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《高等数学Ⅱ》课程教学大纲
撰写人：姚增善
撰写时间：2011 年7月
一、课程基本信息
开课院系：数学科学学院
课程英文名称：Advanced Mathematics Ⅱ
课程类别：通识课
适用专业：理、工科各专业
是否独立开课：独立
先修课程：无
课程总学时：96+80=176学时
总学分：6＋5
二、课程性质、目的与任务：
《高等数学Ⅱ》是理、工科专业的一门重要基础课，通过本课程的教学，使学生获得函数、极限及连续、一元及多元函数微积分、向量代数和空间解析几何、无穷级数、常微分方程等方面的基本理论和基本运算技能。
为学习其它课程及今后工作奠定必要的数学基础。
在教学过程中，要通过各个教学环节逐步培养学生具有抽象概括能力，逻辑推理能力，空间想象能力和自学能力，要特别注意培养学生运用所学知识去分析、解决实际问题的能力。
三、教学安排：
四、考核方式：
考试形式：笔试(闭卷或开卷)、口试、写小论文等形式。
五、推荐教材及参考书资料（注明编者，出版社，出版时间及版次）：
教材：
刘新国主编，高等数学(上、下册)，石油大学出版社，2011年8第二版
参考书：
[1] 赵树嫄主编，微积分，中国人民大学出版社，1990年第二版
[2]同济大学编，高等数学（上、下册），同济大学编，高等教育出版社。
2002年7月第五版。
函数的幂级数展开式函数的幂级数展开式是一种用无穷多个幂次项来表示函数的展开式。
它是一种非常重要的数学工具，可以用来近似计算各种函数和解决各种数学问题。
在本文中，我们将介绍函数的幂级数展开式的定义、性质和应用，并通过一些实例来加深理解。
一、函数的幂级数展开式的定义给定一个实函数f(x)，如果它在一些区间[a, b]上无穷次可导，并且对每一个x∈[a, b]，都存在常数an（n=0,1,2,3,...）使得f(x) = ∑(n=0 to ∞) an(x-a)n，其中an是常数，这个展开式就称为函数f(x)在点a处的幂级数展开式。
其中(x-a)n表示x-a的n次幂。
二、函数的幂级数展开式的性质1.函数的幂级数展开式在其收敛半径内是收敛的，即对于任意x∈[a,b]，幂级数展开式都收敛。
收敛半径的计算可以使用柯西-阿达玛公式进行推导。
2.函数的幂级数展开式可以实现函数的逐项求导和逐项求积分操作，即对幂级数展开式的每一项进行求导或求积分操作后，得到的仍然是原函数在该点的幂级数展开式。
3.函数的幂级数展开式的和函数在展开区间内连续，但在展开区间端点处是否连续需要根据情况来确定。
如果和函数在展开区间端点处连续，那么展开式的收敛性在展开区间端点处也成立。
三、函数的幂级数展开式的应用1.函数逼近：幂级数展开式可以用来逼近各种函数，将一个函数表示为幂级数的形式，可以利用幂级数的性质对其进行计算和分析，从而更好地理解函数的性质。
2.函数求和：使用函数的幂级数展开式可以求解一些无穷级数的和，如调和级数、指数级数、三角级数等。
3.微分方程求解：幂级数展开式可以用来求解一些微分方程，通过将未知函数表示成幂级数的形式，将微分方程转化为幂级数方程，通过比较幂级数展开式的系数来求解未知函数。
4.概率统计：幂级数展开式在概率统计领域有广泛应用，如泰勒级数在正态分布、伽玛分布等概率分布的研究中的应用。
最后，我们通过两个实例来进一步了解函数的幂级数展开式的应用。
高等数学系列教材目录表第一章：极限与连续1.1 极限的概念1.2 极限的运算法则1.3 无穷小与无穷大1.4 一元函数的连续性第二章：函数的导数与微分2.1 导数的定义2.2 导数的基本运算法则2.3 高阶导数与高阶微分2.4 隐函数与参数方程求导第三章：一元函数的微分学应用3.1 最值与最值存在条件3.2 凹凸性与拐点3.3 曲线的渐近线3.4 微分中值定理与Taylor公式第四章：不定积分4.1 不定积分的概念4.2 基本积分表与换元法4.3 分部积分与定积分的计算4.4 函数积分的性质第五章：定积分5.1 定积分的概念5.2 定积分的计算方法5.3 反常积分5.4 