微分学演习

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具体描述

好的,这是一份关于一本假设名为《微积分基础与应用》的图书简介,旨在详细介绍其内容,并且不涉及您提到的《微分学演习》中的任何具体内容。 --- 《微积分基础与应用》:概念、方法与实践 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且富有启发性的微积分学习体验。它不仅是经典数学理论的严谨阐述,更是连接抽象概念与实际应用问题的桥梁。本书内容覆盖了单变量微积分的核心范畴,侧重于清晰的概念辨析、有效的解题技巧培养以及对现代科学技术中微积分思想的应用展示。 第一部分:极限、连续性与导数——变革的基石 本书的开篇致力于为读者打下坚实的分析基础。我们首先从直观的极限概念入手,通过 $epsilon-delta$ 语言的精确定义,确保读者理解微积分的逻辑严密性。这一部分详细探讨了极限的性质、基本定理(如中值定理的预备知识),并深入剖析了函数的连续性——微积分体系中至关重要的“无缝”特性。 紧接着,本书引入了导数的概念,将其解释为瞬时变化率和曲线斜率的几何与代数统一。我们详细推导并证明了求导的基本法则,包括乘法法则、商法和链式法则。对于超越函数的求导,如指数函数、对数函数、三角函数及其反函数,本书提供了细致的步骤和丰富的示例,确保读者能够熟练掌握。 在导数的应用部分,我们超越了简单的计算,着重于导数在分析函数行为中的强大能力。这包括利用一阶和二阶导数来确定函数的单调性、凹凸性、局部极值点和拐点,并利用洛必达法则处理未定式极限。此外,本书还特别涵盖了隐函数求导、相关变化率问题以及优化问题,这些都是工程、经济学和物理学中常见且关键的建模工具。 第二部分:积分的原理与技术——累积的艺术 进入积分学的学习,本书将定积分和不定积分的概念清晰地区分开来,并着重强调黎曼和作为定积分严格定义的角色。通过对积分的几何意义(面积与体积)和物理意义(功、质心等)的深入探讨,我们帮助读者建立对“累积”这一核心概念的直观理解。 牛顿-莱布尼茨公式(微积分基本定理)是连接微分与积分的枢纽,本书将对其进行详尽的论证和多角度的解读。这一部分是全书的重点,因为它揭示了微积分的两大分支如何和谐统一。 在积分技术方面,本书提供了覆盖面广且实用的技巧。除了基础的换元法和分部积分法,我们还详细讲解了有理函数积分(通过部分分式分解)、三角代换以及涉及根式的积分。对于无法用初等函数表达的积分,本书也引入了数值积分方法(如梯形法则和辛普森法则),强调了近似求解的实际价值。 积分的应用单元极为丰富,涵盖了面积、弧长、旋转体的体积(圆盘法、壳法)以及物理学中的应用,如压力和质心计算。此外,我们还探讨了定积分在概率论和统计学初步模型构建中的作用。 第三部分:超越有限——级数与收敛性 本书的第三部分将读者的视野从有限的函数表达式扩展到了无穷序列和级数。我们首先清晰界定序列的极限,然后转向级数的概念,重点探讨了级数的收敛性判定。 在判定收敛性方面,本书系统地介绍了积分检验法、比较判别法、比值判别法和根值判别法,并对它们的适用范围和局限性进行了细致的分析。对于交错级数,我们详细阐述了交错级数判别法及其绝对收敛与条件收敛的区别。 幂级数是连接函数与无穷级数的关键工具。本书详细讲解了如何确定幂级数的收敛半径和收敛区间。更重要的是,我们展示了如何利用泰勒级数和麦克劳林级数来对复杂函数进行多项式逼近。从推导到应用,我们详细分析了常见函数的泰勒展开式,并讨论了泰勒多项式的误差估计(拉格朗日余项),从而量化了近似的准确程度。 教学特色与目标 本书的设计强调“理解先于记忆,应用驱动探索”。 1. 概念的层次性构建:每一个新概念的引入都建立在坚实的先前知识之上,避免了知识点的突兀感。 2. 详尽的示例与详尽的解答:每个关键方法后都配有详细的步骤分解示例,并辅以对解题思路的解释,而非仅仅是最终答案。 3. 丰富的习题集:每章末尾的习题根据难度和类型进行划分,从基础的计算巩固到高阶的理论证明和建模应用题,以满足不同层次学习者的需求。 4. 历史与哲学视角:在适当之处,穿插了微积分发展史上的关键思想和人物贡献,帮助读者理解这些数学工具是如何在解决实际问题中应运而生的。 目标读者: 本书适用于高等院校中所有需要系统学习微积分的理工科、经济学以及数学预备课程的学生。它既可作为标准微积分课程的教材,也可作为自学者深入掌握该学科的可靠参考资料。通过本书的学习,读者将不仅能够熟练运用微积分工具,更能以一种全新的、动态的视角审视自然界和社会现象中的变化与累积规律。

