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2021秋工科数学分析 I(李学文)
第1次开课
开课时间: 2021年09月11日 ~ 2021年12月31日
学时安排: 6小时每周
当前开课已结束 已有 57 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
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—— 课程团队
课程概述

微积分是研究变量的数学,是运动的数学,是微分学与积分学的总称。


微积分创立于17世纪,它是一系列数学思想历经漫长岁月演变的结果,特别是积分的思想早在古希腊已经萌芽。公元前3世纪,阿基米德在解决抛物线弓形的面积、球冠面积和旋转双曲面的体积问题中就隐含着近代积分学的思想。

与积分学相比,微分学的起源则要晚些。17世纪以前,真正意义上的微积分研究的例子是很罕见的。近代微积分的酝酿,主要是在17世纪上半叶。自然科学的综合突破所面临的数学困难,使微积分的基本问题空前地成为人们关注的焦点:确定非匀速物体的速度与加速度使瞬时变化率问题的研究成为当务之急;望远镜的设计使任意曲线的切线问题变得不可回避;确定炮弹的最大射程及寻求星轨的近日点与远日点等涉及到函数极值问题丞待解决。与此同时,行星沿轨道运行的路程,行星矢径扫过的面积以及物体重心与引力的计算又使对积分学的基本问题(面积、体积、曲线长、重心和引力计算)的兴趣被重新激发起来。17世纪许多著名数学家、天文学家、物理学家都为解决上述几类问题作了大量的研究工作,为微积分的创立提供了重要的工作准备。他们的一系列前驱性的工作,沿着不同的方向向着微积分的大门逼近,但这仍不足以标志微积分作为一门独立学科的诞生。


自觉地意识到一个伟大的发现并实际去完成它的是英国科学家牛顿(Newton)和德国数学家莱布尼兹(Leibniz)。他们总结并发展了前人的思想,提炼了微积分的基本概念和方法,各自独立地创立论微积分。牛顿和莱布尼兹都是他们时代的巨人,就微积分的创立而言,牛顿主要是以运动学为背景,而莱布尼兹是出于几何问题的思考。尽管在背景、方法和形式上存在差异,各有特色,他们二人的功绩是相当的。经过他们的工作,微积分成为了一门独立的学科,不再是解决个别问题的特殊方法,而是能应用于许多类函数且有普适性的方法。他们的最大功绩是将两个貌似不相关的问题联系起来,一个是切线问题(微分学的中心问题),一个是求积问题(积分学的中心问题),建立了两者之间的桥梁—牛顿-莱布尼兹公式。


微积分的创立,被誉为“人类精神的最高胜利”,是人类对自然界认识到一个大飞跃,是数学发展中的一个转折点,它使运动进入到数学,不再孤立、静止地看待一个个问题,而是采用极限的方法,普遍地解决问题。


微积分自诞生之日起就与实际应用紧密结合在一起,到今天依然如此。时至今日,它在天文学、物理学、化学、生物学、工程学、经济学等自然科学、应用数学及社会科学中有越来越广泛的应用,其程度足以令那些当初创立这门学科的物理学家、数学家和天文学家震惊和欣慰。


微积分是各高等院校许多专业的一门重要基础课,它对培养、提高同学们的素质有着重要作用。它对工程技术的重要性就像望远镜之于天文学家,显微镜之于生物学家一样。而且,它对思维能力的培养可以使人终身受益。

微积分的内容很丰富,它呈现出概念复杂、理论性强、表达形式抽象的特点。学这门课时,需要正确领会一些重要的数学思想方法,培养抽象思维与逻辑推理能力,掌握基本运算方法,逐步养成自己综合运用所学的数学知识解决实际问题的意识和兴趣,培养建立实际问题的数学模型,运用数学方法解决实际问题的能力。

