高数下公式总结

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高数下公式总结

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：p(x1,x2,...,xn),Q(y1,y2,...,yn)的距离

PQ(x1y1)2(x2y2)2...(xnyn)22、多元函数zf(x,y)求偏导时，对谁求偏导，就意味着其它的变量都临时

看作常量。比如，就可以了。

z表示对x求偏导，计算时把y当作常量，只对x求导x2z2z3、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。xyyx4、多元函数zf(x,y)的全微分公式：dzzzdxdy。xy5、复合函数zf(u,v),u(t),v(t)，其导数公式：

dzzduzdv。dtudtvdtFXdy,Fy分别表示对x,y6、隐函数F(x,y)=0的求导公式：，其中FxdXFy求偏导数。方程组的情形：{F(x,y,u,v)0的各个偏导数是：

G(x,y,u,v)0FFxvGGuv，xxFFuvGGuvFFuxGGuux，yFFuvGGuvFFyvGGyvFFuvGGuv，

v。yFFuvGGuvFFyuGGuy7、曲线的参数方程是：x(t),y(t),z(t)，则该曲线过点

M(x0,y0,z0)的法平面方程是：

(t0)(xx0)(t0)(yy0)(t0)(zz0)0

切线方程是：

(xx0)(yy0)(zz0)。(t0)(t0)(t0)8、曲面方程F(x,y,z)＝0在点M(x0,y0,z0)处的法线方程是：

(xx0)(yy0)(zz0)，FxFyFz(xx0)Fy(yy0)Fz(zz0)0。切平面方程是：Fx9、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的值其次步：求出fxx(x0,y0)A,fxy(x0,y0)B,fyy(x0,y0)C

第三步：推断AC-B2的符号，若AC-B2大于零，则存在极值，且当A小于零是极大值，当A大于零是微小值；若AC-B2小于零则无极值；若AC-B2等于零则无法推断10、二重积分的性质：（1）（2）(3)

kf(x,y)dkf(x,y)d

DDdf(x,y)dg(x,y)d

DDDDD1D2f(x,y)df(x,y)df(x,y)d

(4)若f(x,y)g(x,y)，则（5）

f(x,y)dg(x,y)d

DDds，其中s为积分区域D的面积

D（6）mf(x,y)M，则ms（7）积分中值定理：

f(x,y)dMs

Df(x,y)dsf(,)，其中(,)是区域D中的点

DdP2(y)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）

bP2(x)f(x,y)ddxDaP1(x)f(x,y)dydycP1(y)f(x,y)dx，有的积分可以随便选择积分次序，

但是做题的简单性会消失不同，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，可以根据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)，(t)，则

Lf(x,y)dsf2(t)2(t)dt

（2）格林公式：

(DQP)dxdyPdxQdyxyLL14、向量的加法与数乘运算：a(x1,y1,z1),b(x2,y2,z2)，则有ka(kx1,ky1,kz1)，xyzab(x1x2,y1y2,z1z2)，若ab，则111

x2y2z215、向量的模、数量积、向量积：若a(x1,y1,z1),b(x2,y2,z2)，则向量a的模长222ax1y1z1；数量积（向量之间可以交换挨次，其结果是一个数值）ab＝

