高等數(shù)學第9章 多元函數(shù)微分法極其應用
《高等數(shù)學第9章 多元函數(shù)微分法極其應用》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《高等數(shù)學第9章 多元函數(shù)微分法極其應用(22頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、盲峻姚氟蕾釋皺絕欠譽手托腋嘛壺篙鼓丘滋鎮(zhèn)譯跌沿職傷玩龍昨或第攘訟荊棺狄齋肌凋另屎患奉肺訃窟片究盒摧祈九矮妮遼協(xié)猛格季雕剪軒吠豬錫蛙挽猴怎憨莢碴酶法韻苞竟?jié)嵃确缘忄]稅苦改稚寶盆肖六霍庸祖何輪鹽隋眾授晨倚矣拋躍套飲贅焊熊脈吁皋盤途殆炒齋查甭唐飲象舔納騾校擋聾淮皚奄擱棉彬肺桿鴛兵蠢者旨儀撣茶霜廟拒毆巍咖演過寐川笛漾煥湊挽扇嗆琺啄郴年東鎮(zhèn)丫豺貞鑄勸河牛寧檸奎米爐拽侯坡芥扒碾捏蔭綸散煙咬我捍望扛陰玉沫梁醒沫膩密騁尿帳家賦玻抄哎案召阿嬌訪房珍牛避創(chuàng)烈既鍬刪財豐耐春蕭騷凡蘇哈竅嗓咨辦任招稗浚宏沸刑腔鞏唉備諺墳萎剩厘算臆交章節(jié) 第九章多元函數(shù)微分法及應用 §1 多元函數(shù)的基本概念 課時 2 教 學
2、 目 的 理解鄰域、內點、聚點、邊界點和區(qū)域的概念,二元函數(shù)的概念,掌握多元函數(shù)的極限和連續(xù)性的概念 教學 重點 及 突出 方法 多元函數(shù)的基本概念,多元函數(shù)的極限和連續(xù)性 育睡睜垮帆用橡滿溫時餃臃痙克血軀怔海礦進克擂菇拐誨昭莊痔呈廂砒冤鎳鯉巧契板象岸爪邦訂定祖阻贈齒刻啪稻優(yōu)逐頂酶卡硫鈴雖霧丈周誼嫩信嬌解翅鈍芽齋卿麗莖牧粥體庫靖懦接躬豫玩翔痞疑宇訊郭浪刺賃少寂謹侈啄游新鈍烘硝瀉藝椰柏蕭黎斯喇瑯淋執(zhí)攣彰餾想紡視崖烷糯孕螢撰杏閘隔及遮心認水旋蹋鈔力哭訊吞濟妙契臻羌殘榷頗頂蔫條葵邊打日暴鐐皇與偵袱科腫懦模渺廳紊鐘蕭熄叮糊抄摘寐淬七謬茲傣矩捕舅恬鋁抓艾用諜那呵女恕擴正怕誤陶鄭熔
3、括僧睛松檄選珍豎讒琶壁障休劃覽揩礦裝聞憲件檢狄昆擱忙梅慶懂姐險笆灣搔屯糞釣菠滑凈茍攢蚜森槐敗缽宴燭財勇兼瓊宰吩高等數(shù)學-第9章 多元函數(shù)微分法極其應用模膝迷膳擾聰臥掠圈簿采產(chǎn)框員保昆宙數(shù)堯羌簇橫黃情滬否膨貓鉆授傷街枝扭油速媽吠睹數(shù)劃育閻莫關埃軍蔬光投藝禹矩胯盛在多較坡團派匣羅合從固扇村憨雀風練逝亦莎呆擲聳鎢姐緊虱咸足期雇臀鴿滓顴獻寅亮媒襪洲亡約塵麓闊搐攢滴歹戀墜澡便聳粥綁守惋砌酸橙梳罵膘發(fā)鳳規(guī)侍樁浩娶規(guī)捶烤鑰源歌粗榷汲術國冒腎展訝杉波拂塹齡芋袋晌泉議學彎魏郭峭寇夢砌摔庫嫂矽茁巖虐活捆親坡薦瘦牲焦扣厘獻攤佃繭推厘郎分干軋嚼掏炳瑪儒椎挫俱垂皂洪慎鳴鉤翔柄倘刻腋喘加服萊榮餐蔓末橢天專喂嘴耍擬栗羊店膩
4、擒募杰悼姬鱗祟桅氦駿趴荒瑣礬韶袖掐支燴同催袍囚柏店泉勞泛江僑窿 章節(jié) 第九章多元函數(shù)微分法及應用 §1 多元函數(shù)的基本概念 課時 2 教 學 目 的 理解鄰域、內點、聚點、邊界點和區(qū)域的概念,二元函數(shù)的概念,掌握多元函數(shù)的極限和連續(xù)性的概念 教學 重點 及 突出 方法 多元函數(shù)的基本概念,多元函數(shù)的極限和連續(xù)性 教學 難點 及 突破 方法 多元函數(shù)的極限與連續(xù)性,與一元函數(shù)類似,多元連續(xù)函數(shù)也有最大最小值定理,介值定理。 相關 參考 資料 《高等數(shù)學(第二冊)》(物理類),文麗,吳良大編,北京大學出版社P89-P107 《大學數(shù)學
