内容简介
《微积分(第三版 上册)》参照新修订的“工科类本科数学基础课程教学基本要求”,结合当前的教学实际,在原书第二版的基础上修订而成。在保持同济编教材优秀传统的同时,努力贯彻教学改革的精神,加强对微积分的基本概念、理论、方法和应用实例的介绍,突出微积分的应用。《微积分(第三版 上册)》结构严谨,逻辑清晰,文字表述详尽通畅,平易近人,易教易学,改编后的内容编排也更利于教学的组织和安排。所选用的习题突出数学基本能力的训练而不过分追求技巧,既有传统的优秀题目,又从国外教材中吸取或改编了一些有较高训练效能的新颖习题。
通过数学实验将微积分与数学软件的应用有机结合起来是《微积分(第三版 上册)》的一个特色,经过改编,数学实验与教学内容的结合更加紧密,有利于培养学生的数学建模能力。书中有些内容用楷书排印或加了“*”号,教师可灵活掌握。《微积分(第三版 上册)》可作为工科和其他非数学类专业的高等数学(微积分)教材或参考书。
《微积分(第三版 上册)》分上、下两册出版。上册的内容为函数、极限与连续,一元函数微分学,一元函数积分学和微分方程,四个与一元函数微积分相关的数学实验,附录中有数学软件Mathematica的简介。下册内容为向量代数与空间解析几何,多元函数微分学,重积分,曲线积分与曲面积分,无穷级数,三个与多元微积分和级数有关的数学实验。书末附有习题答案与提示。
内页插图
目录
预备知识
一、集合
二、映射
三、一元函数
习题
第一章 极限与连续
第一节 微积分中的极限方法
第二节 数列的极限
一、数列极限的定义
二、数列极限的性质
习题1-2
第三节 函数的极限
一、函数极限的定义
二、函数极限的性质
习题1-3
第四节 极限的运算法则
一、无穷小与无穷大
二、极限的运算法则
习题1-4
第五节 极限存在准则与两个重要极限
一、夹逼准则
二、单调有界收敛准则
习题1-5
第六节 无穷小的比较
一、无穷小的比较
二、等价无穷小
习题1-6
第七节 函数的连续性与连续函数的运算
一、函数的连续性
二、函数的间断点
三、连续函数的运算
习题1-7
第八节 闭区间上连续函数的性质
一、最大值最小值定理
二、零点定理与介值定理
习题1-8
总习题一
第二章 一元函数微分学
第一节 导数的概念
一、导数概念的引出
二、导数的定义
三、函数的可导性与连续性的关系
习题2-1
第二节 求导法则
一、函数的线性组合、积、商的求导法则
二、反函数的导数
三、复合函数的导数
习题2-2
第三节 隐函数的导数和由参数方程确定的函数的导数
一、隐函数的导数
二、由参数方程确定的函数的导数
三、相关变化率
习题2-3
第四节 高阶导数
习题2-4
第五节 函数的微分与函数的线性逼近
一、微分的定义
二、微分公式与运算法则
三、微分的意义与应用
习题2-5
第六节 微分中值定理
习题2-6
第七节 泰勒公式
习题2-7
第八节 洛必达法则
一、未定式
二、未定式
三、其他类型的未定式
习题2-8
第九节 函数单调性与曲线凹凸性的判别法
一、函数单调性的判别法
二、曲线的凹凸性及其判别法
习题2-9
第十节 函数的极值与最大、最小值
一、函数的极值及其求法
二、最大值与最小值问题
习题2-10
第十一节 曲线的曲率
一、平面曲线的曲率概念
二、曲率公式
习题2u
第十二节 一元函数微分学在经济中的应用
总习题二
第三章 一元函数积分学
第一节 不定积分的概念及其性质
一、原函数和不定积分的概念
二、基本积分表
三、不定积分的性质
习题3-1
第二节 不定积分的换元积分法
一、不定积分的第一类换元法
二、不定积分的第二类换元法
习题3-2
第三节 不定积分的分部积分法
习题3-3
第四节 有理函数的不定积分
习题3-4
第五节 定积分
一、定积分问题举例
二、定积分的定义
三、定积分的性质
习题3-5
第六节 微积分基本定理
一、积分上限的函数及其导数
二、牛顿-莱布尼茨公式
习题3-6
