数学分析大纲
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数学分析教学大纲
一、教学目的
1、掌握分析几何的基本概念,具有对函数概念的基本认识,了解函
数的定义、表示法、域、值、图象等;
2、掌握分析几何的基本知识,能解决简单的函数的图标、极限、极
值问题,以及函数的导数问题;
3、具有良好的文字描述、符号说明及图形表示函数的能力,培养学
生从多个角度和不同维度思考问题的能力;
4、学会利用科学计算器和其它数学软件进行计算和研究,使学生能
够熟练地使用科学计算器进行科学计算。
二、教学内容
1、简介分析几何:了解概念、表示法、域、值、图象及其基本结构等;
2、基本概念:函数、上下界、定义域、值域、函数的增减性、单调性、奇偶性、周期性等;
3、函数的图象:定义域和值域的概念,绘制函数图象的方法,求函
数图象上特定点的特征;
4、极限:极限的概念,求函数极限的方法,利用极限解决实际问题;
5、极值:求函数极值的方法,利用极值解决实际问题;
6、导数:函数的导数的概念,求函数导数的方法,利用导数解决实
际问题;
7、科学计算器的应用:熟练操作科学计算器,掌握函数和曲线的绘制技术。
2024数学三考研大纲第一部分:数学分析1.实数与实数的基本性质1.1实数的完备性1.2实数序列的性质1.3实数级数的收敛性与发散性2.极限与连续2.1极限的定义与性质2.2函数的极限与连续2.3一元函数的微分学3.不定积分与定积分3.1不定积分的概念与性质3.2定积分的概念与性质3.3定积分的计算方法4.函数列与函数项级数4.1函数列的收敛性4.2函数项级数的收敛性4.3函数项级数的一致收敛性5.幂级数与傅里叶级数5.1幂级数的收敛半径与收敛域5.2幂级数的常用运算5.3傅里叶级数的性质与应用第二部分:代数与几何1.线性代数1.1实数向量空间与内积空间1.2矩阵与行列式1.3向量空间的基与维数2.线性方程组与矩阵的应用2.1线性方程组的基本概念与解法2.2矩阵的特征值与特征向量2.3矩阵的对角化与相似变换3.多元函数的微分学3.1多元函数的偏导数与全微分3.2多元函数的极值与条件极值3.3隐函数与参数方程的微分4.曲线积分与曲面积分4.1曲线积分的定义与性质4.2曲面积分的定义与性质4.3绿公式与高斯公式5.空间解析几何5.1空间中的直线与平面5.2空间曲线与曲面的方程5.3空间中的向量与坐标系第三部分:概率与统计1.随机事件与概率1.1随机事件的概念与性质1.2概率的基本概念与公理1.3概率的运算与应用2.随机变量与概率分布2.1随机变量的概念与分类2.2离散型随机变量的概率分布2.3连续型随机变量的概率密度函数3.随机变量的特征与分布3.1随机变量的数学期望与方差3.2常见离散型与连续型分布3.3多维随机变量的联合分布与边缘分布4.大数定律与中心极限定理4.1大数定律的概念与证明4.2中心极限定理的概念与应用4.3样本统计量的极限分布5.统计推断与假设检验5.1参数估计与区间估计5.2假设检验的基本原理5.3常用假设检验的方法与步骤第四部分:数学建模与应用1.数学建模的基本概念1.1数学建模的过程与方法1.2数学建模的评价标准与特点1.3数学建模在实际问题中的应用2.线性规划模型2.1线性规划问题的数学描述2.2单纯形法与对偶问题2.3整数线性规划问题与解法3.非线性规划模型3.1非线性规划的基本概念与性质3.2非线性规划的解法与应用3.3动态规划与整数规划问题4.数学建模实例分析4.1数学建模实例的选择与分析4.2实际问题的数学建模过程4.3数学建模结果的解释与应用5.模拟与优化算法5.1随机模拟与蒙特卡洛方法5.2优化算法的基本概念与分类5.3优化算法在数学建模中的应用结语数学三考研大纲是考生备战考研数学的重要参考资料,内容涵盖了数学分析、代数与几何、概率与统计、数学建模与应用等多个领域,全面系统地呈现了数学学科的基本知识与方法。
2024管综数学大纲2024管综数学大纲考试时间:2024年考试科目:数学考试范围:管综数学课程内容一、数学分析1. 函数与极限1.1 函数概念及性质1.2 极限的定义与性质1.3 极限运算法则1.4 常用函数的极限1.5 无穷小与无穷大2. 导数与微分2.1 导数的定义与性质2.2 基本微分法则2.3 高阶导数与导数应用2.4 微分中值定理2.5 泰勒展开与误差估计3. 积分与应用3.1 定积分的概念与性质3.2 基本积分法则3.3 不定积分的计算3.4 牛顿-莱布尼茨公式3.5 定积分的应用4. 微分方程与应用4.1 常微分方程的基本概念4.2 一阶线性微分方程4.3 高阶线性常系数微分方程 4.4 非齐次线性微分方程4.5 微分方程的应用二、线性代数1. 线性方程组1.1 线性方程组的概念与性质 1.2 矩阵与线性方程组的关系 1.3 矩阵的运算与性质1.4 线性方程组的解的判定1.5 线性方程组解的性质2. 矩阵与行列式2.1 矩阵的基本概念和运算2.2 逆矩阵与可逆矩阵2.3 行列式的基本概念和运算 2.4 方阵的特征值与特征向量 2.5 线性变换与相似矩阵3. 向量空间与线性变换3.1 向量空间的基本概念和性质 3.2 基与坐标3.3 线性变换的概念与性质3.4 线性变换的矩阵表示3.5 线性变换的应用4. 内积空间与正交变换4.1 内积空间的基本概念和性质4.2 内积空间的标准正交基4.3 向量的内积与长度4.4 正交变换的概念与性质4.5 正交变换的矩阵表示三、概率统计与随机过程1. 概率论基础1.1 随机事件与概率的概念1.2 概率的运算法则1.3 条件概率与独立性1.4 随机变量的概念与分布1.5 数理统计基本概念2. 随机变量与分布2.1 常见离散分布(如二项分布、泊松分布) 2.2 常见连续分布(如均匀分布、正态分布) 2.3 函数的随机变量2.4 随机变量的数学期望与方差2.5 大数定律与中心极限定理3. 统计推断3.1 抽样与抽样分布3.2 置信区间的估计3.3 假设检验3.4 方差分析与回归分析3.5 统计推断的应用4. 随机过程4.1 随机过程的基本概念4.2 随机过程的分类与性质4.3 马尔可夫链与转移概率矩阵4.4 平稳随机过程与自相关函数4.5 随机过程的应用注意事项:本大纲仅供参考,实际考试内容以官方发布的考试大纲为准。
