课程编号:A301013
学 分:2.5
总 学 时:40 讲课学时:40
适用专业:专转本各专业
先修课程:高中数学课程、专科数学课程
一.课程的性质与目的
《高等数学》是工科院校本科各专业学生的一门必修的重要的基础理论课程。通过本课程的学习,要使学生系统地获得微积分(包括向量代数、空间解析几何和常微分方程)的基本概念,必要的基础理论和常用的运算方法。在传授知识的同时,要通过各个教学环节逐步培养学生具有比较熟练的运算能力,抽象思维能力,逻辑推理能力,几何直观和空间想象能力以及自学能力。使学生受到数学分析的基本概念、理论和方法以及应用数学这些概念、理论、方法解决几何、物理及其它实际问题的初步训练,以提高抽象概括问题的能力和综合运用知识分析解决问题的能力,同时为学习后继课程以及将来进一步自学数学奠定必要的基础。
专转本学生有专科的高等数学基础,本课程是在此基础上逐一补缺,使学生达到《高等数学(工)》课程教学大纲的要求。
二.课程内容与教学要求
(—)极限与连续
基本要求:
(1)理解极限的概念;
(2)掌握极限存在的两个准则,并会利用它们求极限;
(3)会用等价无穷小替换求极限;
(4)会用介值定理讨论方程根的存在性。
重点:极限概念。
难点:极限的定义。
(二)一元函数微分学
基本要求:
(1)理解导数和微分的概念及其几何意义,了解函数的可导性和连续性的关系;
(2)了解一阶微分形式的不变性;
(3)会求分段函数的导数,会用莱布尼茨公式求简单函数乘积的 阶导数;
(4)会求隐函数和参数式所确定的函数的二阶导数;
(5)理解并会应用罗尔定理,拉格朗日定理,了解柯西中值定理;
(6)熟练掌握利用罗必达法则求未定式极限的方法;
(7)理解并会用泰勒定理,掌握 、 、 、 、 的麦克劳林公式;
(8)了解曲率和曲率半径的概念,会计算曲率和曲率半径;
重点:1.导数、微分的概念;2.拉格朗日中值定理、泰勒公式、罗必达法则。
难点:拉格朗日中值定理、泰勒公式。
(三)—元函数积分学
基本要求:
(1)理解原函数、不定积分和定积分的概念及性质;
(2)会求简单有理函数、简单的三角函数有理式和简单无理函数的积分;
(3)理解变上限的定积分作为其上限的函数及其求导定理;
(4)熟练掌握用微元法来建立一些常用的几何量和物理量(功、引力、压力)的定积分表达式,从而求出这些量的方法;
(5)理解两类反常积分的概念,会计算一些简单的反常积分。
重点:1.定积分的概念;2.变上限的定积分作为上限的函数及其求导定理;3.微元法。
难点:定积分的概念,变上限的定积分作为上限的函数及其求导定理,微元法。
(四)常微分方程
基本要求:
(1)理解微分方程的解、通解、初始条件和特解等基本概念;
(2)掌握—阶齐次方程和贝努里方程的识别和解法;
(3)掌握用降阶法求解 、 、 类型的方程;
(4)理解线性微分方程解的性质及解的结构定理;
(5)掌握二阶常系数线性齐次及非齐次方程的解法;并知道高阶常系数齐次线性微分方程的解法;
(6)了解欧拉方程及其解法;
重点:微分方程的概念、通解、特解,线性微分方程解的结构,二阶常系数线性方程的解法。
(五)无穷级数
基本要求:
(1)会正项级数的根值审敛法;
(2)理解无穷级数的绝对收敛和条件收敛的概念,知道任意项级数的审敛步骤;
(3)理解函数项级数收敛域及和函数的概念,了解幂级数在其收敛区间内的基本性质;
(4)会求一些幂级数的和函数,并会由此求出某些数项级数的和;
(5)掌握 、 、 、 、 的麦克劳林展开式,会用间接法将一些简单函数展成幂级数;
(6)了解傅里叶级数的概念和狄利克雷收敛定理,会将定义在 上的函数展成傅里叶级数,会将定义在 上的函数展为正弦级数与余弦级数,会写出傅里叶级数的和的表达式。
重点:1.泰勒级数,函数的幂级数展开;2.傅里叶级数,函数展成正弦级数或余弦级数。
难点:用间接法将函数展为幂级数。
(六)向量代数与空间解析几何
基本要求:
(1)熟练掌握向量的运算(混合积);
(2)理解曲面方程的概念,知道常用二次曲而的标准方程及其图形;
(3)掌握以坐标轴为旋转轴的旋转曲面及母线平行于坐标轴的柱面方程;
(4)了解空间曲线的一般式方程和参数式方程,了解空间曲线在坐标面上的投影,并会求其方程。
重点: 曲面方程的概念,空间曲线的一般式方程和参数式方程。
(七)多元函数微分学
基本要求:
(1)理解点集、邻域、区域及多元函数的概念;
(2)了解全微分存在的必要条件和充分条件,理解方向导数与梯度的概念;
(3)熟练掌握复合函数和隐函数的求导法则,掌握求高阶偏导数的方法,掌握方向导数和梯度的求法;
(4)掌握空间曲线的切线和法平面及曲面的切平面和法线的求法;
(5)理解多元函数的极值和条件极值的概念,会用拉格朗日乘数法求条件极值,会求简单多元函数的最大值和最小值并会解决一些简单的应用问题。
重点:多元复合函数和隐函数偏导数的计算,拉格朗日乘数法。
难点:复合函数的高阶偏导数。
(八)多元函数积分学
基本要求:
(1)理解二重积分、三重积分、两类曲线积分、两类曲面积分的概念和性质;
(2)掌握二重积分的计算方法(直角坐标、极坐标);
(3)三重积分的计算法(直角坐标、柱坐标、球坐标);
(4)掌握两类曲线积分和两类曲面积分的计算法;
(5)掌握格林公式并会运用平面曲线积分与路径无关的条件,会求全微分的原函数;
(6)掌握高斯公式并会利用它计算曲面积分,知道斯托克斯公式;
(6)会运用重积分、曲线积分及曲面积分解决一些几何与物理问题;
(7)知道散度、旋度的概念,并会计算。
重点:二重积分、三重积分、曲线积分、曲面积分的概念与计算方法,格林公式、高斯公式,平面曲线积分与路径无关的条件。
难点:重积分化为累次积分时积分上、下限的确定,第二型曲面积分的概念与计算。
三、建议学时分配
教学内容 |
讲课学时 |
小计 |
极限与连续 |
2 |
2 |
一元函数微分学 |
4 |
4 |
一元函数积分学 |
2 |
2 |
微分方程 |
2 |
2 |
无穷级数 |
6 |
6 |
空间解析几何 |
2 |
2 |
多元函数微分学 |
6 |
6 |
多元函数积分学 |
16 |
16 |
合计 |
40 |
40 |
课内外学时比:1:1.5
四、考核方式与成绩评定
考核方式:笔试闭卷
总评成绩 = 平时成绩 + 期末考试成绩
平时:期末 = 30:70
五、建议教材与教学参考书
《高等数学上》同济大学编 高等教育出版社 2002.7 第五版
《高等数学下》同济大学编 高等教育出版社 2002.7 第五版
《高等数学习题课教程》 黄安才陆伟民主编 机械工业出版社 2010.10
执笔人:郁大刚
审核人:郁大刚