《高等數(shù)學(xué)疑難問題選講》是“高等學(xué)校大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)研究與發(fā)展中心”立項(xiàng)資助的教學(xué)研究項(xiàng)目成果!陡叩葦(shù)學(xué)疑難問題選講》編寫的主要目的是為了幫助從事“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)的青年教師更深刻地領(lǐng)會教學(xué)內(nèi)容,提高教學(xué)水平和教學(xué)能力!陡叩葦(shù)學(xué)疑難問題選講》分章按問題編排,各問題之間相對獨(dú)立,便于讀者查閱,要求偏高的問題冠以-號。但在講解各問題時,并不受該問題在教材中所屬章節(jié)內(nèi)容先后的限制。 《高等數(shù)學(xué)疑難問題選講》可供青年教師作為教學(xué)參考書,對于有志于更好掌握“高等數(shù)學(xué)”的本科生也頗有參考價值。
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第一章微積分的基本思想方法及其應(yīng)用
問題1.1微積分的基本思想方法
問題1.2定積分與微分的關(guān)系
問題1.3微元法——微積分基本思想方法在積分學(xué)中的應(yīng)用
問題1.4微元法在建立微分方程中的應(yīng)用
問題1.5微積分基本思想方法在多元函數(shù)中的表現(xiàn)
(1)區(qū)域函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)、微分與積分
(2)積分與微分的關(guān)系
第二章 微積分的理論基礎(chǔ)——函數(shù)、極限與連續(xù)
問題2.1函數(shù)概念中的兩個問題
(1)為什么說對應(yīng)法則是函數(shù)定義中的本質(zhì)要素
(2)函數(shù)概念的推廣和發(fā)展
問題2.2為什么說微積分的研究對象主要是非線性函數(shù)
(1)均勻變化是線性函數(shù)的本質(zhì)屬性
(2)非均勻變化只能用非線性函數(shù)來描述
問題2.3極限概念的精確化歷程
(1)樸素極限思想的萌芽
(2)極限概念是適應(yīng)微積分的創(chuàng)立和發(fā)展的需要逐步形成的
(3)極限概念是隨著分析的嚴(yán)格化而嚴(yán)格化的
問題2.4怎樣理解極限ε—N與ε—δ定義
(1)Cauchy極限定義的科學(xué)內(nèi)涵與缺陷
(2)Weierstrass用ε—N(或ε—δ)對“兩個無限”和接近程度“要多小就多小”進(jìn)行了嚴(yán)格的刻畫
(3)怎樣用ε—N語言表述lim an≠A
(4)極限的ε—N與ε—δ定義體現(xiàn)了通過有限認(rèn)識無限的科學(xué)思維方法
……
第三章 一元函數(shù)微分學(xué)
第四章 一元函數(shù)積分學(xué)
第五章 向量代數(shù)與空間解析幾何
第六章 多元函數(shù)微分學(xué)
第七章 多元函數(shù)積分學(xué)
第八章無窮級數(shù)
第九章微分方程
參考文獻(xiàn)
(2)極限概念是適應(yīng)微積分的創(chuàng)立和發(fā)展的需要逐步形成的
1°微積分的創(chuàng)立和發(fā)展
17世紀(jì)上半葉,自然科學(xué)領(lǐng)域發(fā)生了一些重大事件。1608年,Galieo Galilei(伽利略,1564—1642)用天文望遠(yuǎn)鏡遙望星空,得到了許多令世人驚奇不已的發(fā)現(xiàn);1619年,J.Kepler(開普勒,l571—1630)公布了他通過觀測歸納出的行星運(yùn)動的三大定律;1638年,Galieo Galilei的《關(guān)于兩門新科學(xué)的對話》一書出版,建立了自由落體定律、動量定律等,為動力學(xué)奠定了基礎(chǔ)。所有這一切,標(biāo)志著自文藝復(fù)興以來蓬勃發(fā)展的自然科學(xué)邁入了綜合與突破的階段,需要新的數(shù)學(xué)工具來解決所面臨的困難。微積分就是適應(yīng)這種需要,在17世紀(jì)下半葉,由Newton(牛頓,1642—1727)與Leibniz(萊布尼茨,1646—1716)在前人工作的基礎(chǔ)上,分別以運(yùn)動學(xué)和幾何學(xué)為背景各自獨(dú)立創(chuàng)立的,被F.Engels(恩格斯,1820—1895)譽(yù)為“人類精神的最高勝利”。
微積分的誕生和發(fā)展,不但迎來了數(shù)學(xué)上的一個空前繁榮的時期,大大拓展了數(shù)學(xué)的研究范圍,發(fā)展了一些諸如微分方程、無窮級數(shù)理論新工具,出現(xiàn)了變分法、微分幾何等新分支,而且被應(yīng)用于天文學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域,取得了豐碩的成果,引發(fā)了世界范圍內(nèi)的一場科學(xué)革命。
2°微積分缺乏穩(wěn)固的基礎(chǔ),導(dǎo)致了第二次數(shù)學(xué)危機(jī)
然而,Newton和Leibniz建立的微積分是不嚴(yán)格的,他們自己也曾意識到這一點(diǎn)。由于基礎(chǔ)的不穩(wěn)固,在微積分的發(fā)展和應(yīng)用過程中出現(xiàn)了越來越多的錯誤和悖論。