Word-可编辑2023年年全国硕士研究生统一入学考试数学分析科目考试大纲一、考查目标要求考生控制数学分析课程的基本概念、基本定理和基本主意,能够运用数学分析的理论分析、解决相关问题。
二、考试形式和试卷结构1、试卷满分及考试时光本试卷满分150分,考试时光为180分钟。
2、答题方式答题方式为闭卷、笔试3、试卷题型结构全卷普通由十个大题组成,详细分布为计算题:5~6小题,每题10分,约50~60分分析论述题(包括证实、研究、综合计算):5~6大题,每题15~20分,约75~100分三、考查范围本课程考核内容包括实数理论和延续函数、一元微积分学、级数、多元微积分学等等。
第一章实数集与函数1.了解邻域,上确界、下确界的概念和确界原理。
2.控制函数复合、基本初等函数、初等函数及常用特性。
(单调性、周期性、奇偶性、有界性等)3.控制基本初等不等式及应用。
第二章数列极限1.熟练控制数列极限的ε-N定义。
2.控制收敛数列的常用性质。
3.熟练控制数列收敛的判别条件(单调有界原理、迫敛性定理、Cauchy准则、压缩映射原理、Stolz变换等)。
4.能够熟练求解各类数列的极限。
第三章函数极限千里之行,始于足下1.深刻领略函数极限的“ε-δ”定义及其它变式。
2.熟练控制函数极限存在的条件及判别。
(归结原则,柯西准则,左、右极限、单调有界等)。
3.熟练应用两个重要极限求解较复杂的函数极限。
4.理解无穷小量、无穷大量的概念;会应用等价无穷小求极限;认识等价无穷小、同阶无穷小、高阶无穷小及其性质。
第四章函数延续性1.控制函数在某点及在区间上延续的几种等价定义,尤其是ε-δ定义。
2.认识函数间断点及类型。
3.熟练控制闭区间上延续函数的三大性质及其应用。
4.熟练控制区间上一致延续函数的定义、判断和应用。
5.知道初等函数的延续性。
第五章导数和微分1.控制导数的定义、几何意义,领略其思想内涵;认识单边导数概念及应用。
2.控制求导四则运算法则、熟记基本初等函数的导数。
《数学分析》教学大纲第一部分说明一、本课程的目的、任务。
本课程是数学与应用数学和信息与计算科学两个专业的一门主要基础课,通过本课程的教学,一方面为后续课程,如:实变函数、复变函数、泛函分析,微分方程、微分方程的数值解、微分几何、概率论、理论力学等课程及有关的选修课等提供必要的基础知识,另一方面为培养学生的独立工作能力提供必要的训练,为学生进一步深造以及指导中学数学的教学打下良好基础。
本课程的任务是使学生获得有关函数、极限、函数的连续性、一元函数微积分、多元函数微积分、级数理论及其应用等方面的基本概念、基本理论与基本方法,从而能用更高的观点深入理解和分析处理中学数学教材的能力和解决实际问题的能力。
并通过大量习题的训练,培养学生的运算技能和对数学问题的思维、论证能力。
二、本课程的教学要求。
通过本课程的学习,使学生掌握极限理论、级数理论、微分理论及积分理论的基本概念和基本理论,熟练的掌握本课程所要求的基本计算方法和能力,基本的推理论证能力,抽象思维能力,逻辑思维能力,增强运用数学手段解决实际问题的能力。
教学重点:准确掌握极限、连续、微分和积分的概念、性质及计算;熟练掌握微分理论、积分理论和级数理论中的基本定理(实数完备性定理、中值定理、微积分基本定理、函数项级数的收敛理论、隐函数定理、曲面及曲线的积分定理);正确地应用这些基本定理解决数学、物理及其他方面的实际问题。
教学难点:主要集中在极限论和级数论的内容中。
训练设计方案:(1)布置课后作业注重锻炼学生的解题能力,适当布置思考题培养学生分析问题的能力和创新能力。
(2)指定问题课后讨论。
自学指导方案:(1)对下节课所讲内容作课前预习;(2)对部分章节的了解性的内容提出问题让学生自学并课上讨论;(3)指定课外参考书让学生阅读或让学生上网查阅相关资料加深对课程理解。
与其它课程的联系:为后续课程常微分方程,概率论与数理统计,偏微分方程,复变函数,计算方法,实变函数与泛函分析等提供理论基础和工具。
数学分析总结复习提纲数学分析(一)总结复习提纲用词说明:本提纲中冠以“掌握、理解、熟悉”等词的内容为较高要求内容,冠以“会、了解、知道”等词的内容为较低要求内容。
一、内容概述第一章函数、极限与连续§1函数1. 实数集的性质,2. 区间与邻域的概念及其表示,3. 函数的概念与几个特殊函数,4. 函数的奇偶性、周期性、单调性和有界性,4. 复合函数的概念与运算,5. 反函数的定义与性质,6. 初等函数的概念与基本初等函数的性质。
§2 数列极限1. 数列极限的定义以及用定义证明极限,2. 收敛数列的性质,3. 子列的概念以及收敛数列与其子列之间的关系。
§3 函数极限1. ∞x时函数的极限,2. 0x→x→时函数的极限,3. 函数极限的性质,4. 函数极限与数列极限的关系。
§4 无穷小与无穷大1. 无穷小的概念以及函数极限与无穷小的性质,2. 无穷大的概念以及无穷小与无穷大的关系。
