高数下册公式

平面的方程:

1、点法式:A (x -x 0) +B (y -y 0) +C (z -z 0) =0,其中n ={A , B , C },M 0(x 0, y 0, z 0) 2、一般方程:Ax +By +Cz +D =0x y z

3++=1

a b c

平面外任意一点到该平面的距离:d =

Ax 0+By 0+Cz 0+D

A 2+B 2+C 2

⎧x =x 0+m t

x -x y -y 0z -z 0 ⎪

0===t , 其中s ={m , n , p };参数方程:⎨y =y 0+nt

m n p ⎪z =z +pt

0⎩

多元函数微分法及应用

全微分:dz =

∂z ∂z ∂u ∂u ∂u

dx +dy    du =dx +dy +dz ∂x ∂y ∂x ∂y ∂z

多元复合函数的求导法:

dz ∂z ∂u ∂z ∂v

z =f [u (t ), v (t )]=⋅+⋅ 

dt ∂u ∂t ∂v ∂t

∂z ∂z ∂u ∂z ∂v

z =f [u (x , y ), v (x , y )]=⋅+⋅

∂x ∂u ∂x ∂v ∂x

当u =u (x , y ) ,v =v (x , y ) 时,du =

∂u ∂u ∂v ∂v

dx +dy    dv =dx +dy  ∂x ∂y ∂x ∂y

隐函数的求导公式:

F x F F dy dy d 2y ∂∂

隐函数F (x , y ) =0=-2=(-x ) +(-x ) ⋅

dx F y ∂x F y ∂y F y dx dx F y F x ∂z ∂z

隐函数F (x , y , z ) =0=-=-

∂x F z ∂y F z

微分法在几何上的应用:

⎧x =ϕ(t )

x -x y -y 0z -z 0⎪

空间曲线⎨y =ψ(t ) 在点M (x 0, y 0, z 0) 0==

''ϕ(t 0) ψ(t 0) ω'(t 0) ⎪z =ω(t )

在点M 处的法平面方程:ϕ'(t 0)(x -x 0) +ψ'(t 0)(y -y 0) +ω'(t 0)(z -z 0) =0曲面F (x , y , z ) =0上一点M (x 0, y 0, z 0) ,则:

1、过此点的法向量:n ={F x (x 0, y 0, z 0), F y (x 0, y 0, z 0), F z (x 0, y 0, z 0)}

2、过此点的切平面方程:F x (x 0, y 0, z 0)(x -x 0) +F y (x 0, y 0, z 0)(y -y 0) +F z (x 0, y 0, z 0)(z -z 0) =0x -x 0y -y 0z -z 03==

F x (x 0, y 0, z 0) F y (x 0, y 0, z 0) F z (x 0, y 0, z 0)

方向导数与梯度:

∂f ∂f ∂f

函数z =f (x , y ) 在一点p (x , y ) 沿任一方向l =cos ϕ+sin ϕ

∂l ∂x ∂y 其中ϕ为x 轴到方向l 的转角。

∂f ∂f i +j ∂x ∂y

∂f

它与方向导数的关系是=grad f (x , y ) ⋅e ,其中e =cos ϕ⋅i +sin ϕ⋅j ,为l 方向上的

∂l

单位向量。∂f

∴是grad f (x , y ) 在l 上的投影。∂l 函数z =f (x , y ) 在一点p (x , y ) 的梯度:grad f (x , y ) =

多元函数的极值及其求法:

设f x (x 0, y 0) =f y (x 0, y 0) =0,令:f xx (x 0, y 0) =A ,  f xy (x 0, y 0) =B ,  f yy (x 0, y 0) =C ⎧⎧A

⎨⎪AC -B >0时,

⎩A >0, (x 0, y 0) 为极小值⎪⎪2

则:值⎨AC -B

柱面坐标和球面坐标:

⎧x =r cos θ

柱面坐标:f (x , y , z ) dxdydz =⎰⎰⎰F (r , θ, z ) rdrd θdz , ⎨y =r sin θ,    ⎰⎰⎰ΩΩ⎪z =z