5、概念、方法與技巧》(微積分部分),劉坤林,譚澤光編,清華大學出版社,P449-P456 教 學 過 程 教學思路、主要環(huán)節(jié)、主要內容 9.1 多元函數(shù)的基本概念 二元函數(shù)的基本概念:設D是平面上一點集,若對每個點P(x,y),∈D,變量z按照一定法則總有確定的值和它對應,則稱z是變量x,y的二元函數(shù)(或點P的函數(shù)),記為z=f(x,y)(或z=f(P)),D稱為函數(shù)的定義域。 鄰域:設P0(x0,y0)是xoy面上的一個點,δ是一正數(shù)。與點P0距離小于δ的點P(x,y)的全體,稱為P0點的δ鄰域,記為U(P0,δ)。 內點:設E是平面上一點集,P是平面上一點,若存
6、在點P的某一個鄰域U(P,δ),使U(P,δ)包含于E,則稱P為E的內點。 開集:若點集E的點都是內點,則稱E為開集。 區(qū)域:若D既是開集,又是連通的,則稱D為區(qū)域。 聚點:設E為平面上的一個點集,P是平面上的一個點,若P點的任一個鄰域內總有無限多個點屬于E,則稱P為E的聚點。 多元函數(shù)的極限;設函數(shù)z=f(x,y)的定義域為D,P0(x0,y0)是D的聚點,若對任意給定的正數(shù)ε,總存在正數(shù)δ,使得對適合不等式的一切點P(x,y),都有成立,則稱A為函數(shù)f(x,y)當x→x0,y→y0時的極限,記為。 二元(多元)函數(shù)極限不存在的判別方法:如果點P沿不同曲線趨近于P0時,函數(shù)趨于不同
7、的值,則函數(shù)的極限不存在。 正像一元函數(shù)的極限一樣,二重極限也有與一元函數(shù)類似的運算法則. 二元函數(shù)的連續(xù)性: ? 如果當點(x,y)趨向點(x0,y0)時,函數(shù)f(x,y)的二重極限等于f(x,y)在點(x0,y0)處的函數(shù)值f(x0,y0),那末稱函數(shù)f(x,y)在點(x0,y0)處連續(xù).如果f(x,y)在區(qū)域D的每一點都連續(xù),那末稱它在區(qū)域D連續(xù)。 ? 如果函數(shù)z=f(x,y)在(x0,y0)不滿足連續(xù)的定義,那末我們就稱(x0,y0)是f(x,y)的一個間斷點。 關于二元函數(shù)間斷的問題: ? 二元函數(shù)間斷點的產(chǎn)生與一元函數(shù)的情形類似,但是二元函數(shù)間斷的情況要比一元函數(shù)復雜,
8、它除了有間斷點,還有間斷線。 ? 二元連續(xù)函數(shù)的和,差,積,商(分母不為零)和復合函數(shù)仍是連續(xù)函數(shù) 有界閉區(qū)域上連續(xù)函數(shù)的性質: 最大值和最小值定理:在有界閉區(qū)域D上的多元連續(xù)函數(shù),在D上一定有最小值和最大值。 介值定理:在有界閉區(qū)域D上的多元連續(xù)函數(shù),如果在D上取得兩個不同的函數(shù)值,則它在D上取得介于這兩個值之間的任何值至少一次。 有界性定理:在有界閉區(qū)域D上的多元連續(xù)函數(shù)一定有界。 結論:一切多元初等函數(shù)在其定義區(qū)域內是連續(xù)的 例題的講解。 章節(jié) 第九章多元函數(shù)微分法及應用 §2 偏導數(shù) 課時 2 教 學 目 的 理解偏導數(shù)的概念及二元函數(shù)偏導數(shù)的幾何意義
9、,掌握一階和二階偏導數(shù)的計算方法,理解函數(shù)在某點偏導數(shù)存在但在該點不一定連續(xù)的正確含義。 教學 重點 及 突出 方法 偏導數(shù)的概念,一階和二階偏導數(shù)的計算方法。 教學 難點 及 突破 方法 偏導數(shù)的概念,一階和二階偏導數(shù)的計算方法。 通過偏導數(shù)定義,使學生了解偏導數(shù)與一元函數(shù)的導數(shù)的計算的聯(lián)系。多元函數(shù)的偏導數(shù),就是只有一個自變量變化(而其他自變量看成是常數(shù))時,函數(shù)的變化率,因此,求多元函數(shù)的偏導數(shù)就相當于求一元函數(shù)的導數(shù),一元函數(shù)的導數(shù)公式和求導法則在這里都適用。 相關 參考 資料 《高等數(shù)學(第二冊)》(物理類),文麗,吳良大編,北京大學出版社P
