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高等数学
  • 【作者】:周铁军,何小飞
  • 【出版时间】:2008-09
  • 【字 数】:362(千字)
  • 【定 价】:¥28(元)
  • 【出 版 社】:中南大学出版社
  • 【ISBN】:978-7-81105-650-1
  • 【页 码】:223(页)
  • 【开 本】:16开
我们这本《高等数学》教材,只含微积分部分,她是各类大学绝大部分专业的必修课,同学们在进入大学的第一学期里就要遇到她。那么,这是一门什么样的课程?它在我们所学的专业中有什么作用?如何学好她呢?

微积分是人们认识客观世界中关于变量的运动、变化和发展的有力工具。通过把客观世界的对象抽象为函数,进而用微积分作为工具研究它的性态,我们就可以理解甚至发现客观世界的运动变化规律,所以微积分的研究对象主要是函数。微积分中一对非常重要的基本概念是微分和积分。积分思想来源于求面积与体积。我国古代数学家刘徽的“割圆术”就体现了原始的积分思想。导致微分产生的核心问题是求曲线的切线问题,当然已知物体的位移,如何求运动物体在任意时刻的速度和加速度这类关于变化率的问题也离不开微分的思想。牛顿(L.Netween)和莱布尼兹(G.W.Leibnitz)两位伟大的数学家对微积分思想的建立作出了巨大的贡献。

微积分的基本方法是极限方法,它是贯穿全书诸多概念的一个重要方法。有了极限的方法,我们就可以研究函数的连续性、可微性、可积性,就可理解广义积分和级数的收敛性。

恩格斯指出:“只有微分学才能使自然科学有可能用数学来不仅仅表明状态,而且也表明过程、运动。”一个学理工科的同学在它的后续专业课程的学习过程中不难体会恩格斯的这句话的深刻含义。实际上,高等数学在文科专业特别是经济学、管理学等学科中也有着广泛的应用,例如边际分析、弹性分析就是以微积分理论为基础的,在生产计划、市场分析、质量管理等方面也需要微积分这一重要工具。

全世界的各类大学课程可以说五花八门,但是有超过60%的学生都要学习同一门课程,这就是微积分。为什么有如此多的学生学习微积分?因为微积分是我们人类最伟大的发明,是我们人类智慧的体现,她不但培养我们的逻辑思维能力,而且她教会我们如何解决实际问题。可能有些同学在工作以后再也不会使用微积分告诉我们的概念、定理、计算方法,但是可以肯定通过微积分学习而形成的逻辑思维的条理性、缜密性将有助于同学们未来的工作。

逻辑思维能力是我们在学习微积分这门课程的过程中通过对概念、定理、性质的分析、理解后不知不觉、潜移默化地形成的。所以我们在学习过程中不必太在意自己的思维能力是否有显著的提高。我们要把注意力放在微积分的应用上,这是我们学习这门课程的最主要目的。这种应用知识解决实际问题的能力来源于我们对每个概念的理解、对每种方法的掌握。微积分中的每个概念,如导数、积分等,都是人类为了解决某类实际问题而抽象出来的,我们在学习时,一定要重视每个概念的引例的分析,因为引例的学习可以帮助我们对概念的理解,可以提高我们将来解决实际问题的能力。

微积分的学习不同于其他课程,没有教师的指导是很难学好她的。老师一般都会用浅显易懂的方法讲解抽象的数学概念与方法,而这种清晰的讲解在教材上一般都没有,因此,学习微积分的首要方法是把握好老师的课堂教学。另外,不管是在课堂上听课,还是在课前预习或课后复习,我们都不要吝啬我们的纸和笔。很多同学反映听课时听得懂,但一到自己做时却不知如何处理,这说明我们没有掌握好老师的讲课内容,所以我们在课堂上要记一记老师讲的东西,方便我们课后查看。课前预习的时候,比如预习某某新的概念引入,我们可以试着想一想如何解决这样的问题,说不定自己真的能解决它,这时我们就会有莫大的成就感。即使没能解决它,我们也能带着问题继续预习下面的内容。课后复习的时候,我们不妨先不忙着看教材上例子的解答,而自己动手做一做它,然后再来看看解答。最后,除了做好作业,我们还要多做其他练习。练习可以帮助我们巩固知识,最重要的是它可以提高我们解决实际问题的能力。

没有我们学不会的知识,只有我们不愿学习的知识。全世界有这么多的同龄人跟你一起学习微积分,我们应该知道她的重要性,对自己重要的知识,无论如何我们都要去努力学习她。相信同学们有能力学好微积分。