bax1x2y1y2z1z2＝baabcosa,b，其中a,b表示向量b,a的夹角，且

若ab，则有ab＝0；向量积（向量之间不行以交换挨次，其结果仍是一个向量）

ijkabx1y1z1(y1z2y2z1)i(x2z1x1z2)j(x1y2x2y1)k，其中i,j,k是x轴、

x2y2z2y轴、z轴的方向向量

16、常数项无穷级数unu1u2u3...un...，令snu1u2u3...un称为无

n1穷级数的部分和，若limsns，则称改级数收敛，否则称其为发散的。其中关于无穷级数

x的一个必要非充分地定理是：若un收敛，则必有limun0

n1x17、三种特别的无穷级数：（1）调和级数1是发散的，无须证明就可以直接引用n1nn（2）几何级数aq，当q1时收敛，当q1时发散

n1（3）p级数1，当p1时收敛，当p1时发散pn1nn118、正项级数un的判敛方法：

（1）比较判敛法：若存在两个正项级数un，vn，且有vnun，若un收敛，则vn收

n1n1敛；若vn发散，则un发散

（2）比较判敛法的极限形式：若limunl,(l0)，则un和vn具有相同的敛散性

xvnun1l，若l1，则原级数收敛，若l1，则原级

xun（3）比值判敛法：对于un，limn1数发散

19、交叉级数(1)n1n1un的判敛方法：同时满意unun1及limun0，则级数收敛，否

x则原级数发散

20、肯定收敛和条件收敛：对于un，若un收敛，则称其肯定收敛；若un发散，

n1n1

n1但是un收敛，则称其条件收敛

n121、函数项无穷级数形如：un(x)u1(x)u2(x)u3(x)...un(x)...，通常争论的是

n1幂级数形如：anxa0a1xa2xa3x...anx...，

n0n23n（1）收敛半径及收敛区间：liman11,则收敛半径R，收敛区间则为(R,R)，但

xan是要留意的是，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

(2n1)xnn-1x（2）几种常见函数的幂级数绽开式：e，sinx，（-1）n0n!n1(2n1)!x11x2nnx，(1)nxn，cosx(1)n01xn0(2n)!1xn0n22、常微分方程的类型及解题方法：

（1）可分别变量的微分方程：yf(x,y)，总是可以分别变量化简为式，然后等式两边同时积分，即可求出所需的解

（2）齐次方程：yf(x,y)，不同的是，等式右端的式子总是可以化简为f()的形式，令

dydx的形f(y)f(x)yxyu，则原方程化简为可分别变量方程形式uxuf(u)来求解x（3）一阶线性微分方程：形如yp(x)yf(x)的方程，求解时首先求出该方程对应的齐次方程yp(x)y0的解ycQ(x)，然后使用常熟变易法，令cu(x)，把原方程的解

yu(x)Q(x)带入原方程，求出u(x)，再带入yu(x)Q(x)中，即求出所需的解

（4）全微分方程：形如p(x,y)dxQ(x,y)dy0的方程，只要满意

xyp(x,y)Q(x,y)，yx则称其为全微分方程，其解为u0p(x,y)dxQ(x,y)dy

0（5）二阶微分方程的可降阶的三种微分方程：

第一种：yf(x)的形式，只需对方程连续两次积分就可以求出方程的解

其次种：yf(x,y)的形式，首先令yz，则原方程降阶为可分别变量的一阶微分方程zf(x,z)的形式，连续求解即可

第三种：yf(y,y)的形式，同样令yz，由于yzdzdzdydzy，所以dxdydxdy原方程转化为一阶微分方程

dzzf(y,z)的形式，连续求解即可dy（6）二阶常系数齐次微分方程：ypyqy0，求解时首先求出该方程对应的特征方

r1x程r2prq0的解r1,r2，若实根rc2er2x；若实根r1r2，则解1r2，则解为yc1e为y(c1c2x)e1；若为虚根abi，则解为yeax(c1cosbxc2sinbx)

rx（8）二阶常系数非齐次微分方程：ypyqyPm(x)e，求解时先按（7）的方法求其

rx对应的齐次微分方程的通解y1，然后设出原方程的特解y＝xQm(x)erx，其中Qm(x)是和P含有相应的未知系数，而k依据特征方程的解r1,r2与r的关系取值，m(x)同次的多项式，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

kyy1y

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第八章向量与解析几何

向量代数定义与运算的几何表达定义向量模有大小、有方向.记作a或AB向量a的模记作a在直角坐标系下的表示aaxiayjazk(ax,ay,az)axprjxa,ayprjya,azprjzaaax2ay2az2和差cabca－b单位向量cabaxbx,ayby,azbzaa0，则eaa设a与x,y,z轴的夹角分别为，，，则方向余弦分别为cos，cos，cosea(ax,ay,az)axayaz222方向余弦aaacosx，cosy，coszaaaea(cos，cos，cos)cos2+cos2cos21点乘（数量积）ababcos，为向量a与b的夹角abaxbxaybyazbziabaxbxjaybykazbzcabsin叉乘（向量积）为向量a与b的夹角cab向量c与a，b都垂直定理与公式垂直平行abab0a//bab0abaxbxaybyazbz0a//bcosaxayazbxbybz2222交角余弦ab两向量夹角余弦cosab向量a在非零向量b上的投影axbxaybyazbzaxayazbxbybz22投影abprjbaacos(ab)bprjbaaxbxaybyazbzbxbybz222平面法向量n{A,B,C}点M0(x0,y0,z0)方程名称一般式方程形式及特征直线方向向量T{m,n,p}点M0(x0,y0,z0)方程名称一般式方程形式及特征A1xB1yC1zD10A2xB2yC2zD20AxByCzD0