§5 极限运算法则1. 无穷小的性质,2. 极限四则运算法则,3. 复合函数的极限运算法则,4. 加逼准则。
§6 单调有界原理与两个重要极限1. 单调有界原理,2. 几个常见不等式,3. 两个重要极限公式。
§7 无穷小的比较1. 无穷小量阶的比较概念,2. 等价无穷小的性质。
§8 函数的连续性与间断点1.函数的连续性概念,2. 函数的间断点及其分类。
§9 连续函数的运算与初等函数的连续性1. 连续函数的四则运算,2. 反函数的连续性,3. 复合函数的连续性,4. 初等函数的连续性。
§10 闭区间上连续函数的性质1. 有界性与最大值最小值定理,2. 零点定理与介值定理。
第二章导数与微分§1 导数的概念1.导数概念的引进,2. 导数的定义,3. 导数的几何意义,4. 函数的连续性与可导性的关系。
§2 函数的求导法则1.导数的四则运算法则,2. 反函数的求导公式,3. 复合函数的求导法则,4. 基本求导公式与求导法则。
《数学分析》教学大纲一、教学目标:1.使学生掌握数学分析的基本概念和基本方法,培养学生的数学思维能力和解决实际问题的能力。
2.培养学生的严谨的数学证明能力,提高学生的逻辑思维和分析问题的能力。
3.培养学生的数学建模能力,使他们能够将数学知识运用到实际问题的解决中。
二、教材与参考书:教材:《数学分析(上、下)》参考书:《数学分析习题与解答》、《数学分析》习题集、《数学分析教程》三、教学内容:1.实数与数列1.1实数的定义与性质1.2数列的极限与收敛性1.3数列的上确界与下确界1.4无穷小与无穷大1.5函数与集合的基本知识2.函数的极限与连续性2.1函数极限的定义与性质2.2无穷小量的比较2.3函数的连续性2.4连续函数的运算与性质3.导数与微分3.1导数的定义与性质3.2函数的可导性与导函数3.3导数的计算法则3.4高阶导数与隐函数的导数4.微分中值定理与应用4.1罗尔中值定理4.2拉格朗日中值定理4.3柯西中值定理4.4泰勒公式及其应用5.不定积分与定积分5.1不定积分的定义与性质5.2基本积分表与换元积分法5.3定积分的定义与性质5.4定积分的计算法则5.5牛顿-莱布尼茨公式与定积分的应用6.级数与幂级数6.1数列的极限与敛散性6.2级数的定义与性质6.3幂级数的收敛域与性质6.4幂级数的和函数与函数展开四、教学方法:1.理论教学与实例分析相结合,从具体实例出发引入抽象概念,帮助学生理解和掌握数学分析的基本原理和方法。
2.鼓励学生积极参与课堂讨论,培养学生的问题意识和解决问题的能力。
3.组织学生进行小组合作学习,通过解决问题的方式巩固所学知识和培养团队合作能力。
五、教学评价与考核:1.课后作业:布置合理的习题,鼓励学生独立思考和解决问题,加强对知识的理解和掌握。
2.期中考试:检验学生对前半学期所学内容的掌握情况,考查学生的基本知识和解题能力。
3.期末考试:综合考察学生对整个学期的学习情况,考查学生对知识的综合运用和分析问题的能力。
《数学分析》科目考试大纲考试内容及要求:第一章实数集与函数(一)考核知识点1.实数集的性质2.确界定义和确界原理3.函数的概念及表示法,分段函数,基本初等函数的性质及其图形,初等函数4. 具有某些特性的函数(二)考核要求1. 实数集的性质(1)熟练掌握:(i)实数及其性质;(ii)绝对值与不等式.(2)深刻理解:(i)实数有序性,大小关系的传递性,稠密性,阿基米德性,实数集对四则运算的封闭性以及实数集与数轴上的点的一一对应关系;(ii)绝对值的定义及性质.(3)简单应用:(i)会比较实数的大小,能在数轴上表示不等式的解;(ii)会利用绝对值的性质证明简单的不等式.(4)综合应用:会利用实数的性质和绝对值的性质证明有关的不等式,会解简单的不等式.2. 确界定义和确界原理(1)熟练掌握:(i)区间与邻域;(ii)有界集、无界集与确界原理.(2)深刻理解:(i)区间与邻域的定义及表示法;(ii)确界的定义及确界原理.(3)简单应用:用区间表示不等式的解,证明数集的有界性,求数集的上、下确界.(4)综合应用:会用确界的定义证明某个实数是某数集的上确界(或下确界),证明某数集无界.3. 函数的概念(1)熟练掌握:(i)函数的定义;(ii)函数的表示法;(iii)函数的四则运算;(iv)复合函数;(v)反函数;(vi)初等函数.(2)深刻理解:(i)函数概念的两大要素;(ii)分段函数,掌握整数部分函数,小数部分函数,符号函数,狄利克雷和黎曼函数;(iii)函数能够进行四则运算的条件;(iv)复合函数中内函数的值域与外函数的定义域的关系;(v)反函数存在的条件.(3)简单应用:会求函数的定义域、值域,比较几个函数的大小,会求分段函数和复合函数的表达式,能熟练地描绘六类基本初等函数的图像.(4)综合应用:作简单的复合函数的图像,求函数的反函数,证明有关的不等式,会建立简单应用问题的函数关系.4. 具有某些特性的函数(1)熟练掌握:(i)有界函数;(ii)单调函数;(iii)奇函数和偶函数;(iv)周期函数.(2)深刻理解:(i)有界函数和无界函数的定义;(ii)单调函数的定义及其图像的性质;(iii)奇函数和偶函数的定义及其图像的性质;(iv)周期函数的定义及其图像的性质..(3)简单应用:(i)会求函数的上下界,判断无界函数;(ii)判断函数的单调性;(iii)判断周期函数;(iv)判断函数的奇偶性.(4)综合应用:利用函数的各种特性解决简单的应用问题.第二章数列极限(一) 考核知识点1.数列极限的定义2.收敛数列的性质3.数列极限存在的条件(二) 考核要求1. 数列极限的定义ε定义,数(1)熟练掌握:数列的敛散性概念,数列极限的N-列极限的几何意义.