高等数学下册公式总结1、N 维空间中两点之间的距离公式:1212,,,n ,,,n p(x x ...x ),Q(y y ...y )的距离PQ =2、多元函数z f(x,y)=求偏导时,对谁求偏导,就意味着其它的变量都暂时看作常量。
比如,zx∂∂表示对x 求偏导,计算时把y 当作常量,只对x 求导 就可以了。
3、二阶混合偏导数在偏导数连续的条件下与求导次序无关,即22z zx y y x∂∂=∂∂∂∂。
4、多元函数z f(x,y)=的全微分公式: z z dz dx dy x y∂∂=+∂∂。
5、复合函数z f(u,v),u (t),v (t)φϕ===,其导数公式:dz z du z dvdt u dt v dt∂∂=+∂∂。
6、隐函数F(x,y)=0的求导公式: X yF dydX F '=-',其中x y F ,F ''分别表示对x,y求偏导数。
方程组的情形:0F(x,y,u,v){G(x,y,u,v)==的各个偏导数是:F F v xG Gu x v x F Fu v G G u v∂=-∂,F F u x G G v u xx F Fu v G G u v∂=-∂,F F y v G G y v u y F F u v G G u v∂=-∂,F F y uG G u yvy F Fu v G G u v∂=-∂。
7、曲线Γ的参数方程是:x (t),y (t),z (t)ϕφω===,则该曲线过点000M(x ,y ,z )的法平面方程是:0000000(t )(x x )(t )(y y )(t )(z z )ϕφω'''-+-+-=切线方程是:000000(x x )(y y )(z z )(t )(t )(t )ϕφω---=='''。
8、曲面方程(,,)F x y z =0在点000M(x ,y ,z )处的 法线方程是:000x y z (x x )(y y )(z z )F F F ---==''', 切平面方程是:0000xy z F (x x )F (y y )F (z z )'''-+-+-=。
9、求多元函数z=f(x , y)极值步骤:第一步:求出函数对x , y 的偏导数,并求出各个偏导数为零时的对应的x,y 的值 第二步:求出000000xx xy yy f (x ,y )A,f (x ,y )B,f (x ,y )C ===第三步:判断AC-B 2的符号,若AC-B 2大于零,则存在极值,且当A 小于零是极大值,当A 大于零是极小值;若AC-B 2小于零则无极值;若AC-B 2等于零则无法判断 10、二重积分的性质: (1)(,)(,)DDkf x y d k f x y d σσ=⎰⎰⎰⎰(2)[(,)(,)](,)(,)DDDf x yg x y d f x y d g x y d σσσ±=±⎰⎰⎰⎰⎰⎰(3)12(,)(,)(,)DD D f x y d f x y d f x y d σσσ=+⎰⎰⎰⎰⎰⎰(4)若(,)(,)f x y g x y <,则(,)(,)DDf x y dg x y d σσ<⎰⎰⎰⎰(5)Dd s σ=⎰⎰,其中s 为积分区域D 的面积(6)(,)m f x y M <<,则(,)Dms f x y d Ms σ<<⎰⎰(7)积分中值定理:(,)(,)Df x y d sf σεη=⎰⎰,其中(,)εη是区域D 中的点11、双重积分总可以化简为二次积分(先对y ,后对x 的积分或先对x ,后对y 的积分形式)2211()()()()(,)(,)(,)P x P y bdDaP x cP y f x y d dx f x y dy dyf x y dx σ==⎰⎰⎰⎰⎰⎰,有的积分可以随意选择积分次序,但是做题的复杂性会出现不同,这时选择积分次序就比较重要,主要依据通过积分区域和被积函数来确定12、双重积分转化为二次积分进行运算时,对谁积分,就把另外的变量都看成常量,可以按照求一元函数定积分的方法进行求解,包括凑微分、换元、分步等方法 13、曲线、曲面积分:(1)对弧长的曲线积分的计算方法:设函数f (x,y )在曲线弧L 上有定义且连续,L 的参数方程为{x (t)y (t)ϕφ==,(t )αβ<<,则Lf(x,y)ds f[(t),βαϕφ=⎰⎰(2)格林公式:DLLQ P()dxdy Pdx Qdy x y∂∂-=+∂∂⎰⎰⎰⎰14、向量的加法与数乘运算:111222(,,),(,,)a x y z b x y z ==,则有111(,,)ka kx ky kz =,121212(,,)a b x x y y z z λμλμλμλμ+=+++,若a b ,则111222x y z x y z == 15、向量的模、数量积、向量积:若111222(,,),(,,)a x y z b x y z ==,则向量a 的模长2a x =+;数量积(向量之间可以交换顺序,其结果是一个数值)a b =121212b a x x y y z z =++=cos ,b a a b a b =<>,其中,a b <>表示向量,b a 的夹角,且若a b ⊥,则有a b =0;向量积(向量之间不可以交换顺序,其结果仍是一个向量)1111221*********22()()()ij ka b x y z y z y z i x z x z j x y x y k x y z ⨯==-+-+-,其中,,i j k 是x 轴、y 轴、z 轴的方向向量16、常数项无穷级数1231......n n n u u u u u ∞=∑=+++++,令123...n n s u u u u =++++称为无穷级数的部分和,若lim n x s s →∞=,则称改级数收敛,否则称其为发散的。