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点法式A(xx0)B(yy0)C(zz0)0xx1yy1y2y1y3y1zz1z2z10z3z1点向式三点式x2x1x3x1参数式xx0yy0zz0mnpxx0mtyy0ntzzpt0xx0yy0zz0x1x0y1y0z1z0截距式面面垂直面面平行线面垂直xyz1abcA1A2B1B2C1C20A1B1C1A2B2C2ABCmnp两点式线线垂直线线平行线面平行m1m2n1n2p1p20m1n1p1m2n2p2AmBnCp0点面距离M0(x0,y0,z0)AxByCzD0面面距离AxByCzD10AxByCzD20dAx0By0Cz0DABC222dD1D2ABC222面面夹角n1{A1,B1,C1}n2{A2,B2,C2}cos|A1A2B1B2C1C2|A1B1C1A2B2C2222222线线夹角s1{m1,n1,p1}s2{m2,n2,p2}线面夹角s{m,n,p}n{A,B,C}AmBnCpA2B2C2m2n2p2cosm1m2n1n2p1p2222m12n12p12m2n2p2sinx(t)，y(t)，z(t)，切“线”方程：切向量xx0yy0zz0(t0)(t0)(t0)空间(t)曲线：T((t0),(t0),(t0))法平“面”方程：(t0)(xx0)(t0)(yy0)(t0)(zz0)0切“线”方程：y(x)切向量T(1,(x),(x))z(x)xx0yy0zz01(x0)(x0)法平“面”方程：(xx0)(x0)(yy0)(x0)(zz0)0法向量空间F(x,y,z)0曲面：切平“面”方程：Fx(x0,y0,z0)(xx0)Fx(x0,y0,z0)(yy0)n(Fx(x0,y0,z0),Fy(x0,y0,z0),Fz(x0,y0,z0))n(fx(x0,y0),fy(x0,y0),1)Fx(x0,y0,z0)(zz0)0法“线“方程：xx0yy0zz0Fx(x0,y0,z0)Fy(x0,y0,z0)Fz(x0,y0,z0)切平“面”方程：zf(x,y)fx(x0,y0)(xx0)fy(x0,y0)(yy0)(zz0)0

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或n(fx(x0,y0),fy(x0,y0),1)法“线“方程：xx0yy0zz0fx(x0,y0)fy(x0,y0)1第十章重积分

重积分计算方法（1）利用直角坐标系X型Y型积分类型二重积分典型例题f(x,y)dxdydxDab2(x)1(x)f(x,y)dyf(x,y)dxf(x,y)dxdyDdcdy2(y)1(y)Ifx,ydD（2）利用极坐标系使用原则(1)积分区域的边界曲线易于用极坐标方程表示(含圆弧,直线段)；(2)被积函数用极坐标变量表示较简洁(含(xy),22平面薄片的质量质量=面密度面积为实数)f(cos,sin)ddDd2()1()f(cos,sin)d0202（3）利用积分区域的对称性与被积函数的奇偶性当D关于y轴对称时，（关于x轴对称时，有类似结论）0I2f(x,y)dxdyD1计算步骤及留意事项f(x,y)对于x是奇函数，即f(x,y)f(x,y)f(x,y)对于x是偶函数，即f(x,y)f(x,y)D1是D的右半部分1．画出积分区域2．选择坐标系标准：域边界应尽量多为坐标轴，被积函数关于坐标变量易分别3．确定积分次序原则：积分区域分块少，累次积分好算为妙