定积分的应用第六章：微分方程6.1 常微分方程的基本概念6.2 可分离变量与齐次方程6.3 一阶线性微分方程6.4 高阶线性微分方程第七章：多元函数微分学7.1 多元函数的极限与连续7.2 多元函数的偏导数7.3 隐函数与参数方程的偏导数7.4 多元函数的全微分第八章：重积分8.1 二重积分的概念与计算8.2 极坐标系下的二重积分8.3 三重积分的概念与计算8.4 数值积分与重积分的应用第九章：曲线曲面积分9.1 第一类曲线积分9.2 第二类曲线积分9.3 曲面积分的概念与计算9.4 应用实例解析第十章：无穷级数10.1 数项级数的概念与性质10.2 收敛级数的判定10.3 幂级数与函数展开10.4 泰勒级数与麦克劳林级数第十一章：常微分方程11.1 一阶常微分方程11.2 高阶常微分方程11.3 实际问题建模与解答11.4 系统常微分方程第十二章：向量代数与解析几何12.1 向量空间与基底12.2 向量的内积与外积12.3 线性方程组与矩阵12.4 空间曲线与曲面第十三章：多元函数微分学的应用13.1 梯度与方向导数13.2 多元函数的极值与最值条件13.3 二次型与正定性13.4 特征值与特征向量第十四章：多元积分学14.1 二重积分的计算技巧14.2 三重积分的计算技巧14.3 坐标变换与积分的几何应用14.4 曲线曲面积分的计算方法第十五章：无穷级数的应用15.1 幂级数的收敛域与函数展开15.2 Fourier级数与函数展开15.3 数学物理方程的解析解15.4 波动方程与热传导方程第十六章：曲线积分与曲面积分的应用16.1 曲线积分的物理应用16.2 曲面积分的物理应用16.3 物理场的散度与旋度16.4 应用实例解析与计算第十七章：多元函数的傅里叶级数17.1 多元函数的Fourier级数展开17.2 空间中的Fourier级数与Fourier变换17.3 矢量值函数的Fourier级数展开17.4 傅里叶级数的物理应用第十八章：向量场与格林公式18.1 向量场的数学描述18.2 向量场的积分与路径无关性18.3 格林公式的证明与应用18.4 微分形式与斯托克斯公式这是一份高等数学系列教材的目录表，涵盖了极限与连续、函数的导数与微分、微分方程、重积分、曲线曲面积分、无穷级数、向量代数与解析几何、多元函数微分学的应用等主要内容。
年大学公共数学课程的开设建议与内容Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT注：（1）《高等数学A》(理工类）是为需要数学基础多的工学、理学各专业开设；（2）《高等数学B》（经管类）是为需要数学基础及数学在经济应用的经济类、管理类专业开设的；（3）需要一元微积分的专业可以之学《高等数学C》的第一学期开设的《高等数学C（I）》，若需要基本的二元微积分的基础，可继续修第二学期开设的《高等数学C（II）》。
《高等数学A（Ⅰ）》课程的教学内容第一章函数与极限一、映射与函数(一)集合(二) 映射与函数二、数列的极限(一)数列极限的定义(二)收敛数列的性质三、函数的极限(一) 函数极限的定义(二) 函数极限的性质四、无穷小和无穷大五、极限四则运算法则六、极限存在准则两个重要极限七、无穷小的比较八、函数的连续性与间断点九、连续函数的运算与初等函数的连续性(一)有界性与最大值最小值定理(二)零点定理与介值定理第二章导数与微分一、导数的概念(一)引例与导数的定义(二)导数的几何意义(三)函数可导性与连续性的关系二、函数的求导法则(一)函数求导的四则运算法则与反函数导法则(二)复合函数的求导法则(三)基本求导法则与导数公式三、高阶导数四、隐函数及由参数方程所确定的函数的导数(一) 隐函数的导数(二)由参数方程所确定的函数的导数五、函数的微分(一) 微分的定义及其几何意义(二)基本初等函数的微分公式与微分运算法则(三) 