Calculus Connections, Modules 9 to 16, Laboratory/Workbook

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出版者:Wiley
作者:Inc. Intellipro
出品人:
页数:168
译者:
出版时间:1996-7-27
价格:USD 31.25
装帧:Paperback
isbn号码:9780471137979
丛书系列:
图书标签:
  • 微积分
  • 数学
  • 高等数学
  • 教材
  • 练习册
  • 实验室手册
  • Calculus
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具体描述

《微积分的脉络:模块 9-16,实验/练习手册》 本书是《微积分的脉络》系列中,聚焦于概率、统计、多变量微积分基础,以及微分方程入门的实验与练习手册。本册内容旨在通过实践操作与深入练习,帮助学习者建立对微积分更直观、更深刻的理解,并为进一步探索数学和科学的广阔领域奠定坚实基础。 模块 9:随机变量与概率分布 本模块将带您深入探索随机变量的世界,理解离散型和连续型随机变量的概念,并学习如何分析它们的概率分布。我们将从基础的概率概念出发,逐步引入期望值、方差等关键统计量,这些工具对于量化不确定性至关重要。 核心内容: 离散型随机变量:二项分布、泊松分布等常见分布的性质与应用。 连续型随机变量:均匀分布、指数分布、正态分布等重要分布的特征与计算。 累积分布函数(CDF)与概率密度函数(PDF)的构建与解释。 期望值与方差的计算及其在实际问题中的意义。 蒙特卡洛模拟方法简介,以及如何利用其估计概率。 实验与练习: 通过模拟实验,观察不同概率分布的随机抽样结果,直观感受其形态。 练习计算不同随机变量的期望值与方差,并分析其含义。 利用统计软件或编程语言,绘制概率分布图,加深对分布函数的理解。 解决涉及概率分布的实际应用问题,如产品可靠性分析、风险评估等。 模块 10:统计推断基础 在了解了概率分布之后,本模块将引导您迈入统计推断的领域,学习如何从样本数据中提取信息,并对总体进行推论。我们将重点关注参数估计与假设检验,这是统计学中最核心的两大工具。 核心内容: 参数估计:点估计与区间估计。 置信区间的构建与解释,理解其可靠性。 假设检验的基本原理:零假设与备择假设。 p值与显著性水平的含义,以及如何做出决策。 t检验、卡方检验等常用统计检验方法的应用场景。 实验与练习: 利用真实数据集,计算样本均值、样本方差,并构建置信区间。 进行假设检验,例如检验某个产品参数是否符合预期标准。 通过数据分析,理解统计推断在质量控制、市场调研等领域的应用。 对比不同样本量的置信区间宽度,以及不同显著性水平对检验结果的影响。 模块 11:多变量函数的概念与极限 本模块将微积分的视野从二维拓展到三维及更高维度,引入多变量函数及其基本概念。我们将学习如何描述、可视化多变量函数,并探索其极限和连续性。 核心内容: 多变量函数的定义域与值域。 三维空间中的曲面与等值线(等高线)的绘制与分析。 多变量函数的极限:路径法与两次极限法。 连续性在多变量函数中的概念。 实验与练习: 利用数学绘图软件,绘制复杂的多变量函数曲面,观察其形态。 