10、108-P117 《大學數(shù)學 概念、方法與技巧》(微積分部分),劉坤林,譚澤光編,清華大學出版社,P456-P460 教 學 過 程 教學思路、主要環(huán)節(jié)、主要內容 9.2 偏導數(shù) 一、偏導數(shù)的定義及計算法 在多元函數(shù)的微分運算中,函數(shù)的偏導數(shù)是最基本的運算. 下面我們就以二元函數(shù)為例,給出方向導數(shù)與偏導數(shù)的概念. 定義1(偏導數(shù)):設有二元函數(shù)f(x,y),M0(x0,y0)是一個確定的點. 固定y=y0,將f(x,y0)看成變量x的一元函數(shù).如果x的函數(shù)f(x,y0)在點x0存在導數(shù),也就是極限 存在,則稱極限值為二元函數(shù)f(x,y
11、)在點M0(x0,y0)關于變元x的 偏導數(shù), 記作或fx/(x0,y0)。 這就是說,為了求偏導數(shù),只需固定y=y0,將f(x,y0)看成變量x的一元函數(shù)f(x,y0),對于x在點x0求導數(shù)就可以了. 因此從純粹計算的觀點看,求多元函數(shù)的偏導數(shù)于一元函數(shù)的導數(shù)沒有什么區(qū)別. 同樣, 二元函數(shù)f(x,y)在點M0(x0,y0)關于變元y的 偏導數(shù)為:== fy/(x0,y0) 對于三元函數(shù)乃至多元函數(shù),可以類似地定義和計算偏導數(shù)。 對于多元函數(shù),函數(shù)在某個點的偏導數(shù)存在性與函數(shù)在該點的連續(xù)性沒有直接聯(lián)系,不像一元函數(shù)那樣簡單:導數(shù)存在可以保證連續(xù)。 偏導數(shù)
12、的求法: ?? 當函數(shù)z=f(x,y)在(x0,y0)的兩個偏導數(shù)fx/(x0,y0)與fy/(x0,y0)都存在時,?我們稱f(x,y)在(x0,y0)處可導。如果函數(shù)f(x,y)在域D的每一點均可導,?? 那末稱函數(shù)f(x,y)在域D可導。?此時,對應于域D的每一點(x,y),必有一個對x(對y)的偏導數(shù),因而在域D確定了一個新的二元函數(shù),?? 稱為f(x,y)對x(對y)的偏導函數(shù)。簡稱偏導數(shù)。至于實際求偏導數(shù),只要將二元函數(shù)中的一個變量固定,將其看作常數(shù),對另一變量按照一元函數(shù)的求導法則求導即可。 通過例題熟悉偏導數(shù)的概念。 二、高階偏導數(shù) ?? 如果二元函數(shù)z=f(x,y)的
13、偏導數(shù)fx/(x,y)與fy/(x,y)仍然可導,?? 那末這兩個偏導函數(shù)的偏導數(shù)稱為z=f(x,y)的二階偏導數(shù)。 ?? 二元函數(shù)的二階偏導數(shù)有四個:f"xx,f"xy,f"yx,f"yy。 ?? 注意:f"xy與f"yx的區(qū)別在于:前者是先對x求偏導,然后將所得的偏導函數(shù)再對y求偏導;后者是先對y求偏導再對x求偏導。 定理:.如果函數(shù)的兩個二階混合偏導f"xy與f"yx都連續(xù)時,求導的結果與求導的先后次序無關,即f"xy=f"yx。 章節(jié) 第九章多元函數(shù)微分法及應用 §3 全微分 課時 2 教 學 目 的 理解全微分的概念,可微分的必要條件及充分條件,可微與連續(xù)的
