本教材以問題為導(dǎo)向,以應(yīng)用為目的,以“必需、夠用”為原則,以為專業(yè)服務(wù)為宗旨。按照學(xué)生的特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律及工科專業(yè)的需求選取、編排內(nèi)容,做到由淺入深,符合高職高專工科類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。
本教材內(nèi)容共九章,內(nèi)容包括三角學(xué),向量與復(fù)數(shù),解析幾何,函數(shù)、極限與連續(xù),導(dǎo)數(shù)及其運(yùn)算,導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,不定積分與微分方程,定積分及其應(yīng)用,MATLAB及其應(yīng)用。為讀者學(xué)習(xí)方便,書后附有初、高等數(shù)學(xué)常用公式。
本教材適合高職高專工科專業(yè)學(xué)生使用,也可作為工程技術(shù)人員的數(shù)學(xué)參考用書。
。1)體現(xiàn)以問題為導(dǎo)向。每章的開始是問題導(dǎo)入,提出與本章內(nèi)容有關(guān)的實(shí)際問題,讓學(xué)生帶著問題進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。激發(fā)學(xué)生的興趣,引導(dǎo)其思考。
。2)內(nèi)容直觀形象。對概念性的知識使用幾何直觀的解釋和敘述性的語言,以求學(xué)生更好地理解和領(lǐng)會。
(3)突出應(yīng)用。在本教材中列舉了大量與專業(yè)相關(guān)和學(xué)生的生活相關(guān)的實(shí)例,恰當(dāng)引入數(shù)學(xué)建模的思想與方法。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中了解數(shù)學(xué)之用,進(jìn)一步引發(fā)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的動力。加強(qiáng)對數(shù)學(xué)概念與數(shù)學(xué)思想的理解,培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力。
。4)學(xué)習(xí)目標(biāo)明確清晰。在每章具體內(nèi)容之前給出學(xué)習(xí)本章的具體學(xué)習(xí)目標(biāo),使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中始終目標(biāo)明確,不迷茫。
“數(shù)學(xué)”是高職高專學(xué)生必修的重要基礎(chǔ)課程之一。它具有基礎(chǔ)性、工具性、綜合性、邏輯性和應(yīng)用性等特點(diǎn),是高職高專學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程的基礎(chǔ)和工具,也是學(xué)生進(jìn)一步提高思維能力和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。因此,一本好的數(shù)學(xué)教材對學(xué)生的成長有著十分重要的積極作用。
隨著教育教學(xué)的不斷深入,高職高專院校的招生形式呈現(xiàn)多樣化,學(xué)生的層次差異進(jìn)一步擴(kuò)大。為此,我們進(jìn)行了大量的調(diào)查研究工作,了解到現(xiàn)有學(xué)生的基礎(chǔ)和工科專業(yè)對數(shù)學(xué)的需求,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際特點(diǎn)與專業(yè)需要對數(shù)學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革,本教材就是這幾年教學(xué)改革成果的固化。
針對學(xué)生的特點(diǎn)和工科專業(yè)的需求,我們調(diào)整了數(shù)學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容,重新修訂了教學(xué)大綱,建立了新的模塊體系,實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)教學(xué)從教師“教數(shù)學(xué)”到學(xué)生“學(xué)數(shù)學(xué),用數(shù)學(xué)”的轉(zhuǎn)變,達(dá)到學(xué)能所會,學(xué)能所用的目的。本教材內(nèi)容共九章,主要包括三角學(xué),向量與復(fù)數(shù),解析幾何,函數(shù)、極限與連續(xù),導(dǎo)數(shù)及其運(yùn)算,導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,不定積分與微分方程,定積分及其應(yīng)用,MATLAB及其應(yīng)用。
本教材編寫的指導(dǎo)思想是以問題為導(dǎo)向,以應(yīng)用為目的,以必需夠用為原則,以為專業(yè)服務(wù)為宗旨,以學(xué)生的基礎(chǔ)為起點(diǎn)。書中數(shù)學(xué)概念盡可能用深入淺出的描述性語言進(jìn)行說明,注重學(xué)生對概念的理解和領(lǐng)會;不強(qiáng)調(diào)定理證明的嚴(yán)格性和數(shù)學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难堇[體系,注重數(shù)學(xué)思想的建立與運(yùn)用;注重基本知識的敘述、基本運(yùn)算的訓(xùn)練和數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用;指導(dǎo)學(xué)生使用現(xiàn)代的計算工具解決數(shù)學(xué)問題(計算器、數(shù)學(xué)軟件等)。
