微积分(下册)

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出版者:北京大学出版社
作者:金路
出品人:
页数:263
译者:
出版时间:2006-7
价格:27.00元
装帧:
isbn号码:9787301099193
丛书系列:
图书标签:
  • 微积分
  • 高等数学
  • 数学
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  • 函数
  • 极限
  • 导数
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具体描述

本书是经济类、管理类专业微积分课程教材的下册,包括定积分、多元函数的微积分学、无穷级数和常微分方程与差分方程等内容。全书继承和保持了传统的微积分体系,同时注重数学概念的物理学背景以及几何的直观引入;强调数学在经济学等领域的应用;而且针对学生不同层次的需要设置了例题和习题。从而有助于学生不仅掌握专业基础知识和工具,并且掌握现代数学语言,学习到理性思维的模式,提高各项数学素质。

《微积分(下册)》简介 这本书是关于微积分学的深入探索,聚焦于那些在微积分大厦中构筑起宏伟结构的基石。它不仅仅是一本教材,更是一次逻辑严谨、概念清晰的学习旅程,旨在帮助读者建立起对多变量微积分、微分方程以及数学分析核心思想的深刻理解。我们将从多元函数的微分学出发,逐步深入到积分学的世界,最终触及一些更高级的概念。 第一部分:多变量微分学 在本部分,我们将把微积分的视野从二维平面拓展到三维乃至更高维度的空间。 多变量函数与偏导数: 我们首先会介绍多变量函数,理解它们的定义域、值域以及如何可视化这些函数。接着,我们将学习偏导数的概念,这是理解函数在特定方向上的变化率的关键。我们会详细讲解偏导数的计算方法,并探讨它在实际问题中的应用,例如在物理学中描述物理量随多个因素变化的情况,或者在经济学中分析成本、收益与多个变量的关系。 方向导数与梯度: 在此基础上,我们将引入方向导数,它能告诉我们函数在任意指定方向上的变化率。梯度向量的概念将随之而来,它不仅指示了函数增长最快的方向,其大小还代表了该方向上的变化率。理解梯度对于优化问题至关重要,在机器学习和工程领域有着广泛的应用。 多元函数的极值问题: 接着,我们将学习如何寻找多元函数的局部极值和全局极值。这包括利用偏导数检验驻点,以及分析海森矩阵的性质来判断驻点是极大值、极小值还是鞍点。我们还会探讨在有约束条件下的极值问题,这会引导我们学习乘数法,一个强大的工具,用于解决实际生活中的各种优化难题。 隐函数定理与反函数定理: 这两个定理是微积分中极为重要的理论工具。隐函数定理允许我们“局部地”将一个由方程定义的隐式关系转化为显式函数,从而方便地进行分析和计算。反函数定理则讨论了在何种条件下,一个函数存在反函数,以及反函数的导数如何计算。这些定理在代数几何、微分几何以及更广泛的数学领域中扮演着核心角色。 第二部分:重积分 重积分是微积分在更高维度上的自然延伸,它允许我们计算多维区域的“体积”或“质量”。 二重积分: 我们将从二重积分开始,学习如何在矩形区域以及更一般的二维区域上计算二重积分。这涉及到累次积分的思想,即将多重积分转化为一系列单重积分来求解。我们会深入探讨积分区域的划分、积分次序的交换,以及如何利用坐标变换(如极坐标变换)来简化计算。二重积分的应用广泛,包括计算平面区域的面积、重心、转动惯量等。 三重积分: 紧接着,我们将把概念扩展到三维空间,学习三重积分。这与二重积分的原理类似,通过累次积分来计算三维区域的体积、质量、质心等。我们还将介绍在球坐标、柱坐标等特殊坐标系下进行三重积分计算的方法,这能极大地简化某些复杂区域的积分。 曲线积分与曲面积分: 在这里,我们将接触到更高层次的积分形式。曲线积分允许我们在一条曲线上对一个函数进行积分,常用于计算变力做功、质心线密度等。曲面积分则是在一个曲面上进行积分,可以用来计算通过曲面的流量、曲面的质量等。我们将区分第一类和第二类曲线积分、曲面积分,并讲解它们各自的计算方法和物理意义。 第三部分:向量微积分 向量微积分将微分学和积分学与向量场相结合,是研究空间中物理现象和场论的关键工具。 向量场: 我们将介绍向量场的概念,它为我们描述空间中每个点上的向量(如速度场、力场)提供了一种数学语言。 梯度、散度和旋度: 在向量场框架下,我们将重新审视梯度,并引入散度和旋度这两个重要的向量算子。散度衡量向量场在某一点的“源”或“汇”的强度,而旋度衡量向量场在某一点的“旋转”程度。这些概念在流体力学、电磁学等领域有着至关重要的应用。 格林公式、高斯公式和斯托克斯公式: 这三个是向量微积分中最核心的定理,它们揭示了向量场在边界和区域之间的深刻联系。格林公式将平面区域上的线积分与二重积分联系起来;高斯公式(散度定理)将闭合曲面积分与区域上的散度三重积分联系起来;斯托克斯公式将曲面上的曲面积分与曲面边界上的线积分联系起来。这些定理在物理学中有着极其重要的应用,例如在电磁学中麦克斯韦方程组的推导和应用。 第四部分:微分方程初步 微分方程是描述事物变化规律的数学语言,是科学和工程领域不可或缺的工具。 微分方程的定义与分类: 我们将介绍微分方程的基本概念,包括常微分方程和偏微分方程,以及它们的阶数。 一阶微分方程的解法: 我们将学习求解常见的一阶微分方程的方法,例如变量可分离方程、齐次方程、线性方程和全微分方程。 高阶线性微分方程: 接着,我们将深入研究高阶线性微分方程,包括常系数线性齐次方程和非齐次方程的解法。我们将介绍特征方程法、常数变易法等求解技巧。 微分方程的应用: 我们将通过一些具体的例子,展示微分方程在物理学(如振动、衰变)、工程学(如电路分析、控制系统)、生物学(如种群增长)等领域的广泛应用,帮助读者理解理论知识的实际价值。 第五部分:数学分析基础 虽然本书侧重于微积分的应用,但我们也会触及一些支撑微积分理论的数学分析基础概念,为更深入的学习打下基础。 序列与级数: 我们将介绍序列的收敛与发散,以及级数的敛散性判别。这有助于理解极限和积分的本质。 泰勒级数: 泰勒级数能够将函数表示为无穷多项式之和,是进行函数近似和分析的重要工具,在数值计算和理论研究中都有着广泛的应用。 这本书的写作风格力求清晰、严谨,并辅以大量的例题和习题,帮助读者巩固所学知识。我们相信,通过对本书内容的学习,读者将能够建立起坚实的微积分基础,为日后在科学、工程、经济等各个领域的深入研究打下坚实的基础。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮,封面那深邃的蓝色调,搭配着烫金的字体,透露出一种沉稳而又充满智慧的气息,光是拿在手里,就感觉仿佛握住了知识的重量。内页的纸张质感也相当不错,光滑细腻,油墨印刷清晰锐利,即便是长时间阅读,眼睛也不会感到明显的疲劳。排版方面,作者和出版社显然下了不少功夫,公式和图表的布局非常合理,逻辑线索清晰可见,使得那些原本抽象复杂的概念,在视觉上得到了极大的友好化。我特别欣赏它在章节开头处引入的那些富有启发性的引言,它们往往能瞬间将读者的思绪带入到即将探讨的核心问题之中,为接下来的学习做好铺垫。总的来说,从物理层面上看,这本书的制作水准无疑是教科书级别的典范,每一个细节的处理,都体现了对读者阅读体验的尊重与关怀,让人在翻开它学习之前,就已经产生了一种强烈的亲近感和期待感,这对于一本理工科的专业书籍来说,是极为难得的加分项。