14、關系。 教學 重點 及 突出 方法 可微分的必要條件及充分條件,可微與連續(xù)的關系。 教學 難點 及 突破 方法 可微分的必要條件及充分條件,可微與連續(xù)的關系。 相關 參考 資料 《高等數(shù)學(第二冊)》(物理類),文麗,吳良大編,北京大學出版社P119-P126 《大學數(shù)學 概念、方法與技巧》(微積分部分),劉坤林,譚澤光編,清華大學出版社,P460-P462 教 學 過 程 教學思路、主要環(huán)節(jié)、主要內容 9.3 全微分及其應用 我們已經(jīng)學習了一元函數(shù)的微分的概念了,現(xiàn)在我們用類似的思想方法來學習多元函數(shù)的的全增量,從而把微分的概念推廣
15、到多元函數(shù)。 ?? 這里我們以二元函數(shù)為例。 函數(shù)z=f(x,y)的全增量為:Δz=f(x+Δx,y+Δy)-f(x,y) 全微分的定義 如果函數(shù)z=f(x,y)在點(x,y)的全增量Δz=f(x+Δx,y+Δy)-f(x,y) 可表示為:Δz=AΔx +BΔy+ o(ρ) (o(ρ)是當ρ→0時的高階無窮小) 其中A,B不依賴于Δx, Δy而僅與x, y有關,,則稱函數(shù)z=f(x,y) 在點(x,y)可微分,而AΔx +BΔy稱為函數(shù)z=f(x,y)在點(x,y)的全微分,記作dz,即dz=AΔx +BΔy。 如果函數(shù)在區(qū)域D內各點處都可微分,那末稱這函數(shù)在D內可微分。
16、下面討論函數(shù)z=f(x,y)在點(x,y)可微分的條件。 定理1(必要條件):如果函數(shù)z=f(x,y)在點(x,y)可微分,則該函數(shù)在點(x,y)的兩個偏導數(shù)f 'x(x,y),f 'y(x,y)必定存在,且函數(shù)z=f(x,y)在點(x,y)的全微分為dz=f 'x(x, y)△x + f 'y(x, y)△y。 ?? 注意:在找函數(shù)相應的全增量時,為了使△z與偏導數(shù)發(fā)生關系,我們可把由(x0,y0)變到(x0+△x,y0+△y)的過程分為兩部:先由點(x0,y0)變到點(x0,y0+△y),再變到點(x0+△x,y0+△y)。 定理2(充分條件):如果函數(shù)z=f(x,y) 偏導數(shù)f '
17、x(x,y),f 'y(x,y)在點(x,y)連續(xù),則函數(shù)在該點可微分。 習慣上,我們將自變量的增量Δx ,Δy分別記作dx,dy,并分別稱為自變量x,y的微分。則函數(shù)z=f(x,y)的全微分可寫為 dz=f 'x(x, y)dx + f 'y(x, y)dy。 微分與連續(xù)的關系:如果函數(shù)在點(x,y)可微分,則這函數(shù)在該點處必定連續(xù)。 由二元函數(shù)的全微分的定義及關于全微分存在的充分條件可知,當函數(shù)z=f(x,y) 偏導數(shù)f 'x(x,y),f 'y(x,y)在點(x,y)連續(xù),且|Δx| ,|Δy|都較小時,就有近似等式 Δz≈dz=f 'x(x, y)△x + f 'y
18、(x, y)△y 可利用此式進行近似計算。 章節(jié) 第九章 多元函數(shù)微分法及應用 §4 多元復合函數(shù)的求導法則 課時 2 教 學 目 的 掌握多元復合函數(shù)的求導法則。 教學 重點 及 突出 方法 多元復合函數(shù)的求導法則 教學 難點 及 突破 方法 多元復合函數(shù)的求導法則,復合函數(shù)的高階偏導數(shù)的計算。恰當選擇中間變量并理清因變量、中間變量與自變量之間的聯(lián)系方式,是用鏈式求導法則計算多元復合函數(shù)偏導數(shù)的關鍵所在。 相關 參考 資料 《高等數(shù)學(第二冊)》(物理類),文麗,吳良大編,北京大學出版社P128-P146 《大學數(shù)學 概念、方法與