ε定义”的逻辑结构,深刻理(2)深刻理解:数列极限的“N-ε定义”解ε的任意性,N的相应性;用“N-ε定义”的证明数列的极限的表述方法;“N-否定说法.(3)简单应用:能够通过观察法初步判断数列的敛散性.ε语言”证明数列的极限存在.(4)综合应用:会用“N-2. 收敛数列的性质(1)熟练掌握:数列极限的唯一性,有界性,收敛数列的保号性,保不等式性,迫敛性,数列极限的四则运算法则,数列子列的概念.(2)深刻理解:收敛数列诸性质的证明.(3)简单应用:运用收敛数列的四则运算法则计算数列的极限.(4)综合应用:运用数列极限的唯一性,收敛数列的有界性、保号性,数列极限的迫敛性等证明数列的各种性质,判断发散数列.3.数列极限存在的条件(1)熟练掌握:(i)单调有界原理;(ii)柯西收敛准则.(2)深刻理解:单调有界原理和柯西收敛准则的实质及其否定命题.(3)简单应用:会用单调有界原理证明某些极限的存在性.(4)综合应用:会用单调有界原理和柯西收敛准则证明某些极限问题,会用柯西收敛准则的否定命题证明数列发散.第三章 函数极限(一) 考核知识点1.函数极限的定义2.函数极限的性质3.函数极限存在的条件4.两个重要的极限5.无穷大量与无穷小量(二) 考核要求1.函数极限的定义(1)熟练掌握:(i )∞→x 时函数极限的定义;(ii )0x x →时函数极限的定义.(2)深刻理解:(i )A x f x =∞→)(lim 的“X -ε定义”的逻辑结构,深刻理解ε的任意性,X 的相应性;用“X-ε定义”证明函数极限的表述方法;“X -ε定义”的否定说法.(ii )A x f x x =→)(lim 0的“δε-定义”的逻辑结构,深刻理解ε的任意性,δ的相应性;用“δε-定义”证明函数极限的表述方法;单侧极限和极限A x f x x =→)(lim 0存在的充要条件;“δε-定义”的否定说法.(3)简单应用: 会用“A x f x =∞→)(lim 的X -ε定义”和“A x f x x =→)(lim 0的δε-定义”证明简单函数的极限.(4)综合应用: 会用“A x f x =∞→)(lim 的X -ε定义”和“A x f x x =→)(lim 0的δε-定义”等分析语言证明一般的函数极限问题;用极限存在的充要条件证明极限不存在.2.函数极限的性质(1)熟练掌握:函数极限的唯一性,有极限的函数的局部有界性、局部保号性、保不等式性,函数极限的迫敛性,函数极限的四则运算法则.(2)深刻理解:函数极限诸性质的证明.(3)简单应用:运用函数极限的四则运算法则计算函数的极限.(4)综合应用:运用函数极限的唯一性,局部有界性、局部保号性,函数极限的迫敛性等证明函数的各种性质.3.函数极限存在的条件(1)熟练掌握:(i )归结原则;(ii )柯西收敛准则.(2)深刻理解:归结原则和柯西收敛准则的实质.(3)简单应用:会用归结原则证明函数的极限不存在,用柯西收敛准则证明函数极限存在.(4)综合应用:用柯西收敛准则的否定命题证明函数极限不存在.4.两个重要的极限(1)熟练掌握:1sin lim 0=→x x x ,e x xx =⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞→11lim . (2)深刻理解:两个重要极限的证明.(3)简单应用:利用两个重要极限求极限的方法.(4)综合应用:综合利用归结原则和两个重要极限求极限的方法.5.无穷小量与无穷大量(1)熟练掌握:无穷小量,无穷大量.(2)深刻理解:无穷小量和无穷大量的性质和关系,无穷小量的比较.(3)简单应用:无穷小量的比较方法,用无穷小量和无穷大量求极限.(4)综合应用:用等价无穷小求极限.第四章 函数的连续性(一)考核知识点1.连续性概念2.连续函数的性质3.初等函数的连续性(二)考核要求1. 连续性概念(1)熟练掌握:函数在一点的连续性,区间上的连续函数,间断点及其分类.(2)深刻理解:函数在一点左、右连续的概念,函数在一点的连续的充要条件.(3)简单应用:用定义证明函数在一点连续.(4)综合应用:利用函数在一点的连续的充要条件证明函数在一点连续.2.连续函数的性质(1)熟练掌握:连续函数的局部性质,闭区间上连续函数的基本性质,反函数的连续性,复合函数的连续性.(2)深刻理解:一致连续性.(3)简单应用:用连续函数求极限.(4)综合应用:证明函数的一致连续性,利用闭区间上连续函数的基本性质论证某些问题.3.初等函数的连续性(1)熟练掌握:基本初等函数的连续性.(2)深刻理解:初等函数在其定义的区间内连续.(3)简单应用:证明基本初等函数在定义域内连续,判断初等函数间断点的类型.(4)综合应用:证明一般初等函数在定义域内连续,判断分段函数间断点的类型.第五章导数与微分(一)考核知识点1.导数的概念2.求导法则3.参变量函数的导数4.高阶导数5.微分(二)考核要求1.导数的概念(1)熟练掌握:导数的定义,导函数.(2)深刻理解:函数在一点的变化率,左、右导数,导数的几何意义,导函数的介值性,函数可导与连续的关系.(3)简单应用:会求函数的平均变化率,确定曲线切线的斜率,求函数的稳定点.(4)综合应用:求分段函数的导数,运用导数概念证明曲线的某些几何性质.2.求导法则(1)熟练掌握:导数的四则运算,反函数的导数,复合导数的导数,基本求导法则与公式.(2)深刻理解:导数的四则运算、反函数的导数、复合导数的导数、基本求导法则与公式的证明.(3)简单应用:会用各种求导法则计算初等函数的导数.(4)综合应用:综合运用各种求导法则计算函数的导数.3.参变量函数的导数(1)熟练掌握:参变量函数的导数的定义.