多变量微积分1
创始人
2024-05-25 22:47:49
0

叉乘的定义:

混合积的几何意义:就是平行六面体的体积

 三个向量共面的充要条件:

 这里要注意,混合机对应的就是三阶行列式的值。

平面方程:

点法式:

 一般式:

截距式:

三点式:

直线方程

点向式:

 参数式:

两点式:

一般式:

点到平面的距离:

点到直线的距离:

其他空间解析几何暂时不列举了,需要的时候再复习好了。

接下来是重点 多元函数微分学和积分学。

判断二元函数极限不存在的方法:

 多元函数的连续:

 全增量和偏增量:

偏导数的定义:

 多重偏导和顺序无关:

证明:

不要求,用四次拉格朗日定理 

全微分的定义:

这里要注意,虽然是定义,但这个定义可以推倒出来的:

按照《简明微积分》里面的推倒:

\Delta f=f(x+\Delta x,y+\Delta y)-f(x,y)

     =f(x+\Delta x,y+\Delta y)-f(x,y+\Deltay) +f(x,y + \Deltay)-f(x,y)

用微分中值定理:

    =f'_x(x+\theta _1\Delta x,y+\Delta y)\Delta x + f'_y(x,y+\theta _2\Delta y)\Delta y

 当增量x,y都趋向于0的时候,

\Delta f=f'_xdx + f'_ydy + o(p)

对于高阶无穷小量的说明,我们来看:

从理解上说,p=\sqrt{\Delta x^{2} + \Delta y^2}  和之前单个变量的距离是一致的。

按照一元变量的定义:

\lim_{\Delta x\rightarrow 0}\frac{\Delta y}{\Delta x}=f'(x_0)

所以\frac{\Delta y}{\Delta x}-f'(x_0)=\alpha

于是\Delta y = f'(x_0)\Delta x + \alpha \Delta x

后面的就是\Delta x的高阶无穷小。

对于多元微积分来说,下面的分母应该就是自变量改变量的距离,一般我们对距离的定义就是

常规的\sqrt{\Delta x^{2} + \Delta y^2}

高阶无穷小量p的另一种表示形式:

那么我们怎么证明A就是z对x的偏导呢?

令这个时候,\Delta y=0

那么\Delta _xz=A\Delta x + \alpha \Delta x

于是f'_x=\lim_{\Delta x\rightarrow 0}\Delta _xz/\Delta x = A

同理可证明B

复合偏导数求导法则证明:

图中有笔误,z误写成了u,理解就好

 

全微分一阶形式不变性的证明:

 方程确定多元函数求偏导的方法:

可以复习下克拉默法则:

克拉默法则是怎么想出来的? - 知乎 

方向导数定理:

证明:

 

 梯度:

 

几何意义:

 梯度是方向导数中最大的一个。

拉格朗日数乘法:

 

二重积分:

非规则区域的和式极限为0(边界曲线的面积为0)

 

二重积分的计算:

把二重积分化成累次积分

 

 

二重积分换元,引出了雅克比行列式,

这里我们看《简明微积分》里面的证明:

书上有点笔误,知乎上有个简略证明:重积分换元的公式,证明,解法,例题 - 知乎

我们也简单证明下:

 图还是按照这个图,证明按照《简明微积分》

取四个点,M1,M2,M3,M4

坐标分别为:

M1:x1,y1

M2:x1 + x'_udu + o(p), y1 + y'_udu + o(p)

M3:可以忽略

M4:x1 + x'_vdv + o(p), y1 + y'_vdv + o(p)

因爲近似成平行四边形,所以直接取两相邻的边叉乘即可。

M1M2: x'_udu + o(p), y'_udu + o(p)

M1M4:x'_vdv + o(p), y'_vdv + o(p)

根据叉乘公式:

就是( x'_udu + o(p))( y'_vdv + o(p))-( y'_udu + o(p))( x'_vdv + o(p))

展开:

x'_uy'_vdudv - x'_vy'_ududv + Ao(p) + Bo(p^2)​​​​​​​

知乎上是没有这个高阶无穷小的项的,但我觉得简明微积分里的更加正确,只有加了d的微分才可以舍弃高阶无穷小,而上面这个是等于号,我认为不能舍弃高阶无穷小。

让我们重新梳理思路:

首先,从体积的角度去理解这个二重积分:\iint_{}^{}f(x,y)dxdy

就是对于区域D下的面积,和每个微元的函数值的积分,最终形成体积的概念。就是求和公式:

\sum_{i=1}^{n}f(x_i,y_i)\Delta A

而通过换元u,v, f(x(u,v),y(u,v)) 可以看成复合函数f(T(u,v))

还是从求和公式出发先:

\sum_{i=1}^{n}f(u_i,v_i)\Delta A'

核心就在于求和公式中\Delta A\Delta A'的区别

我认为简明微积分的做法更加正确。

首先毫无疑问

在标准坐标系xy下面,\Delta A=dxdy

在换元uv之后,这个标准的矩形会被扭曲掉,面积也会变成新的\Delta A'

因为要进行面积的比较,那么就必须放到同一个绝对时空下。而我们必须放到xy坐标系下的绝对空间中比较,因为f(ui,vi)是直接把x,y换成uv表达式的。它的值还是在xy坐标系下的值。

相关内容

热门资讯

求经典台词和经典旁白 求经典台词和经典旁白谁有霹雳布袋戏里的经典对白和经典旁白啊?朋友,你尝过失去的滋味吗? 很多人在即将...
小王子第二章主要内容概括 小王子第二章主要内容概括小王子第二章主要内容概括小王子第二章主要内容概括
爱情睡醒了第15集里刘小贝和项... 爱情睡醒了第15集里刘小贝和项天骐跳舞时唱的那首歌是什么谢谢开始找舞伴的时候是林俊杰的《背对背拥抱》...
世界是什么?世界是什么概念?可... 世界是什么?世界是什么概念?可以干什么?物质的和意识的 除了我们生活的地方 比方说山 河 公路 ...
全职猎人中小杰和奇牙拿一集被抓 全职猎人中小杰和奇牙拿一集被抓动画片是第五十九集,五十八集被发现,五十九被带回基地,六十逃走
“不周山”意思是什么 “不周山”意思是什么快快快快......一座山,神话里被共工撞倒了。
《揭秘》一元一分15张跑得快群... 一元一分麻将群加群主微【ab120590】【tj525555】 【mj120590】等风也等你。喜欢...
玩家必看手机正规红中麻将群@2... 好运连连,全网推荐:(ab120590)(mj120590)【tj525555】-Q号:(QQ443...
始作俑者15张跑的快群@24小... 微信一元麻将群群主微【ab120590】 【tj525555】【mj120590】一元一分群内结算,...
《重大通知》24小时一元红中麻... 加V【ab120590】【tj525555】【mj120590】红中癞子、跑得快,等等,加不上微信就...
盘点一下正规一块红中麻将群@2... 一元一分麻将群加群主微:微【ab120590】 【mj120590】【tj525555】喜欢手机上打...
(免押金)上下分一元一分麻将群... 微【ab120590】 【mj120590】【tj525555】专业麻将群三年房费全网最低,APP苹...
[解读]正规红中麻将跑的快@群... 微信一元麻将群群主微【ab120590】 【tj525555】【mj120590】一元一分群内结算,...
《普及一下》全天24小时红中... 微【ab120590】 【mj120590】【tj525555】专业麻将群三年房费全网最低,APP苹...
优酷视频一元一分正规红中麻将... 好运连连,全网推荐:(ab120590)(mj120590)【tj525555】-Q号:(QQ443...
《火爆》加入附近红中麻将群@(... 群主微【ab120590】 【mj120590】【tj525555】免带押进群,群内跑包包赔支持验证...
《字节跳动》哪里有一元一分红中... 1.进群方式-[ab120590]或者《mj120590》【tj525555】--QQ(QQ4434...
全网普及红中癞子麻将群@202... 好运连连,全网推荐:(ab120590)(mj120590)【tj525555】-Q号:(QQ443...
「独家解读」一元一分麻将群哪里... 1.进群方式《ab120590》或者《mj120590》《tj525555》--QQ(4434063...
通知24小时不熄火跑的快群@2... 1.进群方式《ab120590》或者《mj120590》《tj525555》--QQ(4434063...