微積分A2期末複習提綱(1) 積分部分

2021-02-20 傅尼瑪的石板

3.1-3.3 二重積分

二重積分相信已經很熟悉了,不需要了

3.4 三重積分

熟悉常見的變量代換:

柱坐標系:,(默認)變量範圍

球坐標系:,(默認)變量範圍

其他變量代換法(例3.4.10,例3.4.12;P157-158)

積分區域以及被積函數可以由和z表示出來,或者含有項的,使用柱坐標系;可以用和z表示出來的,或者含有項的,使用球坐標系;同時含有的,一般使用柱坐標系比較方便。

有些時候,可以讓x(或y)替換原球坐標系或柱坐標系中z的位置,例如P161.7(2),就可採用的變量替換。

當無法想清楚積分區域時,可以用「切片法」,即固定一個變量(一般是z),然後畫出一個平面(垂直於z軸的平面)的區域,然後換幾個z再畫,感受積分區域。

3.5 重積分的應用

我認為物理應用還是不考。

算曲面S的面積兩個常用公式:

若S可以表示為P69中1.7.3的形式,A、B、C的含義如P72下方,則有

;或者記,則有

若S可以表示為z=z(x,y)的形式,則有P164中3.5.6的結論。

多刷題!多刷題!多刷題!

不要忘記對稱性!

4.1-4.5 兩類曲線/曲面積分

記住曲線和曲面的換元(曲線一個變量,曲面兩個)

考試時遇到曲線曲面積分優先試著套三個公式

4.6.1 Green公式

注意Green公式要求這個向量值函數是區域內連續可微的,對於不滿足這一條件的,需要自己構造區域,下面是一道典型例題。

記住旋度散度等概念。

4.6.2(1) 積分與路徑無關(平面向量場)

記住定理4.6.4(P208)

會用定理4.6.6求第二類曲線積分(會做例4.6.5)(P212)

4.6.2(2) 全微分方程

會分組求原函數(例4.6.6,P213)

熟記一些簡單的二元函數的微分,如下:

關於求積分因子的方法,見下圖:

會分組觀察公共的積分因子(即原方程可以分解為A+B=0的形式,其中A和B是兩個全微分方程,A有一些積分因子u,使得uA=0這個方程滿足P213中4.6.13,B也有一些它的積分因子u',它們若有相同的積分因子則這個因子也是整體的積分因子),下面是一個例題。

4.7 Gauss公式和Stokes公式

熟記兩個公式(這兩個公式是Green公式在三維的推廣)。

Stokes公式是將第二型曲線積分轉化為第二型曲面積分,背公式的時候,背向量式V(x,y,z)=(X(x,y,z),Y(x,y,z),Z(x,y,z)),,然後記P220的4.7.5的結論,寫成數量的形式太複雜,容易記錯。

注意旋度(rotV)是向量值函數,散度(divV)是數量函數!就是說散度是個數,旋度是個向量!

選取合適的積分區域會大大減少計算量。

例如,P227中的5(1),選取x^2+y^2+z^2=R^2作為曲面和選取x+y+z=0作為曲面的難度是完全不同的。事實上,rotV=(1,1,1)為常量,而x+y+z=0的單位法向量n0=1/sqrt3 * (1,1,1)也為常量,用rotV點乘n0為常量,積分等於算面積,非常簡單;如果採用球面作為曲面,計算量就會很大。

空間向量場估計不會考。

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