高等教学课程教学大纲.doc

高等教学课程教学大纲课程编号:40812031-40812041课程名称:高等数学英文名称:Advanced Mathematics学 时:236学时学 分:13先修课程:初等数学(中学阶段)适用专业:长春工业大学05级本科（实验班）一、 总论(一)课程性质高等数学是理工科院校开设的及其重要的基础课,高水平的工程技术人才需要具备较高的数学修养和数学基础,本课程为顺利学习后继课程提供必要的数学知识和数学技术，是长春工业大学为本科生（实验班）开设的公共必修课程。(二) 开课目的与任务通过课程的教学,使学生掌握课程的基本理论，基本知识和基本技能,培养学生的抽象思维能力,逻辑推理能力，发散思维能力及综合运用所学知识去分析解决问题的能力，特别是要注意培养学生创新意识和创新能力,使学生具备较高的数学修养和掌握必要的数学知识及数学技术为后续课程的学习和考研打下良好的数学基础。(三) 课程教学重点、难点、手段、方法等有关说明本课程内容可分为：函数与极限,一元函数微分学一元函数积分学,向量代数与空间解析几何,多元函数微分学,多元函数积分学,无穷级数,微分方程等八部分。函数与极限重点：极限。难点：极限的“” 、“”定义， 求极限。一元函数微分学重点：导数与微分的概念,导数、微分的计算，微分中值定理,函数的各种性态,函数的极值与最值。难点：复合函数的求导,微分中值定理。一元函数积分学重点：不定积分与定积分的概念,积分计算方法，变上限积分定理与牛顿莱布尼兹公式,元素法难点：积分计算,元素法向量代数与空间解析几何重点：数量积,向量积,平面方程的几种形式与位置关系,空间直线方程的几种形式与位置关系难点：平面方程的位置关系,空间直线方程的位置关系多元函数微分学重点：多元函数概念，多元复合函数求导法则，多元函数极值。难点：二重极限，多元复合函数求导法则。 多元函数积分学重点：重积分概念，重积分计算，线积分概念，线积分计算，面积分概念，面积分计算。格林公式 高斯公式难点：各种积分的计算，相关概念的引入及定理的证明，无穷级数。重点：数项级数审敛法，幂级数的收敛域，函数展开成幂级数。难点：幂级数求和，傅氏系数，的计算。微分方程重点：变量可分离微分方程，一阶性微分方程，二阶常系数齐次与非齐次线性微分方程。难点：利用微分方程建立函数模型，确定待定系数。二 、课程内容及其学时分配、教学要求（一）课程内容及其学时分配第一章 函数与极限 共16学时1.1映射与函数 4学时1.2数列的极限 2学时1.3函数的极限 2学时1.4无穷小与无穷大 1学时1.5极限运算法则 1学时1.6极限存在准则 两个重要极限 2学时1.7无穷小的比较， 1学时1.8函数的连续与间断 1学时1.9连续函数的运算与初等函数的连续性 1学时1.10闭区间二连续函数的性质 1学时第二章 导数与微分 共14学时2.1导数的概念 4学时2.2函数的求导法则 4学时2.3高阶导数 2学时2.4隐函数及由参数方程所确定的函数的导数 相关变化率 2学时2.5函数的微分 2学时第三章 微分中值定理与导数的应用 共14学时3.1微分中值定理 2学时3.2洛必达法 2学时3.3泰勒公式 2学时3.4函数的单调性 2学时3.5函数的极值与最大值最小值 2学时3.6函数图形的描述 2学时3.7曲率 2学时第四章 不定积分 共12学时4.1定积分的概念与性质 4学时4.2换元积分法 4学时4.3分部积分法 2学时4.4有理函数的积分 2学时第五章 定积分 共10学时5.1定积分的概念与性质 4学时5.2微积分基本公式 2学时5.3定积分的换元法和分部积分法 2学时5.4反常积分 2学时第六章 定积分的应用 共6学时6.1定积分的元素法 1学时6.2定积分在几何学上的应用 3学时6.3定积分在物理学上的应用 2学时第七章 空间解析几何与向量代数 共14学时7.1向量及其线形运算 4学时7.2数量积、向量积、混合积 2学时7.3曲面及其方程 2学时7.4空间曲线及其方程 2学时7.5平面及其方程 2学时7.6空间直线及其方程 2学时第八章 多元函数微积分法及其应用 