(2)深刻理解:参变量函数的导数的几何意义.(3)简单应用:会求参变量函数所确定函数的导数.(4)综合应用:利用参变量函数的导数证明曲线的某些几何性质.4.高阶导数(1)熟练掌握:高阶导数的定义.(2)深刻理解:高阶导函数的概念.(3)简单应用:高阶导数的计算.(4)综合应用:利用莱布尼茨公式计算高阶导数,计算参变量函数的高阶导数.5.微分(1)熟练掌握:微分概念.(2)深刻理解:微分的几何意义,导数与微分的关系,一阶微分形式的不变性.(3)简单应用:微分的计算.(4)综合应用:高阶微分的计算,微分在近似计算中的应用.第六章微分中值定理及其应用(一)考核知识点1.拉格朗日定理和函数单调性2.柯西中值定理和不定式极限3.泰勒公式4.函数的极值与最值5.函数的凸性与拐点,函数图像的讨论(二)考核要求1.拉格朗日定理和函数单调性(1)熟练掌握:罗尔中值定理,拉格朗日中值定理,函数单调性.(2)深刻理解:罗尔中值定理和拉格朗日中值定理的条件与结论、证明方法,它们的几何意义.(3)简单应用:判断函数是否满足罗尔中值定理和拉格朗日中值定理,会求简单函数的中值点.(4)综合应用:用拉格朗日中值定理证明函数的单调性,利用拉格朗日中值定理和函数的单调性,证明某些恒等式和不等式.2. 柯西中值定理和不定式极限(1)熟练掌握:柯西中值定理,不定式的极限.(2)深刻理解:柯西中值定理的证明方法,求不定式极限的方法.(3)简单应用:求不定式的极限.(4)综合应用:用柯西中值定理证明某些带中值的等式.3. 泰勒公式(1)熟练掌握:泰勒定理,泰勒公式,麦克劳林公式.(2)深刻理解:泰勒定理的实质,泰勒公式与拉格朗日中值定理的关系.(3)简单应用:利用泰勒定理展开六种函数的麦克劳林公式,余项估计.(4)综合应用:利用泰勒公式和等价无穷小变换计算极限,泰勒公式在近似计算上的应用.4. 函数的极值与最大〔小〕值(1)熟练掌握:函数的极值与最值,取极值的必要条件,驻点.(2)深刻理解:判断极值的两个充分条件.(3)简单应用:会求函数极值与最值.(4)综合应用:证明某些不等式,解决求最值的应用问题.5. 函数的凸性与拐点,函数图像的讨论(1)熟练掌握:函数图像的凸性与拐点,函数图像的性态.(2)深刻理解:凸函数,函数为凸函数的充要条件,曲线的渐近线.(3)简单应用:判断函数图像的凸性与拐点,渐近线的求法,函数图像的性态的讨论,简单函数图像的描绘.(4)综合应用:利用函数的凸性证明不等式.第七章实数的完备性(一)考核知识点1.关于实数集完备性的基本定理2.闭区间上连续函数性质的证明(二)考核要求1.关于实数集完备性的基本定理(1)熟练掌握:实数集完备性的意义,实数集完备性的几个基本定理.(2)深刻理解:区间套定理、柯西收敛准则、聚点定理、有限覆盖定理的条件和结论,它们的证明方法,理解有理数集不满足完备性定理的原因(3)简单应用:会求数集的聚点、确界.(4)综合应用:实数集完备性的几个基本定理的等价性证明.2. 闭区间上连续函数性质的证明(1)熟练掌握:闭区间上连续函数的有界性,有最大、最小值性,介值性和一致连续性.(2)深刻理解:闭区间上连续函数性质的证明思路和方法.第八章不定积分(一)考核知识点1.不定积分概念与基本积分公式2.换元积分法与分部积分法3.有理函数和可化为有理函数的不定积分(二)考核要求1.不定积分概念与基本积分公式(1)熟练掌握:原函数、不定积分及二者的区别,基本积分表.(2)深刻理解:原函数与导数的关系,不定积分的基本性质,不定积分的几何意义.(3)简单应用:会求简单初等函数的不定积分.(4)综合应用:根据不定积分的几何意义求曲线方程.2.换元积分法与分部积分法(1)熟练掌握:换元积分法,分部积分法.(2)深刻理解:换元积分法与复合函数求导法则的关系,分部积分法与乘积求导法的关系.(3)简单应用:会用换元积分法与分部积分法计算简单函数的不定积分.(4)综合应用:综合运用换元积分法与分部积分法计算某些函数的不定积分,证明某些递推公式.3.有理函数和可化为有理函数的不定积分(1)熟练掌握:有理函数、三角函数有理式和某些无理函数的不定积分.(2)深刻理解:以上各种不定积分的计算步骤.(3)应用:会算有理函数、三角函数有理式和某些无理函数的不定积分.第九章定积分(一)考核知识点1.定积分概念和性质2.可积条件3.微积分学基本定理·定积分的计算(二)考核要求1.定积分概念和性质(1)熟练掌握:定积分的实际背景,黎曼和,定积分的性质.(2)深刻理解:构造积分和的方法,定积分及其性质的几何意义.(3)简单应用:用定积分定义计算简单函数的定积分,利用定积分的性质比较积分的大小,估计积分值.(4)综合应用:用定积分定义计算某些复杂和式的极限,利用定积分的性质证明不等式,论证函数的某些性质.2.可积条件(1)熟练掌握:可积的必要条件和充分条件,可积函数类.(2)深刻理解:达布和,可积准则及其证明方法.(3)简单应用:判断函数的可积性.(4)综合应用:论证可积函数的某些性质.3.微积分学基本定理和定积分的计算(1)熟练掌握:变限定积分所确定的函数及其性质,微积分学基本定理.(2)深刻理解:微积分学基本定理的实质,原函数的存在性.(3)简单应用:用牛顿——莱布尼茨公式计算定积分,用换元积分法与分部积分法计算定积分.(4)综合应用:综合运用各种方法计算定积分.第十章定积分的应用(一)考核知识点:平面图形的面积,由平行截面面积求体积,平面曲线的弧长,旋转曲面的面积(二)考核要求1.熟练掌握:用定积分表达和计算一些几何量.2.深刻理解:定积分的应用的实质—微元法.3.应用:计算平面图形的面积,由平行截面面积求体积,平面曲线的弧长,旋转曲面的面积.