电气工程师高等数学中的一些关键公式包括:
向量及其线型运算
交换律:$mathbf{a} cdot mathbf{b} = mathbf{b} cdot mathbf{a}$
结合律:$(mathbf{a} + mathbf{b}) + mathbf{c} = mathbf{a} + (mathbf{b} + mathbf{c})$
分配律:$mathbf{a} cdot (mathbf{b} + mathbf{c}) = mathbf{a} cdot mathbf{b} + mathbf{a} cdot mathbf{c}$
向量模的三角不等式:$|mathbf{a} + mathbf{b}| leq |mathbf{a}| + |mathbf{b}|$
向量差的模的三角不等式:$|mathbf{a} - mathbf{b}| leq |mathbf{a}| + |mathbf{b}|$
数乘的模不等式:$|lambda mathbf{a}| leq |lambda||mathbf{a}|$
数量积
设向量$mathbf{a}$及向量$mathbf{b}$的夹角为$theta$,则数量积$mathbf{a} cdot mathbf{b} = |mathbf{a}||mathbf{b}|costheta$
向量$mathbf{a}$在轴$mathbf{u}$上的投影$P_{mathbf{u}}mathbf{a} = |mathbf{a}|cosvarphi$,其中$varphi$是$mathbf{a}$与$mathbf{u}$的夹角
平面方程
点法式方程:$mathbf{n} cdot (mathbf{r} - mathbf{r}_0) = 0$,其中$mathbf{n}$是平面的法向量,$mathbf{r}_0$是平面上一点,$mathbf{r} = (x, y, z)$是平面上任意一点
一般方程:$Ax + By + Cz + D = 0$,其中$mathbf{n} = (A, B, C)$是平面的法向量
直线方程
参数方程:$begin{cases} x = x_0 + at y = y_0 + bt z = z_0 + ct end{cases}$,其中$mathbf{r}_0 = (x_0, y_0, z_0)$是直线上一点,$mathbf{t} = (a, b, c)$是直线的方向向量
对称式方程:$frac{x - x_0}{a} = frac{y - y_0}{b} = frac{z - z_0}{c}$
直线与平面的夹角
直线和平面夹角的余弦值$costheta = frac{|mathbf{n} cdot mathbf{d}|}{|mathbf{n}||mathbf{d}|}$,其中$mathbf{n}$是平面的法向量,$mathbf{d}$是直线的方向向量
柱面方程
旋转曲面的母线方程为$f(y, z) = 0$,旋转轴为$z$轴时,柱面方程变为$f(y, z) = 0$,$x = 0$
抛物柱面方程:$x = ay$
二次曲面
球面方程:$(x - x_0)^2 + (y - y_0)^2 + (z - z_0)^2 = R^2$,其中$(x_0, y_0, z_0)$是球心,$R$是半径
微分学
极限存在条件:函数$f(x)$在$x_0$处的极限存在充分必要条件是左右极限均存在且相等
导数定义:$f'(x) = lim_{Delta x to 0} frac{f(x + Delta x) - f(x)}{Delta x}$
高阶导数求导法则:$(u circ v)' = u' circ v + u circ v'$
多元复合函数求导法则
设$u = u(x, y)$,$v = v(x, y)$,则复合函数$f(x, y) = u(v(