《高等数学》课程教学大纲.doc

高等数学课程教学大纲（适用于计算机专业本科）广东金融学院应用数学系基础数学教研室高等数学课程教学大纲课程类别：学科基础课开课单位：应用数学系授课对象：本科层次 计算机科学与技术专业学时与学分：150学时 8学分使用教材：同济大学数学教研室，高等数学，高等教育出版社， 一、教学目的与教学要求：（五号黑体）高等数学是高等学校工科类最重要的基础理论课之一。通过本课程的学习，使学生系统地获得微积分、空间解析几何、级数及常微分方程的基础理论知识和常用的运算方法。通过各教学环节逐步培养学生具有比较熟练的分析问题和解决问题的能力。为学习后继课程及今后的专业工作奠定必要的数学基础。1、要正确理解以下概念：函数、极限、连续性、导数、微分、偏导数、全微分、函数的极值。不定积分、定积分、二重积分、三重积分、曲线积分、曲面积分、无穷级数的敛散性、无穷级数的和、有关空间解析几何及常微分方程的基本概念。2、要掌握下列基本理论、基本定理和公式：基本初等函数的性质及图形，基本初等函数的导数公式，微分中值定理（罗尔定理、拉格朗日定理），不定积分基本公式，变上限积分及其求导定理、牛顿莱伯尼兹公式，偏导数的几何意义，极值存在的必要条件，格林公式，几何级数和P级数的收敛性，级数敛散性的判定条件，直线与平面的方程，典型的二次曲面、二阶线性常微分方程解的结构。3、熟练掌握下列运算法则和方法：求函数和数列极限的方法与运算法则，导数和微分的运算法则，复合函数求导法，初等函数一阶、二阶导数的求法，用导数判断函数的单调性及求极值方法，多元函数复合函数的偏导数求法，不定积分、定积分的换元与分部积分法，正项级数的比值审敛法，求幂级数的收敛半径和收敛区域，函数展开成幂级数的间接展开法，函数展开成傅里叶级数，一阶可分离变量微分方程的求解，二阶常系数齐次线性微分方程的解法。4、应用方面：用定积分和常微分方程方法求解一些简单的几何和物理问题，用极值方法求解最大值最小值的应用问题，用边际与弹性分析常用的经济问题。 二、课程主要内容 第一章 函数、极限、连续一 教学内容函数：常量与变量，函数的定义函数的表示方法：解析法，图示法、表格法函数的性质：函数的单调性、奇偶性、有界性和周期性初等函数：基本初等函数，复合函数，初等函数，分段表示的函数，建立函数关系。极限：数列极限、函数极限、左右极限、极限四则运算，无穷小量与无穷大量，无穷小量的性质，无穷小量的比较，两个重要极限。连续：函数在一点连续，左右连续，连续函数，间断点及其分类，初等函数的连续性，闭区间上连续函数性质的叙述。二本章教学重点与难点重点：函数概念，基本初等函数的性质及图形，极限的计算难点：建立函数关系，极限概念三教学基本要求 1、理解函数的概念，掌握函数的表示方法。 2、了解函数的奇偶性、单调性、周期性和有界性。 3、理解复合函数的概念，了解反函数及隐函数的概念。会建立简单函数关系式。 4、掌握基本初等函数的性质和图形。 5、理解极限的概念，了解分段函数的极限。 6、掌握极限四则运算法则，掌握利用两个重要极限求极限的方法。 7、掌握极限存在的二个准则，并会利用它们求极限。 8、理解无穷小、无穷大以及无穷小的阶的概念，会用等价无穷小求极限。 9、理解函数连续性的概念，会判别函数间断点的类型。 10、了解初等函数的连续性和闭区间上连续函数的性质，并会应用这些性质。 第二章 导数与微分一教学内容导数：导数的定义及几何意义，函数连续与可导的关系，基本初等函数的导数，导数的四则运算法则，复合函数求导法则，隐函数求导法则，对数求导法举例，用参数表示的函数的求导法则，高阶导数微分：微分的概念与运算，微分基本公式表，微分法则，一阶微分形式的不变性。二本章教学重点与难点重点：导数和微分概念，导数的几何意义及函数的可导性与连续性之间的关系，导数的四则运算法则和复合函数的求导法，基本初等函数的导数公式，初等函数的一阶，二阶导数的求法，难点：复合函数的求导法，。三教学基本要求 1、理解解导数的概念（包括左、右导数）导数的几何意义和物理意义，函数的可导性与连续性之间关系。 2、掌握导数的四则运算法则和复合函数的求导法，掌握基本初等函数的导数公式。会求分段函数的一阶和二阶导数。 3、了解高阶导数的概念，会求简单函数的n阶导数。掌握初等函数的二阶导数的求法。 4、会求隐函数和参数方程所确定的函数的一阶、二阶导数。 5、了解微分的概念和四则运算。 6、会用导数描述一些简单的物理量。 