微分在近似计算中的应用第三章微分中值定理与导数的应用一、积分中值定理(一)罗尔定理(二)拉格朗日中值定理(三)柯西中值定理二、洛必达法则三、泰勒公式四、函数的单调性与曲线的凹凸性(一)函数单调性的判定法(二)曲线的凹凸性与拐点五、函数的极值与最大值和最小值(一)函数的极值及其求法(二)最大值和最小值问题六、函数图形的描绘七、曲率(一)弧微分(二)曲率及其计算公式(三)曲率圆与曲率半径第四章不定积分一、不定积分的概念及性质（一）原函数与不定积分的概念（二）基本积分表（三）不定积分的性质二、换元积分法（一）第一类换元法（二）第二类换元法三、分部积分法四、有理函数的积分（一）有理函数的积分（二）可化为有理函数的积分举例第五章定积分一、定积分的概念及性质（一）定积分问题举例（二）定积分的定义（三）定积分的性质二、微积分基本公式（一）变速直线运动中位置函数与速度函数之间的联系（二）积分上限函数及其导数（三）牛顿——莱布尼茨公式三、定积分的换元法和分部积分法（一）定积分的换元法 （二）定积分的分部积分法四、反常积分（一）无穷限的反常积分 （二）无界函数的反常积分五、定积分元素法六、定积分在几何学上的应用（一）平面图形的面积 （二）体积（三）平面曲线的弧长七、定积分在物理学上的应用（一）变力沿直线所作的功 （二）水压力和功第六章 微分方程一、微分方程的基本概念 二、可分离变量的微分方程 三、齐次方程 四、一阶线性微分方程（一）线性方程 （二）伯努利方程五、全微分方程六、可降阶的高阶微分方程（一）()()n yf x =型的微分方程（二）(),y f x y '''=型的微分方程 （三）(),y f y y '''=型的微分方程七、高阶线性微分方程（一）二阶线性微分方程举例 （二）二阶线性微分方程的解的结构八、常系数齐次线性微分方程 九、常系数非齐次线性微分方程《高等数学A（Ⅱ）》课程的教学内容第七章空间解析几何及向量代数一、向量及其线性运算（一）向量的概念（二）向量的线性运算（三）空间直角坐标系（四）利用坐标作向量的线性运算（五）向量的模、方向角、投影二、数量积、向量积、混合积（一）两向量的数量积（二）两向量向量积（三）向量的混合积三、曲面及其方程（一）曲面方程的概念（二）旋转曲面（三）柱面（四）二次曲面四、空间曲线及其方程（一）空间曲线的一般方程（二）空间曲线的参数方程（三）空间曲线在坐标面上的投影五、平面及其方程（一）平面的点法式方程（二）平面的一般方程（三）两平面的夹角六、空间直线及其方程（一）空间直线的一般方程（二）空间直线的对称式方程与参熟方程（三）两直线的夹角（四）直线与平面的夹角第八章多元函数微分法及其应用一、多元函数的基本概念（一）平面点集 n微空间（二）多元函数概念（三）多元函数的极限（四）多元函数的连续性二、偏导数（一）偏导数的定义及其计算法（二）高阶偏导数三、全微分四、多元复合函数的求导法则五、隐函数的求导公式（一）一个方程的情形（二）方程组的情形六、多元函数微分学的几何应用（一）空间曲线的切线和法平面（二）曲面的切平面和法线七、方向导数与梯度八、多元函数的极值及其求法（一）多元函数的极值及最大值、最小值（二）条件极值拉格朗日乘数法第九章重积分一、二重积分的概念与性质（一）二重积分的概念（二）二重积分的性质二、二重积分的计算法（一）利用直角坐标计算二重积分（二）利用极坐标计算二重积分三、三重积分（一）三重积分的概念（二）三重积分计算四、重积分的应用（一）曲面的面积（二）质心转动惯量（三）引力第十章曲线积分与曲面积分一、对弧长的曲线积分（一）对弧长的曲线积分的概念与性质（二）对弧长的曲线积分的计算法二、对坐标的曲线积分（一）对坐标的曲线积分的概念与性质（二）对坐标的曲线积分的计算法（三）两类曲线积分之间的关系三、格林公式及其应用（一）格林公式（二）平面上曲线积分与路径无关的条件（三）二元函数的全微分求积四、对面积的曲面积分（一）对面积的曲面积分的概念与性质（二）对面积的曲面积分的计算法五、对坐标的曲面积分（一）对坐标的曲面积分的概念与性质（二）对坐标的曲面积分的计算法（三）两类曲面积分之间的关系六、高斯公式散度与旋度（一）高斯公式（二）通量与散度七、斯托克斯公式环流量与旋度（一）斯托克斯公式（二）环流量与旋度第十一章无穷级数一、无穷级数的概念与性质（一）常数项级数的概念（二）收敛级数的基本性质二、常数项级数的审敛法（一）正项级数及其审敛法（二）交错级数及其审敛法（三）绝对收敛与条件收敛三、幂级数（一）函数项级数的概念（二）幂级数及其收敛性（三）幂级数的运算四、函数展开成幂级数（一）泰勒级数（二）函数展开成幂级数五、函数的幂级数展开式的应用（一）近似计算（二）欧拉公式六、傅里叶级数（一）三角级数三角函数系的的正交性（二）函数展开成傅里叶级数（三）正弦级数和余弦级数七、一般周期函数的傅里叶级数（一）周期为2L的周期函数的傅里叶级数《高等数学B（Ⅰ）》课程的教学内容第一章函数与极限一、函数(一)集合(二) 