高等数学教学大纲

1、高等数学课程教学大纲第一部分：大纲说明一、本课程基本情况1、课程编号： 07020101、07020102 2、课程类型： 学科基础课3、修读方式： 必修4、学 时： 84+1085、学 分： 5+66、考核方式： 考试二、课程的目的和任务高等数学是理科各专业学生的一门必修的重要基础理论课，它是为培养我国社会主义现代化建设所需要的高质量专门人才服务的。通过本课程的学习，要使学生获得：1.函数与极限；2.一元函数微积分学；3.向量代数和空间解析几何；4.多元函数微积分学；5.无穷级数(包括傅立叶级数)；6.常微分方程等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能，为学习后继课程和进一步获取数学知识奠定

2、必要的数学基础。在传授知识的同时，要通过各个教学环节，逐步培养学生具有抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力、运算能力和自学能力，还要特别注意培养学生具有综合运用所学知识去分析问题和解决问题的能力。本课程在工程力学、流体力学、天体力学、电路振荡分析、工业自动控制以及化学、生物、经济等领域有广泛的应用。三、课程的结构和学时安排第一章：函数与极限（14学时）第二章：导数与微分（14学时）第三章：微分中值定理与导数的应用（16学时）第四章：不定积分（12学时）第五章：定积分（12学时）第六章：定积分的应用（16学时）第七章：空间解析几何与向量代数（14学时）第八章：多元函数微分法及其应用（16学时

3、）第九章：重积分（16学时）第十章：曲线积分与曲面积分（20学时）第十一章：无穷级数（20学时）第十二章：微分方程（22学时）第二部 分课程内容及要求第一章函数与极限【教学内容】1. 映射与函数2. 数列的极限3. 函数的极限4. 无穷小与无穷大5. 极限运算法则6. 极限存在准则 两个重要极限7. 无穷小的比较8. 函数的连续性与间断点9. 连续函数的运算与初等函数的连续性10.闭区间上连续函数的性质【教学要求】1. 理解映射与函数的概念，掌握函数的表示方法，并会建立简单应用问题中的函数关系式。2. 了解函数的奇偶性、单调性、周期性和有界性。3. 理解复合函数及分段函数的概念，了解反函数及隐

4、函数的概念。4. 掌握基本初等函数的性质及其图形。5. 理解极限的概念，理解函数左极限与右极限的概念，以及极限存在与左、右极限之间的关系。6. 掌握极限的性质及四则运算法则。7. 了解极限存在的两个准则，并会利用它们求极限，掌握利用两个重要极限求极限的方法。8. 理解无穷小、无穷大的概念，掌握无穷小的比较方法，会用等价无穷小求极限。9. 理解函数连续性的概念（含左连续与右连续），会判别函数间断点的类型。10. 了解连续函数的性质和初等函数的连续性，了解闭区间上连续函数的性质（有界性、最大值和最小值定理、介值定理），并会应用这些性质。 【教学重点与难点】 教学重点: 函数与复合函数的概念，基本初

5、等函数与初等函数，实际问题中的函数 关系，极限概念与极限运算，无穷小，两个重要极限公式，函数连续的概念与初等函数的连续性。 教学难点: 函数符号的运用，复合函数的复合过程，极限定义的理解，两个重要极限的灵活运用。第二章 导数与微分【教学内容】1. 导数概念2. .函数的求导法则 3. 高阶导数4. 隐函数及由参数方程所确定的函数的导数 相关变化率5. 函数的微分【教学要求】 1 理解导数和微分的概念与微分的关系和导数的几何意义，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，理解函数的可导性与连续性之间的的关系。2 熟练掌握导数的四则运算法则和复合函数的求导法则，

6、熟练掌握基本初等函数的导数公式，了解微分的四则运算法则和一阶微分形式的不变性，会求函数的微分。3 了解高阶导数的概念，会求某些简单函数的n阶导数。4 会求分段函数的导数。5 会求隐函数和由参数方程确定的函数的一阶、二阶导数，会求反函数的导数。【教学重点与难点】 教学重点:1. 导数和微分的概念与微分的关系；2. 导数的四则运算法则和复合函数的求导法则；基本初等函数的导数公式；3. 高阶导数；4. 隐函数和由参数方程确定的函数的导数。 教学难点:1. 复合函数的求导法则；2. 分段函数的导数；3. 反函数的导数4. 隐函数和由参数方程确定的导数。第三章 微分中值定理与导数应用【教学内容】1. 微