其中关于无穷级数的一个必要非充分地定理是:若1n n u ∞=∑收敛,则必有lim 0n x u →∞=17、三种特殊的无穷级数: (1)调和级数11n n∞=∑是发散的,无须证明就可以直接引用 (2)几何级数1n n aq ∞=∑,当1q <时收敛,当1q >时发散(3)p 级数11pn n∞=∑,当1p >时收敛,当1p ≤时发散 18、正项级数1n n u ∞=∑的判敛方法:(1)比较判敛法:若存在两个正项级数1n n u ∞=∑,1n n v ∞=∑,且有n n v u ≤,若n u 收敛,则n v 收敛;若n v 发散,则n u 发散(2)比较判敛法的极限形式:若lim,(0)nx nu l l v →∞=>,则n u 和n v 具有相同的敛散性(3)比值判敛法:对于1n n u ∞=∑, 1limn x nu l u +→∞=,若1l <,则原级数收敛,若1l >,则原级数发散19、交错级数11(1)n n n u ∞-=∑-的判敛方法:同时满足1n n u u +>及lim 0n x u →∞=,则级数收敛,否则原级数发散20、绝对收敛和条件收敛:对于1n n u ∞=∑,若1n n u ∞=∑收敛,则称其绝对收敛;若1n n u ∞=∑发散,但是1n n u ∞=∑收敛,则称其条件收敛21、函数项无穷级数形如:1231()()()()...()...n n n u x u x u x u x u x ∞=∑=+++++,通常讨论的是幂级数形如:2301230......n n n n n a x a a x a x a x a x ∞=∑=++++++,(1)收敛半径及收敛区间:1lim,n x na a ρ+→∞=则收敛半径1R ρ=,收敛区间则为(,)R R -,但是要注意的是,收敛区间的端点是否收敛需要用常数项级数判敛方法验证(2)几种常见函数的幂级数展开式:0!n xn x e n ∞==∑,sin x =(21)n-11-1(21)!n n x n -∞=∑-(),20cos (1)(2)!n nn x x n ∞==∑-,011nn x x ∞==∑-,01(1)1n n n x x ∞==∑-+22、常微分方程的类型及解题方法:(1)可分离变量的微分方程:(,)y f x y '=,总是可以分离变量化简为()()dy dxf y f x =的形式,然后等式两边同时积分,即可求出所需的解(2)齐次方程:(,)y f x y '=,不同的是,等式右端的式子总是可以化简为()y f x的形式,令yu x=,则原方程化简为可分离变量方程形式()u xu f u '+=来求解 (3)一阶线性微分方程:形如()()y p x y f x '+=的方程,求解时首先求出该方程对应的齐次方程()0y p x y '+=的解y =()cQ x ,然后使用常熟变易法,令()c u x =,把原方程的解()()y u x Q x =带入原方程,求出()u x ,再带入()()y u x Q x =中,即求出所需的解(4)全微分方程:形如(,)(,)0p x y dx Q x y dy +=的方程,只要满足(,)(,)p x y Q x y y x∂∂=∂∂,则称其为全微分方程,其解为0(,)(,)xyu p x y dx Q x y dy =+⎰⎰(5)二阶微分方程的可降阶的三种微分方程:第一种:()y f x ''=的形式,只需对方程连续两次积分就可以求出方程的解第二种:(,)y f x y '''=的形式,首先令y z '=,则原方程降阶为可分离变量的一阶微分方程(,)z f x z '=的形式,继续求解即可第三种:(,)y f y y '''=的形式,同样令y z '=,由于dz dz dy dz y z y dx dy dx dy''''====,所以原方程转化为一阶微分方程(,)dzz f y z dy=的形式,继续求解即可 (6)二阶常系数齐次微分方程:0y py qy '''++=,求解时首先求出该方程对应的特征方程20r pr q ++=的解1,2r r ,若实根12r r ≠,则解为1212r xr xy c e c e =+;若实根12r r =,则解为112()r xy c c x e =+;若为虚根a bi ±,则解为12(cos sin )axy e c bx c bx =+(8)二阶常系数非齐次微分方程:()rxm y py qy P x e '''++=,求解时先按(7)的方法求其对应的齐次微分方程的通解1y ,然后设出原方程的特解y *=kx ()rx m Q x e ,其中()m Q x 是和()m P x 同次的多项式,含有相应的未知系数,而k 根据特征方程的解1,2r r 与r 的关系取值,若r 与特征根不相等,则k 取0;若r 和一个特征根相等,则k 取1;若r 和特征根都相等,则k 取2,将特解代入原方程求出相应的未知系数,最终原方程的解即通解加上特解,即1y y y =+*。