c[a,b].证明:(1)|f(x)|,max{f(x),g(x)},min{f(x),g(x)}?c[a,b].(2)m(x)?minf(?),m(x)?maxf(?)?c[a,b] a???xa???x14.设f(x)在(a,b)内至多只有第一类间断点,且f??x?y?f(x)?f(y)?2???2,3【篇三:清华大学微积分讲座__刘坤林视频讲义】lass=txt>1.1 函数与基本不等式函数关系,定义域与值域,反函数与复合函数四类初等性质(广义奇偶性)1.2 极限定义与性质序列与函数极限定义与等价描述极限性质:唯一性,有界性,保号性及推论,比较性质1.3 三个极限存在准则1.4 两个标准极限1.5 无穷小量比阶等价无穷小量,同阶无穷小量与高阶无穷小量。

1.6 极限相关知识点导数概念,变限积分,级数,微分方程,广义积分等。

1.7 连续函数基本概念,定义,连续性与极限的关系,连续性等价描述,连续性的判别闭区间上连续函数的性质,零点定理,最大最小值定理。

2. ys2002090702.htm1.1 函数与基本不等式函数关系,定义域与值域,反函数与复合函数四类初等性质(广义奇偶性)1.2 极限定义与性质序列与函数极限定义与等价描述极限性质:唯一性,有界性,保号性及推论,比较性质1.3 三个极限存在准则1.4 两个标准极限1.5 无穷小量比阶等价无穷小量,同阶无穷小量与高阶无穷小量。

1.6 极限相关知识点导数概念,变限积分,级数,微分方程,广义积分等。

1.7 连续函数基本概念,定义,连续性与极限的关系,连续性等价描述,连续性的判别闭区间上连续函数的性质,零点定理,最大最小值定理。

3. ys2002090703.htm例15. 设与在有定义,在有间断点,在上连续,且,则(a)在上必有间断点;(b)在上必有间断点;(c)在上必有间断点;(d)在上必有间断点.例16.设,且至少存在一点,使,证明在上有正的最大值。

例17.设,,,证明(1)存在;(2)收敛。

例18.若,则(a)且;(b)且;(c)且;(d)且;例19.若存在, 则b (a) 。

(b) 之去心邻域, 使当时, 。

(c) 之邻域, 使当时, 。

(d) 。

例20.设定义在, 且都在处连续,若, 则d (a) 且,(b) 且(c) 且,(d) 且例21.设当是比高阶的无穷小量, 则 a (a) , (b) (c) , (d)4. ys2002090704.htm例15. 设与在有定义,在有间断点,在上连续,且,则(a)在上必有间断点;(b)在上必有间断点;(c)在上必有间断点;(d)在上必有间断点.例16.设,且至少存在一点,使,证明在上有正的最大值。

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