内容简介
《数学分析精读讲义(套装上下册)/普通高等教育“十二五”规划教材》是以华东师范大学数学系所编的《数学分析(第三版)》内容为主线而编写的教学辅导书,主要是为课程精读教师的教学及学生学习本课程的课后复习与提高之用,是在作者二十多年来讲授数学分析课程内容的基础上发展起来的。
《数学分析精读讲义(套装上下册)/普通高等教育“十二五”规划教材》按章节编写,每节内容主要包括:内容精读、疑难解答、典型例题、巩固提高。
《数学分析精读讲义(套装上下册)/普通高等教育“十二五”规划教材》切合实际,十分注意提高学生对数学分析的基本概念、基本定理、基本计算技巧的理解和应用,通过对一些典型例题的讲解与分析,由浅入深、分层次、分类型地介绍微积分学的解题思路,特别注重一法多用、一题多解,同时关注形象思维的培养。期望为读者更有效地掌握微积分学的基本功、打下数学分析坚实的基础,提供适当的帮助。
《数学分析精读讲义(套装上下册)/普通高等教育“十二五”规划教材》适合于正在学习微积分学的大学生和需要提高自己数学水平与能力的各类自学者,对于讲授数学分析或高等数学的教师及准备考研的广大学生也有极高的参考价值。
内页插图
目录
前言
符号说明
第1章 实数集与函数
1.1 实数
1.2 数集.确界原理
1.3 函数概念
1.4 具有某些特性的函数
第2章 数列极限
2.1 数列极限概念
2.2 收敛数列的性质
2.3 数列极限存在的条件
第3章 函数极限
3.1 函数极限概念
3.2 函数极限的性质
3.3 函数极限存在的条件
3.4 两个重要的极限
3.5 无穷小量与无穷大量
第4章 函数的连续性
4.1 连续性概念
4.2 连续函数的性质
4.3 初等函数的连续性
第5章 导数和微分
5.1 导数的概念
5.2 求导法则
5.3 参变量函数的导数
5.4 高阶导数
5.5 微分
第6章 微分中值定理及其应用
6.1 Lagrange中值定理及函数的单调性
6.2 CaluChy中值定理与不定式极限
6.3 Taylor公式
6.4 函数的极值与最大(小)值
6.5 函数的凸性与拐点
6.6 函数图像的讨论与方程的近似解
第7章 实数的完备性
7.1 关于实数集完备性的基本定理
7.2 闭区间上连续函数性质的证明
7.3 上极限和下极限
第8章 不定积分
8.1 不定积分概念与基本积分公式
8.2 换元积分法与分部积分法
8.3 有理函数与可化为有理函数的不定积分
第9章 定积分
9.1 定积分概念
9.2 Newton-Leibniz公式
9.3 可积条件
9.4 定积分的性质
9.5 微积分学基本定理.定积分计算f续
9.6 可积性理论补叙
第10章 定积分的应用
10.1 平面图形的面积
10.2 由平行截面面积求体积
10.3 平面曲线的弧长与曲率
10.4 旋转曲面的面积
10.5 定积分在物理中的某些应用
第11章 反常积分
11.1 反常积分概念
11.2 无穷积分的性质与收敛判别
11.3 瑕积分的性质与收敛判别
参考文献
名词索引
前言/序言
数学分析是数学专业最重要的基础课程之一,对数学专业后续课程的学习和研究影响甚大。它不但是众多学科分支的重要基础和有力工具,而且对培养学生的思维能力、夯实学生的数学基础、加强学生的基本功训练都具有十分重要的功效。毫不夸张地说,学生学好这门课程,就奠定了大学阶段学好数学的坚实基础,也是开创数学学习良好局面的关键。
