导图社区 高等数学——多元函数积分学及其应用
多元函数积分学是微积分的核心拓展,涵盖曲线曲面积分、重积分及其物理应用内容包含:二重与三重积分的计算(直角坐标、极坐标、柱面/球面坐标)两类曲线曲面积分的定义、性质及互化(含Green公式)积分在质量、质心、转动惯量等物理量的应用以及含参变量积分等进阶技巧重点掌握∬∑Pdy∧dz的定向计算与投影转换,理解积分对曲面方向的依赖性。
"电磁感应:揭开磁场与电流的神秘互动!核心内容:1法拉第电磁感应定律(ξ=dΦ/dt)与楞次定律揭示感应电动势阻碍磁通变化2动生电动势(ξ=∫v×Bdl)与感生电动势(ξ=∫∂B/∂t dS)的产生机制3自感(Ψ=LI,ξ=LdI/dt)与互感(Ψ12=M12I1,ξ12=-MdI1/dt)现象4磁场能量公式(Wm=1/2LI²)展现电磁系统储能特性一整套理论完美诠释电磁相互作用本质"。
"探索磁场的奥秘,从基本定律到实际应用!本文涵盖恒定磁场、磁介质特性及电场与磁场的统一性,解析毕奥萨伐尔定律、安培环路定理等核心原理详细讨论磁场对电荷和载流导线的作用,包括霍尔效应、磁力矩等现象,并推导无限长螺线管、平面电流等特殊磁场的分布规律通过磁场高斯定理和安培定则,揭示磁通量与电流的深层联系,最后介绍分子磁矩、磁化强度等介质参数,构建完整的磁场理论框架"。
"新手买相机别踩坑!这份攻略帮你避雷又省钱关键三问:预算多少?主拍什么?要单反还是微单?富士XM5、佳能R10/R50、索尼ZVE10 II都是APSC画幅热门款,轻便性价比高全画幅建议索尼E卡口或佳能RF卡口,高感和虚化更出色记住:别贪高像素,24003300万足够优先投资好镜头,RF/E卡口选择多二手慎买快门超10万的职业机必备配件就四样:高速SD卡、备用电池、相机包和验机技巧。"
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多元函数积分学及其应用
多元数量值函数积分的概念与性质
概念
二重积分,记为∬Df(x,y)dσ=lim(d→0)∑i=1nf(ξi,ηi)Δσi
三重积分,记为∭Ωf(x,y,z)dV=lim(d→0)∑i=1nf(ξi,ηi,ζi)ΔVi
第一型曲线积分,记为∫Lf(x,y,z)ds=lim(d→0)∑i=1nf(ξi,ηi,ζi)Δiso
第一型曲面积分,记为∬∑f(x,y,z)dS=lim(d→0)∑i=1nf(ξi,ηi,ζi)ΔSio
性质
线性性质
对积分区域可加性
单调性
绝对值性质
估值定理
积分中值定理
∫Ωf(M)dΩ=f(M*)·(Ω的度量)
二重积分的计算
直角坐标系下二重积分的计算
∬Df(x,y)dδ=∬Df(x,y)dxdy=∫abdx∫φ1(x)φ2(x)f(x,y)dy ∬Df(x,y)dδ=∬Df(x,y)dxdy=∫cddy∫φ1(y)φ2(y)f(x,y)dx
极坐标系下二重积分的计算
∬Df(x,y)dδ=∬Df(ρcos θ,ρsin θ)ρdρdθ=∫αβdθ∫ρ1(θ)ρ2(θ)f(ρcos θ,ρsin θ)ρdρ ∬Df(x,y)dδ=∬Df(ρcos θ,ρsin θ)ρdρdθ=∫abdρ∫θ1(ρ)θ2(ρ)f(ρcos θ,ρsin θ)ρdθ
二重积分的一般换元法
∬Df(x,y)dδ=∬Df(x(u,v),y(u,v))|J(u,v)|dudv
J(u,v)=∂(x,y)/∂(u,v)≠0=xuyv-xvyu
轮换对称性
三重积分的计算
直角坐标系下三重积分的计算
先一后二法或细棒法
