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MIT 18.02:多变量微积分

MIT 18.02 多变量微积分,覆盖向量、偏导数、多重积分、线积分与面积分、Green/Stokes/散度定理。

当一个量同时沿多个方向变化时,怎样用局部线性信息追踪整体几何?

麻省理工学院Prof. Denis Auroux2007 年秋季36 讲官方课程 ↗

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向量与点积

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课程地图

  1. 1向量与空间第 1–7 讲

    如何描述空间中的运动?

  2. 2多变量微分第 8–15 讲

    多个方向怎样共同影响变化?

  3. 3积分与向量场第 16–24 讲

    局部变化怎样沿区域累积?

  4. 4空间积分第 25–29 讲

    曲面与体积如何相互联系?

  5. 5旋度与统一第 30–36 讲

    局部与边界怎样相互决定?

三种学习方式

学习

读讲义,理解原理与机制。
先区分向量、曲面、区域和方向,再选择坐标表示。

查看讲义

思考

做推演与自测,检验理解。
用梯度、Jacobian 与积分定理把局部变化串成全局结论。

进入推演

实践

用工作簿与实验验证方法。
换参数化、方向与区域,验证公式是否仍保持同一几何意义。

查看实践

课程讲义

向量与空间

如何描述空间中的运动?

  1. 01向量与点积讲义
  2. 02行列式与叉积讲义
  3. 03矩阵与逆矩阵讲义
  4. 04平面方程讲义
  5. 05参数方程讲义
  6. 06速度与 Kepler 第二定律讲义
  7. 07向量与矩阵复习讲义

多变量微分

多个方向怎样共同影响变化?

  1. 08偏导数与切平面讲义
  2. 09极值与最小二乘讲义
  3. 10二阶导数检验讲义
  4. 11微分与链式法则讲义
  5. 12梯度与方向导数讲义
  6. 13Lagrange 乘子讲义
  7. 14非独立变量讲义
  8. 15偏微分方程与复习讲义

积分与向量场

局部变化怎样沿区域累积?

  1. 16二重积分讲义
  2. 17极坐标下的二重积分讲义
  3. 18变量替换与 Jacobian讲义
  4. 19向量场与线积分讲义
  5. 20路径无关与保守场讲义
  6. 21梯度场与势函数讲义
  7. 22Green 定理讲义
  8. 23通量与 Green 定理法向形式讲义
  9. 24单连通区域讲义

空间积分

曲面与体积如何相互联系?

  1. 25柱坐标下的三重积分讲义
  2. 26球坐标与表面积讲义
  3. 27曲面积分与通量讲义
  4. 28引力应用与 Newton 定理讲义
  5. 29散度定理讲义

旋度与统一

局部与边界怎样相互决定?

  1. 30空间线积分与旋度讲义
  2. 31Stokes 定理讲义
  3. 32Stokes 定理续讲义
  4. 33Maxwell 方程组讲义
  5. 34期末复习讲义
  6. 35期末复习续讲义
  7. 36期末考试讲义

思考 · 推演与自测

推演与概念检查已编排在各讲中。

从第一讲的练习开始 →

实践 · 工作簿与实验

把理解落到可检查的推导、测试与实现证据。

  1. 01Problem Set 1: Vectors & Dot Product工作簿
  2. 02Problem Set 2: Cross Product & Planes工作簿
  3. 03Problem Set 3: Matrices & Parametric Curves工作簿
  4. 04Problem Set 4: Velocity, Acceleration & Kepler工作簿
  5. 05Exam 1: Vectors & Matrices工作簿
  6. 06Problem Set 5: Partial Derivatives工作簿
  7. 07Problem Set 6: Extrema & Least Squares工作簿
  8. 08Problem Set 7: Gradient & Chain Rule工作簿
  9. 09Problem Set 8: Lagrange Multipliers工作簿
  10. 10Exam 2: Partial Derivatives工作簿
  11. 11Problem Set 9: Double Integrals工作簿
  12. 12Problem Set 10: Line Integrals工作簿
  13. 13Exam 3: Double Integrals & Line Integrals工作簿
  14. 14Problem Set 11: Triple Integrals工作簿
  15. 15Problem Set 12: Divergence & Curl工作簿
  16. 16Exam 4: Surface Integrals & Theorems工作簿
  17. 17Final Review & Maxwell's Equations工作簿
  18. 18MATLAB Instructions工作簿