图书简介:
目 录
第1章 函数模型 1
1.1 数学对人的影响 1
1.2 微积分对人类的影响 3
1.3 变量 4
1.4 函数 5
1.5 基本初等函数 9
1.6 复合函数 14
1.7 初等函数 15
1.8 分段函数 17
1.9 建立函数模型 18
【综合能力训练1】 22
能力训练与综合能力训练参考答案 23
第2章 极限思想 25
2.1 极限思想的引入 25
2.2 数列极限 29
2.3 函数极限 32
2.4 无穷小与无穷大 38
2.5 函数的连续性 41
2.6 极限计算方法 45
2.7 生活中的极限问题 53
2.8 拓展学习 54
【综合能力训练2】 58
能力训练和综合能力训练参考答案 58
第3章 变化率思想——导数 60
3.1 函数的变化率——导数的概念 60
3.2 导数的运算 69
3.3 高阶导数 76
3.4 微分及其应用 78
3.5 拓展学习 83
【综合能力训练3】 86
能力训练和综合能力训练参考答案 87
第4章 导数的应用 90
4.1 函数的单调性 90
4.2 函数的极值 93
4.3 最优化问题 97
4.4 罗比塔法则 102
4.5 拓展学习 104
【综合能力训练4】 106
能力训练和综合能力训练参考答案 107
第5章 不定积分 109
5.1 不定积分的概念和基本公式 110
5.2 换元积分法 116
5.3 分部积分法 121
【综合能力训练5】 124
能力训练和综合能力训练参考答案 125
第6章 定积分及其运用 127
6.1 定积分的概念 127
6.2 定积分计算 133
6.3 定积分的应用 139
【综合能力训练6】 143
能力训练和综合能力训练参考答案 144
第7章 线性代数 146
7.1 矩阵的概念 147
7.2 矩阵的运算 151
7.3 矩阵的初等变换和矩阵的秩 157
7.4 线性方程组 162
7.5 逆矩阵 169
【综合能力训练7】 173
能力训练和综合能力训练参考答案 176
第8章 趣味图论 179
8.1 图的基本概念 179
8.2 欧拉图和哈密尔顿图 184
8.3 图的矩阵表示 191
8.4 最短路问题 196
附录 MATLAB软件基础 204
附录A MATLAB概述 204
附录B MATLAB数值计算功能 206
附录C MATLAB图形功能 212
附录D MATLAB的微积分运算 215
附录E Dijkstra算法 220
参考文献 223
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前 言
本书是基于“工程应用数学(计算机类)”课程的改革成果编写。在编者所在学校,从2004年开始开设“主科应用数学(计算机类)”课程到现在已经历了10多年的历程,这期间全体课程组成员花费了很多精力对这门课不断完善,产生了丰富的成果:
1. 教学内容与专业相结合
针对计算机专业需求,请计算机专业老师一起讲授《工程应用数学(计算机类)》课程,共同确定教学内容模块,并制作出相应的教学大纲、教案、课件。
2. 案例教学法
多年来课程组收集了大量专业和生活案例,学生的整个学习过程,以生活或专业案例为引入,让学生对学习数学感兴趣,又通过案例加深对概念的理解,让学生知道数学学习对他们专业学习和生活的益处。课程组人员大部分是国家精品课《经管数学》建设的主要参与者,有丰富的经验。
3. 实行全程式、多样化的发展性考试评定模式
收集了大量的国内外资料,大胆尝试发展性考核,总成绩=平时表现成绩+建模大作业+阶段性测验+实训测试+期末开卷全应用考试。开卷考试要求学生在掌握基础知识的前提下,要具备较强的分析能力、综合运用能力、书面表达能力、等等,因此要以期末考试为导向,设计学生日常作业,全方位提高学生的综合能力,课程组建设了合适、恰当的以应用为主作业库。
4. 任务驱动教学模式
提前布置学习任务,学生定向自学、师生共同研讨等步骤实现。对每次课不仅设计课件,还设计纸制任务,提前发放,引导学生预习,课堂上通过指导学生对任务的完成,完成教学内容的教授,活跃了课堂气氛,通过下课收取本次课学生完成的任务书,对学生学习状况进行跟踪,对不交或完成不好的学生下次课通过提问,督促他们的学习,充分发挥学生学习的主动性和积极性。这种方法突出学生自己探索新知识,教师通过情景和问题引导、激发学生学习讨论,活跃课堂气氛。
5. 以教助赛,以赛促教
以数学建模思想为主线贯穿整个教学过程,建设了数学建模题库,学生们三人一组,接受指定任务,通过阅读相应的参考文献,运用Matlab软件包,相互讨论、分析,寻求解决的方法,得到有关的结论,写出完整的报告,提交数学建模大作业。让学生亲身去体验一下数学的创造过程,这样可以充分发挥每个学生的特长,使他们养成与别人合作工作的良好习惯。也调动了同学们学数学、用数学的兴趣、积极性和主动性,取得了很好的效果。通过将数学建模实践和带领学生参加大学生建模比赛,进一步增强课程的应用性。
6. 增加实践教学环节,提升学生计算能力
随着现代科技的进步,很多实际问题不是简单的手工数学计算能解决的,应用、繁杂计算这一块学生能利用Matlab数学软件包来解决。提高学生综合解决问题的能力,建设了数学实验报告库。
7. 引入数学文化进课堂
《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》明确提出,高职人才培养的目标是要造就符合社会需求、具有较强应用能力的高等技术应用性专门人才。评价一个学生是否具有较强的应用能力,一是具有较强的专业技术能力,一是具有较强的社会适应能力。对于高职数学教育,前者需要我们突出数学应用的“工具性”,后者则需要我们强调数学应用的“文化性”,因为社会适应能力是学生自身综合素质的表现,它的高低决定了学生在今后的职场中能否持续发展。由于数学素质是一种具有数学思维能力和运用数学思想方法解决实际问题能力的特殊素质,是一个人数学素养和专业素养的双重体现,所以《工程应用数学(计算机类)》课程建设既要突出为专业服务,又要加强数学思维、思想和方法等文化性的教育。本书在高职数学工具性与文化性相互结合的指导思想下,建设与专业相结合、培养应用能力,融入数学文化,提高学生综合素质的内容体系。
本书由4个学习模块组成,加上附录共9章。内容有函数模型、极限思想、变化率思想——导数、导数的应用、不定积分、定积分及其应用、线性代数、趣味图论、Matlab软件基础。本书考虑到高职院校学生的复杂结构,既便于学生自学,又为学生提供了丰富的拓展学习内容,满足不同层次学生的需求。本书建议最少64学时完成。
本书的微分部分函数模型、极限思想、变化率思想——导数、导数的应用,以及趣味图论部分由郑红编写,积分部分不定积分、定积分及其应用由梁兵编写,线性代数部分由罗葵编写,Matlab软件基础部分由刘志勇编写。
由于时间仓促,书中不当之处,恳请广大读者、同行批评指正。E-mail地址:zhenghong@szpt. edu.cn。
郑 红
2017年12月
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