抛物柱面:??2?2????=0 旋转抛物面:z=x2+y2 椭圆锥面:
??2??
2+
??2??
2?
??2??2
=0
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第五章、多元函数微分学
★★5-1、多元函数偏导数与全微分
1、含有两个及以上自变量的函数,如??=??(??,??) 2、偏导数的求法
对??求偏导,将函数中的??视为常数;对??求偏导,将函数中的??视为常数; 3、二阶偏导数
??2??????2
、????????、????2 ????????
??2????2??
4、全微分dz=????+
????????
????
★5-2、二元函数的极值 1、无条件极值
二元函数的无条件极值的求法
(1)求????(??,??),????(??,??),并解方程组????(??,??)=0,????(??,??)=0,求得一切驻点(????,????)。 (2)对于每一个驻点(????,????),求出二阶导数的值A=??????(????,????),B=??????(????,????)和C=??????(????,????)。 (3)定出??2?????的符号,判定点(????,????)是否是极值点,当??2?????<0是极值点;然后根据A的符号判定是极大值点还是极小值点,并求出极值??(????,????)。??<0极大值;??>0极小值。
2、条件极值
求二元函数??(??,??)在条件??(??,??)=0下的极值的方法与步骤: 方法一:化条件极值为无条件极值
(1)从条件??=0中,求出y的显函数形式??=??(??)
(2)将??=??(??)代入二元函数??(??,??)中,化为一元函数??[??,??(??)]的无条件极值。 (3)求出一元函数??[??,??(??)]的极值即为所求极值。 方法二:拉格朗日乘数法
(1)构造拉格朗日函数F(x,y,λ)=??(??,??)+λ??(??,??) (2)由函数F(x,y,λ)的一阶偏导数组成方程组
F??(x,y,λ)=????(??,??)+λ????(??,??)=0 F??(x,y,λ)=????(??,??)+λ????(??,??)=0
Fλ(x,y,λ)=??(??,??)=0
(3)解方程组,得驻点(????,????,λ),则点(????,????)就是??(??,??)在条件??(??,??)=0下的可能的极值点。
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第六章、无穷级数
6-1、数项级数概念与性质
1、数项级数:给定一个无穷数列??1,??2…????…,则称形式和∑∞??=1????=??1+??2+?+????+? 为无穷级数或数项级数,简称级数。
∞2、如果??????????存在,称级数∑∞??=?????? 收敛 ; 如果??????????不存在,称级数∑??=?????? 发散。
??→∞
??→∞
3、两个常用级数
(1)调和级数:∑∞??=1(发散)
??
???1(2)等比级数:∑∞为等比数列(|??|<1时,级数收敛;|??|≥1时,级数发散) ??=1????
1
4、级数的运算性质
∞(1)级数∑∞??=1???? 与∑??=1?????? 具有相同的敛散性
∞∞(2)若∑∞??=1???? 与∑??=1???? 皆收敛,则∑??=1(????±????) 也收敛。
(3)在级数∑∞??=1???? 的前面去掉、加上或改变其有限项,不改变级数的敛散性。 ★5、级数收敛的必要条件:若∑∞??=1???? 收敛,必有lim????=0
??→∞
6-2、正项级数
∞1、若∑∞??=1???? 中每项????≥0,则称∑??=1????为正项级数。
2、p级数:形如∑∞??=1????(??>0)的级数(0?≤1时,级数发散 ; ??>1时,级数收敛) 3、比较判别法
∞对于正项级数∑∞??=1???? 与∑??=1???? ,当????≤????时,则
∞∞∞(1)当∑∞??=1???? 收敛时,∑??=1???? 必收敛; (2)当∑??=1???? 发散时,∑??=1???? 必发散
1
比较判别法的极限形式:lim
????
??→∞????
∞
=λ(0<λ<∞),那么∑∞??=1???? 与∑??=1???? 具有相同的敛散性。
适用场合:若∑∞??=1???? 的一般项????是n的多项式的商、根式、三角函数、反三角函数等时,常用比较判别法讨论敛散性。 4、比值判别法
对于正项级数∑∞??=1???? ,若??????
????+1
??→∞????
=??,则
(1)当??<1时,∑∞(2)当??>1时,∑∞??=1???? 收敛;??=1???? 发散; (3)当??=1时,∑∞??=1???? 可能收敛可能发散
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????
适用场合:若∑∞??=1???? 的一般项????呈现分式形式,且分子或分母中含n!、??、??等因子时,常用
比值判别法讨论敛散性。 6-3、任意项级数
1、任意项级数:若∑∞??=1???? 中各项????可正、可负或零,称之为任意项级数
???1??2、交错级数:形如∑∞???? 或∑∞??=1(?1)??=1(?1)???? 的级数
3、绝对收敛和条件收敛
∞∞对于任意项级数∑∞??=1???? ,如果∑??=1|????|收敛,则称∑??=1????绝对收敛; ∞∞如果∑∞??=1|????|发散,而原级数∑??=1????收敛,则称∑??=1????条件收敛。
4、莱布尼茨判别法:
???1若交错级数∑∞????(????>0)满足:????≥????+1 且 lim????=0 ??=1(?1)
x→∞
???1则∑∞????收敛,且和????≤??1。 ??=1(?1)∞5、如果∑∞??=1|????|收敛,那么∑??=1????必收敛。
★6、判定任意级数∑∞??=?????? 是绝对收敛,还是条件收敛,还是发散步骤: (1)如果lim????易求,首先看lim????是否等于0;若lim????≠0,则级数必发散
x→∞
x→∞
x→∞
∞(2)判定∑∞??=1|????|是否收敛,若收敛,级数∑??=1????绝对收敛
∞∞(3)若∑∞??=1|????|发散,判定∑??=1????是否发散,若收敛,级数∑??=1????条件收敛。 ∞(4)若∑∞??=1????既不绝对收敛,也不条件收敛,则∑??=1????发散
6-4、幂级数
∞????1、幂级数:形如∑∞??=0?????? 或(∑??=0????(?????0))的级数,称之为??或?????0的幂级数。
★2、收敛半径的求法
??对幂级数∑∞??=0??????,设lim|
x→∞
????+1????
|=??,则有
(1)若??≠0,则R=?? 其收敛区间(???,+??) (2)若??=0,则R=+∞; (3)若??=+∞,则R=0 ★3、收敛区间的求法
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1
????+1????
1
??
(1)对标准型幂级数∑∞??=0??????,首先求lim|
x→∞
|=??,则有则R=?? ,其收敛区间(???,+??)
??(2)对一般型幂级数∑∞??=0????(?????0),首先按(1)中求R,则收敛区间(??0???,??0+??) ∞2??2??+1(3)对标准型幂级数∑∞等缺项级数,取其绝对值级数用比值判别法确定??=0??????或∑??=0??????
收敛区间;或做变换化为标准型幂级数进行讨论。 6-5、将初等函数展开为幂级数 ★1、常用的幂级数展开式 (1)
1
??
1???
=∑∞??=0??
(2)
1
=∑∞??=0(?1)??????1+??
(3)e??=∑∞??=0????
??! (4)sin??=∑∞??=0(?1)
??
??2??+1
(2??+1)! (5)cos??=∑∞??=0(?1)
????2??
(2??)!
(6)???? (1+??)=∑∞??=1(?1)
???1??????
(7)????(1???)=?∑∞??=1??????
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