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Mathematical Analysis(2)

多元微分

区域:联通开集

凸区域上的凸函数一定是D上的连续函数。

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对梯度的理解

Zhihu

梯度是向量场的对偶向量(V的对偶空间:V上的线性映射的集合)。

向量可以被定义为:可以给函数求方向导数。

1-形式就是梯度。

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对多元微积分中的理解

Zhihu

核心在如何理解余切空间

函数芽:点任意小的邻域内相等的函数构成的等价类。

余切空间:对函数芽求方向导数

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因此,.

定理们

隐映射定理/隐函数定理:映射行满秩,则存在函数,且。其中隐函数定理是局限在2维的版本。

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逆映射定理/反函数定理:映射,则存在

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秩定理:

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曲线和曲面

光滑曲线:连续可导,且正则(各向导数不同时为0)

零面积集:有限个矩形

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B有面积当且仅当B的边界是零面积集。

曲率和挠率

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记住:

第一型曲线积分

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第二型曲面积分

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div (divergence) 散度,即通量,

rot (rotation) 旋度,即环量,

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有势场 == 保守场 == 无旋场

旋度场 == 无源场

,则G称为F的向量势,且对于任意连续可微函数,有也是F的向量势。

公式们

Green

把封闭曲线积分转为封闭区域的积分。

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对于的单/多连通区域和连续函数来说,积分与路径无关 == 恰当微分。

对于的单连通区域和连续函数来说,积分与路径无关 == 恰当微分 ==

Gauss

把封闭的曲面积分转为三重积分。

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Stokes

把曲面的边界积分转为曲面积分。

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其中的单位切向量。

高维Stokes:

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微积分

几个积分的式子:

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[公式]

[公式]

极坐标换元的Jacobi行列式:

二维:

三维:,其中

[公式]

[公式]

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三角函数

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反三角函数

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双曲三角函数

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https://zhuanlan.zhihu.com/p/20042215

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线性代数

正交矩阵

注意到 ,也就是说矩阵的行(或列)向量之间点积等于0(向量正交),行(或列)向量与自身的点积等于1(单位向量),所以正交矩阵又有另一种定义:由行之间两两正交、列之间两两正交的单位向量组成的方阵。

技巧&注意事项

证明闭集:

  • 补集是开集
  • 对取极限封闭

连续映射:开集的原象是开集

子空间拓扑

注意球坐标换元后变量的范围:。高维情况类似,只有最后一个角(也就是出现全的)的范围是

证明某个区间都满足某个性质的方法:设

利用连通性、开集来证明

多元微积分泰勒公式

拟微分平均值定理

化为一元

很多时候直观是错的,或者说直观只在一维成立。但是可以用直观进行验证,例如简单的等式。

用对称性简化运算!

配方

聚点定理+开覆盖证明和闭集有关的定理。


似乎周坚的考试题有一部分出自《组合优化》

让我预言一下明天考什么:

格林公式,等周问题,麦克斯韦方程组,角形式

周坚习题课上埋的伏笔:

高斯积分,傅里叶分析,椭圆积分

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