图书简介:
第1章 函数、极限和连续 1
§1.1 函数 1
1.1.1 集合、区间和邻域 1
1.1.2 函数的概念 3
1.1.3 函数的特性 6
1.1.4 初等函数 8
习题1.1 13
§1.2 函数的极限 14
1.2.1 数列的极限 14
1.2.2 函数的极限 16
习题1.2 23
§1.3 无穷小与无穷大 25
1.3.1 无穷小 25
1.3.2 无穷大 27
1.3.3 无穷大与无穷小的关系 28
习题1.3 28
§1.4 极限的运算法则及应用 29
1.4.1 极限的四则运算法则 29
1.4.2 极限的应用 32
习题1.4 33
§1.5 两个重要极限 34
1.5.1 两个重要极限公式 34
1.5.2 无穷小的比较 38
习题1.5 40
§1.6 函数的连续性 41
1.6.1 函数连续的概念 41
1.6.2 初等函数的连续性 43
1.6.3 函数的间断点及其分类 43
1.6.4 闭区间上连续函数的性质 45
习题1.6 46
§1.7 数学建模简介 47
1.7.1 数学模型和数学建模的定义 47
1.7.2 数学建模的全过程 47
1.7.3 数学模型的分类 48
1.7.4 数学建模的方法与步骤 48
1.7.5 初等数学模型举例—选购手机SIM卡模型 49
知识导图 50
复习题1 51
在线测试 53
走进中国数学家 53
学海拾贝 53
第2章 导数与微分 55
§2.1 导数的概念 55
2.1.1 引例 55
2.1.2 导数的概念 57
2.1.3 导数的几何意义 61
2.1.4 可导与连续的关系 62
习题2.1 63
§2.2 初等函数的导数 64
2.2.1 导数公式与四则运算求导法则 64
2.2.2 复合函数求导法则 66
2.2.3 高阶导数 68
习题2.2 69
§2.3 隐函数和由参数方程确定的函数求导 70
2.3.1 隐函数的求导方法 70
2.3.2 对数求导方法 72
2.3.3 由参数方程确定的函数的求导法则 73
习题2.3 74
§2.4 函数的微分及其应用 74
2.4.1 微分的概念 75
2.4.2 微分的几何意义 76
2.4.3 微分的计算 77
2.4.4 微分的应用 77
习题2.4 78
§2.5 数学建模案例—旅行社交通费用模型 79
2.5.1 问题提出 79
2.5.2 模型假设和符号说明 79
2.5.3 模型的分析与建立 80
2.5.4 模型求解 80
知识导图 81
复习题2 81
在线测试 83
走进中国数学家 83
学海拾贝 83
第3章 微分中值定理与导数的应用 86
§3.1 微分中值定理 86
3.1.1 罗尔定理 86
3.1.2 拉格朗日中值定理 87
习题3.1 89
§3.2 导数的应用 89
3.2.1 函数的单调性 89
3.2.2 函数的极值 90
3.2.3 函数的最值 93
*3.2.4 曲线的凹凸性与拐点 95
习题3.2 97
§3.3 利用导数求极限—洛必达法则 97
3.3.1 “ ”型或“ ”型不定式 98
3.3.2 其他类型的不定式 100
习题3.3 101
§3.4 数学建模案例—汽车折后利润模型 102
3.4.1 问题提出 102
3.4.2 模型假设和符号说明 103
3.4.3 模型的建立与求解 103
知识导图 104
复习题3 104
在线测试 105
走进中国数学家 106
学海拾贝 106
第4章 不定积分 108
§4.1 不定积分的概念和性质 108
4.1.1 原函数 108
4.1.2 不定积分的概念 109
4.1.3 不定积分的几何意义 110
4.1.4 不定积分的性质 110
4.1.5 基本积分公式 111
习题4.1 114
§4.2 换元积分法 114
4.2.1 第一换元积分法 115
4.2.2 第二换元积分法 118
习题4.2 120
§4.3 分部积分法 121
习题4.3 124
§4.4 数学建模案例—公平席位问题 125