本教材具有以下特點(diǎn):
。1)以問題為導(dǎo)向。每章的開始是問題導(dǎo)入,提出與本章內(nèi)容有關(guān)的實(shí)際問題,讓學(xué)生帶著問題進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。激發(fā)學(xué)生的興趣,引導(dǎo)其思考。
。2)內(nèi)容直觀形象。對概念性的知識使用幾何直觀的解釋和敘述性的語言,以求學(xué)生更好地理解和領(lǐng)會。
。3)突出應(yīng)用。在本教材中列舉了大量與專業(yè)及生活相關(guān)的實(shí)例,恰當(dāng)引入數(shù)學(xué)建模的思想與方法。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中了解數(shù)學(xué)之用,進(jìn)而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力,加深對數(shù)學(xué)概念與數(shù)學(xué)思想的理解,培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力。
。4)學(xué)習(xí)目標(biāo)明確、清晰。在每章開頭給出具體學(xué)習(xí)目標(biāo),使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中始終目標(biāo)明確,不迷茫。
學(xué)生通過本教材的學(xué)習(xí),可以獲得必需的數(shù)學(xué)知識,為專業(yè)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ),同時提高自身的可持續(xù)發(fā)展能力。更重要的是,通過學(xué)習(xí)本教材,學(xué)生可以加深對數(shù)學(xué)思想的認(rèn)識與理解,能有意識地應(yīng)用數(shù)學(xué)思想思考問題,應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決問題;提高邏輯思維能力,全面提高學(xué)習(xí)能力和數(shù)學(xué)素質(zhì)。
本教材由石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院牛銘任主編,王鳳莉、陳佩寧、敦冬梅任副主編,參與編寫的老師還有劉降玉、許彪、石寧、曹侃。其中,第一至四章由牛銘、許彪、曹侃編寫,第五章由劉降玉編寫,第六章由王鳳莉編寫,第七、八章由敦冬梅、石寧編寫,第九章由陳佩寧編寫,附錄A由許彪編寫。全書框架結(jié)構(gòu)安排、統(tǒng)稿、定稿由牛銘、王鳳莉承擔(dān)。另外,此次教材的編寫得到了石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院工科專業(yè)教師的大力支持,尤其是機(jī)電系的專業(yè)教師為我們提供了大量的專業(yè)實(shí)例,在此表示由衷的感謝!
在本教材的編寫中,有不少地方進(jìn)行了大膽的嘗試,目的是推動高職高專數(shù)學(xué)教育教學(xué)的進(jìn)一步改革。由于編者水平有限,加之時間倉促,本書難免有不足之處,敬請廣大讀者批評指正。
編者2016年4月
牛銘,石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院。
第一章三角學(xué)1
第一節(jié)角1
第二節(jié)三角函數(shù)4
第三節(jié)反三角函數(shù)12
第四節(jié)解三角形16
第二章向量與復(fù)數(shù)21
第一節(jié)建立坐標(biāo)系21
第二節(jié)向量(矢量)代數(shù)及其運(yùn)算26
第三節(jié)復(fù)數(shù)及其運(yùn)算32
第三章解析幾何41
第一節(jié)直線及其方程41
第二節(jié)圓及其方程49
第三節(jié)圓錐曲線55
第四節(jié)極坐標(biāo)與參數(shù)方程65
第四章函數(shù)、極限與連續(xù)74
第一節(jié)函數(shù)74
第二節(jié)極限的概念88
第三節(jié)極限的運(yùn)算95
第四節(jié)函數(shù)的連續(xù)性103
第五節(jié)極限的應(yīng)用107
第五章導(dǎo)數(shù)及其運(yùn)算112
第一節(jié)導(dǎo)數(shù)的概念112
第二節(jié)求導(dǎo)法則與公式119
第六章導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用130
第一節(jié)函數(shù)的單調(diào)性與極值130
第二節(jié)圖形的形狀136
第三節(jié)曲率及其應(yīng)用140
第四節(jié)建模與最優(yōu)化143
第五節(jié)微分與線性化146
第七章不定積分與微分方程151
第一節(jié)不定積分的概念和性質(zhì)151
第二節(jié)換元積分法156
第三節(jié)分部積分法163
第四節(jié)積分表的使用167
第五節(jié)微分方程簡介169
第八章定積分及其應(yīng)用175
第一節(jié)定積分的概念及性質(zhì)175
第二節(jié)微積分的基本定理182
第三節(jié)定積分的換元法和分部積分法186
第四節(jié)無窮區(qū)間上的廣義積分191
第五節(jié)定積分的應(yīng)用193
第九章MATLAB及其應(yīng)用205
第一節(jié)MATLAB簡介205
第二節(jié)MATLAB應(yīng)用實(shí)例220
附錄A初、高等數(shù)學(xué)常用公式225
附錄B積分簡表228
參考文獻(xiàn)233