第七节 定积分的换元法与分部积分法
一、定积分的换元法
二、定积分的分部积分法
习题3-7
第八节 定积分的几何应用举例
一、平面图形的面积
二、体积
三、平面曲线的弧长
习题3-8
第九节 定积分的物理应用举例
一、作功
二、水压力
三、引力
习题3-9
第十节 平均值
一、函数的算术乎均值
二、函数的加权乎均值
三、函数的均方根平均值
习题3-10
第十一节 反常积分
一、无穷限的反常积分
二、无界函数的反常积分
三、厂函数
习题3-11
总习题三
第四章 微分方程
第一节 微分方程的基本概念
习题4-1
第二节 可分离变量的微分方程
习题4-2
第三节 一阶线性微分方程
习题4-3
第四节 可用变量代换法求解的一阶微分方程
一、齐次型方程
二、可化为齐次型的方程
三、伯努利方程
习题4-4
第五节 可降阶的二阶微分方程
一、y'=f(x)型的微分方程
二、y'=f(J,y')型的微分方程
三、y'=f(y,y')型的微分方程
四、可降阶二阶微分方程的应用举例
习题4-5
第六节 线性微分方程解的结构
习题4-6
第七节 二阶常系数线性微分方程
一、二阶常系数齐次线性微分方程
二、二阶常系数非齐次线性微分方程
三、二阶常系数线性微分方程的应用举例
习题4-7
第八节 高阶变系数线性微分方程解法举例
一、解二阶变系数线性微分方程的常数变易法
二、解欧拉方程的指数代换法
习题4-8
总习题四
实验
实验1 数列极限与生长模型
实验2 泰勒公式与函数逼近
实验3 方程近似解的求法
实验4 定积分的近似计算
附录
附录一 数学软件Mathcmatica简介
附录二 几种常用的曲线
习题答案与提示
记号说明
《微积分(第三版 上册)》图书简介 本书为《微积分》(第三版)的上册,旨在为学习微积分的读者打下坚实的基础,并为后续更深入的学习铺平道路。本册内容涵盖了微积分的核心概念和基本工具,力求通过清晰的理论阐述、丰富的例题解析和精心设计的练习题,帮助读者理解微积分的精妙之处,并掌握其解决实际问题的能力。 核心内容概览: 极限与连续性(Limits and Continuity): 函数的概念(Concept of a Function): 本章首先回顾并深化了函数的概念,包括定义域、值域、函数的图像、奇偶性、单调性等基本性质。我们将介绍常见的基本函数类型,如多项式函数、有理函数、指数函数、对数函数以及三角函数和反三角函数,并讨论它们的性质和图像特征。 极限的直观理解与严谨定义(Intuitive Understanding and Rigorous Definition of Limits): 极限是微积分的基石。本章将从直观的“无限接近”概念出发,引导读者理解极限的意义。随后,我们将引入ε-δ语言,精确地定义函数在一点的极限和在无穷远处的极限,并讨论极限的保号性等重要性质。 极限的计算(Computation of Limits): 学习了极限的定义后,我们将重点介绍计算极限的各种方法和法则,包括代数方法(如因式分解、有理化)、夹逼定理、以及利用已知极限(如 $lim_{x o 0} frac{sin x}{x} = 1$)来计算复杂极限。 无穷小与无穷大(Infinitesimals and Infinites): 本章将详细阐述无穷小和无穷大的概念,它们是理解极限行为的关键。我们将讨论无穷小的比较,并学习如何利用无穷小来简化极限计算。 函数的连续性(Continuity of Functions): 基于极限的概念,本章将定义函数在一点连续和在区间连续的条件。我们将分析不同类型的间断点,并探讨连续函数的性质,例如介值定理和最值定理,这些定理在分析函数行为和求解问题时至关重要。 导数(Derivatives): 导数的概念(Concept of the Derivative): 导数是描述函数变化率的强大工具。