共18学时8.1多元函数的基本概念 4学时8.2偏导数 2学时8.3全微分 2学时8.4多元复合函数的求导法则 2学时8.5隐函数的求导公式 2学时8.6多元函数微积学的几何应用 2学时8.7方向导数与梯度 2学时8.8多元函数的极值及其求法 2学时第九章 重积分 共12学时9.1二重积分的概念与性质 2学时9.2二重积分的计算法 4学时9.3三重积分 4学时9.4重积分的应用 2学时第十章 曲线积分与曲面积分 共14学时10.1对弧长的面线分法 2学时10.2对坐标的曲线积分 2学时10.3格林公式及其应用 2学时10.4对面积的曲面积分 2学时10.5对坐标的曲面积分 2学时10.6高斯公式通量与散度 2学时10.7斯托克斯公式、环流量与旋度 2学时第十一章 无穷级数 共16学时11.1常数项级数的概念和性质 2学时11.2常数项级数的审敛法 4学时11.3级数 2学时11.4函数展开成级数 2学时11.7傅里叶级数 4学时11.8一般周期函数的博里叶级数 2学时第十二章 微分方程 共18学时12.1微分方程的基本概念 2学时12.2可分离变量的微分方程 2学时12.3齐次方程 2学时12.4一阶线性微分方程 2学时12.5全微分方程 2学时12.6可降阶的高阶微分方程 2学时12.7高阶线性微分方程 2学时12.8常系数齐次线性微分方程 2学时12.9常系数非齐次线性微分方程 2学时（二） 教学要求1.函数与极限(1)理解函数的概念掌握函数的表示法，会建立简单应用问题中的函数关系。(2)了解函数的有界性、单调性、周期性及奇偶性。(3)理解复合函数及分段函数的概念，了解反函数及隐函数的概念。(4)掌握基本初等函数的性质及其图形。(5)了解极限“” 、“”定义，并在学习过程中逐步理解极限的概念，掌握极限的性质。(6)理解无穷小，无穷大的概念，掌握无穷小的比较方法，会用等阶无穷小求极限。(7)掌握极限四则运算法则。(8)掌握极限存在两个准则，会用两个重要极限求极限。(9)理解函数在一点连续的概念，会判别间断点的类型。(10)了解初等函数的连接性和闭区间上连接函数的性质会应用这些性质。2. 一元函数微分学(1)理解导数的概念及其几何意义，会求平面曲线的切线方程和法线方程，了解导数的物理意义，会用导数描述一些物理量，理解函数的可导与连续性之间的关系。(2)掌握导数的四则运算和复合函数的求导法则，掌握基本初等函数的导数公式，会求反函数和分段函数的导数。(3)了解高阶导数的概念，会求简单函数的阶导数，会求分段函数的二阶导数。(4)会求隐函数和参数方程所确定的函数的一阶、二阶函数。(5)理解微分的概念，理解倒数与微分的关系，了解微分的四则运算和一阶微分形式的不变性，会求函数的微分。(6)理解罗尔（Rolle）定理，拉格朗日（Lagrange）定理，了解柯西（Cauchy）定理和泰勒（Taylor）定理。会应用上述微分中值定理中值定理。(7)掌握用罗必达(L.hospital)法则求未定式极限的方法。(8)掌握用导数判定函数的单调性，会用导数判定函数图像的凹凸性，会求函数图像的拐点。(9)理解函数极值概念，掌握用导数求函数极值的方法，掌握函数最大值和最小值的方法，及其简单应用。(10)会求函数图形的水平，铅直和斜渐近线，会描绘函数的图形。(11)了解曲率和曲率半径的概念，会计算曲率和曲率半径。3一元函数积分学(1)理解原函数和不定函数的概念，掌握不定积分的基本公式和性质。(2)掌握不定积分的换元积分法，分部积分法，会求有理函数、三角函数有理式和简单无理函数的积分。(3)理解定积分的概念，掌握定积分性质及积分中值定理。(4)理解变上限积分定义的函数，会求它的导数，掌握牛顿（Newdon）莱布尼兹（Leibniz）公式。(5)掌握定积分的换元法与分部计分法。(6)了解反常积分的概念，会计算反常积分。(7)掌握用定积分表达和计算一些几何量和物理量。4.向量代数与空间解析几何(1)了解空间直角坐标系、向量的概念及其表示。(2)掌握向量的运算，了解两个向量垂直、平行的条件。(3)理解单位向量、方向角、方向余弦、向量的坐标表达式，掌握用坐标表达式进行向量运算的方法。