成绩 要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


课程大纲

第1周 函数与数列的极限

0.1 集合与区间

0.2 函数-part 1 函数的定义

0.2 函数-part 2 函数的性质

0.2 函数-part 3 复合函数与反函数

0.2 函数-part 4 基本初等函数与初等函数

1.1 数列的极限-part 1 极限思想的起源

1.1 数列的极限-part 2 数列极限的定义

1.1 数列的极限-part 3数列极限的证明

1.1 数列的极限-part 4 数列极限的性质

1.1 数列的极限-part 5 数列收敛的准则

第一周 函数与数列极限 测试题A

第一周 函数与数列极限 测试题B

第2周 极限的运算

1.2 函数的极限-part 1 自变量趋于无穷时函数的极限A

1.2 函数的极限-part 1 自变量趋于无穷时函数的极限B

1.2 函数的极限-part 2 自变量趋于有限值时函数的极限A

1.2 函数的极限-part 2 自变量趋于有限值时函数的极限B

1.2 函数的极限-part 3 函数极限的性质

1.3 极限的运算法则-part1 极限的四则运算法则

1.3 极限的运算法则-part2 极限的四则运算法则应用举例

1.3 极限的运算法则-part3 复合函数的极限运算法则

1.3 极限的运算法则-part4 复合函数的极限运算法则应用举例

第二周 极限的运算测试题A

第二周 极限的运算测试题B

第3周 重要极限与无穷小量

1.4 两个重要极限-part 1 第一个重要极限证明

1.4 两个重要极限-part 2 第一个重要极限应用

1.4 两个重要极限-part 3 第二个重要极限证明

1.4 两个重要极限-part 4 第二个重要极限应用

1.5 无穷小与无穷大-part 1 无穷小与无穷大定义及关系

1.5 无穷小与无穷大-part 2 无穷小运算性质

1.5 无穷小与无穷大-part 3 无穷小的阶及其比较

1.5 无穷小与无穷大-part 4 等价无穷小代换定理

第三周 重要极限与无穷小量 测试题A

第三周 重要极限与无穷小量 测试题B

第4周 函数的连续性

1.6 函数的连续性-part 1 函数在一点处的连续性

1.6 函数的连续性-part 2 单侧连续与区间连续性

1.6 函数的连续性-part 3 初等函数的连续性

1.6 函数的连续性-part 4 间断点及其分类A

1.6 函数的连续性-part 5 间断点及其分类B

1.6 函数的连续性-part 6 闭区间上连续函数的性质

1.6 函数的连续性-part 7 闭区间上连续函数性质应用举例

第四周 函数的连续性 测试题A

第四周 函数连续性 测试题B

第一章:函数、极限与连续综合例题讲解

函数、极限与连续综合例题综合例题3

函数、极限与连续综合例题综合例题4

函数、极限与连续综合例题综合例题1

函数、极限与连续综合例题综合例题2

第五周 导数的概念与求导法则

2.1 导数概念-part1 引出导数概念的两个例子

2.1 导数概念-part2 导数的定义

2.1 导数概念-part3 导数的意义

2.1 导数概念-part4 可导与连续的关系

2.1 导数概念-part5 几个基本初等函数的导数

2.1 导数概念-part6 导数与某些极限的关系

2.2 求导法则与基本公式-part1 导数的四则运算法则

2.2 求导法则与基本公式-part2 反函数的求导法则

2.2 求导法则与基本公式-part3 复合函数的求导法则

2.2 求导法则与基本公式-part4 分段函数的导数

第五周 导数概念与求导法则测试题A

第五周 导数概念与求导法则测试题B

第六周 隐函数与参数方程确定函数的求导以及高阶导数

2.3 隐函数与参数方程的导数-part1 隐函数求导法

2.3 隐函数与参数方程的导数-part2 对数求导法

2.3 隐函数与参数方程的导数-part3 参数方程确定函数求导法

2.3 隐函数与参数方程的导数-part4 极坐标确定曲线的切线斜率

2.3 隐函数与参数方程的导数-part5 相关变化率问题

2.4 高阶导数-part1 高阶导数的概念

2.4 高阶导数-part2 几个简单函数的高阶导数

2.4 高阶导数-part3 乘积的高阶导数

2.4 高阶导数-part4 隐函数的二阶导数

2.4 高阶导数-part5 参数方程确定函数的二阶导数

第六周 隐函数与参数方程确定函数的求导以及高阶导数测试题A

第六周 隐函数与参数方程确定函数的求导以及高阶导数测试题B

第七周 函数的微分

2.5 函数的微分-part1 微分的概念

2.5 函数的微分-part2 微分与导数及微分的几何意义

