高等數(shù)學的主要內(nèi)容為微積分,微積分是有關(guān)運動和變化的數(shù)學,它是人類最偉大的成就之一。它對解決數(shù)學、物理學、工程科學、經(jīng)濟學、管理學、社會學和生物學等各領(lǐng)域問題具有強大威力。高等數(shù)學已經(jīng)成為全世界理工類本科各專業(yè)普遍開設(shè)的一門公共基礎(chǔ)必修課程,在培養(yǎng)具有良好數(shù)學素質(zhì)及其應用型人才方面起著特別重要的作用。隨著科學技術(shù)的發(fā)展對高等數(shù)學課程產(chǎn)生了新的需求,也由于教育部提出在全國提倡精品課建設(shè)、大力推動高等教育教學質(zhì)量的提高,適應我國高等教育從“精英型教育”向“大眾化教育”的轉(zhuǎn)變,為滿足一些高等院校新的教學形勢,針對當前學生知識結(jié)構(gòu)和習慣特點,根據(jù)多年的教學經(jīng)驗,在多次研討和反復實踐的基礎(chǔ)上,編寫了這部高等數(shù)學課程的教材。
本書認真貫徹落實教育部“高等教育面向21世紀教學內(nèi)容和課程體系改革計劃”的精神,并嚴格執(zhí)行教育部“數(shù)學與統(tǒng)計學教學指導委員會”最新提出的“工科類本科數(shù)學基礎(chǔ)課程教學基本要求”,參考近幾年國內(nèi)出版的一些優(yōu)秀教材,結(jié)合編者多年的教學實踐經(jīng)驗,本著以學生為中心、為學生服務的思想編寫。全書以嚴謹?shù)闹R體系,通俗易懂的語言,豐富的例題、習題,深入淺出地講解高等數(shù)學的知識,培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力。
全書分上、下兩冊,上冊內(nèi)容包括極限與連續(xù)、導數(shù)與微分、微分中值定理與導數(shù)應用、不定積分、定積分及其應用、微分方程。下冊內(nèi)容包括向量代數(shù)與空間解析幾何、多元函數(shù)微分學、重積分、曲線積分與曲面積分、無窮級數(shù)。書內(nèi)各節(jié)后均配有相應的習題,同時每章還配有綜合練習,書末附有習題的參考答案及附錄。
本書有以下幾個主要特色:
(1)目標明確。高等數(shù)學課程的根本目的是幫助學生為進入工程各領(lǐng)域從事實際工作做準備,所以在滿足教學基本要求的前提下,淡化理論推導過程,加強訓練,強化應用,力求滿足物理學、力學及各專業(yè)后繼課程的數(shù)學需要。在第一章中沒有介紹映射的內(nèi)容,直接通過實例給出函數(shù)的定義,同時在有些章節(jié)中還淡化了定理證明的推導過程,既簡明易懂,又解決了課時少內(nèi)容多的矛盾。同時,本書經(jīng)過精心設(shè)計與編選,配備了相當豐富的例題、習題,目的是使學生理解基本概念和基本定理的實質(zhì),掌握重要的解題方法和應用技巧。
(2)注重與新課標下的中學教材銜接。中學教材中三角函數(shù)內(nèi)容的弱化為高等數(shù)學的教學帶來不便,本書在第一章第一節(jié)對以上內(nèi)容重點做了補充。平面極坐標與參數(shù)方程是積分中經(jīng)常用到的重要內(nèi)容,因此,在第一章中比較詳細地介紹了平面極坐標與直角坐標的關(guān)系,附錄一給出了一些常用曲線的極坐標和參數(shù)方程,為后面的學習奠定了一定的基礎(chǔ)。
(3)每章增加了本章導讀,為學生自學時了解本章概況有一定的意義。每章后附有拓展閱讀,可以開闊學生視野,讓學生欣賞數(shù)學之美。
(4)注重理論聯(lián)系實際,增加了數(shù)學在工程技術(shù)上應用的例子,培養(yǎng)學生解決實際問題的能力,注重滲透數(shù)學建模思想。
(5)注重滲透現(xiàn)代化教學思想及手段,將部分習題答案做成二維碼掃描,讓學生借助網(wǎng)絡可以參考。
(6)帶“*”號的章節(jié)可供不同學時、不同專業(yè)選用。
