本書依據(jù)《工科類本科數(shù)學基礎課程基本要求》編寫而成。全書分上、下兩冊,共11章。上冊內(nèi)容包括:函數(shù)與極限、導數(shù)與微分、微分中值定理與導數(shù)的應用、不定積分、定積分及其應用、空間解析幾何。本書吸取了國內(nèi)外優(yōu)秀教材的優(yōu)點,調(diào)整了教學內(nèi)容,適應分層分級教學,各章均有相應的Matlab數(shù)學實驗,并且讀者通過掃描二維碼可獲取相關的教學視頻、習題解析、應用案例等資源,注重培養(yǎng)學生的數(shù)學素養(yǎng)和實踐創(chuàng)新能力。
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目錄
第1章 函數(shù)與極限 1
1.1 映射與函數(shù) 1
1.1.1 映射 1
1.1.2 函數(shù) 2
1.1.3 基本初等函數(shù) 3
習題1.1 4
1.2 函數(shù)的幾種特性 5
1.2.1 有界性 5
1.2.2 單調(diào)性 6
1.2.3 奇偶性 6
1.2.4 周期性 7
習題1.2 8
1.3 函數(shù)的運算 8
1.3.1 函數(shù)的四則運算 8
1.3.2 復合函數(shù) 10
1.3.3 反函數(shù) 11
1.3.4 初等函數(shù) 12
習題1.3 13
1.4 數(shù)列的極限 13
1.4.1 數(shù)列極限的定義 13
1.4.2 收斂數(shù)列的性質(zhì) 15
1.4.3 數(shù)列收斂的判別法 16
1.4.4 子數(shù)列 18
習題1.4 19
1.5 函數(shù)的極限 20
1.5.1 當*時函數(shù)f(x)的極限 20
1.5.2 當*時函數(shù)f(x)的極限 22
習題1.5 24
1.6 函數(shù)極限的性質(zhì)和運算法則 24
1.6.1 函數(shù)極限的性質(zhì) 24
1.6.2 極限的運算法則 26
1.6.3 函數(shù)極限與數(shù)列極限的關系 28
1.6.4 兩個重要極限 29
習題1.6 31
1.7 無窮小與無窮大 32
1.7.1 無窮小 32
1.7.2 無窮大 33
1.7.3 無窮小的比較 35
習題1.7 37
1.8 函數(shù)的連續(xù)性 37
1.8.1 連續(xù)概念 37
1.8.2 連續(xù)函數(shù)的性質(zhì) 39
1.8.3 函數(shù)的間斷點及其分類 41
習題1.8 42
1.9 閉區(qū)間上連續(xù)函數(shù)的性質(zhì) 43
1.9.1 最值定理 43
1.9.2 介值定理 44
習題1.9 46
實驗1 一元函數(shù)的繪圖與極限的計算 46
總習題1 53
第2章 導數(shù)與微分 55
2.1 導數(shù)概念 55
2.1.1 引例及定義 55
2.1.2 求導舉例 57
2.1.3 導數(shù)的幾何意義 60
2.1.4 可導性與連續(xù)性之間的關系 60
習題2.1 61
2.2 求導法則 62
2.2.1 四則求導法則 62
2.2.2 反函數(shù)的求導法則 64
2.2.3 復合函數(shù)的求導法則 65
2.2.4 基本求導公式 68
習題2.2 69
2.3 高階導數(shù) 70
習題2.3 72
2.4 隱函數(shù)及參數(shù)方程所確定的函數(shù)的導數(shù) 73
2.4.1 隱函數(shù)的導數(shù) 73
2.4.2 參數(shù)方程所確定的函數(shù)的導數(shù) 76
2.4.3 相關變化率 78
習題2.4 78
2.5 函數(shù)的微分 79
2.5.1 微分的概念 79
2.5.2 微分公式與微分法則 82
2.5.3 微分在近似計算中的應用 84
習題2.5 85
實驗2 導數(shù)與微分 86
總習題2 89
第3章 微分中值定理與導數(shù)的應用 91
3.1 微分中值定理 91
3.1.1 羅爾中值定理 91
3.1.2 拉格朗日中值定理 93
3.1.3 柯西中值定理 95
習題3.1 96
3.2 洛必達法則 97
習題3.2 102
3.3 泰勒公式 103
習題3.3 108
3.4 函數(shù)的單調(diào)性與極值 108
3.4.1 函數(shù)的單調(diào)性 108
3.4.2 函數(shù)的極值 111
習題3.4 114
3.5 函數(shù)的最值及其應用 115
習題3.5 118
3.6 曲線的凹凸性及拐點 119
習題3.6 122
3.7 函數(shù)圖形的描繪 122