7、分中值定理2. 洛必达法则3. 泰勒公式4. 函数的单调性与曲线的凹凸性5. 函数的极值与最大值最小值6. 函数图形的描绘7. 曲率【教学要求】 1. 理解并会用罗尔定理,拉格朗日中值定理和泰勒定理;2. 了解并会用柯西中值定理;3. 理解函数的极值概念,掌握用导数判断函数的单调性和求函数极值的方法,掌握函数最大值和最小值的求法及其简单应用;4. 会用导数判断函数的凹凸性,会求函数图形的拐点,会求水平、铅直和斜渐进线，会描绘函数的图形；5. 掌握用罗必达法则未定式极限的方法;6. 了解曲率和曲率半径的概念,会计算曲率和曲率半径.【教学重点与难点】 教学重点: 罗尔定理,拉格朗日中值定理和泰勒定

8、理的理解与运用; 用导数判断函数的单调性,凹凸性和求函数极值以及最值的方法; 结合导数知识描绘函数图形；用罗必达法则求未定式极限方法的运用; 曲率和曲率半径的概念及计算。 教学难点: 拉格朗日中值定理和泰勒定理的理解与运用; 用导数判断函数的单调性,凹凸性和求函数极值以及最值方法的灵活应用; 综合利用导数知识描绘函数图形；罗必达法则的适用条件及类型;曲率和曲率半径的概念。第四章 不定积分【教学内容】1. 不定积分的概念与计算2. 换元积分法3. 分部积分法4. 有理函数的积分5. 积分表的使用【教学要求】 1. 理解原函数与不定积分的概念；2. 理解不定积分的基本性质；3. 熟记不定积分的基本

9、积分公式；4. 熟练掌握不定积分的换元积分法；5. 熟练掌握常见三种类型的分部积分法；6. 会求有理函数和可化为有理函数的简单无理式的积分。【教学重点与难点】 教学重点: 原函数与不定积分的概念，不定积分的性质，基本积分公式，换元积分法，分部积分法。 教学重点: 换元积分法。第五章 定积分 【教学内容】1. 定积分的概念与性质2. 微积分基本公式3. 定积分的换元法和分部积分法4. 反常积分【教学要求】1. 理解定积分、反常积分和函数的概念及相关性质；2. 掌握微积分的基本公式，会利用定积分的换元法和分部积分法求解定积分；3. 握反常积分的求解方法，能利用反常积分的审敛法判断反常积分的敛散性。

10、 【教学重点与难点】 教学重点： 定积分、反常积分和函数的概念；微积分的基本公式以及定积分的换元法和分部积分法。 教学难点： 定积分、反常积分和函数的相关性质；变动上限的函数的应用；利用微积分的基本公式以及定积分的换元法和分部积分法求解定积分与反常积分；利用反常积分的审敛法判断反常积分的敛散性。第六章 定积分的应用 【教学内容】1. 定积分的元素法2. 积分在几何学上的应用3. 定积分在物理学上的应用【教学要求】1. 掌握定积分的元素法，会求所求问题的微元。2. 能够利用定积分的元素法解决平面图形的面积，体积，弧长等相关几何问题。3. 能够利用定积分的元素法解决水压力，变力做功，引力等相关物理

11、问题。 【教学重点与难点】 教学重点：利用定积分的元素法解决相关几何，关物理问题。 教学难点：会求所求问题的微元。第七章 空间解析几何与向量代数 【教学内容】1. 向量及其线性运算2. 数量积 向量积3. 曲面及其方程4. 空间曲线及其方程5. 平面及其方程6. 空间直线及其方程【教学要求】1. 理解空间直角坐标系，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、混合积），掌握两个向量垂直和平行的条件。3. 理解单位向量、方向数与方向余弦、向量的坐标表达式，熟练掌握用坐标表达式进行向量运算的方法。4. 掌握平面方程和直线方程及其求法。5. 会求平面与平面、平面与直线、直