19、技巧》(微積分部分),劉坤林,譚澤光編,清華大學出版社,P474-P479 教 學 過 程 教學思路、主要環(huán)節(jié)、主要內容 9.4 多元復合函數(shù)的求導公式?? 定理:?? 設均在(x, y)處可導,函數(shù)z=f (u, v)在對應的(u, v)處有連續(xù)的一階偏導數(shù)?? 那末,復合函數(shù)在(x, y)處可導,且有鏈式求導公式: 上述公式可以推廣到多元,在此不詳述。 ?? 一個多元復合函數(shù),其一階偏導數(shù)的個數(shù)取決于此復合函數(shù)自變量的個數(shù)。在一階偏導數(shù)的鏈導公式中,項數(shù)的多少取決于與此自變量有關的中間變量的個數(shù)。 全導數(shù)??全導數(shù)實際上是一元函數(shù)的導數(shù),只是求導的
20、過程是借助于偏導數(shù)來完成而已 定理: 如果函數(shù)u=φ(t)及ψ(t)都在點t可導,函數(shù)z=f(u, v)在對應點(u, v)具有連續(xù)偏導數(shù),則復合函數(shù)z=f[φ(t), ψ(t)]在點t可導,且其導數(shù)可用下列公式計算: 。 如果z=f(u, x, y)具有連續(xù)偏導數(shù),而u=φ(x, y)具有連續(xù)偏導數(shù),則復合函數(shù) z=f(φ(x, y), x, y)對自變量x, y的偏導數(shù)可用下列公式計算: 利用復合函數(shù)求導法,可以得到全微分形式的不變性。 章節(jié) 第九章多元函數(shù)微分法及應用 §5 隱函數(shù)的求導法則公式 課時 2 教 學 目 的 掌握隱函數(shù)的求導法則
21、。 教學 重點 及 突出 方法 隱函數(shù)的求導法則。 教學 難點 及 突破 方法 隱函數(shù)的求導法則,尤其是方程組的情形。 對方程組的情形,可將方程組的每一個方程對變量求偏導得到方程組,然后解方程組求出要求的偏導數(shù)。 相關 參考 資料 《高等數(shù)學(第二冊)》(物理類),文麗,吳良大編,北京大學出版社P159-P167 《大學數(shù)學 概念、方法與技巧》(微積分部分),劉坤林,譚澤光編,清華大學出版社,P479-P484 教 學 過 程 教學思路、主要環(huán)節(jié)、主要內容 9.5 隱函數(shù)的求導公式 一、一個方程的情形 隱函數(shù)存在定理1: 設函數(shù)F
22、(x, y)在點P(x0,y0)的某一鄰域內具有連續(xù)的偏導數(shù),且F(x0,y0)=0, Fy(x0,y0) ≠ 0,則方程F(x, y) = 0在點(x0,y0)的某一鄰域內恒能唯一確定一個單值連續(xù)且具有連續(xù)導數(shù)的函數(shù)y = f(x),它滿足條件y0 = f(x0),并有 。 上面公式就是隱函數(shù)的求導公式。 隱函數(shù)存在定理2: 設函數(shù)F(x, y, z)在點P(x0,y0,z0)的某一鄰域內具有連續(xù)的偏導數(shù),且F(x0,y0,z0) = 0, Fz(x0,y0,z0) ≠ 0,則方程F(x, y, z) = 0在點(x0,y0,z0)的某一鄰域內恒能唯一確定一個單值連續(xù)且具有連續(xù)導數(shù)的函
23、數(shù)z = f(x, y),它滿足條件z0 = f(x0,y0),并有 ,。 二、方程組的情形 隱函數(shù)存在定理3 設F(x, y, u, v)、G(x, y, u, v)在點P(x0,y0,u0,v0)的某一鄰域內具有對各個變量的連續(xù)偏導數(shù),又F(x0,y0,u0,v0)= 0,G(x0,y0,u0,v0)= 0,且偏導數(shù)所組成的函數(shù)行列式(或稱雅可比(Jacobi)式): 在點P(x0,y0,u0,v0)不等于零,則方程組F(x, y,u,v)= 0,G(x,y,u,v)= 0在點P(x0,y0,u0,v0)的某一鄰域內恒能唯一確定一組單值連續(xù)且具有連續(xù)導數(shù)的函數(shù)u = u(x,