本章将从切线的斜率和瞬时速度等实际情境出发,引出导数的定义——函数在一点的瞬时变化率。我们将学习如何用差商的极限来计算导数。 导数的几何意义与物理意义(Geometric and Physical Interpretations of the Derivative): 深入探讨导数的几何意义(切线斜率)和物理意义(速度、加速度等)。理解这些解释有助于读者将抽象的数学概念与现实世界联系起来。 求导法则(Differentiation Rules): 为了高效地计算导数,本章将系统地介绍各种求导法则,包括基本初等函数的导数公式、常数倍法则、和差法则、乘积法则、除法法则以及链式法则。链式法则是计算复合函数导数的关键,我们将提供大量的练习来帮助读者熟练掌握。 高阶导数(Higher-Order Derivatives): 在介绍了一阶导数后,我们将进一步学习二阶导数、三阶导数以及更高阶导数。高阶导数在研究函数的凹凸性、拐点以及泰勒展开等方面有着重要应用。 隐函数求导与参数方程求导(Implicit Differentiation and Derivatives of Parametric Equations): 针对不能显式表示为 $y=f(x)$ 的函数,我们将介绍隐函数求导的方法。同时,对于用参数方程表示的曲线,也将学习如何求导。 导数的应用(Applications of Derivatives): 导数在分析函数性质方面有着广泛的应用。本章将介绍如何利用导数来判断函数的单调性、求函数的极值(局部最大值和最小值),以及利用导数来分析函数的凹凸性和求拐点。这些内容为后续绘制函数图像打下了基础。 微分(Differentials): 微分的概念(Concept of Differentials): 微分是导数的一种近似计算方法,并且在积分和数值计算中有重要应用。本章将介绍微分的定义,以及它与函数增量之间的关系。 微分的计算与性质(Computation and Properties of Differentials): 学习如何计算微分,并了解微分的线性性质。 微分在近似计算中的应用(Applications of Differentials in Approximations): 利用微分作为函数增量的线性近似,可以方便地进行一些近似计算,本章将通过具体例子展示其应用。 本书特色: 循序渐进的教学方法: 内容组织上,我们遵循从基本概念到复杂应用的逻辑顺序,确保读者能够逐步建立对微积分知识体系的理解。 理论与实践相结合: 既深入讲解了微积分的理论基础,又提供了大量的应用案例和例题,帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 丰富的例题与练习: 每节内容都配有精心设计的例题,覆盖了从基础计算到综合应用的各种题型。章节末尾的习题集包含了不同难度和类型的题目,供读者进行巩固和提高。 清晰的数学语言: 力求使用准确、清晰、易于理解的数学语言来阐述概念和定理,避免不必要的复杂化。 结构化排版: 采用清晰的章节结构、标题和小标题,配合图示,使读者阅读更加便捷。 适读对象: 本书适合高等院校、大学专科、职业技术院校等各层次的数学、物理、工程、经济、计算机科学等专业的学生。同时也适用于需要系统学习或复习微积分的广大读者。 通过学习《微积分(第三版 上册)》,读者将能够: 深刻理解极限、导数和微分的核心概念。 熟练掌握各种函数的求导方法和技巧。 运用导数分析函数的性质,绘制函数图像。 初步认识到微积分在解决科学技术问题中的强大力量。 我们相信,本书将成为您学习微积分旅程中的得力助手。
这本书给我的最大感受,是它所传达出的严谨性。在数学的世界里,丝毫的含糊不清都可能导致谬误。“微积分(第三版 上册)”正是以其严谨的逻辑和精确的定义,让我对数学有了更深的敬畏。每一个定理的证明,每一个公式的推导,都显得那么无可辩驳,这让我对其内容的可靠性深信不疑。