第三章 中值定理与导数的应用一、教学内容 中值定理：罗尔定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理的叙述导数应用：用洛必塔法则求“ ”、“ ”型未定式极限，函数的单调性判别法，函数的极值及其求法，函数图形的凹凸性及其判别法，拐点及其求法，水平与垂直渐近线，最大值、最小值问题，弧微分、方程的近似解法(牛顿切线法)二、 教学重点和难点重点： 函数的极值概念，用导数判别函数的单调性和求极值的方法。难点：导数的应用三、教学基本要求1、理解并会应用罗尔定理、拉格朗日定理，利用定理能求方程的根、证明不等式。了解柯西定理。2、理解函数的极值概念，掌握用导数判别函数的单调性和求函数极值的方法。3、会用导数描绘图形（包括水平、垂直、斜渐近线）。4、会求最大值、最小值的应用问题。5、掌握洛必达法则求未定式极限的方法。6、了解曲率、曲率半径的概念，并会计算。了解求方程近似解的二分法和切线法。 第四章 不定积分一教学内容不定积分：原函数、不定积分概念，不定积分的性质，基本积分公式表积分法：第一换元积分法，第二换元积分法，分部积分法，有理函数积分举例，积分表的使用二本章教学重点与难点重点：不定积分与定积分概念与性质，不定积分的基本公式，不定积分与定积分的换元积分法和分部积分法。难点：积分的计算。三教学基本要求1、理解原函数概念，理解不定积分的概念及性质。2、掌握不定积分的基本公式、换元法、分部积分法（对有理函数的待定系数法分解，不作过高要求）。 第五、六章 定积分及其应用 一、 教学内容定积分：定积分的定义及几何意义。定积分的性质，积分中值定理。原函数存在定理，牛顿莱布尼兹公式，定积分的换元积分法、分部积分法。定积分的近似计算(梯形法)，广义积分。积分的应用：求平面曲线围成图形的面积，旋转体(绕坐标轴旋转)体积，平面曲线的弧长，变力做功，引力、侧压力等二、本章重点和难点重点：变上限定积分的导数，牛顿莱布尼兹公式，定积分在几何上的应用难点：变上限函数的求导，广义积分，定积分应用等三、教学基本要求 1、理解定积分的基本概念，定积分中值定理。 2、理解变限函数及其求导定理，掌握牛顿-莱布尼兹公式。 3、掌握定积分的性质及换元积分法和分部积分法。 4、了解定积分的近似计算方法(梯形法和抛物线法)。 5、掌握定积分在几何上应用（平面图形的面积、平面曲线的弧长、旋转体的体积和侧面积、平行截面为已知的立体体积），和经济上应用。 6、了解广义积分的概念，会计算广义积分。 第七章 空间解析几何与向量代数一教学内容空间直角坐标：空间直角坐标系，点的坐标，两点间距离公式向量代数：向量概念，向量的模，单位向量，向量的加减法，数乘向量，向量的坐标，向径，方向余弦，方向角，向量的数量积、向量积，两向量的夹角，平行、垂直的条件空间平面：平面的点法式方程，一般方程空间直线：直线的标准方程，参数方程，一般方程。平面与直线的位置关系的讨论。空间曲面与曲线：曲线方程的概念，球面、椭球面，旋转抛物面，母线平行于坐标轴的柱面、以坐标轴为轴的圆锥面，空间曲线的参数方程二本章教学重点与难点重点：向量概念及表示，向量的线性运算，向量的数量积、向量积，向量的坐标表示及用向量的坐标表达式进行向量运算的方法，平面的点法式方程和直线的标准方程及其求法。难点：建立空间概念，向量的向量积。三教学基本要求1、理解向量的概念及其表示。2、掌握向量的运算(线性运算、数量积、向量积)，了解两向量垂直、平行的条件。了解向量的混合积。3、掌握单位向量、方向数、方向余弦、向量的坐标表达式以及用坐标表达式进行向量运算的方法。4、掌握平面方程(点法式、截距式、一般式方程)、直线方程（参数式方程、对称式方程、一般式方程）、会用平面直线的相互关系解决有关问题。5、理解曲面方程的概念，了解常用二次曲面的方程及其图形，会求以坐标轴为旋转轴的旋转曲面及母线平行于坐标轴的柱面方程。6、了解空间曲线的参数方程和一般方程；了解它在坐标平面上的投影，并会求其方程。 第八章 多元函数微分学 一 教学内容多元函数：定义，二元函数的几何表示，二元函数的极限、连续介绍，有界闭区域上连续函数性质的叙述偏导数与全微分：偏导数定义，高阶偏导数，混合偏导数与求导次序无关的条件，全微分及全微分存在定理的叙述，复合函数求偏导数(一阶)，隐函数求偏导数(一阶)法则偏导数应用：空间曲线的切线与法平面，曲面的切平面与法线，多元函数的极值及求法，条件极值与拉格朗日乘数法二本章教学重点与难点重点：偏导数与全微分计算，复合函数求偏导数，隐函数求偏导数，由参数方程确定的函数求导法，多元函数的极值和条件极值难点：复合函数求偏导数，复合函数的高阶偏导数，隐函数的偏导数，求曲线的切线和法平面及曲面的切平面和法线，求条件极值的拉格朗日乘数法，函数的极值应用问题三教学基本要求 1、理解多元函数的概念。 