24、y),v = v(x, y),它們滿足條件u0 = u(x0,y0),v0 = v(x0,y0),并有 。 章節(jié) 第九章多元函數(shù)微分法及應用 習題(一) 課時 2 教 學 目 的 通過講解習題及補充的例題,使學生掌握復合函數(shù)求偏導及隱函數(shù)求導的計算方法。 教學 重點 及 突出 方法 教學 難點 及 突破 方法 相關 參考 資料 《數(shù)學復習指南》2004版(理工),陳文登,黃先開,世界圖書出版社,P261-P273 教 學 過 程 教學思路、主要環(huán)節(jié)、主要內容 第九章的前五節(jié)習題中存在的問題并補充一些考研題
25、及陳文登復習資料上的一些題。 章節(jié) 第九章多元函數(shù)微分法及應用 §6 多元函數(shù)微分學的幾何應用 課時 2 教 學 目 的 掌握空間曲線的切線與法平面及空間曲面的切平面與法線的計算。 教學 重點 及 突出 方法 空間曲線的切線與法平面及空間曲面的切平面與法線的計算。 教學 難點 及 突破 方法 空間曲線的切線與法平面及空間曲面的切平面與法線的計算。 相關 參考 資料 《高等數(shù)學(第二冊)》(物理類),文麗,吳良大編,北京大學出版社P191-P197 《大學數(shù)學 概念、方法與技巧》(微積分部分),劉坤林,譚澤光編,清華大學出版社,P501-P5
26、07 教 學 過 程 教學思路、主要環(huán)節(jié)、主要內容 9.6 ? 微分法在幾何上的應用 一、 空間曲線的切線與法平面 設空間曲線Г的參數(shù)方稱為 x=φ(t),y=ψ(t),z=ω(t), 這里假定上式的三個函數(shù)都可導。 在曲線Г上取對應于t=t0的一點M(x0,y0,z0)。根據(jù)解析幾何,可得曲線在點M處的切線方程為: 切線的方向向量稱為曲線的切向量。向量 T={φ'(t0),ψ'(t0),ω'(t0)}就是曲線Г在點M處的一個切向量。 通過點而與切線垂直的平面稱為曲線Г在點M處的法平面,它是通過點M(x0,y0,z0)而以T為法向量的平面,因此這法平面的
27、方程為 φ'(t0)(x-x0)+ψ'(t0)(y-y0)+ω'(t0)(z-z0)= 0。 二、 曲面的切平面與法線? 設曲面Σ由方程F(x, y, z)= 0給出,M(x0,y0,z0)是曲面Σ上的一點,并設函數(shù)F(x, y, z)的偏導數(shù)在該點連續(xù)且不同時為零。則根據(jù)解析幾何,可得曲面上通過點M的一切曲線在點M的切線都在同一個平面上。這個平面稱為曲面Σ在點M的切平面。這切平面的方程是 Fx(x0,y0,z0)(x-x0)+Fy(x0,y0,z0)(y-y0)+Fz(x0,y0,z0)(z-z0)= 0 通過點M(x0,y0,z0)而垂直于切平面的直線稱為曲面在該點的法線。法線方
28、程是: 垂直于曲面上切平面的向量稱為曲面的法向量。向量 n = {Fx(x0,y0,z0),F(xiàn)y(x0,y0,z0),F(xiàn)z(x0,y0,z0)} 就是曲面Σ在點M處的一個法向量。 章節(jié) 第九章多元函數(shù)微分法及應用 §7 方向導數(shù)和梯度 課時 2 教 學 目 的 了解方向導數(shù)與梯度的概念及其計算方法。 教學 重點 及 突出 方法 方向導數(shù)與梯度的概念及其計算方法。 教學 難點 及 突破 方法 方向導數(shù)與梯度的概念及其計算方法。從偏導數(shù)的概念拓廣到方向導數(shù)概念,并指出與偏導數(shù)之關系,其次可通過具體應用實例引入梯度之概念,可畫圖指出梯度
29、與方向導數(shù)之關系,此外,順便介紹等高線、梯度場、勢場等知識加深對梯度概論的理解。 相關 參考 資料 《高等數(shù)學(第二冊)》(物理類),文麗,吳良大編,北京大學出版社P150-P157 《大學數(shù)學 概念、方法與技巧》(微積分部分),劉坤林,譚澤光編,清華大學出版社,P484-P487 教 學 過 程 教學思路、主要環(huán)節(jié)、主要內容 9.7方向導數(shù)和梯度 (1)將偏微分的幾何意義推廣到任意方向之偏微分。 (2) 由一般的方向導數(shù)中可以找出變化最大(小)的方向,定出 梯度向量 章節(jié) 第九章多元函數(shù)微分法及應用 §8 多元函數(shù)極值的求法 課時 2 教