⎩其中:F (r , θ, z ) =f (r cos θ, r sin θ, z )

⎧x =r sin ϕcos θ⎪2

球面坐标:⎨y =r sin ϕsin θ,  dv =rd ϕ⋅r sin ϕ⋅d θ⋅dr =r sin ϕdrd ϕd θ

⎪z =r cos ϕ⎩

πr (ϕ, θ)

⎰⎰⎰f (x , y , z ) dxdydz =⎰⎰⎰F (r , ϕ, θ) r

Ω

Ω

2

sin ϕdrd ϕd θ=⎰d θ⎰d ϕ

⎰F (r , ϕ, θ) r

2

sin ϕdr

=

1M

⎰⎰⎰x ρdv ,   =

Ω

Ω

1M

⎰⎰⎰y ρdv ,   =

Ω

Ω

1M

⎰⎰⎰z ρdv ,  其中M ==⎰⎰⎰ρdv

Ω

Ω

Ω

转动惯量:I x =⎰⎰⎰(y 2+z 2) ρdv ,  I y =⎰⎰⎰(x 2+z 2) ρdv ,  I z =⎰⎰⎰(x 2+y 2) ρdv

曲线积分:

第一类曲线积分(对弧长的曲线积分):

⎧x =ϕ(t ) 设f (x , y ) 在L 上连续,L 的参数方程为:,   (α≤t ≤β), 则:⎨

⎩y =ψ(t )

L

⎧x =t 22

''f (x , y ) ds =⎰f [ϕ(t ), ψ(t (t ) +ψ(t ) dt   (α

⎩y =ϕ(t ) α

β

第二类曲线积分(对坐标的曲线积分):⎧x =ϕ(t ) 设L 的参数方程为,则:⎨

⎩y =ψ(t )

β

⎰P (x , y ) dx +Q (x , y ) dy =α⎰{P [ϕ(t ), ψ(t )]ϕ'(t ) +Q [ϕ(t ), ψ(t )]ψ'(t )}dt

L

两类曲线积分之间的关系:⎰Pdx +Qdy =⎰(P cos α+Q cos β) ds ,其中α和β分别为

L

L

L 上积分起止点处切向量的方向角。

∂Q ∂P ∂Q ∂P

格林公式:(-) dxdy =Pdx +Qdy 格林公式:(-) dxdy =Pdx +Qdy ⎰⎰⎰⎰∂x ∂y ∂x ∂y D L D L ∂Q ∂P 1当P =-y , Q =x -=2时,得到D 的面积:A =⎰⎰dxdy =xdy -ydx

∂x ∂y 2L

D ·平面上曲线积分与路径无关的条件:1、G 是一个单连通区域;

2、P (x , y ) ,Q (x , y ) 在G 内具有一阶连续偏导数,且减去对此奇点的积分,注意方向相反!

·二元函数的全微分求积:∂Q ∂P

在=时,Pdx +Qdy 才是二元函数u (x , y ) 的全微分,其中:∂x ∂y

(x , y )

∂Q ∂P

=。注意奇点,如(0, 0) ,应∂x ∂y

u (x , y ) =

(x 0, y 0)

⎰P (x , y ) dx +Q (x , y ) dy ,通常设x

=y 0=0。

曲面积分:

22

对面积的曲面积分:⎰⎰f (x , y , z ) ds =⎰⎰f [x , y , z (x , y +z x (x , y ) +z y (x , y ) dxdy

D xy

对坐标的曲面积分:,其中:⎰⎰P (x , y , z ) dydz +Q (x , y , z ) dzdx +R (x , y , z ) dxdy

号;⎰⎰R (x , y , z ) dxdy =±⎰⎰R [x , y , z (x , y )]dxdy ,取曲面的上侧时取正

D xy

号;⎰⎰P (x , y , z ) dydz =±⎰⎰P [x (y , z ), y , z ]dydz ,取曲面的前侧时取正

D yz

号。⎰⎰Q (x , y , z ) dzdx =±⎰⎰Q [x , y (z , x ), z ]dzdx ,取曲面的右侧时取正

D zx

两类曲面积分之间的关系:⎰⎰Pdydz +Qdzdx +Rdxdy =⎰⎰(P cos α+Q cos β+R cos γ) ds

级数审敛法:

1、正项级数的审敛法——根植审敛法(柯西判别法):⎧ρ

设:ρ=lim u n ,则⎨ρ>1时,级数发散

n →∞

⎪ρ=1时,不确定⎩2、比值审敛法:

⎧ρ

U ⎪

设:ρ=lim n +1,则⎨ρ>1时,级数发散

n →∞U n ⎪ρ=1时,不确定

⎩3、定义法:

s n =u 1+u 2+ +u n ; lim s n 存在,则收敛;否则发散。

n →∞

交错级数u 1-u 2+u 3-u 4+ (或-u 1+u 2-u 3+ , u n >0) 的审敛法——莱布尼兹定理:⎧ ⎪u n ≥u n +1如果交错级数满足,那么级数收敛且其和s ≤u , 其余项r r ≤u 。⎨lim u =01n n n +1

n ⎪⎩n →∞

绝对收敛与条件收敛:

(1) u 1+u 2+ +u n + ,其中u n 为任意实数;(2) u 1+u 2+u 3+ +u n +

如果(2) 收敛,则(1) 肯定收敛,且称为绝对收敛级数;如果(2) 发散,而(1) 收敛,则称(1) 为条件收敛级数。 1(-1) n

调和级数:∑n 发散,而∑n 1

  级数:∑n 2收敛;

≤1时发散1

  p 级数:∑n p p >1时收敛

幂级数:

1

x

对于级数(3) a 0+a 1x  +a 2x 2+ +a n x n + ,如果它不是仅在原点收敛,也不是在全

x

数轴上都收敛,则必存在R ,使x >R 时发散,其中R 称为收敛半径。

x =R 时不定

1

ρ≠0时,R =

求收敛半径的方法:设lim

a n +1

=ρ,其中a n ,a n +1是(3) ρ=0时,R =+∞

n →∞a n

ρ=+∞时,R =0

ρ

函数展开成幂级数:

f ''(x 0) f (n ) (x 0) 2

函数展开成泰勒级数:f (x ) =f (x 0)(x -x 0) +(x -x 0) + +(x -x 0) n +

2! n !

f (n +1) (ξ)

余项:R n =(x -x 0) n +1, f (x ) 可以展开成泰勒级数的充要条件是:lim R n =0

n →∞(n +1)! f ''(0) 2f (n ) (0) n

x 0=0时即为麦克劳林公式:f (x ) =f (0) +f '(0) x +x + +x +

2! n !

一些函数展开成幂级数:

m (m -1) 2m (m -1) (m -n +1) n

x + +x +    (-1

352n -1

x x x

sin x =x -+- +(-1) n -1+    (-∞

3! 5! (2n -1)! (1+x ) m =1+mx +

欧拉公式:

⎧e ix +e -ix

cos x =⎪⎪2ix

e =cos x +i sin x    或⎨ix -ix

⎪sin x =e -e ⎪2⎩

a 0∞n πx n πx

f (x ) =+∑(a n cos +b n sin ) ,周期=2l

2n =1l l

l ⎧1n πx a =f (x ) cos dx    (n =0, 1, 2 ) ⎪n ⎰l l ⎪-l

其中⎨l

⎪b =1f (x ) sin n πx dx    (n =1, 2, 3 ) ⎪n l ⎰l -l ⎩

微分方程的相关概念:

一阶微分方程:y '=f (x , y )  或 P (x , y ) dx +Q (x , y ) dy =0

可分离变量的微分方程:一阶微分方程可以化为g (y ) dy =f (x ) dx 的形式,解法:

⎰g (y ) dy =⎰f (x ) dx   得:G (y ) =F (x ) +C 称为隐式通解。

dy y

=f (x , y ) =ϕ(x , y ) ,即写成的函数,解法: dx x

y dy du du dx du y 设u =,则=u +x ,u +=ϕ(u ) ,∴=代替u ,

x dx dx dx x ϕ(u ) -u x 齐次方程:一阶微分方即得齐次方程通解。

一阶线性微分方程:

dy

1+P (x ) y =Q (x )

dx

-P (x ) dx

当Q (x ) =0时, 为齐次方程,y =Ce ⎰

当Q (x ) ≠0时,为非齐次方程,y =(⎰Q (x ) e ⎰dy

2+P (x ) y =Q (x ) y n ,(n ≠0, 1)

dx

全微分方程:

P (x ) dx

dx +C ) e ⎰

-P (x ) dx

如果P (x , y ) dx +Q (x , y ) dy =0中左端是某函数的全微分方程,即:

∂u ∂u

du (x , y ) =P (x , y ) dx +Q (x , y ) dy =0=P (x , y ) =Q (x , y )

∂x ∂y ∴u (x , y ) =C 应该是该全微分方程的通解。

二阶微分方程:

f (x ) ≡0时为齐次d 2y dy

+P (x ) +Q (x ) y =f (x ) dx dx 2f (x ) ≠0时为非齐次

二阶常系数齐次线性微分方程及其解法:

(*)y ''+p y '+qy =0,其中p , q 为常数;求解步骤:

1、写出特征方程:(∆) r 2+pr +q =0,其中r 2,r 的系数及常数项恰好是(*)式中y '', y ', y 的系数;2、求出(∆) 式的两个根r 1, r 2

3、根据r 1, r 2的不同情况,按下表写出(*)式的通解:

二阶常系数非齐次线性微分方程

y ''+p y '+qy =f (x ) ,p , q 为常数f (x ) =e λx P m (x ) 型,λ为常数;f (x ) =e λx [P l (x ) cos ωx +P n (x ) sin ωx ]型

平面的方程:

1、点法式:A (x -x 0) +B (y -y 0) +C (z -z 0) =0,其中n ={A , B , C },M 0(x 0, y 0, z 0) 2、一般方程:Ax +By +Cz +D =0x y z

3++=1

a b c

平面外任意一点到该平面的距离:d =

Ax 0+By 0+Cz 0+D

A 2+B 2+C 2

⎧x =x 0+m t

x -x y -y 0z -z 0 ⎪

0===t , 其中s ={m , n , p };参数方程:⎨y =y 0+nt

m n p ⎪z =z +pt

0⎩

多元函数微分法及应用

全微分:dz =

∂z ∂z ∂u ∂u ∂u

dx +dy    du =dx +dy +dz ∂x ∂y ∂x ∂y ∂z

多元复合函数的求导法:

dz ∂z ∂u ∂z ∂v

z =f [u (t ), v (t )]=⋅+⋅ 

dt ∂u ∂t ∂v ∂t

∂z ∂z ∂u ∂z ∂v

z =f [u (x , y ), v (x , y )]=⋅+⋅

∂x ∂u ∂x ∂v ∂x

当u =u (x , y ) ,v =v (x , y ) 时,du =

∂u ∂u ∂v ∂v

dx +dy    dv =dx +dy  ∂x ∂y ∂x ∂y

隐函数的求导公式:

F x F F dy dy d 2y ∂∂

隐函数F (x , y ) =0=-2=(-x ) +(-x ) ⋅

dx F y ∂x F y ∂y F y dx dx F y F x ∂z ∂z

隐函数F (x , y , z ) =0=-=-

∂x F z ∂y F z

微分法在几何上的应用:

⎧x =ϕ(t )

x -x y -y 0z -z 0⎪

空间曲线⎨y =ψ(t ) 在点M (x 0, y 0, z 0) 0==

''ϕ(t 0) ψ(t 0) ω'(t 0) ⎪z =ω(t )