当然,数学分析对于初学者而言,难以学深学透、融会贯通、真正掌握这门课程的精髓。因此,有必要对其内容进行细嚼慢咽,不断强化,一方面要充分发挥教师课堂教学的主导作用,另一方面也要充分调动每位学生学习的积极性与主动性,促使他们自觉地接受持之以恒、充分而严格的数学训练,能真正地走近数学,从而加深对数学内容的理解。
基于上述考虑,南京师范大学数学科学学院对数学分析课程的教学进行了重大改革,从2006年起,将这门课程分为两门子课程,即“数学分析原理”和“数学分析精读”,“数学分析原理”由数学专业学术带头人担任主讲,主要向学生传授该课程的知识与科学思想;“数学分析精读”由具有该课程丰富教学经验的教授或副教授担任主讲,带领学生学会如何预习、如何听课、如何做笔记、如何提问、如何做题、如何归纳、如何提高,等等。为了配合数学分析精读课的教学,我们在多年教学实践的基础上,编写了《数学分析精读讲义》,旨在使学生进一步巩固知识、加强训练,掌握方法、开阔思路,夯实基础、提高能力。
本书是以华东师范大学数学系编写的《数学分析(第三版)》的内容为主要依据而编写的,参照其章节,每节主要包含四部分的内容。
一、内容精读:简要概述每节中的基本概念,重要定理和公式,并对要点与难点作适当分析。
二、疑难解答:解答在数学分析学习过程中可能遇到的一些疑难问题,主要涉及某些概念的理解,重要定理的使用,解题技巧的总结及某些模糊问题的辨析。
三、典型例题:选取若干个紧扣内容的典型题目,通过分析和求解,使读者从中得到启发,有助于提高分析问题和解决问题的能力。
四、巩固提高:配套一定量的题目,使学生所学的方法和技巧得以应用,进而达到巩固知识,提高能力之目的。
本书的编写,受到国家精品课程主持人、江苏省教学名师及南京师范大学“数学类基础课程教学团队”带头人周兴和教授的鼓励和支持,在此谨向他表示由衷的感谢!编写中,参考了国内外一些专家学者编著的数学分析方面的书籍,在此一并表示由衷的感谢!
由于编者受水平所限,书中难免存在疏漏和不妥之处,恳请同行和广大读者不吝赐教,以利于今后对本书的修订。
深入探索数学的基石:一套严谨与洞察并重的经典教材 本书系介绍 本套教材,《数学分析精读讲义(套装上下册)》,是为高等教育阶段,特别是数学、物理、工程及相关理工科专业学生精心打造的普通高等教育“十二五”规划教材。它并非仅仅停留在对传统微积分概念的简单罗列与演示,而是致力于构建一个深刻、严谨且富有洞察力的数学分析理论体系。本讲义的编纂宗旨是引导读者穿越繁复的公式和定义,直抵数学分析的核心思想与内在逻辑,培养学生扎实的理论基础和卓越的逻辑推理能力。 内容结构与深度解析 本套教材分为上下两册,结构严谨,层层递进,完美覆盖了现代数学分析的全部核心内容。 上册:极限、连续性与导数——奠定分析的基石 上册的重点在于建立微积分的严密基础。它摒弃了传统教材中过于依赖直觉的论述方式,从最基本的实数系统公理化定义出发,系统地阐述了分析学的基本概念。 1. 实数系的完备性与拓扑基础: 教材首先回顾了有理数系到实数系的构造过程,着重讲解了确界原理(上确界和下确界原理),这是后续所有收敛性论证的逻辑起点。随后引入了点集拓扑的基本概念,包括开集、闭集、邻域、聚点、极限点等。对这些基本概念的透彻讲解,使得读者能够从更抽象、更普适的视角理解函数极限的本质,为后续讨论函数空间和泛函分析打下坚实的集合论基础。 2. 序列与级数的收敛性: 详细讨论了有界序列、单调序列的收敛性(单调收敛定理)。重点分析了柯西序列的概念及其重要性——完备性的内在体现。