4.4.1 问题提出 125
4.4.2 模型假设和符号说明 125
4.4.3 模型建立与求解 126
知识导图 127
复习题4 127
在线测试 129
走进中国数学家 129
学海拾贝 129
第5章 定积分及其应用 132
§5.1 定积分的概念与性质 132
5.1.1 引例 132
5.1.2 定积分的概念 134
5.1.3 定积分的几何意义 135
5.1.4 定积分的性质 136
习题5.1 138
§5.2 微积分基本公式 138
5.2.1 积分上限函数 138
5.2.2 微积分基本公式 141
5.2.3 换元积分法 142
5.2.4 分部积分法 145
习题5.2 145
*§5.3 广义积分 147
习题5.3 148
§5.4 定积分的应用 148
5.4.1 微元法 148
5.4.2 定积分在几何上的应用 149
*5.4.3 定积分在物理上的应用 152
习题5.4 153
§5.5 数学建模案例—森林救火模型 153
5.5.1 问题提出 154
5.5.2 问题分析 154
5.5.3 模型假设和符号说明 154
5.5.4 模型的建立与求解 154
5.5.5 模型的结果分析 156
知识导图 156
复习题5 156
在线测试 158
走进中国数学家 158
学海拾贝 158
第6章 常微分方程 161
§6.1 微分方程的基本概念 161
6.1.1 引例 161
6.1.2 微分方程的相关概念 162
习题6.1 166
§6.2 一阶微分方程 166
6.2.1 可分离变量的微分方程 166
6.2.2 一阶线性微分方程 169
习题6.2 173
§6.3 二阶常系数线性齐次微分方程 173
6.3.1 二阶线性齐次微分方程解的定理 173
6.3.2 二阶常系数线性齐次微分方程的解法 174
习题6.3 176
*§6.4 二阶常系数线性非齐次微分方程 176
6.4.1 二阶线性非齐次微分方程解的结构 177
6.4.2 二阶线性非齐次微分方程的解法 177
习题6.4 179
§6.5 数学建模案例—刑事侦查中死亡时间的鉴定 180
6.5.1 问题提出 180
6.5.2 问题分析 180
6.5.3 模型假设和符号说明 180
6.5.4 模型的建立与求解 181
知识导图 181
复习题6 182
在线测试 183
走进中国数学家 183
学海拾贝 183
第7章 数学实验 186
§7.1 MATLAB软件的基础知识 186
7.1.1 MATLAB的主要特点 186
7.1.2 操作入门 187
7.1.3 变量和表达式 189
7.1.4 MATLAB的函数 190
7.1.5 MATLAB的基本运算符 190
7.1.6 MATLAB的标点符号 191
7.1.7 MATLAB的基本运算 191
§7.2 利用MATLAB绘制函数图像 192
7.2.1 实验目的 192
7.2.2 实验内容 192
§7.3 利用MATLAB求极限 197
7.3.1 实验目的 197
7.3.2 实验内容 197
§7.4 利用MATLAB求导数 201
7.4.1 实验目的 201
7.4.2 实验内容 201
§7.5 利用MATLAB求积分 203
7.5.1 实验目的 203
7.5.2 实验内容 203
§7.6 利用MATLAB求解微分方程 206
7.6.1 实验目的 206
7.6.2 实验内容 206
附录A 牛刀小试、习题与复习题答案 208
附录B 初等数学中的常用公式 223
附录C 积分表 228
参考文献 237
展开
本书是按照教育部颁布的“高职高专教育高等数学课程教学基本要求”和“高职高专教育专业人才培养目标及规格”组织编写的。以培养应用型人才为目标,以“强化能力,立足应用”为原则,结合高职高专高等应用数学的教学特点,以及当前教学改革实际和专业需求,力求做到课程融入思政元素,内容精简适用、条理清晰、深入浅出、通俗易懂,突出应用。