2.5 函数的微分-part3 微分的运算法则

2.5 函数的微分-part4 微分在近似计算中的应用

2.5 函数的微分-part5 微分在误差估计中的应用

第七周 函数的微分测试题A

第七周 函数的微分测试题B

第二章:导数与微分综合例题讲解

导数与微分综合例题4

导数与微分综合例题1

导数与微分综合例题2

导数与微分综合例题3

第八周 中值定理与泰勒公式

3.1 微分中值定理-part1 罗尔定理

3.1 微分中值定理-part2 拉格朗日中值定理

3.1  微分中值定理-part3 柯西中值定理

3.2 未定式的极限-part1 0/0型未定式的极限

3.2 未定式的极限-part2 其他类型未定式的极限

3.3 泰勒公式-part1 问题的提出与泰勒中值定理

3.3 泰勒公式-part2 泰勒公式的应用1

3.3 泰勒公式-part3 泰勒公式的应用2

第八周 中值定理及其应用测试题A

第八周 中值定理及其应用测试题B

第九周 函数的性态与曲率

3.4 函数性态的研究-part1 函数的单调性

3.4 函数性态的研究-part2 函数的极值与最值

3.4 函数性态的研究-part3 曲线的凹凸性与拐点

3.4 函数性态的研究-part4 函数作图

3.5 曲线的曲率-part1 弧微分与曲率

3.5 曲线的曲率-part2 曲率的计算与曲率圆

第九周 函数的性态与曲率测试题A

第九周 函数的性态与曲率测试题B

第三章:微分中值定理及其应用综合例题讲解

微分中值定理及其应用综合例题1

微分中值定理及其应用综合例题2

微分中值定理及其应用综合例题3

第十周 定积分的概念与性质

4.1 定积分的概念与性质-part1 定积分的概念

4.1 定积分的概念与性质-part2 定积分的存在定理与几何意义

4.1 定积分的概念与性质-part3 定积分的性质

4.2 微积分基本定理-part1 变上限积分函数

4.2 微积分基本定理-part2 牛顿-莱布尼兹公式

第十周 定积分的概念与性质测试题A

第十周 定积分的概念与性质测试题B

第十一周 不定积分与定积分的计算

4.3 不定积分-part1 不定积分的概念与性质

4.3 不定积分-part2 不定积分的第一换元积分法

4.3 不定积分-part3 不定积分的第二换元积分法

4.3 不定积分-part4 不定积分的分部积分法

4.3 不定积分-part5 有理函数的不定积分

4.3 不定积分-part6 三角有理式与无理函数的不定积分

4.4 定积分的计算-part1 定积分的换元积分法

4.4 定积分的计算-part2 定积分的分部积分法

第十一周 不定积分与定积分的计算测试题A

第十一周 不定积分与定积分的计算测试题B

第十二周 反常积分与定积分的几何应用

4.6 定积分的几何应用-part3A 立体体积(旋转体薄片法)

4.6 定积分的几何应用-part3B 立体体积(旋转体柱壳法)

4.6 定积分的几何应用-part3C 立体体积(平行截面法)

4.6 定积分的几何应用-part4 平面曲线的弧长

4.5 反常积分-part1 无穷积分

4.5 反常积分-part2 瑕积分

4.6 定积分的几何应用-part1 微元法介绍

4.6 定积分的几何应用-part2A 平面图形的面积(直角坐标)

4.6 定积分的几何应用-part2B 平面图形的面积(参数方程)

4.6 定积分的几何应用-part2C 平面图形的面积(极坐标方程)

第十二周 反常积分与定积分的几何应用 测试题A

第十二周 反常积分与定积分的几何应用 测试题B

第十三周

4.7 定积分的物理应用-part1 变力沿直线做功

4.7 定积分的物理应用-part2 液体的侧压力

4.7 定积分的物理应用-part3 细杆对质点的引力

第十三周 定积分的物理应用 测试题A

第十三周 定积分的物理应用 测试题B

第四章:一元函数积分学综合例题讲解

一元函数积分学综合例题1

一元函数积分学综合例题2

一元函数积分学综合例题3

一元函数积分学综合例题4

第5章微分方程经典习题讲解

5.1 一阶线性微分方程

5.2 二阶线性常系数微分方程

5.4 微分方程的综合应用-part1

5.3 已知特解构造方程

5.4 微分方程的综合应用-part2

5.4 微分方程的综合应用-part3

5.4 微分方程的综合应用-part4

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源课程

该SPOC课程部分内容来自以上源课程,在源基础上老师进一步增加了新的课程内容

北京理工大学
1 位授课老师
李学文

李学文

副教授

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