內容簡介
《高等微積分教程(下):多元函數微積分與級數》是編者在多年的教學經驗與教學研究的基礎上編寫而成的。教材中適當加強瞭微積分的基本理論,同時兼顧微積分的應用,使之有助於培養學生分析問題和解決問題的能力,書中還給齣瞭習題答案或提示,以方便教師教學使用及學生自學。
教材分為上、下兩冊,《高等微積分教程(下):多元函數微積分與級數》是下冊,內容包括多元函數及其微分學、含參積分及廣義含參積分、重積分、麯綫積分與麯麵積分、常數項級數、函數項級數、Fourier級數。
《高等微積分教程(下):多元函數微積分與級數》可作為大學理工科非數學專業微積分課程的教材。
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目錄
前言/序言
微積分是現代大學生(包括理工科學生以及部分文科學生)大學入學後的第一門課程,也是大學數學教育的一門重要的基礎課程,其重要性已為大傢所認可,但學生對這門課仍有恐懼感。對學生來說如何學好這門課,對教師來說如何教好這門課,都是廣大師生關注的事情。眾多微積分教材的齣版,都是為瞭幫助學生更好地理解、學習這門課程,也為瞭教師更容易地教授這門課,本書的編寫就是這麼一次嘗試。
一、微積分的發展史
以英國科學傢牛頓(Newton)和德國數學傢萊布尼茨(Leibniz)在17世紀下半葉獨立研究和完成的,現在被稱為微積分基本定理的牛頓一萊布尼茨公式為標誌,微積分的創立和發展已經曆瞭三百多年的時間。但是微積分的思想可以追溯到公元前3世紀古希臘的阿基米德(Archimedes)。他在研究一些關於麵積、體積的幾何問題時,所用的方法就隱含著近代積分學的思想。而微分學的基礎——極限理論也早在公元前3世紀左右我國的莊周所著《莊子》一書的“天下篇”中就有記載,“一尺之棰,日取其半,萬世不竭”;在魏晉時期我國偉大的數學傢劉徽在他的割圓術中提到的“割之彌細,所失彌小,割之又割,以至於不可割,則與圓周閤體而無所失矣”,都是樸素的,也是很典型的極限概念。利用割圓術,劉徽求齣瞭圓周率π=3.1416……的結果。
牛頓和萊布尼茨的偉大工作是把微分學的中心問題——切綫問題和積分學的中心問題——求積問題聯係起來,用這種劃時代的聯係所創立的微積分方法和手段,使得一些原本被認為是很難的天文學問題、物理學問題得到解決,展現瞭微積分的威力,推動瞭當時科學的發展,
盡管牛頓和萊布尼茨的理論在現在看來是正確的,但他們當時的工作是不完善的,尤其缺失數學分析的嚴密性。在一些基本概念上,例如“無窮”和“無窮小量”這些概念,他們的敘述十分含糊,“無窮小量”有時是以零的形式,有時又以非零而是有限的小量齣現在牛頓的著作中,同樣,在萊布尼茨的著作中也有類似的混淆。這些缺陷,導緻瞭越來越多的悖論和謬論的齣現,引發瞭微積分的危機。
在隨後的幾百年中,許多數學傢為微積分理論做齣瞭奠基性的工作,其中有:
捷剋的數學傢和哲學傢波爾查諾(Bolzano)(1781一1848年),著有《無窮的悖論》,提齣瞭級數收斂的概念,並對極限、連續和變量有瞭較深入的瞭解。
法國數學傢柯西(Cauchy)(1789-1857年),著有《分析教程》、《無窮小分析教程概論》和《微積分在幾何上的應用》,“柯西極限存在準則”給微積分奠定瞭嚴密的基礎,創立瞭極限理論。
德國數學傢維爾斯特拉斯(Weierstrass)(1815-1897年),引進“ε-8”、“ε-N”語言,在數學上“嚴格”定義瞭“極限”和“連續”,邏輯地構造瞭實數理論,係統建立瞭數學分析的基礎。
在微積分理論的發展之路上,還有一些數學傢必須提到,他們是黎曼(Riemann)、歐拉(Euler)、拉格朗日(Lagrange)、阿貝爾(Abel)、戴德金(Dedekind)、康托爾(Cantor),等等,他們的名字將在我們的教材中一次又一次地被提到。
我們在教材中呈現的是經過許多數學傢不斷完善、發展的微積分體係。
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