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这本书的叙述风格可谓是独树一帜,它不像某些教材那样,一上来就将读者淹没在密集的定义和定理之中,而是采取了一种循序渐进、娓娓道来的方式。作者似乎非常懂得初学者在面对高等数学时的那种忐忑和迷茫,因此,他对每一个新概念的引入,都配上了极其细致的背景铺垫和直观的几何/物理图像解释。我尤其喜欢它对“极限”这一核心概念的阐释,它没有直接抛出$epsilon-delta$语言,而是先通过实际生活中的速度变化、曲线逼近等例子来建立感性认识,这种由表及里、由浅入深的教学方法,极大地降低了学习的心理门槛。读起来感觉不像是在啃教材,更像是在跟一位经验丰富的老师进行一对一的深度交流,他总能在你快要被复杂的推导绕晕时,适时地停下来,用一句精辟的比喻将你拉回清晰的轨道。这种充满人文关怀的数学表达,实属难得。

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内容深度的挖掘上,这本书的广度与深度是令人印象深刻的。它不仅仅是机械地罗列知识点,而是深入探究了这些数学工具背后的思想根源和相互联系。例如,在讲解多元函数微积分时,它并未将偏导数和梯度仅仅视为计算工具,而是将其置于向量场和空间变化率的宏大背景下进行考察,这使得读者能更深刻地理解为什么需要这些工具。对于那些需要深入理解的读者来说,书中穿插的“拓展阅读”或“历史沿革”部分,提供了丰富的背景信息,这些信息虽然不是考试的重点,但却极大地提升了学习的乐趣和对学科的敬畏感。此外,书中对一些关键定理的证明过程,处理得非常严谨,每一步推理都清晰可见,没有任何含糊不清的地方,这对于培养严谨的数学思维至关重要,避免了那种“知道怎么算但不知道为什么能算”的肤浅理解。

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这本书的习题设计,才是真正体现其教学价值的试金石。我发现这里的习题并非那种为了凑数量而堆砌的重复计算题,而是明显经过了精心挑选和编排的。初级的练习题旨在巩固基础运算和基本概念的直接应用,而中等难度的题目则开始要求学生将不同章节的知识点进行巧妙的组合与转化。最让我眼前一亮的是那些难度较高的“思考题”或“综合应用题”,它们往往场景设定非常贴近实际工程或物理问题,需要读者跳出纯粹的符号运算,真正运用微积分的思维去建模和分析。完成这些挑战性的题目后,那种豁然开朗的成就感是其他许多教材无法给予的。它们有效地训练了将抽象数学语言转化为解决实际问题的能力,这才是掌握微积分的真正意义所在。

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坦率地说,这本书在某些方面的处理,让我想起了早期那些经典但略显“硬核”的著作,它对读者的基础有一定要求,但正是这种“不妥协”的态度,造就了它卓越的品质。虽然对于纯粹的初学者来说,个别章节的跳跃性可能稍大,需要反复研读才能完全消化,但这恰恰是它鼓励读者主动探索的体现。它不提供唾手可得的答案,而是引导你去构建自己的知识框架。我用它来复习时,发现很多之前理解模糊的地方,经过这本书的重新梳理后,变得逻辑链条无比顺畅。它更像是一部需要被“征服”的经典,而非快餐式的学习材料。这本书的价值在于,它不仅教会了你“如何做”,更重要的是,它深刻地阐释了“为何如此”,这种对数学本质的探讨,使得这本书的收藏价值和长期参考价值都极高,绝对是数学学习工具箱中不可或缺的一把利器。

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