在点M 处的法平面方程:ϕ'(t 0)(x -x 0) +ψ'(t 0)(y -y 0) +ω'(t 0)(z -z 0) =0曲面F (x , y , z ) =0上一点M (x 0, y 0, z 0) ,则:

1、过此点的法向量:n ={F x (x 0, y 0, z 0), F y (x 0, y 0, z 0), F z (x 0, y 0, z 0)}

2、过此点的切平面方程:F x (x 0, y 0, z 0)(x -x 0) +F y (x 0, y 0, z 0)(y -y 0) +F z (x 0, y 0, z 0)(z -z 0) =0x -x 0y -y 0z -z 03==

F x (x 0, y 0, z 0) F y (x 0, y 0, z 0) F z (x 0, y 0, z 0)

方向导数与梯度:

∂f ∂f ∂f

函数z =f (x , y ) 在一点p (x , y ) 沿任一方向l =cos ϕ+sin ϕ

∂l ∂x ∂y 其中ϕ为x 轴到方向l 的转角。

∂f ∂f i +j ∂x ∂y

∂f

它与方向导数的关系是=grad f (x , y ) ⋅e ,其中e =cos ϕ⋅i +sin ϕ⋅j ,为l 方向上的

∂l

单位向量。∂f

∴是grad f (x , y ) 在l 上的投影。∂l 函数z =f (x , y ) 在一点p (x , y ) 的梯度:grad f (x , y ) =

多元函数的极值及其求法:

设f x (x 0, y 0) =f y (x 0, y 0) =0,令:f xx (x 0, y 0) =A ,  f xy (x 0, y 0) =B ,  f yy (x 0, y 0) =C ⎧⎧A

⎨⎪AC -B >0时,

⎩A >0, (x 0, y 0) 为极小值⎪⎪2

则:值⎨AC -B

柱面坐标和球面坐标:

⎧x =r cos θ

柱面坐标:f (x , y , z ) dxdydz =⎰⎰⎰F (r , θ, z ) rdrd θdz , ⎨y =r sin θ,    ⎰⎰⎰ΩΩ⎪z =z

⎩其中:F (r , θ, z ) =f (r cos θ, r sin θ, z )

⎧x =r sin ϕcos θ⎪2

球面坐标:⎨y =r sin ϕsin θ,  dv =rd ϕ⋅r sin ϕ⋅d θ⋅dr =r sin ϕdrd ϕd θ

⎪z =r cos ϕ⎩

πr (ϕ, θ)

⎰⎰⎰f (x , y , z ) dxdydz =⎰⎰⎰F (r , ϕ, θ) r

Ω

Ω

2

sin ϕdrd ϕd θ=⎰d θ⎰d ϕ

⎰F (r , ϕ, θ) r

2

sin ϕdr

=

1M

⎰⎰⎰x ρdv ,   =

Ω

Ω

1M

⎰⎰⎰y ρdv ,   =

Ω

Ω

1M

⎰⎰⎰z ρdv ,  其中M ==⎰⎰⎰ρdv

Ω

Ω

Ω

转动惯量:I x =⎰⎰⎰(y 2+z 2) ρdv ,  I y =⎰⎰⎰(x 2+z 2) ρdv ,  I z =⎰⎰⎰(x 2+y 2) ρdv

曲线积分:

第一类曲线积分(对弧长的曲线积分):

⎧x =ϕ(t ) 设f (x , y ) 在L 上连续,L 的参数方程为:,   (α≤t ≤β), 则:⎨

⎩y =ψ(t )

L

⎧x =t 22

''f (x , y ) ds =⎰f [ϕ(t ), ψ(t (t ) +ψ(t ) dt   (α

⎩y =ϕ(t ) α

β

第二类曲线积分(对坐标的曲线积分):⎧x =ϕ(t ) 设L 的参数方程为,则:⎨

⎩y =ψ(t )

β

⎰P (x , y ) dx +Q (x , y ) dy =α⎰{P [ϕ(t ), ψ(t )]ϕ'(t ) +Q [ϕ(t ), ψ(t )]ψ'(t )}dt

