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FinalExam22_23

  1. 空间曲线上一点的切线,空间内一点到直线的距离
  2. 空间曲线在平面上的投影
  3. 梯度的定义,计算,隐函数求偏导
  4. 链式分层图求偏导,高阶偏导
  5. 方向导数的定义,可微的判断
  6. 级数敛散性的判断

$$\text{级数}\sum_{n=1}^\infty \frac{\ln(1+\frac{1}{n})}{n}\text{收敛,证明如下}$$

$$\lim_{n\to+\infty}\frac{\ln(1+\frac{1}{n})}{n} / \frac{1}{n^2}=\lim_{n\to+\infty}\frac{\ln(1+\frac{1}{n})}{\frac{1}{n}}=1$$

即 $\sum\limits_{n=1}^\infty \frac{\ln(1+\frac{1}{n})}{n}$ 和 $\sum\limits_{n=1}^\infty \frac{1}{n^2}$ 同收同发,而后者收敛,因此原级数收敛

  1. 函数展成幂级数
  2. 二重积分,利用奇函数性质简化计算
  3. 三重积分
  4. 第二类曲线积分,积分与路径无关性
  5. 第二类曲面积分,高斯公式
  6. 第一类曲线积分,极坐标变换
  7. 多元函数的极值,隐零点
  8. 方向导数和梯度的关系,高斯公式(格林公式的散度形式)

$proof.$

$$ \begin{aligned} \text{要证:} &\iiint\limits_\Omega (u\Delta v-v\Delta u)dV = \oiint\limits_\Gamma (u\frac{\partial v}{\partial \bold{n}}-v\frac{\partial u}{\partial \bold{n}})dS\\ \text{只要证:} &\iiint\limits_\Omega(u\Delta v)dV = \oiint\limits_\Gamma(u\frac{\partial v}{\partial \bold{n}})dS \\ \text{注意到:}\\ &\Delta v = \nabla\cdot \nabla v\\ &v(x,y,z) {具有连续的一阶偏导数},\quad \text{即}\frac{\partial v}{\partial \bold{n}} = \nabla v\cdot \bold{n}\\\\ \text{因此要证:} &\iiint\limits_\Omega(u\cdot(\nabla\cdot \nabla v))dV = \oiint\limits_\Gamma(u\cdot(\nabla v\cdot \bold{n}))dS\\ u \text{是数量函数,即要证:} &\iiint\limits_\Omega(\nabla\cdot u\nabla v)dV = \oiint\limits_\Gamma(u\nabla v\cdot \bold{n})dS\\ \text{令} \bold{A} =u\nabla v \quad \text{则去证:} &\iiint\limits_\Omega(\nabla\cdot \bold{A})dV = \oiint\limits_\Gamma(\bold{A}\cdot \bold{n})dS\\ &\text{这就是高斯公式}\\ \end{aligned} $$

$Q.E.D.$