1.二重积分 形式: f(x,y)为面密度,dxdy为面积元素。
解法:①直角坐标 首先是化为X型或Y型区域,如化为X型的则可写成=
②极坐标(使用范围:D为圆或圆的一部分,f(x,y)中含有+项)极坐标下二重积分可化为:
=
2.三重积分 形式: f(x,y,z)表示点(x,y,z)处的密度,dv表示体积元素
解法:①直角坐标 如往xoy面投影,Dxy为X型区域,y的范围由平行于y轴的直线穿过Dxy,穿入的是下限,穿出的上限;z的范围沿平行于z轴的直线穿过立体,穿入的下限,穿出的上限,则有:=;
②柱面坐标(范围:投影区域为圆或圆的一部分,f(x,y,z)中含有+项) 直角坐标与极坐标的关系:x= y= z=z。 ==
③ 球面坐标 (范围:立体为球体或球体的一部分)
3.重积分的应用:① 求曲面面积:A=
可以类似的推出区域为Dxy,Dyz时对应的公式。
② 求质心: 类似的可推广到空间直角坐标系。
③求转动惯量: = 推广到空间坐标系有:
4.曲线积分:①对弧长的曲线积分 形式: 当L为闭曲线是又记为:
算法:关键是化为参数方程,注意积分的上限一定大于积分下限! 直角坐标系下的公式:()极坐标系下的公式: ()
②对坐标的曲线积分 形式:P(x,y)对坐标x的积分记为;Q(x,y)对坐标y的积分记为
算法: 注意对应L的起点对应L的终点!
③两类曲线积分的关系:平面曲线L 空间曲线 起点对应的参数小于终点对应的时取“+”,反之取“-”。
5.曲面积分 ①对面积的曲面积分 形式: f(x.,y,z)表示面密度ds表面积
算法:若曲面往xoy面投影则有 dxdy
同理可有 为曲面的方向余弦,求解的大致步骤:先将积分曲面函数化为
注意:曲面投影不能是一条曲线,积分曲面是由不同曲面组成的要分割!
②对坐标的曲面积分 形式 对坐标x,y的积分 类似的还有对坐标z,x和对坐标y,z的积分。为光滑有向曲面
算法:往xoy面上投影有 取“+”时上侧,取“-”时为下侧,同理还有往zox面投影右侧取“+”,往yoz面投影前侧取“+”。注意:曲面的投影为曲线时积分为零!
③两类曲面积分的联系
6.三个公式 ①格林公式(二重积分曲线积分)条件:P Q具有一阶连续偏导数,D是有L围城的闭区域,L取正向。 内容:
应用:i)A为区域D的面积 A=;ii)曲线积分在一个单连通区域与路径无关的充要条件;
iii)Pdx+Qdy在一单连通域内某一函数的全微分的充要条件是,有。选择起点应尽量选择原点或x轴上的点,然后用折线法求出u(x,y)。
②高斯公式(三重积分曲面积分)条件:是由围成的闭区域外侧,P Q R有一阶连续偏导数。
内容:
③斯托克斯公式(曲面积分曲线积分)条件:为分段光滑空间有向闭曲线,是以为边界的分片光滑有向曲面,右手规则,P Q R具有一阶连续偏导数。
内容:
第二篇:高数积分总结
第四章 一元函数的积分及其应用
第一节 不定积分
一、原函数与不定积分的概念
定义1.设是定义在某区间的已知函数,若存在函数,使得或,则称为的一个原函数
定义2.函数的全体原函数叫做的不定积分,,记为:
其中 叫做被积函数 叫做被积表达式 叫做积分常数
“”叫做积分号
二、不定积分的性质和基本积分公式
性质1. 不定积分的导数等于被积函数,不定积分的微分等于被积表达式,即
.
性质2. 函数的导数或微分的不定积分等于该函数加上一个任意函数,即
性质3. 非零的常数因子可以由积分号内提出来,即
.
性质4. 两个函数的代数和的不定积分等于每个函数不定积分的代数和,即
三、换元积分法和分部积分法
定理1. 设可导,并且 则有
该方法叫第一换元积分法(integration by substitution),也称凑微分法.
定理2.设是可微函数且,若具有原函数,则
该方法叫第二换元积分法
1) v 容易求得 ;
解题技巧:
把被积函数视为两个函数之积 ,按 “ 反对幂指三” 的顺序, 前者为后者为
第二节 定积分概念
一、原函数与不定积分的概念
二、定积分的定义和存在定理
三、定积分的几何意义与定积分的性质
1.定积分的几何意义
2. 定积分的性质
性质1..
性质2. (是常数).
性质3. .
性质4..
推论1. 如果在 上, (a<b).
推论2.
性质5. .
性质6. 设M与m分别是函数上的最大值及最小值,则
().
性质7 .(定积分中值定理) 如果函数在闭区间上连续,则在积分区间]上至少存在一点,使下式成立:
()
可积的充分条件:
定理1.,则
定理2.且只有有限个间断点 ,则
第三节 微积分基本公式
一、微积分基本公式
1. 变上限函数
定义1. 设函数在区间上连续,则它在任意一个子区间上可积,则
( )
是上限变量的函数,称此函数为积分上限函数,也称为变上限函数.
2. 微积分基本公式
定理2.
1.定积分的换元积分法
定理3.
注:设在上连续,证明
(1)若在为偶函数,则 =;
(2)若在上为奇函数,则 =0.
2.定积分的分部积分法
定理4.
第四节 定积分的应用(这点跟高中无异,于是乎就偷懒了=v=~)
一、定积分的微元法
其实质是找出的微元的微分表达式.
二、定积分在几何中的应用
1. 平面图形的面积 .
2. 旋转体的体积
三、定积分在物理上的应用
1.变力做功
2.液体静压
四、定积分在医学上的应用