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微积分课程教学基本要求

微积分课程教学基本要

Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
(1) 微积分(I)教学基本要求(3学时/周, 48学时)
(一)说明
《微积分(I)》称之为“直观微积分”,其特点是给极限以易懂的直观定义,
跨过极限理论证明的难点,尽快进入微积分的最基本的主线内容:一元函数的
微分、积分以及简单微分方程等. 这样使学生容易入门,先掌握实际应用广泛
的微积分基本内容,突出牛顿式的数学与物理概念、几何直观相结合的处理方法, 不拘泥于严格的数学证明,注重基本的计算能力和运用微积分方法分析和
解决实际问题能力的培养。

(1)这部分内容的极限概念主要以“无限趋向”直观的定义, 只介绍极限的精
ε-的极限证明, 但极限的保号性的运用要求掌握。

确定义,不要求用δ
(2)连续函数在闭区间上的有界性,取最值性,及介值性的结论要求会运用.
(3)这部分要求突出计算和应用。

由于学生从中学到大学在学习方法上有较大变化,为适应这个过程,建议在
教学中注意对学生学习方法和阅读教材与参考书的指导,堂上要有适当的例题
讲解。

(二)内容
1. 函数:
函数定义,基本初等函数; 隐函数, 参数方程表示的函数,复合函数。

函数的几个主要性质:有界性,奇偶性,单调性,周期性,凸凹性。

2极限:
ε-”定义的证明题,只要只讨论函数的极限,强调“无限趋近”, 不要求“δ
ε-”思想说明极限的保号及有界等性质.
求用“δ
极限的运算性质,两个重要极限,无穷小量,无穷大量.利用极限性质、等价无穷小、高阶无穷小计算极限。

3.连续:
连续和间断的概念(不讲一致收敛),闭区间连续函数的性质.
4. 导数与微分
导数与微分的概念,几何意义.
导数与微分计算: 基本导数、微分公式, 四则运算法则,复合函数链式法则,
参数方程求导数,隐函数求导数;高阶导数Leibniz 公式
5. 微分中值定理和导数应用
三个微分中值定理的证明及应用.
L ’Hospital 法则, Taylor 公式, 函数()()α
x x e x x x ++1,1ln ,,cos ,sin 在00=x 处的Taylor 公式, 用Taylor 公式求函数的极限.
函数性态的研究: 增减极值,凸性,拐点, 渐近线; 函数图象的讨论和略画。

一元函数的极值及最值问题。

6.积分
原函数和不定积分的概念及性质; 不定积分的计算: 凑微分,变量代换,分部积分, 了解有理函数的积分的思路与结论
7. 定积分的概念及基本性质, 变限积分与微积分基本定理,Newton-Leibniz 公式
定积分的计算:凑微分,变量代换,分部积分,了解不能积成初等函数的积分。

定积分的应用
几何应用:面积,均值, 旋转体体积, 曲线弧长, 旋转体侧面
物理应用: 质心,转动惯量,引力,做功.
8. 简单微分方程
微分方程的实际背景,基本概念.
微分方程的初等解法:分离变量法,齐次方程,一阶线性方程, 常数变异法,伯
努利方程,可降阶的二阶方程:),(,),(y y f y y x f y '=''=''
(2) 微积分(I)教学基本要求(4学时/周, 64学时)
(一)说明
这是为信息、理科类开的课程。

(二)内容
基本内容同微积分(I) (3学时/周, 48学时)的内容, 另外增加以下内容:
1. 微分方程解的存在唯一性介绍。

高阶线性方程解的结构, 常数变异法求特解。

齐次常系数高阶线性方程求解, 非齐次常系数高阶线性方程的比较系数法. 微分方程的应用.
2. 另外,前面的内容及应用可适当深一点,多一点。

(3) 微积分(II)教学基本要求(3学时/周, 48学时)
(一)说明
《微积分(II)》称之为“理性微积分”,其特点是通过对极限、函数可积性以及级数等内容作比较严格的数学理论上的讨论, 对学生进行数学理性思维和较严密的逻辑推理的训练,以加强学生的数学素养。