3.7.1 曲線的漸近線 122
3.7.2 函數(shù)圖形的描繪 124
習題3.7 126
3.8 曲率 126
3.8.1 弧微分 126
3.8.2 曲率 127
3.8.3 曲率圓與曲率半徑 129
習題3.8 130
實驗3 導數(shù)的應用 131
總習題3 132
第4章 不定積分 135
4.1 不定積分的概念與性質(zhì) 135
4.1.1 原函數(shù)與不定積分 135
4.1.2 不定積分的性質(zhì) 137
4.1.3 基本積分公式 138
4.1.4 直接積分法 138
習題4.1 140
4.2 換元積分法 141
4.2.1 第一類換元法 141
4.2.2 第二類換元法 147
習題4.2 151
4.3 分部積分法 152
習題4.3 156
4.4 有理函數(shù)和可化為有理函數(shù)的積分 156
4.4.1 有理函數(shù)的積分 156
4.4.2 三角函數(shù)有理式的積分 159
4.4.3 簡單無理函數(shù)的積分 161
4.4.4 積分表的使用 162
習題4.4 163
實驗4 不定積分 163
總習題4 165
第5章 定積分及其應用 166
5.1 定積分的概念與性質(zhì) 166
5.1.1 定積分問題舉例 166
5.1.2 定積分的定義 168
5.1.3 定積分的性質(zhì) 170
習題5.1 173
5.2 微積分基本公式 174
5.2.1 位置函數(shù)與速度函數(shù)的聯(lián)系 174
5.2.2 積分上限的函數(shù)及其導數(shù) 174
5.2.3 牛頓-萊布尼茨公式 176
習題5.2 179
5.3 定積分的換元法與分部積分法 180
5.3.1 定積分的換元法 180
5.3.2 定積分的分部積分法 184
習題5.3 186
5.4 反常積分 187
5.4.1 無窮限的反常積分 187
5.4.2 無界函數(shù)的反常積分 189
*5.4.3 Γ函數(shù) 191
習題5.4 192
5.5 平面圖形的面積 193
5.5.1 定積分的元素法 193
5.5.2 平面圖形的面積 195
習題5.5 198
5.6 立體的體積 199
5.6.1 旋轉(zhuǎn)體的體積 199
5.6.2 平行截面面積為已知的立體的體積 201
習題5.6 203
5.7 平面曲線的弧長與旋轉(zhuǎn)曲面的面積 204
5.7.1 平面曲線的弧長 204
*5.7.2 旋轉(zhuǎn)曲面的面積 207
習題5.7 208
5.8 定積分在物理學上的應用 208
5.8.1 變力沿直線所做的功 208
5.8.2 壓力 209
5.8.3 引力 211
習題5.8 212
*5.9 數(shù)值積分 213
5.9.1 矩形法與梯形法 213
5.9.2 拋物線法 215
習題5.9 218
實驗5 定積分及其應用 219
總習題5 223
第6章 空間解析幾何 225
6.1 空間直角坐標系 225
6.1.1 定義 225
6.1.2 空間點的直角坐標 226
6.1.3 兩點間的距離和中點坐標公式 226
習題6.1 227
6.2 向量及其線性運算 228
6.2.1 向量的基本概念 228
6.2.2 向量的線性運算 229
6.2.3 向量的分解、方向角、投影 230
習題6.2 232
6.3 數(shù)量積 向量積 *混合積 232
6.3.1 兩向量的數(shù)量積 233
6.3.2 兩向量的向量積 235
*6.3.3 三向量的混合積 237
習題6.3 238
6.4 曲面及其方程 238
6.4.1 曲面方程的概念 238
6.4.2 旋轉(zhuǎn)曲面 239
6.4.3 柱面 241
6.4.4 二次曲面 242
習題6.4 244
6.5 平面及其方程 245
6.5.1 平面方程的幾種形式 245
6.5.2 兩平面的夾角 247
6.5.3 點到平面的距離 248
習題6.5 248
6.6 空間曲線及其方程 249
6.6.1 空間曲線的一般方程 249
6.6.2 空間曲線的參數(shù)方程 249
6.6.3 空間曲線在坐標面上的投影 251
習題6.6 253
6.7 空間直線及其方程 253
6.7.1 空間直線方程的幾種形式 253
6.7.2 兩直線的夾角 255
6.7.3 直線與平面的夾角 256
6.7.4 平面束 257
習題6.7 258
實驗6 三維圖形的繪制 258
總習題6 261
附錄 263
附錄A 二階和三階行列式簡介 263
附錄B 常用的曲線與曲面 266
附錄C 積分表 271
參考答案 279