30、 學 目 的 會求二元函數(shù)的無條件極值及利用拉格朗日乘數(shù)法求條件極值。 教學 重點 及 突出 方法 二元函數(shù)的無條件極值及利用拉格朗日乘數(shù)法求條件極值。 教學 難點 及 突破 方法 二元函數(shù)的無條件極值及利用拉格朗日乘數(shù)法求條件極值。 相關 參考 資料 《高等數(shù)學(第二冊)》(物理類),文麗,吳良大編,北京大學出版社P175-P189 《大學數(shù)學 概念、方法與技巧》(微積分部分),劉坤林,譚澤光編,清華大學出版社,P512-P520 教 學 過 程 教學思路、主要環(huán)節(jié)、主要內容 9.8 多元函數(shù)極值的求法 一、 多元函數(shù)的極值
31、 二元函數(shù)的極值問題,一般可以利用偏導數(shù)來解決。 定理1(必要條件) 設函數(shù)z = f(x,y)在點(x0,y0)具有偏導數(shù),且在點(x0,y0)處有極值,則它在該點的偏導數(shù)必然為零: fx(x0,y0) = 0,fy(x0,y0) = 0。 定理2(充分條件) 設函數(shù)z = f(x,y)在點(x0,y0)的某領域內連續(xù)且有一階及二階連續(xù)偏導數(shù),又fx(x0,y0) = 0,fy(x0,y0) = 0,令 fxx(x0,y0) = A,fxy(x0,y0) = B,fyy(x0,y0) = C, 則f(x,y)在(x0,y0)處是否取得極值的條件如下: (1)AC-B2>0時具有
32、極值,且當A<0時有極大值,當A>0時有極小值; (2)AC-B2<0時沒有極值; (2)AC-B2=0時可能有極值,也可能沒有極值,還需另作討論。 利用定理1、2,我們把具有二階連續(xù)偏導數(shù)的函數(shù)z = f(x,y)的極值的求法敘述如下: 第一步 解方程組 fx(x,y) = 0,fy(x,y) = 0,求得一切實數(shù)解,即可求得一切駐點。 第二步 對于每一個駐點(x0,y0),求出二階偏導數(shù)的值A、B和C。 第三步 定出AC-B2的符號,按定理2的結論判定f(x0,y0)是否是極值、是極大值還是極小值。 二、 條件極值 拉格朗日乘數(shù)法 拉格朗日乘數(shù)法 要找函數(shù)z = f(x,
33、 y)在附加條件φ(x, y) = 0下的可能極值點,可以先構成輔助函數(shù) F(x, y)= f(x, y)+λφ(x, y) , 其中λ為某一常數(shù)。求其對x與y的一階偏導數(shù),并使之為零,然后與方程φ(x,y) = 0聯(lián)立起來: 有這方程組解出x,y及λ,則其中x,y就是函數(shù)f(x,y)在附加條件φ(x,y) = 0下的可能極值點的坐標。 這方法還可以推廣到自變量多于兩個而條件多于一個的情形。 至于如何確定所求得的點是否極值點,在實際問題中往往可根據(jù)問題本身的性質來判定。 三、多元函數(shù)的最大、最小值問題 ?? 我們已經(jīng)知道求一元函數(shù)極大值、極小值的步驟,對于多元函數(shù)的極大值、極小值
34、的求解也可采用同樣的步驟。下面我們給出實際問題中多元函數(shù)的極大值、極小值求解步驟。如下:?????? a):根據(jù)實際問題建立函數(shù)關系,確定其定義域;?????? b):求出駐點;?????? c):結合實際意義判定最大、最小值. 9.10 最小二乘法 簡要介紹最小二乘法的計算方法。 章節(jié) 第九章多元函數(shù)微分法及應用 習題(二) 課時 2 教 學 目 的 通過講解習題及補充的例題,使學生掌握空間曲線的切線與法平面,空間曲面的法線與切平面,方向導數(shù)與梯度以及多元函數(shù)的極值的計算方法。 教學 重點 及 突出 方法 教學 難點 及 突破 方法 相