2、了解二元函数的极限与连续的概念以及有界闭区域上连续函数的性质。 3、理解偏导数与全微分的概念，了解全微分存在的必要条件和充分条件，了解全微分在近似计算中的应用。 4、理解方向导数与梯度的概念并掌握其计算方法。 5、掌握复合函数一阶、二阶偏导数的求法。 6、会求隐函数(包括方程组确定的隐函数)的偏导数。 7、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。 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，了解二元函数极值存在的充分条件，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大值和最小值并会解决一些简单的应用问题。 第九章 重积分 一 教学内容重积分：二重积分的定义，几何意义、性质及计算(直角坐标系下和极坐标系下)。二重积分的应用：求立体的体积，空间物体的质量。曲线积分：第一类（对弧长的）曲线积分的定义，性质及计算，第二类(对坐标的)曲线积分的定义，性质及计算，格林公式，平面曲线积分与路径无关的条件，曲线积分的简单应用(变力做功)。二本章重点和难点 重点：二重积分的计算，两类曲线积分的概念和计算，格林公式，曲线积分与路径无关的条件难点：二重积分化为两次积分。三教学基本要求1、理解二重积分、三重积分的概念，了解重积分的性质。2、掌握二重积分(直角坐标、极坐标)的计算方法，会计算三重积分(直角坐标、柱面坐标、球面坐标)。3、会用重积分求一些几何量与物理量（平面图形的面积、立体的体积、曲面面积、质量、重心、转动惯量等）。 第十章 曲线积分与曲面积分 一、 教学内容曲线积分 的概念，性质，两类曲线积分的关系，两类曲线积分的计算，格林公式，曲面积分的概念，性质，两类曲面积分的关系，两类曲面积分的计算，高斯公式。二、本章的重点和难点重点：两类曲线积分的计算，两类曲面积分的计算，难点：格林公式和高斯公式的应用，三、教学的基本要求 1、理解两类曲线积分的概念，了解两类曲线积分的性质，了解两类曲线积分的关系。 2、掌握计算两类曲线积分的方法。 3、掌握格林公式并会运用平面曲线积分与路径无关的条件，会求全微分的原函数。 4、了解两类曲面积分的概念、性质及两类曲面积分的关系。 5、掌握计算两类曲面积分的方法。 6、了解高斯公式、会用它来计算曲面积分。 7、会用曲线积分和曲面积分求一些几何量与物理量（弧长、曲面面积、质量、功及流量）。 第十一章 无穷级数一 教学内容级数：无穷级数及其收敛性定义，部分和。级数收敛的必要条件，几何级数、p-级数的收敛条件正项级数：收敛判别法比较判别法、比值判别法交错级数：莱布尼兹判别法幂级数：幂级数，幂级数收敛半径及其求法，收敛区间泰勒级数：泰勒级数，初等函数展成泰勒级数的条件，ex ,sinx,ln(1+x)等的马克劳林级数二本章重点和难点重点：无穷级数收敛、发散以及和的概念，几何级数和P级数的收敛性，正项级数的比值审敛法，幂级数收敛半径的求法及比较简单的幂级数收敛区间的求法，难点：正项级数的比较审敛法，交错级数的莱布尼兹定理，幂级数的收敛域及和函数，初等函数展成泰勒级数，三教学基本要求 1、理解常数项级数收敛与发散的概念、收敛级数和的概念，掌握级数的基本性质及收敛的必要条件。 2、掌握几何级数、P级数的敛散性。 3、掌握正项级数的判别法（比较法、比值法、根值法）。 4、会用交错级数的莱布尼兹判别法。 5、了解无穷级数绝对收敛与条件收敛的慨念，及二者之间的关系。 6、了解函数项级数的收敛域及和函数的概念。 7、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，并会由此求出某些数项级数的和。 9、了解泰勒公式、泰勒级数，掌握 的麦克劳林展开式，会用它们将一些简单函数展开幂级数。 10、了解幂级数在近似计算中的简单应用。 11、了解博里叶级数的概念及函数展开成傅里叶级数的狄利克莱定理。 12、会将定义在 ，0 、 上函数展开为傅里叶级数、会将定义在，0 、0，上函数展开为正弦级数与余弦级数，会写出傅里叶级数的和的表达式。 第十二章 微分方程 一教学内容基本概念：微分方程及其阶、解(特解、通解)、以及微分方程的分类一阶微分方程：可分离变量的微分方程、齐次型微分方程、一阶线性微分方程(齐次的或非齐次的)的概念及其解法二阶线性微分方程：解的结构，二阶常系数线性齐次微分方程的通解求法，二阶常系数线性非齐次微分方程(特殊自由项)的特解和通解的求法微分方程应用举例二