著者信息

图书目录

图书序言

图书试读

用户评价

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这本书的出现,简直是我在数学学习道路上的一束及时雨!我一直以来都觉得微分学是个既迷人又让人头疼的领域。那些抽象的概念,那些看似跳跃的逻辑,常常让我陷入困惑。手里这本《微分学演习》,就好像一位循循善诱的导师,带着我一步一步地拨开迷雾。我特别喜欢它在讲解理论的时候,总是会用非常生活化的例子来类比,比如用速度变化来解释导数的几何意义,用人口增长模型来讲解指数函数及其导数。这种方式让我不再觉得数学是冰冷的符号堆砌,而是充满了活力和现实意义。更重要的是,这本书的习题设计简直是匠心独运。它不是那种枯燥乏味的机械重复,而是由浅入深,层层递进。从最基础的定义性问题,到需要综合运用多个定理的复杂应用题,每一道题都让我有机会去巩固、去拓展、去发现自己理解上的盲点。我尤其喜欢那些“思考题”,它们不直接给出答案,而是引导你去探索,去思考问题背后的本质。我记得有一道关于函数极值点的题目,我尝试了多种方法,最终在反复推敲中,才真正理解了 Fermat 定理和 Lagrange 中值定理在判断极值时的微妙之处。这种“顿悟”的感觉,是任何教科书都无法带来的。这本书的排版也很舒服,纸质细腻,字体清晰,长时间阅读也不会觉得疲惫。每一次翻开它,都充满了期待,期待着下一个挑战,期待着自己能够在这个过程中不断进步。它不仅仅是一本习题集,更是一本能够激发我对微分学热情的启迪之书。

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对于我这样一个在数学领域并非天赋异禀的普通学生来说,《微分学演习》这本书简直就是救星。我一直以来对微积分的畏惧,很大程度上源于我对抽象概念的理解障碍,以及在面对繁杂的计算时产生的挫败感。但是,这本书的出现,彻底改变了我的看法。它不仅仅是一本习题集,更像是一位耐心的老师,它用一种非常平易近人的方式,将那些复杂的数学概念“翻译”成了我能够理解的语言。我记得在学习不定积分的时候,我总是混淆原函数和不定积分的概念,总觉得它们之间隔着一层纱。这本书通过大量的例子,比如“面积的累计”来解释定积分,再反过来追溯“变化的率”来理解不定积分,让我茅塞顿开。它还特别强调了积分的“逆运算”性质,这种清晰的逻辑梳理,让我在学习过程中不再感到迷茫。书中的例题讲解非常细致,每一个步骤都给出了清晰的说明,而且会点出关键的解题技巧和易错点。这对于我这样需要反复巩固和理解才能掌握知识的学生来说,实在是太有帮助了。我尤其喜欢那些“技巧篇”或者“陷阱提醒”的部分,它们就像是为我量身定制的“避坑指南”,能够提前预警我可能犯的错误。而那些应用题,更是让我看到了数学的强大力量,比如用微分方程来模拟瘟疫的传播,或者用积分来计算物体的重心。这些鲜活的应用,让我觉得学习数学不再是枯燥的应试,而是探索世界奥秘的有力工具。

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说实话,当初拿到《微分学演习》这本书的时候,我并没有抱太大的期望。毕竟市面上关于微分学的辅导书琳琅满目,想要找到一本真正适合自己,又能带来实质性提升的书,实在是不容易。然而,当我真正开始翻阅它,尤其是当我在做那些精心设计的习题时,我才意识到,我低估了它的价值。这本书最大的亮点在于,它非常清晰地勾勒出了微分学的核心脉络,并且通过大量的例题和习题,将这些抽象的理论概念具象化了。我记得我之前在学习导数定义的时候,总是停留在“极限”这个概念上,觉得很抽象。但是这本书里,它用了大量的图示,比如曲线切线的斜率变化,瞬时速度的计算,甚至还有物体在某个时间点的运动轨迹的瞬时方向。这些直观的演示,让我瞬间就抓住了导数的本质。再比如,关于泰勒公式的讲解,这本书没有直接给出公式,而是从多项式逼近函数开始,一步步引出高阶导数在逼近中的作用,最后才自然而然地推导出泰勒公式。这种循序渐进的讲解方式,让我觉得学习过程非常顺畅,几乎没有遇到难以理解的障碍。而且,它的习题设计也充满了“故事感”,很多题目都取材于物理、经济、工程等实际场景,让我觉得我学的不是孤立的数学知识,而是能够解决实际问题的工具。例如,有一道关于优化生产成本的题目,我需要利用导数来找到使成本最小化的参数,这种应用场景的代入感,让我对微分学的学习充满了动力。这本书让我体会到了数学的实用性和魅力。