通过设定不同路径,计算多变量函数的极限,理解极限存在的条件。 分析函数的等值线,推断函数的变化趋势。 尝试识别函数中的奇点或不连续点。 模块 12:偏导数与梯度 在多变量函数的基础上,本模块将引入偏导数和梯度,这是描述函数在特定方向上的变化率的关键工具。我们将学习如何计算偏导数,并理解梯度向量的几何意义。 核心内容: 偏导数的定义与计算。 全微分的概念。 梯度向量:方向与大小的意义。 方向导数:沿任意方向的变化率。 链式法则在多变量函数中的应用。 实验与练习: 计算各种多变量函数的偏导数,并分析其物理或几何意义。 利用梯度向量,确定函数增长最快的方向。 通过实验,验证方向导数的计算结果。 解决涉及偏导数和链式法则的实际问题,如热传导、流体动力学等。 模块 13:多重积分 本模块将积分的概念推广到多维空间,引入多重积分。我们将学习如何计算二重积分和三重积分,并理解它们在计算体积、面积、质量等物理量中的应用。 核心内容: 二重积分:直角坐标系与极坐标系下的计算。 积分区域的划分与变换。 三维几何体的体积计算。 三重积分:直角坐标系、柱坐标系与球坐标系下的计算。 利用多重积分计算质量、质心等物理量。 实验与练习: 利用二重积分计算不规则区域的面积。 计算复杂三维物体的体积。 在不同坐标系下进行积分计算,感受坐标系选择的重要性。 解决涉及多重积分的物理或工程问题,如计算重力场、电场等。 模块 14:微分方程入门 微分方程是描述变化过程的强大数学语言,本模块将为您介绍微分方程的基本概念,以及几种常见的一阶和二阶常微分方程的求解方法。 核心内容: 微分方程的定义、阶数与线性。 一阶线性微分方程的通解。 可分离变量的微分方程。 齐次方程的求解。 二阶常系数线性齐次微分方程的特征方程法。 实验与练习: 识别不同类型的微分方程,并选择合适的求解方法。 求解实际问题中遇到的微分方程,如人口增长模型、电路分析等。 利用数值方法(如欧拉法)近似求解微分方程的解。 观察不同初始条件对微分方程解的影响。 模块 15:方向场与斜率场 本模块将通过可视化手段,帮助您理解一阶微分方程的解的几何特性。我们将学习如何绘制方向场(或斜率场),并通过它来预测微分方程解的走向。 核心内容: 方向场(斜率场)的构造原理。 根据方向场预测微分方程解的定性行为。 平衡点与相轨线的概念。 自治方程的相空间分析。 实验与练习: 绘制简单一阶微分方程的方向场。 利用方向场,大致描绘出微分方程的解曲线。 分析平衡点的稳定性。 在相空间中观察系统的动态行为。 模块 16:应用中的微分方程 本模块将前面学习的微分方程知识应用到更广泛的科学与工程领域,通过实际案例展示微分方程的强大建模能力。 核心内容: 人口增长模型(指数增长、逻辑斯谛增长)。 放射性衰变模型。 自由落体运动和阻尼振动模型。 简单的电路模型。 化学反应动力学模型。 实验与练习: 建立实际问题的微分方程模型。 求解模型对应的微分方程,并解释解的物理意义。 利用仿真软件,模拟不同参数下微分方程解的行为。 分析模型的局限性,以及如何改进模型。 《微积分的脉络:模块 9-16,实验/练习手册》是一本实践性极强的学习资源。它不仅为您提供了掌握微积分核心概念的练习机会,更鼓励您积极动手,通过实验和应用来深化理解,最终将抽象的数学知识转化为解决实际问题的强大工具。