第十一章反常积分(一)考核知识点1.反常积分概念2.无穷积分的性质与收敛判别3.瑕积分的性质与收敛判别(二)考核要求1.反常积分概念(1)熟练掌握:两类反常积分的定义.(2)深刻理解:反常积分即变限定积分的极限.2.无穷积分的性质与收敛判别(1)熟练掌握:无穷积分的性质,条件收敛,绝对收敛.(2)深刻理解:比较判别法,狄利克雷判别法,阿贝尔判别法.(3)简单应用:计算无穷积分,判别无穷积分的收敛性.(4)综合应用:运用无穷积分的性质和判别法论证某些问题.3.瑕积分的性质与收敛判别(1)熟练掌握:瑕积分的性质,条件收敛,绝对收敛.(2)深刻理解:比较判别法.(3)简单应用:计算,瑕积分,判别瑕积分的收敛性.(4)综合应用:运用瑕积分的性质和判别法论证某些问题.第十二章数项级数(一)考核知识点1.级数的收敛性2.正项级数和一般项级数(二)考核要求1. 级数的收敛性(1)熟练掌握:数项级数的定义.(2)深刻理解:级数收敛、发散的概念,收敛级数的性质,级数收敛的柯西准则.(3)简单应用:判断级数的收敛和发散.(4)综合应用:应用柯西准则讨论级数的敛散性.2.正项级数(1)熟练掌握:正项级数收敛的必要条件,正项级数的比较原则.(2)深刻理解:正项级数收敛比式判别法,根式判别法和积分判别法.(3)简单应用:判别正项级数的收敛性.(4)综合应用:运用正项级数收敛的必要条件,比较原则和几个判别法等论证一些问题.3.一般项级数(1)熟练掌握:交错级数的概念,条件收敛与绝对收敛的概念及关系,莱布尼茨判别法.(2)深刻理解:绝对收敛级数的性质,狄利克雷判别法,阿贝尔判别法.(3)应用:判别一般项级数的收敛性.第十三章函数列与函数项级数(一)考核知识点1.一致收敛性2.一致收敛函数列与函数项级数的性质(二)考核要求1.一致收敛性(1)熟练掌握:函数列与函数项级数的一致收敛性的定义,一致收敛的充要条件.(2)深刻理解:一致收敛定义的否定叙述,一致收敛的柯西准则,函数列与函数项级数一致收敛性的判别法(3)应用:会用一致收敛性的定义或判别法判别函数列的一致收敛性,用M判别法,狄利克雷判别法,阿贝尔判别法判别一些函数级数的一致收敛性.2.一致收敛函数列与函数项级数的性质(1)熟练掌握:一致收敛函数列的极限函数与函数项级数的和函数.(2)深刻理解:连续性,可积性,可微性定理.(3)简单应用:由定理讨论函数项级数的和函数的连续性,可积性,可微性.(4)综合应用:由定理证明和函数的分析性质,计算函数项级数的积分.第十四章幂级数(一)考核知识点1.幂级数2.函数的幂级数展开式(二)考核要求1.幂级数(1)熟练掌握:幂级数的定义.(2)深刻理解:幂级数的性质.(3)应用:幂级数的计算,求幂级数的收敛半径、收敛域.2.函数的幂级数展开式(1)熟练掌握:泰勒级数定义.(2)深刻理解:泰勒级数和麦克劳林级数.(3)简单应用:六个常用的初等函数的麦克劳林级数.(4)综合应用:把一些简单的函数展成泰勒级数或麦克劳林级数.第十六章多元函数的极限与连续(一)考核知识点1.平面点集与多元函数2.二元函数的极限和连续性(二)考核要求1.平面点集与多元函数(1)熟练掌握:二元函数和二元函数极限的定义.弄清二重极限与累次极限的区别极其联系.(2)深刻理解:平面点集的一些概念:邻域、内点、界点、聚点、开区域、闭区域、有界区域、无界区域等.完备性定理.(3)简单应用:求函数的定义域,画定义域的图形,说明何种点集.(4)综合应用:判断平面点集的性质及其平面点集的聚点与界点.2.二元函数的极限和连续性(1)熟练掌握:二元函数的极限和连续性的概念.(2)深刻理解:累次极限和二元连续函数的性质.(3)简单应用:求累次极限,运用连续性定理.(4)综合应用:会求函数的极限.讨论函数的连续性.第十七章多元函数微分学(一)考核知识点1.可微性2.复合函数微分法3.方向导数与梯度及泰勒公式与极值问题(二)考核要求1.可微性(1)熟练掌握:可微与全微分定义.可微性几何意义及应用.(2)深刻理解:可微性条件.(3)简单应用:可微性充分条件.(4)综合应用:求函数的导数.2.复合函数微分法(1)熟练掌握:复合函数的有关定义.(2)深刻理解:复合函数的全微分(3)简单应用:复合函数的求导法则.(4)综合应用:求函数的偏导数或导数.3.方向导数与梯度及泰勒公式与极值问题(1)熟练掌握:方向导数与梯度的定义.(2)深刻理解:中值定理和极值充分条件.(3)简单应用:熟练计算偏导数和高阶偏导数.(4)综合应用:运用泰勒公式解决极值问题.第十八章隐函数定理及其应用(一)考核知识点1.隐函数及隐函数组2.几何应用和条件极值(二)考核要求1.隐函数及隐函数组(1)熟练掌握:隐函数及隐函数组的概念,反函数组与坐标变换.(2)深刻理解:隐函数定理和隐函数组的定理.(3)简单应用:隐函数存在性的条件分析.(4)综合应用:对隐函数求导.2.几何应用和条件极值(1)熟练掌握:平面曲线、空间曲线的切线于法平面,曲面的切平面与法线.(2)深刻理解:条件极值.(3)简单应用:拉格朗日函数.(4)综合应用:应用拉格朗日乘数法求函数的条件极值.第十九章含参量积分(一)考核知识点1.含参量正常积分2.含参量反常积分(二)考核要求1. 含参量正常积分(1)熟练掌握:含参量积分的定义.(2)深刻理解:含参量积分的连续性、可微性、可积性.(3)简单应用:累次积分.(4)综合应用:求函数的积分.2. 含参量反常积分(1)熟练掌握:含参量反常积分的定义.(2)深刻理解:含参量反常积分的性质.(3)简单应用:一致收敛及其判别法.(4)综合应用:证明一致收敛性.第二十章曲线积分(一)考核知识点1.