这部分课程作为数学思维及方法培养的基础课程,要求在基本内容掌握的同时,让学生尽可能理解处理连续模型的一些基本思路。

(二)内容
1.数系的扩充、数集的界与确界、确界存在定理。

注:主要讲清实数集有界和无界的概念,给出确界定义,承认确界存在定理。

2.极限和函数的连续性
数列极限:概念、性质、单调有界有极限定理、夹逼定理、有界数列必有收敛子列、Cauchy准则。

函数极限:概念、性质、极限证明典型例子。

一致连续概念,连续函数在有界闭区间上性质的证明。

注:应强调比较严格的极限论证, 加强用极限思想处理问题的方法训练。

从连续到一致连续应该是一个比较大的跳跃,若能处理好,意义决不是仅仅懂的了一个概念。

至少能使学生体会到点性质与整体性质是两个概念。

3.定积分
定积分的概念:定义、必要条件。

可积的充要条件:充要条件、常见可积函数类。

定积分的性质的证明举例:
广义积分概念、性质,两种广义积分的判敛法则。

4. 数项级数
数项级数的基本概念及性质;
正项级数及其比较判敛法,,达氏法则,柯两法则等;
任意项级数性质及其的判敛法, 交错级数的莱布尼兹法则,绝对收敛,条件收敛。

5. 函数项级数
函数项级数:一致收敛性的概念、函数项级数的解析性质;
幂级数 : 强调收敛半径的概念, 幂级数的解析性质;
函数()()α
x x e x x x ++1,1ln ,,cos ,sin 在00=x 处的Taylor 级数, 函数展成幂级数的直接方法和间接方法.
Fourier 级数: 函数的正交性,正交函数簇概念,三角函数正交性;函数展成Fourier 级数, 收敛定理。

Fourier 级数的平均收敛性.
注:加讲平均收敛性至少在以下几点使学生有所收获:
1. 可以接触到线性空间中范数的有关概念,将直观与抽想联系起来。

2. 接触到判断同一件事情可以有不同的标准。

3. 体会到如何用所学知识去证明(解决)一个问题。

(4) 微积分(II)教学基本要求(2学时/周, 32学时)
(一)说明
这是为信息、理科类开的课程。

(二)内容
基本内容同微积分(II) (3学时/周, 48学时)的内容,内容适当调整. 可与前面的微积分(I) (4学时/周, 64学时)内容综合考虑。

(5) 微积分(III)教学基本要求(4学时/周, 64学时)
(一)说明
《微积分(III)》内容包括多元微积分及微积分的进一步的应用. 其特点注重拓宽知识面,引入与近代数学知识的接口,同时加强数学应用意识与能力的培养。

(二)内容
(1) 多元函数微分学
1.2R (3R )的距离和收敛,开集和邻域,连通集和区域.多元函数的极限,连续函数定义
和性质;
2. 偏导数和(全)微分,高阶偏导数;
3. 复合函数微分法,方向导数和梯度;
4. 映射的微分*,雅克比矩阵*;
5. 隐函数微分法,由方程0),,,,(121=+n n x x x x F 确定的隐含数微分法; 6*.由方程组
⎪⎩
⎪⎨⎧==0),,,,,,,(................................
0),,,,,,,(21212121m n m n y y y x x x F y y y x x x F 确定的隐含数微分法; 7. 微分学应用(1):
空间曲线的切向量 ,空间曲面的法向量和切平面.
*活动标架: 曲线的曲率和挠率;
8. 微分学应用(2): 极值与条件极值。

(2)重积分
1. 二重积分的定义和性质;
2. 二重积分的计算:
在直角坐标系和极坐标系中化二重积分为累次积分;
3. 二重积分变量代换;
4. 用直角坐标系,柱坐标系和球柱坐标系计算三重积分;
5. 曲面面积,直角交坐标系下的面积微元和参数方程下的面积微元,第一型曲面积分。

(3). 线、面积分及向量函数
1.向量场的概念,第一型、第二型曲线积分,格林公式,平面曲线积分与路径无关的条件;
2.第二型曲面积分概念和计算;
3.高斯公式于斯托克斯公式;
4.向量场初步:
数量场的梯度, 向量场的旋度和散度,保守场,无旋场.
(4).含参积分
1. 含参积分的概念,基本性质;
3.含参积分表示函数的解析性:连续、可微及可积性;
3. Γ-函数与β-函数。

(5).微分方程
1. 微分方程基本概念,存在唯一性定理(不证);
2. 高阶线性方程解的结构,齐次、非齐次常系数高阶线性方程求解,应用;
3. 常系数线性微分方程组用特征值和特征向量求解.
注:对学微积分(I)(4学时/周, 64学时)的班级, 微分方程改为:
(5).微分方程
1. 常系数线性微分方程组用特征值和特征向量求解:
解的结构*,常数变异法;
2.稳定性概念和意义, 线性微分方程组解的稳定性。

还可适当增加选读内客。

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