(4)理解曲面方程的概念，掌握常用二次曲面的方程及其图形，会求以坐标轴为旋转轴得旋转曲面及母线平行坐标轴的柱面方程。(5)了解空间曲面方程的概念，了解空间曲线的参数方程和一般方程，了解空间曲线在坐标面上的投影，会求其方程。(6)掌握平面方程及其方法，会求平面与平面之间的夹角，会求点到平面的距离。(7)掌握空间直线方程及其方法，会求直线与直线、直线与平面之间的夹角，会求点到直线的距离。5.多元函数微分学(1)理解多元函数的概念，理解二元函数的几何意义，了解二元函数的极限与连续性概念以及有界闭区域上连续函数的性质。(2)理解多元函数偏导数的概念，会求偏导数。(3)理解多元函数全微分的概念，会求全微分，了解全微分存在的必要条件和充分条件。(4)掌握多元复合函数的一阶二阶偏导数的求法。(5)会用隐函数求导公式求隐函数的偏导数。(6)了解曲线的切线和法平面及曲面的切平面和法线的概念，会求它们的方程。(7)理解方向导数与梯度的概念，掌握它们的计算方法。(8)理解多元函数极值和条件极值的概念，掌握多元函数极值存在的必要条件。了解二元函数存在的充分条件，会求二元函数的极值，会用拉格朗日乘数法求条件极值，会求简单多元函数的最值，会求解一些简单的应用问题。6.多元函数积分学(1)理解二重积分，三重积分的概念，了解重积分的性质，了解重积分的中值定理。(2)掌握二重积分，三重积分的计算方法。(3)会用积分求一些几何量与物质量。(4)理解两类曲线积分的概念，了解两类曲线积分的性质，及两类曲线积分的关系。(5)掌握两类曲线积分的计算方法，会用曲线积分求一些几何量与物理量。(6)掌握格林（Gauss）公式,会运用平面曲线积分与路径元关的条件，会求全微分的原函数。(7)了解两类曲面积分的概念，性质及两类曲面积分的关系。(8)掌握两类曲面积分的计算方法，会用曲面积分几何量与物理量。(9)会用高斯（Gauss）公式、斯托克斯（Stokes）公式计算曲面和曲线积分。(10)了解散度与旋度的概念，会计算散度与旋度。7.无穷级数(1)理解数项级数收敛的概念，掌握级数的基本性质及收敛的必要条件。(2)掌握几何级数与p-级数的收敛及发散的条件。(3)掌握正项级数的比较审敛法，比值判别法，会用根植判别法。(4)掌握交错级数的莱布尼兹定理。(5)了解任意项级数绝对收敛和条件收敛的概念，以及绝对收敛与条件收敛的关系。(6)了解函数项级数的收敛域及和函数的概念。(7)理解幂级数收敛半径的概念，掌握幂级数的收敛半径、收敛区间及收敛域的求法。(8)了解幂级数在其收敛区间内的一些基本性质，会求一些幂级数在收敛区间内的和函数，由此求出某些数项级数的和。(9)了解函数展开为泰勒级数的充分必要条件。(10)掌握和的麦克劳林（）展开式，会用它们将一些简单函数间接展开成幂级数。(11)了解傅里叶（）级数，会将定义在和上的函数展开为傅立叶级数。会将定义在上的函数展开为正弦级数与余弦级数。8.微分方程(1)了解微分方程及其阶，解，通解，初始条件和特解等概念。(2)掌握变量可分离微分方程，一阶线性微分方程的解法。(3)会解齐次方程，伯努利（）方程。从中领会用变量代换求解方程的思想，会用简单的变量代换解某些微分方程。(4)会解全微分方程。(5)会用降阶法，解下列微分方程， 。(6)掌握线性微分方程解的性质及解的结构定理。(7)掌握二阶常系数齐次线性微分方程的解法，会解某些高于二阶常系数齐次线性微分方程。(8)会解自由项为多项式，指数函数，正弦函数，余弦函数，以及它们的和与积的二阶常系数非齐次线性微分方程。(9)会用微分方程解决一些简单的应用问题。三、习题和习题课习题：教材每节所附的习题作为学生课后习题，其中一些较难的习题作为例题在课堂讲授习题课课时分配 共64学时第一章 函数与极限 6学时第二章 导数与微分 4学时第三章 微分中值定理与导数的应用 6学时第四章 不定积分 4学时第五章 定积分 4学时第六章 定积分的应用 6学时第七章 空间解析集合与向量代数 4学时第八章 多元函数微分法及其应用 6学时第九章 重积分 6学时第十章 曲线积分与曲面积分 6学时第十一章 无