映射与函数（三）经济中常用的函数二、数列的极限(一)数列极限的定义(二)收敛数列的性质三、函数的极限(一) 函数极限的定义(二) 函数极限的性质四、无穷小和无穷大五、极限四则运算法则六、极限存在准则两个重要极限七、无穷小的比较八、函数的连续性与间断点九、连续函数的运算与闭区间上的连续函数的性质(一)有界性与最大值最小值定理(二)零点定理与介值定理第二章导数与微分、边际与弹性一、导数的概念(一)导数的几何意义(二)函数可导性与连续性的关系二、函数的求导法则(一)函数求导的四则运算法则与反函数导法则(二)复合函数的求导法则(三)基本求导法则与导数公式三、高阶导数四、隐函数及由参数方程所确定的函数的导数(一) 隐函数的导数(二)由参数方程所确定的函数的导数五、函数的微分(一) 微分的定义及其几何意义(二)初基本初等函数的微分公式与微分运算法则(三) 微分在近似计算中的应用六、边际与弹性(一) 经济中常用的函数的边际(二)经济中常用的函数的弹性第三章微分中值定理与导数的应用一、积分中值定理(一)罗尔定理(二)拉格朗日中值定理二、洛必达法则三、函数的单调性与曲线的凹凸性(一)函数单调性的判定法(二)曲线的凹凸性与拐点五、函数的极值与最大值和最小值(一)函数的极值及其求法(二)最大值和最小值问题（三）最值在经济问题中的应用六、函数图形的描绘第四章不定积分一、不定积分的概念及性质（一）原函数与不定积分的概念（二）基本积分表（三）不定积分的性质二、换元积分法三、分部积分法四、有理函数的积分（一）有理函数的积分（二）可化为有理函数的积分举例第五章定积分一、定积分的概念及性质（一）引例：面积、路程和收益问题（二）定积分的定义（三）定积分的性质二、微积分基本公式（一）积分上限函数及其导数（二）牛顿——莱布尼茨公式三、定积分的换元法和分部积分法（一）定积分的换元法（二）定积分的分部积分法四、反常积分（一）无穷限的反常积分（二）无界函数的反常积分五、定积分元素法六、定积分在经济中的应用（一）由边际函数求原函数（二）由变化量求总量（三）收益流的现值和将来值第六章空间解析几何简介一、空间直角坐标系（一）空间直角坐标系（二）两点之间的距离（三）曲面方程的概念（二）旋转曲面（三）柱面（四）二次曲面二、空间曲线及其方程（一）空间曲线的一般方程（二）空间曲线在坐标面上的投影《高等数学B（Ⅱ）》课程的教学内容第七章多元函数微分法及其应用一、多元函数的基本概念（一）多元函数概念（二）多元函数的极限（三）多元函数的连续性二、偏导数（一）偏导数的定义及其计算法（二）高阶偏导数（三）偏导数在经济里的应用——偏边际和偏弹性三、全微分四、多元复合函数的求导法则五、隐函数的求导公式六、多元函数的极值及其求法（一）多元函数的极值及最大值、最小值（二）条件极值拉格朗日乘数法第八章重积分一、二重积分的概念与性质（一）二重积分的概念（二）二重积分的性质二、二重积分的计算法（一）利用直角坐标计算二重积分（二）利用极坐标计算二重积分第九章无穷级数一、无穷级数的概念与性质（一）常数项级数的概念（二）收敛级数的基本性质二、常数项级数的审敛法（一）正项级数及其审敛法（二）交错级数及其审敛法（三）任意项级数的绝对收敛与条件收敛（四）三、泰勒级数与幂级数（一）函数项级数的概念（二）幂级数及其收敛性（三）幂级数的运算四、函数展开成幂级数（一）泰勒级数（二）函数展开成幂级数（三）近似计算第十章 微分方程与差分方程一、微分方程的基本概念二、可分离变量的微分方程三、齐次方程四、一阶线性微分方程（一）线性方程（二）伯努利方程五、全微分方程六、一阶微分方程在经济学中的应用七、可降阶的高阶微分方程（一）()()n y