L

两类曲线积分之间的关系:⎰Pdx +Qdy =⎰(P cos α+Q cos β) ds ,其中α和β分别为

L

L

L 上积分起止点处切向量的方向角。

∂Q ∂P ∂Q ∂P

格林公式:(-) dxdy =Pdx +Qdy 格林公式:(-) dxdy =Pdx +Qdy ⎰⎰⎰⎰∂x ∂y ∂x ∂y D L D L ∂Q ∂P 1当P =-y , Q =x -=2时,得到D 的面积:A =⎰⎰dxdy =xdy -ydx

∂x ∂y 2L

D ·平面上曲线积分与路径无关的条件:1、G 是一个单连通区域;

2、P (x , y ) ,Q (x , y ) 在G 内具有一阶连续偏导数,且减去对此奇点的积分,注意方向相反!

·二元函数的全微分求积:∂Q ∂P

在=时,Pdx +Qdy 才是二元函数u (x , y ) 的全微分,其中:∂x ∂y

(x , y )

∂Q ∂P

=。注意奇点,如(0, 0) ,应∂x ∂y

u (x , y ) =

(x 0, y 0)

⎰P (x , y ) dx +Q (x , y ) dy ,通常设x

=y 0=0。

曲面积分:

22

对面积的曲面积分:⎰⎰f (x , y , z ) ds =⎰⎰f [x , y , z (x , y +z x (x , y ) +z y (x , y ) dxdy

D xy

对坐标的曲面积分:,其中:⎰⎰P (x , y , z ) dydz +Q (x , y , z ) dzdx +R (x , y , z ) dxdy

号;⎰⎰R (x , y , z ) dxdy =±⎰⎰R [x , y , z (x , y )]dxdy ,取曲面的上侧时取正

D xy

号;⎰⎰P (x , y , z ) dydz =±⎰⎰P [x (y , z ), y , z ]dydz ,取曲面的前侧时取正

D yz

号。⎰⎰Q (x , y , z ) dzdx =±⎰⎰Q [x , y (z , x ), z ]dzdx ,取曲面的右侧时取正

D zx

两类曲面积分之间的关系:⎰⎰Pdydz +Qdzdx +Rdxdy =⎰⎰(P cos α+Q cos β+R cos γ) ds

级数审敛法:

1、正项级数的审敛法——根植审敛法(柯西判别法):⎧ρ

设:ρ=lim u n ,则⎨ρ>1时,级数发散

n →∞

⎪ρ=1时,不确定⎩2、比值审敛法:

⎧ρ

U ⎪

设:ρ=lim n +1,则⎨ρ>1时,级数发散

n →∞U n ⎪ρ=1时,不确定

⎩3、定义法:

s n =u 1+u 2+ +u n ; lim s n 存在,则收敛;否则发散。

n →∞

交错级数u 1-u 2+u 3-u 4+ (或-u 1+u 2-u 3+ , u n >0) 的审敛法——莱布尼兹定理:⎧ ⎪u n ≥u n +1如果交错级数满足,那么级数收敛且其和s ≤u , 其余项r r ≤u 。⎨lim u =01n n n +1

n ⎪⎩n →∞

绝对收敛与条件收敛:

(1) u 1+u 2+ +u n + ,其中u n 为任意实数;(2) u 1+u 2+u 3+ +u n +

如果(2) 收敛,则(1) 肯定收敛,且称为绝对收敛级数;如果(2) 发散,而(1) 收敛,则称(1) 为条件收敛级数。 1(-1) n

调和级数:∑n 发散,而∑n 1

  级数:∑n 2收敛;

≤1时发散1

  p 级数:∑n p p >1时收敛

幂级数:

