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考研数学第四章——多元函数微积分学

从 2021 年李永乐的 148 页开始,多元函数的微积分学比较复杂,之前上大学的时候就学的比较浅。要掌握的话要做更多的练习。

多元函数的极限、连续、偏导数与全微分

  • 多元函数

    • 二元函数的概念
    • 二元函数的几何意义
  • 二元函数的极限与连续

    • 重极限的函数(用距离定义)
    • 二元函数连续的概念
    • 连续函数的性质
  • 二元函数的偏导数与全微分

    • 偏导数的概念
    • 偏导数的几何意义
    • 全微分的概念
    • 可微的必要条件
    • 可微的充分条件
    • 多元函数连续、可导、可微之间的关系(注意可导只是在轴方向而不是全方向,而可微也是“重极限”定义的,对重极限的理解公式非常重要)

例题

  • 讨论二重极限

    • 证明二重极限不存在
    • 求二重极限
  • 讨论二元函数的连续性、偏导数存在性

  • 讨论二元函数的可微性

多元函数微分法

  • 复合函数的偏导数与全微分

    • 复合函数求导法则(多元函数与多元函数的复合像是空间向量的和运算)
    • 全微分形式不变性
    • 高阶偏导数及混合偏导数与求导次序无关问题
      • 高阶偏导数概念
      • 混合偏导数与求导次序无关问题
  • 隐函数的偏导数与全微分

    • 由一个方程式确定的隐函数(一元函数)求导法
    • 由一个方程式确定的隐函数(二元函数)求导法

例题分析

  • 求复合函数的全导数与全微分
    • 求绐出具体表达式函数的偏导数与全微分
    • 求含有抽象函数的偏导数与全微分
  • 求隐函数的偏导数与全微分
    • 由一个方程所确定的隐函数与全微分

极值与最值

  • 无条件极值

    • 多元函数极值和极值点的定义
    • 多元函数驻点的定义
    • 多元函数取得极值点的必要条件
    • 二元函数取得极值的充分条件(通过 \(AC-B^{2}\) 这个条件来判断, \(A,B,C\) 为不同的二阶偏导数)
  • 条件极值

    • 函数 \(f(x,y)\) 在条件 \(\phi(x,y)=0\) 下的极值的必要条件(用 \(\lambda\) 来构造函数)
    • 函数 \(f(x,y,z)\) 在条件 \((\phi(x,y,z)=0,\psi(x,y,z)=0\) 下极值的必要条件

例题分析

  • 无条件极值问题
  • 条件极值(最值)问题
  • 多元函数的最大(小)值问题

二重积分

  • 二重积分的定义及几何意义

    • 二重积分定义(任何数学上的定义都是十分精确的)
    • 二重积分的几何意义定义
  • 二重积分的性质

    • 比较定理
    • 估值定理
    • 中值定理
  • 二重积分的计算

    • 在直角从标系下计算
    • 在极从标下计算
    • 利用对称性和奇计算

例题分析

  • 计算二重积分
  • 累次积分交换积分次序计算
  • 与二重积分有关的综合题
  • 与二重积分有关的积分不等式问题