f x =型的微分方程（二）(),y f x y '''=型的微分方程（三）(),y f y y '''=型的微分方程八、常系数齐次线性微分方程九、常系数非齐次线性微分方程十、差分与差分方程的概念十一、一阶、二阶常系线性差分方程及简单经济应用《高等数学C （Ⅰ）》课程的教学内容第一章 函数与极限一、函数(一)集合(二) 映射与函数（三）函数的单调、有界、奇偶、周期二、数列的极限(一)数列极限的定义(二)收敛数列的性质三、函数的极限(一) 函数极限的定义(二) 函数极限的性质四、无穷小和无穷大五、极限四则运算法则六、极限存在准则两个重要极限七、无穷小的比较八、函数的连续性与间断点九、连续函数的运算与闭区间上的连续函数的性质(一)有界性与最大值最小值定理(二)零点定理与介值定理第二章导数与微分一、导数的概念(一)导数的几何意义(二)函数可导性与连续性的关系二、函数的求导法则(一)函数求导的四则运算法则与反函数导法则(二)复合函数的求导法则(三)基本求导法则与导数公式三、高阶导数四、隐函数及由参数方程所确定的函数的导数(一) 隐函数的导数(二)由参数方程所确定的函数的导数五、函数的微分(一) 微分的定义及其几何意义(二)初基本初等函数的微分公式与微分运算法则(三) 微分在近似计算中的应用第三章微分中值定理与导数的应用一、积分中值定理(一)罗尔定理(二)拉格朗日中值定理二、洛必达法则三、函数的单调性与曲线的凹凸性(一)函数单调性的判定法(二)曲线的凹凸性与拐点五、函数的极值与最大值和最小值(一)函数的极值及其求法(二)最大值和最小值问题六、函数图形的描绘第四章不定积分一、不定积分的概念及性质（一）原函数与不定积分的概念（二）基本积分表（三）不定积分的性质二、换元积分法（一）第一类换元法（二）第二类换元法三、分部积分法四、有理函数的积分（一）有理函数的积分（二）可化为有理函数的积分举例第五章定积分一、定积分的概念及性质（一）引例：面积、路程问题（二）定积分的定义（三）定积分的性质二、微积分基本公式（一）积分上限函数及其导数（二）牛顿——莱布尼茨公式三、定积分的换元法和分部积分法（一）定积分的换元法（二）定积分的分部积分法四、反常积分（一）无穷限的反常积分（二）无界函数的反常积分五、定积分元素法六、定积分在几何学上的应用（一）平面图形的面积（二）体积（三）平面曲线的弧长七、定积分在物理学上的应用（一）变力沿直线所作的功（二）水压力和功第六章 微分方程一、微分方程的基本概念二、可分离变量的微分方程三、齐次方程四、一阶线性微分方程（一）线性方程（二）伯努利方程五、全微分方程六、一阶微分方程在经济学中的应用七、可降阶的高阶微分方程（一）()()n y f x =型的微分方程（二）(),y f x y '''=型的微分方程（三）(),y f y y '''=型的微分方程八、常系数齐次线性微分方程九、常系数非齐次线性微分方程《高等数学C（Ⅱ）》课程的教学内容第七章空间解析几何简介一、空间直角坐标系（一）空间直角坐标系（二）两点之间的距离（三）曲面方程的概念（二）旋转曲面（三）柱面（四）二次曲面二、空间曲线及其方程（一）空间曲线的一般方程（二）空间曲线在坐标面上的投影第八章多元函数微分法及其应用一、多元函数的基本概念（一）多元函数概念（二）多元函数的极限（三）多元函数的连续性二、偏导数（一）偏导数的定义及其计算法（二）高阶偏导数三、全微分四、多元复合函数的求导法则五、隐函数的求导公式六、多元函数的极值及其求法（一）多元函数的极值及最大值、最小值（二）条件极值拉格朗日乘数法第九章重积分一、二重积分的概念与性质（一）二重积分的概念（二）二重积分的性质二、二重积分的计算法（一）利用直角坐标计算二重积分（二）利用极坐标计算二重积分第十章无穷级数一、无穷级数的概念与性质（一）常数项级数的概念（二）收敛级数的基本性质二、常数项级数的审敛法（一）正项级数及其审敛法（二）交错级数及其审敛法（三）任意项级数的绝对收敛与条件收敛（四）三、泰勒级数与幂级数（一）函数项级数的概念（二）幂级数及其收敛性（三）幂级数的运算四、函数展开成幂级数（一）泰勒级数（二）函数展开成幂级数（三）近似计算。