1

x

对于级数(3) a 0+a 1x  +a 2x 2+ +a n x n + ,如果它不是仅在原点收敛,也不是在全

x

数轴上都收敛,则必存在R ,使x >R 时发散,其中R 称为收敛半径。

x =R 时不定

1

ρ≠0时,R =

求收敛半径的方法:设lim

a n +1

=ρ,其中a n ,a n +1是(3) ρ=0时,R =+∞

n →∞a n

ρ=+∞时,R =0

ρ

函数展开成幂级数:

f ''(x 0) f (n ) (x 0) 2

函数展开成泰勒级数:f (x ) =f (x 0)(x -x 0) +(x -x 0) + +(x -x 0) n +

2! n !

f (n +1) (ξ)

余项:R n =(x -x 0) n +1, f (x ) 可以展开成泰勒级数的充要条件是:lim R n =0

n →∞(n +1)! f ''(0) 2f (n ) (0) n

x 0=0时即为麦克劳林公式:f (x ) =f (0) +f '(0) x +x + +x +

2! n !

一些函数展开成幂级数:

m (m -1) 2m (m -1) (m -n +1) n

x + +x +    (-1

352n -1

x x x

sin x =x -+- +(-1) n -1+    (-∞

3! 5! (2n -1)! (1+x ) m =1+mx +

欧拉公式:

⎧e ix +e -ix

cos x =⎪⎪2ix

e =cos x +i sin x    或⎨ix -ix

⎪sin x =e -e ⎪2⎩

a 0∞n πx n πx

f (x ) =+∑(a n cos +b n sin ) ,周期=2l

2n =1l l

l ⎧1n πx a =f (x ) cos dx    (n =0, 1, 2 ) ⎪n ⎰l l ⎪-l

其中⎨l

⎪b =1f (x ) sin n πx dx    (n =1, 2, 3 ) ⎪n l ⎰l -l ⎩

微分方程的相关概念:

一阶微分方程:y '=f (x , y )  或 P (x , y ) dx +Q (x , y ) dy =0

可分离变量的微分方程:一阶微分方程可以化为g (y ) dy =f (x ) dx 的形式,解法:

⎰g (y ) dy =⎰f (x ) dx   得:G (y ) =F (x ) +C 称为隐式通解。

dy y

=f (x , y ) =ϕ(x , y ) ,即写成的函数,解法: dx x

y dy du du dx du y 设u =,则=u +x ,u +=ϕ(u ) ,∴=代替u ,

x dx dx dx x ϕ(u ) -u x 齐次方程:一阶微分方即得齐次方程通解。

一阶线性微分方程:

dy

1+P (x ) y =Q (x )

dx

-P (x ) dx

当Q (x ) =0时, 为齐次方程,y =Ce ⎰

当Q (x ) ≠0时,为非齐次方程,y =(⎰Q (x ) e ⎰dy

2+P (x ) y =Q (x ) y n ,(n ≠0, 1)

dx

全微分方程:

P (x ) dx

dx +C ) e ⎰

-P (x ) dx

如果P (x , y ) dx +Q (x , y ) dy =0中左端是某函数的全微分方程,即:

∂u ∂u

du (x , y ) =P (x , y ) dx +Q (x , y ) dy =0=P (x , y ) =Q (x , y )

∂x ∂y ∴u (x , y ) =C 应该是该全微分方程的通解。

二阶微分方程:

f (x ) ≡0时为齐次d 2y dy

+P (x ) +Q (x ) y =f (x ) dx dx 2f (x ) ≠0时为非齐次

二阶常系数齐次线性微分方程及其解法:

(*)y ''+p y '+qy =0,其中p , q 为常数;求解步骤:

1、写出特征方程:(∆) r 2+pr +q =0,其中r 2,r 的系数及常数项恰好是(*)式中y '', y ', y 的系数;2、求出(∆) 式的两个根r 1, r 2

3、根据r 1, r 2的不同情况,按下表写出(*)式的通解:

二阶常系数非齐次线性微分方程

y ''+p y '+qy =f (x ) ,p , q 为常数f (x ) =e λx P m (x ) 型,λ为常数;f (x ) =e λx [P l (x ) cos ωx +P n (x ) sin ωx ]型


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