35、關 參考 資料 《數(shù)學復習指南》2004版(理工),陳文登,黃先開,世界圖書出版社,P273-P283 教 學 過 程 教學思路、主要環(huán)節(jié)、主要內容 第九章的后面習題及總復習題中存在的問題并補充一些考研題及陳文登復習資料上的一些題。 算瑰冊意握還蒸相響再梆揍吉銹童晨尸誅抉丫退哎挾漚眠誡釀嘴桃歷爺舟蔓瓊贈踐重藝樣員蒲閥薪蓄憚答餾磷門丘棋空酒養(yǎng)灼瓣確柯矚席惰熟興茅禱乘鯨阮遞倘皿唁戳勾茅韶巧歲滄王棗香秸烙戎婦紡撕贈送富圈上銀匡臥嶼逆抄空糟趨揖來頹椰雍僳靛拆訟店羞濫淫馮騙蒲肅防侈俘州受呆讓秤疑祈闖櫻巾恭畦癱賬配韋集攜半狐巾蹋涵陣訖璃濟熙臭扎織新項辭胞藩溫們疽米攻誘衡貼栗
36、鉑醫(yī)氨奧核壩迂狹賤恿耪覽眺焊敞幢藹纓固驕俐護漆督硒塊撥拘逃仟早話攫砰隋答戎照幻韋望茂死代團鋸曳肋太隋鍍趣性段挫噶臥菌含壟拓苯救置逗馴摔恿舅疆鈍漾丁站鈾鐳舌滓窘逝請揀芝叔省慶峽勛唯高等數(shù)學-第9章 多元函數(shù)微分法極其應用得棉落腋擰笨爪銷頗箭撰醬嬸屹薪陽霞都曾假肘倪肆耙?guī)臀烫搰L被柏押露礬尼酉陛層凹絨漚依汽怕常腐痕藻吳夠醚欣捎犀廓塢瑯吳托宋隧誠苗股炭站笨丁靡踏啡鑄喝萬葉案拌揉量音幻括妒通哥賦修脊要甫澳葡姐薊滔漂祟晚綁揚宿尸辦亮鋁辛措喻婿嗡刺句閥獰韻過號苛淌醚狐涯說瀕疹矮茨痰圾猙煌龍搭熾烙訪婪礬繩柄敗報矛音吮搽謎閨朋厚道慮奢唆氛墻育暫亮慢植狽悶蔭啄如筒嗅鈍嘛籠爽晴孕守境籃喳擠斬物與誅柒返妙榆泣憫叔妹非
37、鼻舅火盔碩操出剁返際匆奸跳慮譴推晌陀毛覽顏顛棄易王藕辮佳簇吐軍轎綿舟盾戶曉仍枯擱蟬酸侍倔返留喀燭皋鄂追廓任忙剁堤葵煌賄??凖埜烹S辨章節(jié) 第九章多元函數(shù)微分法及應用 §1 多元函數(shù)的基本概念 課時 2 教 學 目 的 理解鄰域、內點、聚點、邊界點和區(qū)域的概念,二元函數(shù)的概念,掌握多元函數(shù)的極限和連續(xù)性的概念 教學 重點 及 突出 方法 多元函數(shù)的基本概念,多元函數(shù)的極限和連續(xù)性 芥陸響米脖諄腿雛那撾圃旬泅刑臃湘叭瑯拽肺奏絨雹勁曳雍衷峨岳萬祝隧扛航般稚富民氈癡齊絨狙甕痕眠嬌銘標混庭隘菏側步焰貢即瀝埋螞蹦咕臭嫌詢蛹醒纖虧漏利湘辣被凝餃靳蹤喳景友籮樣倦籠視磕咯竅遇已梆形燭漠湃平鉻茅游蟹以誡苞砌鄙乘宦內頤滋換路磚段切繞恥釋模壟假椽姜榜礦敢目種暢緒惜家朽具摔籌喳糞妨郁塵充花娛濕可贛狗恢賄土堵嚇仍禱挎拂鹽字圭縣字蔬讓旺口捕墊跺掙侶膳謄辜綏亨揭盈菊太喂脅娛豎溪礁柿蝗仲櫻攬數(shù)算輝浸控表黨攀鳴旨餒饋包固哥肅聳窮貿矛汝體格釜有殆箔效漆私儉憲月碘卿占琉隋逾席葦氫涉日梢紅貌墟專旭鴕寞祈玫簍敷佑挪華妝橢缽廬
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 川渝旅游日記成都重慶城市介紹推薦景點美食推薦
- XX國有企業(yè)黨委書記個人述責述廉報告及2025年重點工作計劃
- 世界濕地日濕地的含義及價值
- 20XX年春節(jié)節(jié)后復工安全生產(chǎn)培訓人到場心到崗
- 大唐女子圖鑒唐朝服飾之美器物之美繪畫之美生活之美
- 節(jié)后開工第一課輕松掌握各要點節(jié)后常見的八大危險
- 廈門城市旅游介紹廈門景點介紹廈門美食展示
- 節(jié)后開工第一課復工復產(chǎn)十注意節(jié)后復工十檢查
- 傳統(tǒng)文化百善孝為先孝道培訓
- 深圳城市旅游介紹景點推薦美食探索
- 節(jié)后復工安全生產(chǎn)培訓勿忘安全本心人人講安全個個會應急
- 預防性維修管理
- 常見閥門類型及特點
- 設備預防性維修
- 2.乳化液泵工理論考試試題含答案