第一章 函数与极限………………………………………………………………………… (1)
第一节 函数…………………………………………………………………………… (1)
第二节 数列的极限…………………………………………………………………… (9)
第三节 函数的极限…………………………………………………………………… (13)
第四节 无穷小量与无穷大量………………………………………………………… (17)
第五节 极限的运算法则……………………………………………………………… (19)
第六节 两个重要极限………………………………………………………………… (21)
第七节 无穷小量的比较……………………………………………………………… (23)
第八节 函数的连续性………………………………………………………………… (25)
第九节 闭区间上连续函数的性质…………………………………………………… (28)
第二章 导数与微分………………………………………………………………………… (31)
第一节 导数的概念…………………………………………………………………… (31)
第二节 函数的求导法则……………………………………………………………… (36)
第三节 高阶导数……………………………………………………………………… (41)
第四节 隐函数的导数 由参数方程所确定的函数的导数………………………… (43)
第五节 函数的微分…………………………………………………………………… (47)
第三章 微分中值定理与导数的应用……………………………………………………… (53)
第一节 微分中值定理………………………………………………………………… (53)
第二节 洛必塔法则…………………………………………………………………… (57)
第三节 函数单调性的判定法………………………………………………………… (60)
第四节 函数的极值与最大值、最小值……………………………………………… (61)
第五节 曲线的凹凸性及拐点………………………………………………………… (66)
第六节 函数图形的描绘……………………………………………………………… (69)
第七节 导数在经济分析中的应用…………………………………………………… (71)
第四章 不定积分…………………………………………………………………………… (76)
第一节 不定积分的概念与性质……………………………………………………… (76)
第二节 换元积分法…………………………………………………………………… (80)
第三节 分部积分法…………………………………………………………………… (88)
第五章 定积分……………………………………………………………………………… (92)
第一节 定积分的概念与性质………………………………………………………… (92)
第二节 微积分基本公式……………………………………………………………… (98)
第三节 定积分的换元积分法和分部积分法……………………………………… (104)
第四节 广义积分…………………………………………………………………… (109)
第五节 定积分的应用……………………………………………………………… (113)
第六章 微分方程………………………………………………………………………… (126)
第一节 微分方程的基本概念……………………………………………………… (126)
第二节 一阶微分方程……………………………………………………………… (128)
第三节 可降阶的高阶微分方程…………………………………………………… (133)
第四节 二阶线性微分方程………………………………………………………… (135)
第七章 空间解析几何与多元函数微分学……………………………………………… (141)
第一节 空间解析几何简介………………………………………………………… (141)
第二节 多元函数的基本概念……………………………………………………… (147)
第三节 二元函数的偏导数………………………………………………………… (154)
第四节 全微分……………………………………………………………………… (158)
第五节 复合函数及隐函数的微分法……………………………………………… (161)
第六节 二元函数的极值与最值…………………………………………………… (166)
第八章 二重积分………………………………………………………………………… (171)
第一节 二重积分的概念与性质…………………………………………………… (171)
第二节 二重积分的计算…………………………………………………………… (177)
第三节 广义二重积分……………………………………………………………… (186)
第九章 无穷级数………………………………………………………………………… (189)
第一节 常数项级数的概念和性质………………………………………………… (189)
第二节 常数项级数的收敛性……………………………………………………… (195)
第三节 幂级数……………………………………………………………………… (201)
第四节 泰勒公式与泰勒级数……………………………………………………… (207)
附录Ⅰ 常用初等数学公式……………………………………………………………… (213)
附录Ⅱ 常用积分公式…………………………………………………………………… (215)

独立学院是我国近几年来迅速发展的一种新型高等教育办学模式,它的培养目标定位在培养“应用型人才”的层面,应该主要培养基础扎实、知识面宽、实践动手能力强、与人才市场需求“零距离”的应用型实用人才。

由于目前独立学院都是依托“教学研究型”的母体学校创办的。在教学研究型大学,《高等数学》不仅仅是一门学习其他专业课程的重要基础课程,而且它还肩负着以培养学生数学思维能力的重担。通过本课程的开设,传授给学生近现代数学的基本知识、基本技能,以提高实际工作能力。同时通过本课程的学习,学生能够掌握数学的思维方式,获取用数学量化观点解决实际问题的数学思想。这些教学指导思想,充分反映在目前“教学研究型”大学的高等数学教材的编写及教学过程中,与独立学院的“应用型”办学思想存在一定的差异。因此,湖南省独立学院联席会组织了湖南农业大学东方科技学院、中南林业科技大学涉外学院、吉首大学张家界学院、湖南工业大学科技学院等全省相关独立学院编写了《高等数学》教材,以适应独立学院应用型人才培养目标的要求,满足专业课程教学的需要。

根据独立学院的特点,在编写本教材时我们采取了以下的编写思路。

1.按“理论注重基础,应用强化能力”的原则,强调对基础知识的介绍,淡化对理论的深入分析。

2.按照“基础理论以应用为目的,以必需够用为度”的原则,将每章知识分为基础知识与应用知识两部分,对于基础知识,注重每个数学概念的引入及它的意义的介绍,要通过应用知识的介绍来培养学生解决实际问题的能力。

3.介绍知识时,注重直观性,如在教材中多用图形进行说明、多用生活中常见的现象举例。

4.把握好“基础理论以应用为目的,以必需够用为度”的原则,在注意“理论以应用为目的”的同时,还要注意数学理论的体系结构;在执行“以必需够用为度”的时候,以“够用”为主,精简内容,但同时要注意知识的前后关联性,体现知识的“必需”性。

5.从概念引入、理论介绍、知识应用、举例等各方面注意把握好难度,应以“浅显易懂”为主要原则。

在以上思路的指导下,本教材具有以下特色。

1.在组织理论体系时,以应用知识为目的,通过对知识的引入,意义、应用的介绍,达到培养学生应用数学解决实际问题的能力。

2.教材很好地体现与恰到好处地把握了“基础理论以应用为目的,以必需够用为度”的原则。

3.教材通过大量的图示来直观地反映数学概念与知识,浅显易懂,适合独立学院的教学。

参加本教材编写的人员有周铁军教授、李小平教授、周玉元副教授、刘月华副教授、贾茗老师、刘春生老师、曹玉芬老师、张勤老师、潘一格老师、郑彭丹老师、马林老师、范伟平老师等。

教材中难免存在不足之处,恳请使用本教材的各位教师和同学们提出宝贵意见。