根据高素质应用型人才培养的要求,我们对传统的高等数学教材内容进行了整合,添加了思政之窗、数学建模及数学实验的内容,使教学内容与技能型人才的培养需要相衔接,与我国目前高职学生的实际数学水平相衔接。本书注重与实际应用联系较多的数学基础知识、基本方法和基本技能的训练,不追求复杂的计算和证明。内容呈现与讲授过程中,强调直观描述和几何解释,适度淡化理论推导或证明。注重揭示概念的本质,强化数学知识与专业知识和生活实际的联系。在强调数学应用的广泛性的同时,兼顾数学建模思想的渗透和数学软件应用的拓广,并通过思政元素的渗透,培养学生树立正确的人生观、价值观、世界观和良好的科学素养。本书作为高职高专的“高等数学”教材,有很多创新之处,主要体现在:
在教学内容的设计上,编者们秉持“思政融入、淡化理论、渗透思想、结合实例、引入软件、强化应用”的理念。书中精心编写了大量与专业和实际生活密切联系的,适合高职高专数学教学的应用案例,通过引例的引导学习、习题的强化渗透,使学生能够借助实际问题和专业背景理解数学概念的实质,再利用数学概念和数学思想促进对专业问题和工程原理的认识,从而进一步利用数学方法解决专业中的更多实际问题。全书由生活实践和各类工程问题启发学生思维,引出数学知识,再列举浅显、贴近生活与专业的数学应用案例分析讲解数学知识和方法。本书力图反映现代技术的新知识、新技术、新内容、新工艺和新案例,充分体现了高职教育紧密联系生产、建设、服务、管理一线的实际要求。
在思政元素的融入上,全书注重合理有效地融入思政元素,力求起到润物细无声的作用。专门设计了“思政之窗”栏目,并把部分内容录制了微课,通过介绍微积分的发展、我国传统文化中的微积分思想,古中外数学家在数学研究中百折不挠的探索精神,以及微积分中很多重要概念所体现的辩证唯物的哲学思想,使学生在知识输入的同时,提高思维的思辨性,更好地塑造其自身的人生观、价值观乃至世界观。在努力提升素质教育的目的下,最终实现“立德树人”的根本任务。
在数学应用的体现上,本书每章中加入了数学建模案例一节,通过一到两个完整案例的分析解答,让学生了解如何利用数学建模思想,运用高等数学所学知识,解决实际问题。第七章引入了数学实验的内容,通过这部分的学习,使学生能借助计算机,充分利用数学软件MATLAB的数值功能和图形功能,直观地验证一些概念和结论,快捷地进行各类运算和图形绘制,并从感官上更形象地理解所学的数学知识,加深对数学基本概念的认识,突出了数学的工具性。
在课程内容的呈现上,本书中重点概念、例题、习题均配有视频讲解或动画演示,通过扫码,学生可以自行观看视频或动画,便于学生预习、复习。书中重要知识点的例题后面还配有“牛刀小试”环节,学生在课上尝试自行解答本环节的题目,以便及时检测知识和方法的掌握程度。对于书中所有章节习题、复习题的答案本书均给出了详解,学生也可以通过扫码来查看比对习题和复习题详细的解答过程。另外,除了课本上的习题和复习题之外,每章我们还设计了在线测试题,同学们学习完一章内容后,可以用手机进行在线测试,随时了解自己的学习情况。
本书由王岳、任晓燕担任主编,蓝梅、朱艳、李海霞、赵萱任副主编。其中,第一章、第二章、第三章及附录由王岳编写,第四章、第五章由任晓燕编写,第六章由王岳、蓝梅、李海霞编写,第七章由六位编者共同编写,各章数学建模案例由朱艳、王岳编写。各章微课视频的录制、在线测试题编写、习题、复习题答案详解由六位老师共同制作完成,全书框架结构安排、统稿、定稿由王岳承担。编者邀请山东大学张天德教授和济南职业学院的季桂林教授对全书进行了审稿。从编写之初的框架制定到最后的审稿结束,整个过程中两位教授提出了很多宝贵意见。本书在编写过程中还得到了学院领导和部分专业教师及企业专家的大力支持,在此一并表示衷心地感谢。
本书虽经多次修改、不断推敲,但由于编者水平有限,仍难免有疏漏和不妥之处,书中不当之处恳请同行教师和读者不吝赐教、批评指正。
编者
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