第一型曲线积分2.第二型曲线积分(二)考核要求1. 第一型曲线积分(1)熟练掌握:第一型曲线积分的定义.(2)深刻理解:第一型曲线积分的性质.(3)应用:第一型曲线积分的计算.2. 第二型曲线积分(1)熟练掌握:第二型曲线积分的定义.(2)深刻理解:第二型曲线积分的性质,第二型曲线积分与第一型曲线积分的关系.(3)应用:第二型曲线积分的计算.第二十一章重积分(一)考核知识点1.二重积分的概念及直角坐标系下二重积分的计算2.格林公式•曲线积分与路线的无关性3.二重积分的变量变换与三重积分4.重积分的应用(二)考核要求1.二重积分的概念及直角坐标系下二重积分的计算(1)熟练掌握:二重积分的概念极其存在性,平面图形的存在性.(2)深刻理解:二重积分的性质.二元函数的可积性定理.(3)简单应用:直角坐标系下二重积分的计算.(4)综合应用:计算二重积分及二重积分所围的区域.2. 格林公式•曲线积分与路线的无关性(1)熟练掌握:连通区域的概念,(2)深刻理解:格林公式,积分与路线的无关性定理.(3)简单应用:验证积分与路线无关并会求积分.(4)综合应用:应用格林公式计算曲线积分.3.二重积分的变量变换与三重积分(1)熟练掌握:三重积分的概念.(2)深刻理解:二重积分的可积函数类与性质,二重积分的变量变换公式与化三重积分为累次积分.(3)简单应用:用极坐标计算二重积分,会三重积分换元法.(4)综合应用:对积分进行极坐标变换并计算二重积分.计算三重积分及累次积分.第二十二章曲面积分(一)考核知识点1.第一型曲面积分和第二型曲面积分2.高斯公式与托克斯公式(二)考核要求1.第一型曲面积分和第二型曲面积分(1)熟练掌握:第一型曲面积分和第二型曲面积分的定义及二者之间的关系.(2)深刻理解:第一型曲面积分和第二型曲面积分的物理背景.(3)应用:第一型曲面积分和第二型曲面积分的计算.2.高斯公式与托克斯公式(1)熟练掌握:高斯公式和斯托克斯公式的物理意义.(2)深刻理解:高斯公式和斯托克斯公式及其证明过程.(3)应用:用高斯公式和斯托克斯公式计算曲面积分.。
数学分析教学大纲课程编号:课程中文名称:数学分析课程英文名称:Mathematical Analysis开课学期:春季学期和秋季学期学分/学时:15学分/288学时先修课程:高等数学建议后续课程:适用专业/开课对象:高等工程学院本科生团队负责人:责任教授:朱汝金执笔人:朱汝金核准院长:一.课程的性质、目的和任务通过本课程的教学,要求达到以下目的:1.使学生掌握《数学分析》的基本思想、基本理论、基本方法及基本技巧,为进一步学习其它课程打下结实基础。
2.要求学生了解《数学分析》的基本概念的实际背景,初步具备应用分析方法解决实际问题的能力。
3.培养学生数学计算能力与逻辑推理能力,养成处理纷繁数据与复杂数量关系的耐心与毅力。
二教学内容及课时安排第一学期绪论(1课时)§1 微积分起源简介§2 微积分在应用方面的成就举例(18世纪)§3 微积分的名称来源第一章函数(5课时)§1 变量§2 函数的概念:函数的定义、构成函数的各种途径§3 函数图形的整体特征分类简介§4 初等函数第二章极限论(16课时)§1 实数连续性公理简介§2 有界数集的确界§3 数列极限:数列极限的概念、收敛数列的性质、子列、单调有界数列的极限§4 实数连续统的基本定理:闭区间套序列、有限子覆盖、聚点原理、Cauchy 收敛准则§5 数列的上极限、下极限:定义、运算公式§6 函数极限:函数的有界性的概念、函数的极限概念、函数极限的基本性质、两个典型极限、判别函数极限存在的Cauchy准则§7 无穷大量、渐近线§8 无穷大(小)量的量阶表示(注:考虑学生的接受能力,有关实数理论的内容可移至第一学期末讲授,课时作相应的调整)第三章连续函数(10课时)§1 函数的连续性:函数在一点连续的概念、函数在一点左、右连续的概念、函数在连续点的局部性质§2 多个函数连续性之间的运算关系,初等函数的连续性§3 函数间断点的分类§4 闭区间上连续函数的重要性质:有界性、最值性、介值(中值)性、一致连续性(注:考虑学生的接受能力,§4中有关性质的证明可移至第一学期末讲授,课时作相应的调整)第四章微分学(一):导数与微分(11课时)§1 函数的导数概念:即时速度与曲线斜率、导数定义及其记法、左、右导数、函数的可导性与连续性、导数与变化律§2 求导运算法则:四则运算、复合函数与反函数的求导公式、参数式函数与隐函数的求导、§3 微分:微分概念与微分公式、复合函数微分法、微分形式的不变性§4 高阶导数与高阶微分§5 描写光滑曲线的几何量:两曲线之间的交角、弧长的微分、曲线的曲率第五章微分学(二)微分中值定理与Taylor公式(12课时)§1 微分中值定理:Rolle定理、Lagrange中值公式、Cauchy中值公式§2 L′Hopital法则——求“不定型”的极限§3 函数的极值,导函数的性质§4 判别函数的凹凸性,求曲线的拐点,曲线作图§5 Taylor公式:带Peano余项及Lagrange余项的Taylor公式及其应用第六章微分的逆运算——不定积分(15课时)§1 原函数与不定积分:原函数与不定积分的概念、部分初等函数的积分表§2 积分法法则:不定积分运算的线性性质、换元积分法、分部积分法、递推公式§3 原函数是初等函数的几类函数积分法:有理分式(部分分式法)、无理函数、三角(超越)函数第二学期第七章定(Riemann)积分(14课时)§1 定(Riemann)积分的概念:曲边梯形的面积、定积分的定义§2 Darboux上、下和,上、下积分§3 函数可积的充要条件,可积函数类§4 