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用户评价

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这本书的包装和装帧都给人一种非常扎实的理工科教材的感觉,封面设计简洁明了,主色调是深蓝和白色,很符合数学类书籍的严肃氛围。拿到手里沉甸甸的,页码看起来相当厚实,这让我对其中内容的广度和深度充满了期待。我个人对微积分的理解一直停留在基础概念的层面,遇到一些涉及应用和实践的部分时,总感觉力不从心,希望这本书能在模块九到十六这个进阶阶段,能真正帮我搭建起从理论到实际操作的桥梁。我特别关注其中的“Laboratory/Workbook”部分,这部分往往是检验学习成果的关键,我希望它不仅仅是枯燥的习题堆砌,而是能提供一些引人入胜的案例分析或者编程实践环节,让我能亲手操作,体会数学模型的构建过程。从目录的初步浏览来看,模块的划分似乎很注重逻辑的递进,从基础的微分和积分技巧,逐步深入到级数、多元微积分的初步探索,这对我这样需要系统性复习和提高的人来说,无疑是一个好的信号。整体的排版看起来很清晰,公式和图表的展示也显得专业且易于追踪。

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说实话,当我翻开这本书的内页时,首先映入眼帘的是那种教科书特有的、略带陈旧的印刷质感,字体选择上偏向于传统的衬线体,使得长篇的理论推导读起来眼睛不容易疲劳。我记得我上次尝试深入学习微积分的某个章节时,最大的障碍就是例题的选取不够贴合现实场景,导致我始终无法将抽象的数学语言与实际问题建立联系。因此,我对这本教材的实用性抱有极高的期望。我特别留意了其中的习题是如何设计的,好的习题集应该能够引导读者从简单的代数运算过渡到复杂的概念验证,而不是简单地重复公式应用。如果它能在模块九到十六这个阶段,引入一些工程、经济学或者物理学的具体模型作为背景,那就太棒了。而且,对于“Laboratory”部分,我希望它能提供一些清晰的步骤指引,哪怕是基于某种通用软件的模拟操作,也能极大地增强学习的沉浸感和动手能力。这套教材的厚度暗示着内容的详尽,希望详尽之余,讲解的逻辑链条不会变得过于冗长和晦涩难懂。

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这本书的封面设计虽然朴素,但这种务实风格在学术材料中反而更受欢迎,它传递出一种“内容为王”的态度。我关注的重点在于,它如何处理微积分概念从一维到多维的过渡,尤其是在涉及到多变量函数的偏导数和多重积分时,几何直观的丧失是一个常见的学习难点。我期待作者能够利用图示或者文字描述,巧妙地构建起三维甚至更高维空间的直觉理解。模块九到十六通常涵盖了微积分学习中最具挑战性的一段旅程,如果这本书的讲解方式能够做到深入浅出,比如在引入新概念时,能先给出直观的动机,而不是直接抛出复杂的定义和定理,那么它的价值将大大提升。另外,对于那些需要深入钻研的学习者而言,书中是否提供了足够的拓展阅读或参考文献,以便我们能追溯到更底层的数学理论基础,也是我评估一本优秀教材的关键标准之一。我希望它不仅仅是一本作业指导书,更是一本思想的引导者。

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翻阅部分章节,我注意到这本书的纸张质量似乎不错,油墨的附着力看起来很稳定,这对于需要反复翻阅和做笔记的教材来说是基础保障。我对于教材中对数学史和应用背景的融入程度一直很感兴趣。一个好的微积分教材不应该只是公式和证明的集合,它应该能让人感受到这些数学工具是如何一步步被发展起来,以及它们是如何解决人类历史上关键性的科学难题的。特别是到了模块九到十六这个阶段,如果能穿插一些历史上著名数学家(如牛顿、莱布尼茨、柯西等)在发展这些理论时遇到的困难和思考路径,那会极大地激发读者的学习热情。此外,作为一本结合了实践(Laboratory)的材料,我十分期待它能在某些模块后提供一些可供验证的数学猜想或开放性问题,即使不要求读者给出完整证明,也能培养其批判性思维和探索精神,这远比被动地接受知识更有价值。

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从书籍的整体感觉来看,它散发着一种严谨的学术气息,这对于任何一门需要精确表达的学科都是至关重要的。我曾经在学习级数收敛性判断时感到非常吃力,因为各种判别法(比值判别法、根值判别法、积分判别法等)常常被混淆,并且它们的适用条件和局限性不够明确。我希望这套教材在处理这些容易混淆的理论点时,能给出非常清晰的对比和总结,最好能用表格或者流程图的形式来梳理,帮助学习者建立一个清晰的决策树。鉴于其“Workbook”的定位,我对随附的练习题的难度梯度非常敏感。理想的状态是,练习题应该覆盖从基础概念巩固、技巧训练到综合应用能力的全面考察,而不是简单地重复课本上的例子。如果能有一些需要跨模块知识整合的“大题”,那就更符合实际工程问题的复杂性了。

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