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4．确定积分限方法：图示法先积一条线，后扫积分域5．计算要简便留意：充分利用对称性，奇偶性三重积分投影法(1)利用直角坐标截面法投影f(x,y,z)dVdxaby2(x)y1(x)dyz2(x,y)z1(x,y)f(x,y,z)dzxrcos（2）利用柱面坐标yrsinzz相当于在投影法的基础上直角坐标转换成极坐标适用范围:1积分区域表面用柱面坐标表示时方程简洁；如旋转体○If(x,y,z)dv空间立体物的质量质量=密度面积22222被积函数用柱面坐标表示时变量易分别.如f(xy)f(xz)○f(x,y,z)dVdzdabr2()r1()f(cos,sin,z)dxcosrsincos（3）利用球面坐标ysinrsinsinzrcosdvr2sindrdd适用范围:1积分域表面用球面坐标表示时方程简洁;如，球体，锥体.○2被积函数用球面坐标表示时变量易分别.如，f(xyz)○222Idd11222(,)1(,)f(sincos,sinsin,cos)2sind（4）利用积分区域的对称性与被积函数的奇偶性

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第十一章曲线积分与曲面积分

曲线积分与曲面积分积分类型参数法（转化为定积分）第一类曲线积分（1）L:y(x)IIf(x,y)ds计算方法典型例题bx(t)2(t)Iaf(x,y(x))1y"(x)dx曲形构件的质量（2）L:y(t)质量=线密度Lf((t),(t))"2(t)"2(t)dt弧长（3）rr()xr()cos()L:yr()sinIf(r()cos,r()sin)r2()r"2()d平面其次类曲线积分（1）参数法（转化为定积分）x(t)L:(t单调地从到)y(t)LPdxQdy{P(t)Q(t)}dt（2）利用格林公式（转化为二重积分）条件：①L封闭，分段光滑，有向（左手法则围成平面区域D）②P，Q具有一阶连续偏导数结论：LPdxQdy(DQP)dxdyxy满意条件直接应用IPdxQdy应用：有瑕点，挖洞L不是封闭曲线，添加帮助线变力沿曲线所做的功（3）利用路径无关定理（特别路径法）等价条件：①QP②xy③PdxQdy0LLPdxQdy与路径无关，与起点、终点有关④PdxQdy具有原函数u(x,y)（特别路径法，偏积分法，凑微分法）（4）两类曲线积分的联系IPdxQdy(PcosQcos)dsLL空间其次类曲线积分（1）参数法（转化为定积分）PdxQdyRdz{P(t)Q(t)R(t)}dtIPdxQdyRdz（2）利用斯托克斯公式（转化其次类曲面积分）L条件：①L封闭，分段光滑，有向②P，Q，R具有一阶连续偏导数

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变力沿曲线所做的功PdxQdyRdzL结论：QpRQPR()dydz()dzdx()dxdyyzzxxy满意条件直接应用应用：不是封闭曲线，添加帮助线第一类曲面积分投影法：zz(x,y)投影到xoy面If(x,y,z)dv曲面薄片的质量Dxy质量=面密度类似的还有投影到yoz面和zox面的公式面积（1）投影法Pdydzp(x(y,z),y,z)dydz1○Dyz：zz(x,y)，为的法向量与x轴的夹角前侧取“+”，cos0；后侧取“”，cos0Qdzdxp(x,y(x,z),z)dzdx2其次类曲面积分○Dyz：yy(x,z)，为的法向量与y轴的夹角右侧取“+”，cos0；左侧取“”，cos02If(x,y,z)dvf(x,y,z(x,y))1zx2zydxdyIPdydzQdzdxR3QdxdyQ(x,y,z(x,y))dxdy○Dyz流体流向曲面一侧的流量：xx(y,z)，为的法向量与x轴的夹角上侧取“+”，cos0；下侧取“”，cos0（2）高斯公式右手法则取定的侧条件：①封闭，分片光滑，是所围空间闭区域的外侧②P，Q，R具有一阶连续偏导数结论：PdydzQdzdzRdxdy(PQR)xyz应用：满意条件直接应用不是封闭曲面，添加帮助面（3）两类曲面积分之间的联系PdydzQdzdxRdxdy(PcosQcosRcos)dS转换投影法：dydz(

全部类型的积分：

z)dxdyxdzdx(z)dxdyy1定义：四步法分割、代替、求和、取极限；○

2性质：对积分的范围具有可加性，具有线性性；○

3对坐标的积分，积分区域对称与被积函数的奇偶性。○

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第十二章级数

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1若级数