(7)本書編寫了配套的輔導書《高等數(shù)學同步學習指導》,拓寬學生知識的廣度與深度,對考研和參加數(shù)學競賽的學生會有一定的幫助。
本書上冊由李香玲、孫宏凱擔任主編,武小云、張新、張建梅擔任副主編。參加編寫的還有李彥紅、景海斌、李彩娟、劉麗莉、孫志田。具體分工如下:第一章由李彥紅、景海斌編寫;第二章由李彩娟編寫;第三章由武小云編寫;第四章由李香玲編寫;第五章由張新、劉麗莉編寫;第六章由孫志田、張建梅編寫。附錄一由孫宏凱編寫,附錄二由武小云、張新編寫。
本書下冊由孫宏凱、李香玲擔任主編,冀凱、王玉蘭、麻振華擔任副主編。參加編寫的還有閆常麗、趙書銀、張洪亮。具體分工如下:第七章由孫宏凱、閆常麗編寫;第八章由麻振華編寫;第九章、第十章主體內(nèi)容由王玉蘭編寫,第九章拓展閱讀及第九章、第十章習題簡答由趙書銀編寫,第十章拓展閱讀由張洪亮編寫;第十一章由冀凱編寫;附錄由孫宏凱、閆常麗編寫。本書由趙春蘭主審。
本書在編寫過程中得到了河北建筑工程學院數(shù)理系的領(lǐng)導、老師的大力支持,在此表示誠摯的謝意!參考了書后所列的參考文獻,對參考文獻的作者在此一并表示感謝!
雖然編者力求本書通俗易懂,簡明流暢,便于教學,但由于水平與學識有限,雖再三審校,書中疏漏與錯誤之處在所難免,敬請讀者多提寶貴意見并不吝賜教,我們將萬分感激。本書將不斷改進與完善,突出自己的特色,更好地服務于教學。
第七章 向量代數(shù)與空間解析幾何
第一節(jié) 向量及其線性運算
一、向量的概念
二、向量的線性運算
習題7-1
第二節(jié) 空間直角坐標系與向量的坐標
一、空間直角坐標系
二、空間兩點間的距離
三、向量在軸上的投影和向量的坐標
四、向量的模、方向角和方向余弦
習題7-2
第三節(jié) 向量的乘法運算
一、兩向量的數(shù)量積(點積、內(nèi)積)
二、兩向量的向量積(叉積、外積)
三、向量的混合積
習題7-3
第四節(jié) 平面及其方程
一、平面的方程
二、兩平面的夾角
三、點到平面的距離
習題7-4
第五節(jié) 空間直線及其方程
一、空間直線的方程
二、兩直線的夾角
三、平面與直線的夾角
*四、平面束
習題7-5
第六節(jié) 曲面及其方程
一、柱面與旋轉(zhuǎn)曲面
二、常見的二次曲面
習題7-6
第七節(jié) 空間曲線及其方程
一、空間曲線一般方程
二、空間曲線在坐標面上的投影
*習題7-7
總習題七
拓展閱讀
第八章 多元函數(shù)微分學
第一節(jié) 多元函數(shù)的極限與連續(xù)
一、平面點集
二、多元函數(shù)
三、多元函數(shù)的極限
四、多元函數(shù)的連續(xù)性
習題8-1
第二節(jié) 偏導數(shù)
一、偏導數(shù)定義
二、高階偏導數(shù)
習題8-2 56
第三節(jié) 全微分
一、全微分定義
二、全微分在近似計算中的應用
習題8-3
第四節(jié) 多元復合函數(shù)求導法則
習題8-4
第五節(jié) 隱函數(shù)求導法則
一、一個方程的情形
二、方程組的情形
習題8-5
第六節(jié) 方向?qū)?shù)與梯度
一、方向?qū)?shù)與梯度
習題8-6
第七節(jié) 多元函數(shù)微分學的應用
一、空間曲線的切線與法平面
二、曲面的切平面與法線
習題8-7
第八節(jié) 多元函數(shù)極值及求法
一、多元函數(shù)的極值
二、多元函數(shù)的最值
三、條件極值及拉格朗日乘子法
習題8-8
*第九節(jié) 多元函數(shù)的泰勒公式
*習題8-9
總習題八
拓展閱讀
第九章 重積分
第一節(jié) 黎曼(Riemann)積分的概念與性質(zhì)
一、黎曼積分的概念
二、黎曼積分的性質(zhì)
習題9-1
第二節(jié) 二重積分
一、二重積分的幾何意義
二、二重積分的計算
習題9-2
第三節(jié) 三重積分
第四節(jié) 重積分的應用
拓展閱讀
第十章 曲線積分與曲面積分