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在浩瀚的数学文献中,《微分学演习》这本书以其独特的魅力,给我留下了深刻的印象。它并非仅仅是冰冷公式的堆砌,而是一种充满智慧的引导。最让我感到欣慰的是,它在概念的引入上,始终保持着一种“由浅入深,由表及里”的逻辑。比如,在讲解“导数”这个核心概念时,它并没有直接抛出“极限”的定义,而是从“变化率”这个更直观的物理意义出发,比如“瞬时速度”的计算,再逐步引申到曲线的“切线斜率”,最终才自然地导出导数的数学定义。这种“溯本追源”的讲解方式,让我能够清晰地理解每个概念的由来和意义,而不是死记硬背。而书中大量的例题,更是将抽象的理论具象化。我记得我曾经在学习“积分”的时候,一直觉得它只是求面积的工具,但书中的一些例题,通过“物理量的累积”来解释定积分,比如计算“功”或者“能量”,让我看到了积分更广泛的应用。此外,这本书的习题设计也颇具匠心,它不仅包含了基础性的计算题,更重要的是,它有很多“综合性”的题目,需要读者将不同章节的知识点融会贯通。我曾在一道关于“微分方程”的题目中,需要先利用“导数”和“积分”的知识来求解,这种跨章节的题目,极大地锻炼了我的综合分析能力。

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我不得不说,《微分学演习》这本书在编排上做得相当用心。我曾经翻阅过不少数学书籍,有些知识点讲解得过于零散,有些题目难度跳跃太大,让人难以适应。但这本书,给我的感觉是“润物细无声”式的引导。它首先会以非常清晰的结构,将微分学的各个章节进行划分,每个章节都会有一个简短的理论回顾,然后紧接着就是大量的例题和习题。最让我欣赏的是,它在例题的设计上,总是在一个基本问题之后,紧跟着一个稍微复杂一点的变体,或者是一个应用场景的拓展。这种“阶梯式”的练习方式,非常有效地帮助我巩固了基础,并且逐步提升了解决问题的能力。例如,在讲解“中值定理”的时候,它先给出了拉格朗日中值定理和柯西中值定理的定义和几何意义,然后给出了一些直接应用定理的简单题目,接着又设计了需要对函数进行适当变形才能应用中值定理的题目。这种循序渐进的引导,让我觉得学习过程非常顺畅。而且,这本书的题目并没有为了追求难度而设计得过于晦涩,大部分题目都紧密围绕着知识点展开,让我能够清晰地感受到自己知识的进步。我曾在一个部分遇到了一些关于“函数单调性”的题目,一开始有些混乱,但通过书中大量的例题和不同角度的提问,我最终掌握了如何通过导数来判断函数的单调性。

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坦白说,在接触《微分学演习》之前,我对“微分”这个词就有一种莫名的恐惧感,总觉得它代表着高深的理论和难以理解的公式。然而,这本厚厚的书,却以一种我从未预料到的方式,化解了我对微分学的抵触情绪。它最让我感到惊喜的是,它并没有一开始就强迫我去死记硬背那些复杂的定理和公式,而是从更直观、更易于理解的角度入手。比如,在讲解导数的时候,它会用一个生动的比喻,把导数想象成是“一个变化的速度”,然后通过一个汽车行驶的速度变化来类比,让我一下子就抓住了导数的本质意义。书中的例题设计也相当巧妙,它们不是那种孤立的、缺乏关联性的题目,而是往往围绕着一个核心概念,通过不同角度、不同形式的变体,来加深读者对该概念的理解。我记得有一组关于求函数极值的题目,从简单的单变量函数,到多变量函数,再到带有约束条件的极值问题,每一道题都在循序渐进地引导我掌握不同的方法和技巧。而且,这本书的语言风格非常自然流畅,没有那种生硬的学术腔调,读起来有一种和朋友交流的感觉。我尤其喜欢书中穿插的一些“数学史话”或者“概念溯源”的小插曲,它们让我了解到这些数学概念是如何被发现和发展起来的,这不仅增加了学习的趣味性,也让我对数学有了更深的敬意。这本书让我第一次体会到,原来微分学也可以是如此有趣且富有逻辑的。

