M03 / undergraduate

多变量微积分与向量分析

多变量微积分与向量分析围绕第一编 多变量微分、第二编 多重积分、第三编 向量分析与综合复习建立连续章节顺序。

结构
3 编 · 6
适合读者
适合已具备基础代数与函数知识、希望完成本科层次系统学习的读者。
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BEFORE READING

先修与记号

本册对象

研究多变量函数的局部线性化、多重积分以及向量场的积分定理。

先修教材

符号约定

  • 本册在首次使用时定义多变量微积分与向量分析专用符号,并区分标量、向量、算子与单位。
  • 同一符号出现多种约定时明确命名空间、假设和适用章节。

CONTENTS

完整目录

PART 01

第一编 多变量微分

由邻域与联合极限进入全微分、梯度、Jacobian 和 Hessian,建立点附近的一阶与二阶模型。

  1. 01

    多变量函数、极限与连续

    围绕多变量函数、极限与连续,本章从欧氏空间中的邻域和路径出发,判断联合极限、连续性与紧集上的极值,并辨认仅凭有限路径无法证明的边界。

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  2. 02

    偏导数、方向导数与梯度

    偏导数、方向导数与梯度由全微分统一起来,并利用 Jacobian、链式法则与 Hessian 处理局部变化和临界点。

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PART 02

第二编 多重积分

先在二维、三维区域上累积标量量,再把积分域转到参数曲线和曲面,区分面积、功、环流与通量。

  1. 03

    二重积分、三重积分与变量替换

    围绕二重积分、三重积分与变量替换,本章从 Riemann 型区域累积进入 Fubini 换序、质量与质心以及极、柱、球坐标。

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  2. 04

    曲线积分与曲面积分

    曲线积分与曲面积分用参数速度和切向量叉积构造弧长与面积元,再处理保守场、功、环流、通量及取向。

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PART 03

第三编 向量分析与综合复习

用 Green、Stokes 与 Gauss 定理连接边界积分和内部微分量,并在综合题中核对正则性、取向与单位。

  1. 05

    Green、Stokes 与 Gauss 定理

    Green、Stokes 与 Gauss 定理在边界、光滑性与取向逐项核对后计算环流与通量,并用奇点反例划清适用范围。

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  2. 06

    多变量微积分与向量分析综合复习

    多变量微积分与向量分析综合复习按问题对象选择局部微分、多重积分、边界积分或积分定理,并以约束极值、守恒律与单位检查串联全册方法。

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综合练习

  • 每章安排定义辨析、推导计算和结果核验练习。
  • 本册末章安排跨 Part 综合题,并保留可复算的解题检查点。

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