微积分基本定理,定积分的基本性质§5 变限积分,原函数存在的充分条件§6 定积分的间接算法:换元法、分部积分法§7 定积分中值定理:定积分的第一与第二中值定理§8 定积分在几何与力学中的初步应用:平面区域的面积、用截面积求体积、曲线弧长、旋转体的侧面积、定积分应用的定式、定积分在力学中的初步应用§9 定积分的近似计算第八章反常积分(10课时)§1 函数在无穷区间上的积分:定义与基本性质§2 无穷区间上积分收敛与发散的判别法:非负函数积分敛散性的比较判别法、积分的绝对收敛、被积函数的主部分离法、一般函数积分敛散性的判别法§3 无界函数的积分——瑕积分:定义与基本性质§4 瑕积分收敛与发散的判别法:非负函数瑕积分敛散性的比较判别法、瑕积分的绝对收敛、一般函数瑕积分敛散性的判别法、带瑕点无穷区间上积分敛散性的判别法第九章常数项级数(10课时)§1 级数收敛的概念和必要条件§2 收敛级数的运算性质§3 正项级数的收敛与发散的判别法:正项级数收敛的特征、比较判别法、比值与根值判别法及其推广、积分判别法§4 一般项级数收敛与发散的判别法:级数收敛的充分必要条件、绝对收敛与条件收敛、交错级数收敛判别法、乘积项级数的判别法§5 级数项序的重新排列§6 两个级数的乘积第十章函数项级数(12课时)§1 函数项级数一致收敛的概念§2 一致收敛函数项级数的运算性质§3 函数项级数一致收敛的判别法:Cauchy准则、M(最值)判别法、函数乘积项级数一致收敛的Abel和Dirichlet判别法§4 函数性质的传递——极限次序的交换:连续性质、积分性质及微分性质的传递第十一章幂级数、Taylor级数(10课时)§1 幂级数收敛区域的特征——收敛半径§2 幂级数收敛半径的求法§3 幂级数的一致收敛及其和函数的性质§4 函数的幂级数展式——Taylor级数:函数的Taylor级数的概念、判定函数的Taylor级数展式的方法、应用举例§5 多项式逼近连续函数第十二章Fourier分析初步(14课时)§1 三角函数系的正交性,函数的Fourier级数§2 Fourier级数的性质§3 Fourier级数的(点)收敛:Dirichlet积分、局部化原理、Fourier 级数收敛的判别法§4 其他函数的Fourier级数:周期为2l的函数、仅定义在有界区间上的函数§5 Fourier级数的其他收敛意义:算术平均求和、封闭系、均方收敛、一致收敛、Fourier级数的微分和积分第三学期第十三章多元函数的极限与连续性(6课时)§1 平面点集论:邻域与点列极限、开集闭集与区域、完备性与紧性定理§2 多元函数的极限:映射与多元函数的概念、全面极限、累次极限§3 多元函数的连续性:数值函数的连续性、向量函数的连续性、同胚变换第十四章多元函数微分学(10课时)§1 偏导数与全微分§2 多元复合函数的偏导数求法:连锁法则、一阶微分形式的不变性、同胚变换的Jacobi行列式§3 高阶偏导数与高阶全微分:多元函数的高阶偏导数、多元复合函数的高阶偏导数、多元函数的高阶全微分§4 多元隐函数的求导法:一个方程与方程组的情形§5 曲线的切线、曲面的切平面§6 方向导数和梯度§7 Taylor公式、凸函数§8 向量函数的可微性第十五章隐函数存在定理(6课时)§1 隐函数存在定理:一个方程的情形、方程组的情形§2 逆变换存在定理第十六章一般极值与条件极值(6课时)§1 一般极值问题:极值存在的必要条件与充分条件§2 条件极值问题:极值存在的必要条件——Lagrange乘子法、极值存在的充分条件§3 最小二乘法第十七章含参变量积分(10课时)§1 含参变量的定积分§2 含参变量的反常积分:一致收敛的概念及其判别法、含参变量的无穷积分的性质§3 含参变量积分的计算举例§4 Euler积分——B函数与Г函数第十八章重积分(12课时)§1 重积分的定义:曲顶柱体的体积、面积的定义、重积分的定义§2 重积分的存在性及其性质:函数可积的充分必要条件、可积函数类、可积函数的性质§3 化重积分为累次积分:化二重积分为累次积分的公式、公式的应用、化三重积分为累次积分§4 重积分的变量替换:二重积分的变量替换公式、公式的应用、三重积分的变量替换§5 n重积分§6 反常重积分第十九章曲线积分与曲面积分(12课时)§1 第一型曲线积分:定义及其存在性、计算公式§2 第二型曲线积分:定义及其存在性、计算公式、两种曲线积分之间的联系§3 曲面面积:由显方程及参数方程表示的曲面面积、连续曲面的面积§4 第一型曲面积分:定义及其计算、例与应用§5 曲面的侧§6 第二型曲面积分:定义及其计算、例与应用第二十章各种积分之间的联系、场论(8课时)§1 Green公式:Green公式、例与调和函数§2 Gauss公式:Gauss公式、例与应用§3 Stokes公式§5 曲线积分与路径无关性§6 场论初步三.课内外教学环节及基本要求本课程以课堂讲授为主,适当安排讨论。
学生随堂听课,参加课堂讨论,完成课后作业。
四.考核方式及成绩评定每学期期中举行期中考试,期末举行期末考试。
均为闭卷笔试。
每次课都布置相当数量的习题作业,要求学生课下独立完成。
每周收作业,由助教批改。
完成作业的数量与质量将记录在案,作为学生平时成绩的依据。
学生每学期总评成绩构成为:期中考试成绩占30%,期末考试成绩占60%,平时成绩占10% 。
五.教材与参考资料本课程以北京大学数学科学学院周民强、方企勤教授编著《数学分析》(上海科学技术出版社,2002年9月第一版)为教材。
主要参考为北京大学数学系沈燮昌、方企勤、廖可人、李正元与林源渠等教授编著《数学分析》及其习题集(高等教育出版社,1986年4月第一版)。
六.其他。