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这本书的出现,彻底改变了我对“习题集”的刻板印象。我之前认为习题集只是简单地提供题目和答案,而《微分学演习》则更像是一部“动态的数学教程”。它最大的特色在于,它不仅仅是告诉你“怎么做”,更重要的是,它在每道例题的背后,都隐藏着一种“思考的逻辑”。我记得我曾经在学习“洛必达法则”的时候,一直觉得它是一种“技巧”,但书中的例题,通过对比使用洛必达法则和不使用洛必达法则的解题过程,让我深刻理解了洛必达法则的优越性和适用条件。它还会经常在题目后面,附带一些“提示”或者“注意事项”,这些细微之处,往往是帮助我避免犯错的关键。例如,在处理不定积分的某些特殊类型时,书中会提醒我注意“分部积分”和“换元积分”的适用时机,以及如何正确地选择积分变量。这些“锦囊妙计”般的提示,极大地提高了我的解题效率。而且,这本书的题目设计非常注重“实际应用”,许多题目都融入了物理学、经济学、工程学等领域的实际问题,比如计算物体的体积、求得最优化的生产成本、模拟电路的动态变化等等。这些贴近实际的应用,让我觉得我所学的微分学知识,是有着广阔的应用前景的,这极大地激发了我学习的积极性。

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对于一个习惯了“做题”来巩固知识的学生来说,《微分学演习》这本书无疑是一本宝藏。它不仅仅提供了一堆习题,更重要的是,它提供了一种“解题的思路”。我曾经尝试过很多其他的数学辅导书,很多都只是简单地罗列题目,然后给出答案,这种方式对于我这种需要“知道为什么”的学生来说,帮助有限。而这本书,在每一道例题的讲解中,都非常细致地剖析了其解题思路,它会先分析问题的特点,然后根据特点选择合适的定理和方法,最后一步步地推导出答案。这种“解题分析”的模式,让我学会的不仅仅是如何求解,更是如何“思考”如何求解。我记得我曾经在学习“曲率”的概念时,觉得非常抽象。但是书中的习题,通过计算不同曲线的曲率,并结合一些物理上的类比,比如赛车在弯道上的转弯难易程度,让我对曲率有了深刻的理解。而且,这本书的题目类型非常丰富,它涵盖了从最基本的求导、积分,到复杂的微分方程应用,再到一些高阶的数学分析问题。这种广泛的覆盖面,让我觉得自己无论是在基础巩固还是在拔高提升方面,都能得到很好的满足。我尤其喜欢那些“总结性”的题目,它们往往会要求我综合运用好几个章节的知识点,这让我能够更好地检验自己对整个微分学体系的掌握程度。

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我一直认为,学习数学,尤其是像微分学这样涉及到精妙推理的学科,习题的质量至关重要。《微分学演习》这本书,在这方面做得非常出色。它不像有些书那样,上来就给出一大堆难得离谱的题目,而是非常人性化地将题目按照难度和知识点进行了划分。首先,它会从最基础的概念入手,通过一些非常简单的计算题,帮助读者巩固基本定义和公式,确保读者对基本概念有扎实的掌握。然后,它会逐渐引入一些需要稍加思考的题目,这些题目可能需要读者将一到两个知识点结合起来运用。我记得我曾经在某个章节的习题中,遇到了一道需要结合洛必达法则和导数的几何意义才能求解的题目,当时花了些时间才找到解题思路,但一旦解决了,那种成就感是无与伦比的。更让我印象深刻的是,这本书的习题并非一成不变,它会穿插一些“变式题”,同一类问题,但可能在条件或要求上略有不同,这迫使我必须深入理解问题的本质,而不是死记硬背解题套路。这对于培养我的独立思考能力和解决问题的灵活性非常有帮助。此外,书中还设置了一些“探索性”的题目,它们可能没有明确的答案,而是鼓励读者去尝试、去猜想、去证明,这种开放性的设计,极大地激发了我的学习兴趣,让我感觉自己像一个真正的数学研究者。这本书的答案解析也相当详尽,对于一些我实在想不出来的题目,答案中的详细步骤和思路启发,让我能够恍然大悟,并且在下次遇到类似问题时,能够举一反三。

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我一直认为,一本好的数学书,不仅仅在于其知识的深度,更在于其能够点燃读者的学习热情。《微分学演习》这本书,无疑做到了这一点。它并没有用生硬的语言去强迫读者接受那些抽象的概念,而是用一种非常“亲和”的方式,将微分学的世界展现在我的面前。我尤其喜欢书中那些“故事性的讲解”,比如在介绍“微分中值定理”时,它会讲述一个关于“两位飞行员飞行速度不同,但最终到达目的地的时间相同,那么中间一定有一个时刻他们的速度是相同的”的故事。这种生动的引入,让我能够轻松地理解定理的内涵,并且牢牢地记住它。而那些习题,也绝非简单的练习,它们更像是一个个“思维的挑战”。它会引导我去思考问题的本质,去探索不同的解题路径。我记得我曾经在一道关于“级数收敛性”的题目中,尝试了多种判断方法,最终通过书中提示的“收敛判别法”,才找到了最简洁高效的解法。这种“豁然开朗”的感觉,是学习数学过程中最令人愉悦的时刻。这本书让我觉得,学习微分学不仅仅是背诵公式和计算,更是一种探索未知、挑战自我的过程。它让我看到了数学的严谨与优雅,也让我对未来的学习充满了信心。

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