在级数部分,教材系统梳理了正项级数的敛散性判别法(比较判别法、比值判别法、根值判别法),并对交错级数的处理进行了深入探讨,特别强调了绝对收敛与条件收敛的区别及意义。 3. 函数的极限与连续性: 在严密的 $varepsilon-delta$ 语言框架下,定义并分析了函数的极限。对函数连续性的讨论不仅停留在定义层面,更深入探讨了一致连续性这一关键概念。通过对闭区间上连续函数的性质(有界性、最值定理、介值定理)的严密证明,展示了这些看似简单的性质背后蕴含的深刻逻辑。 4. 微分学:导数的几何与代数意义: 导数的概念被置于局部线性近似的背景下进行阐述。教材详细分析了微分中值定理(罗尔定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理)的证明及其在不等式证明和函数性质分析中的应用。对高阶导数的引入,为泰勒公式的精确表达奠定了基础。洛必达法则被置于中值定理的应用中进行论述,强调其严格性而非仅仅是计算技巧。 下册:积分、序列的极限与多变量分析——拓展分析的领域 下册将分析的工具延伸至积分学和多变量函数,同时深化了序列和级数的理论,特别是引入了函数列与函数级数的均匀收敛性。 1. 黎曼积分理论的构建: 本部分是下册的重中之重。教材采用达布(Darboux)和黎曼积分定义的结合,细致阐述了可积性的充要条件(连续点集测度为零)。对积分的性质进行了详尽的分析,特别是中值定理的应用。核心难点——微积分基本定理(牛顿-莱布尼茨公式)的严格证明被置于精细分析之后,凸显其重要性。 2. 广义积分与积分的比较: 超越了有限区间和有界函数的限制,系统介绍了广义黎曼积分,讨论了瑕点处积分的收敛判据。这为物理学和工程学中常见的奇异积分问题提供了理论工具。 3. 函数列与函数级数:逐点收敛与一致收敛的辨析: 这是区分普通微积分教材与精读讲义的关键部分。教材着重对比了逐点收敛和一致收敛的区别。通过经典反例(如三角函数系在端点的收敛问题),深刻揭示了一致收敛对于保持极限运算(如求导、积分)与极限过程的顺序交换能力的关键性。魏尔斯特拉斯逼近定理的介绍,展示了连续函数在一致范数下的可微(多项式逼近)能力。 4. 多元微积分的初步探索: 在建立完一元分析的严密体系后,教材开始过渡到多变量函数。从空间 $mathbb{R}^n$ 的拓扑结构出发,定义了多元函数的极限和连续性。 偏导数与全微分: 明确区分了偏导数存在性与全微分的严格关系。引入方向导数,为后续的梯度向量奠定基础。 多元函数的微分中值定理: 介绍了多元函数的推广型中值定理,并推导了Taylor 公式在 $mathbb{R}^n$ 中的形式。 隐函数与反函数定理: 这部分是几何直观与代数严密推导的完美结合,对后续微分几何和变分法至关重要。定理的证明依托于压缩映射原理,体现了分析学的统一性。 教学特色与目标读者 本讲义的编写风格高度注重逻辑的严密性、定义的精确性和证明的完备性。它不是一本侧重于“计算技巧”的速成读物,而是旨在培养读者数学家思维的典范教材。每一个定理的提出都伴随着清晰的背景动机和详尽的逻辑推导链条。 适用对象: 数学专业本科生:作为主干课程的教材,能为其后续的实分析、泛函分析、拓扑学等高深课程打下无可动摇的基础。 物理、力学、信息科学等需要深厚理论基础的理工科学生:有助于他们理解物理定律背后的数学结构,而非仅仅停留在公式应用层面。 研究生:可作为复习和查阅经典定义的工具书。 通过研习本套教材,读者将不仅掌握数学分析的知识体系,更能领略到十九、二十世纪数学分析从直观走向严谨的伟大历程,从而真正理解“分析”二字的深刻内涵。