∭Ωf(x,y,z)dV=∬Dxz(∫y1(x,z)y2(x,z)f(x,y,z)dy)dσ
先二后一法或切片法
∭Ωf(x,y,z)dV=∫cd(∬Dzf(x,y,z)dσ)dy
柱面坐标系下三重积分的计算
∭Ωf(ρcos θ,ρsin θ,z)ρdρdθdz=∫abρdρdθ∫z1(ρcos θ,ρsin θ)z2(ρcos θ,ρsin θ)f(ρcos θ,ρsin θ,z)dz
球面坐标系下三重积分的计算
∭Ωf(x,y,z)dV=∭Ωf(rsin φcos θ,rsin φsin θ,r cosφ)r2sin φdrdφdθ
三重积分的一般换元法
∭Ωf(x,y,z)dV=∭Ω'f(x,y,z)J(u,v,w)|dudvdw
J(u,v,w)=∂(x,y,z)/∂(u,v,w)
含参变量的积分
连续性
可导性
f(x,y)和fy(x,y)在有界区间内连续,则I'(y)=∫abfy(x,y)dx f(x,y)和fy(x,y)在有界区间内连续,则F'(y)=∫a(y)b(y)fy(x,y)dx+f(b(y),y)b'(y)-f(a(y),y)a'(y)
可积性
f(x,y)和fy(x,y)在有界区间内连续,则∬Df(x,y)dxdy=∫abdx∫φ1(x)φ2(x)f(x,y)dy
反常重积分
无界区域上的反常二重积分
比较判别法
绝对收敛性
无界函数的反常二重积分
反常重积分的计算
第一型曲线积分与第一型曲面积分
第一型曲线积分
∫Lf(x,y,z)ds=∫αβf(x(t),y(t),z(t))√(x'(t))2+(y'(t))2+(z'(t))2dt
第一型曲面积分
∬∑f(x,y,z)dS=∬∑√1+fx2+fy2dxdy
S=∬D||ru×rv||dudv
S=∬Dxy√(Fz2+Fx2+Fy2)/|Fz|dxdy
第一型曲面积分的计算
数量值函数积分的应用
质量
质心
x=∫Ωxμ(M)dΩ/∫Ωμ(M)dΩ,y=∫Ωyμ(M)dΩ/∫Ωμ(M)dΩ,z=∫Ωzμ(M)dΩ/∫Ωμ(M)dΩ,
转动惯量
I=∫Ωμ(M)d2(M)dΩ
引力
Fx=∫Ωkmμ(M)(x-x0)/r3dΩ
第二型曲线积分与Green公式
第二型曲线积分的概念与性质
方向性
对积分路径的可加性
第二型曲线积分的计算
子主题
∫LF(M)ds=∫LP(x,y,z)dx+Q(x,y,z)dy+R(x,y,z)dz=∫αβ(P(x(t),y(t),z(t))x'(t)+Q(x(t),y(t),z(t))y'(t)+R(x(t),y(t),z(t)z'(t))dt
两类曲线积分之间的关系
∫LF(M)ds=∫LF(M)T(M)ds,T表示曲线L上点M同方向的单位切向量
Green公式
1、有界闭区域2、取正向3、P、Q在D上连续 ∮∂DPdx+Qdy=∬D(∂D/∂x-∂P/∂y)dxdy
D的面积:∮∂Dxdy=1/2∮∂Dxdy-ydx
平面曲线积分与路径无关的条件
四个等价条件
原函数存在的充分条件与平面曲线积分基本定理
Pdx+Qdy在G内存在原函数←→∂P/∂y=∂Q/∂x
曲线积分法
偏积分法
凑积分法
第二型曲面积分
第二型曲面积分的概念
∬∑F(M)dS=∬∑P(x,y,z)dy∧dz+Q(x,y,z)dz∧dx+R(x,y,z)dz∧dx=∬∑P(x,y,z)cos α+Q(x,y,z)cos β+R(x,y,z)cos γdS
第二型曲面积分的性质
线性性 方向性 对积分曲面可加性
第二型曲面积分的计算
∬∑P(x,y,z)dy∧dz=±∬DxyR(x,y,z(y,z))dydz,当∑取上侧时,取+