12、线与直线之间的夹角，并会利用平面、直线的相互关系（平行、垂直、相交等）解决有关问题。6. 会求点到直线以及点到平面的距离。7. 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。8. 了解空间曲线的参数方程和一般方程。9. 了解空间曲线在坐标平面上的投影，并会求其方程。 【教学重点与难点】 教学重点： 两向量的数量积、向量积及它们的坐标表达式，两向量平行、垂直的条件，平面的点法式方程，直线的对称式方程，球面方程，母线平行于坐标轴的柱面方程。 教学难点： 两向量的向量积，旋转曲面方程，空间曲线在坐标面上的投影曲线的概念和方程。第八章

13、多元函数微分法及其应用 【教学内容】1. 多元函数的基本概念2. 偏导数3. 全微分4. 多元复合函数的求导法则5. 隐函数的求导法则6. 多元函数微分学的几何应用7. 方向导数与梯度8. 多元函数的极值及其求法【教学要求】1. 理解多元函数的基本概念；2. 理解多元函数偏导数的概念，熟练掌握多元函数偏导数、全微分的求法；3. 掌握多元复合函数、隐函数的求导法则；4. 理解多元函数微分学的几何应用，了解方向导数与梯度；5. 掌握多元函数极值的求法，并会应用其解决实际问题。 【教学重点与难点】 教学重点：多元函数的偏导数的概念与求法，条件极值 教学难点：多元复合函数的求导第九章 重积分【教学内容

14、】1. 二重积分的概念与性质2. 二重积分的计算3. 三重积分4. 重积分的应用【教学要求】1. 教学中应紧密结合定积分和不定积分的相关知识进行讲解，从熟悉的知识过渡到陌生的概念较容易让学生接受理解；既强调它们的联系，又强调它们的区别，强调重积分的计算方法和技巧，以强化知识结构.2. 重积分的计算是教学的重难点，教学中要强化重积分的计算步骤和基本方法，还要密切关注学生的练习和作业，发现问题及时解决纠正.3. 把重积分的计算和实际运用结合起来，激发学生学习的积极性，让学生在学习中掌握理解重积分的思想方法，能用所学知识解决一些实际问题. 【教学重点与难点】 教学重点： 二重积分在直角坐标和极坐标下

15、的计算，三重积分在直角坐标、柱面坐标和球坐 标下的计算，三重积分的运用. 教学难点： 二重积分在直角坐标和极坐标下的计算 三重积分的计算和运用.第十章 曲线积分与曲面积分【教学内容】1. 对弧长的曲线积分2. 对坐标的曲线积分3. 格林公式及其应用4. 对面积的曲面积分5. 对坐标的曲面积分6. 高斯公式 通量与散度7. 斯托克斯公式 环流量【教学要求】1. 理解两类曲线积分的概念，了解两类曲线积分的性质及两类曲线积分的关系。2. 掌握计算两类曲线积分的方法。3. .熟练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

16、，掌握计算两类曲面积分的方法，了解高斯公式、斯托克斯公式，会用高斯公式计算曲面积分。5. 解散度与旋度的概念，并会计算。6. 会用曲线积分及曲面积分求一些几何量与物理量。【教学重点与难点】教学重点: 两类曲线积分的计算方法；格林公式及其应用；两类曲面积分的计算方法；高斯公式、斯托克斯公式；两类曲线积分与两类曲面积分的应用。 教学难点： 两类曲线积分的关系及两类曲面积分的关系；对坐标的曲线积分与对坐 标 的曲面积分的计算；应用格林公式计算对坐标的曲线积分；应用高斯公式计算对坐标的曲面积分；应用斯托克斯公式计算对坐标的曲线积分。第十一章 无穷级数【教学内容】1. 常数项级数的概念和性质2. 常数项

17、级数的审敛法3. 幂级数4. 函数展开成幂级数5. 函数的幂级数展开式的应用6. 傅里叶级数7. 一般周期函数的傅里叶级数【教学要求】1. 理解无穷级数收敛、发散及和的概念，掌握无穷级数的基本性质；2. 掌握正项级数的比较审敛法，比值审敛法及根值审敛法.掌握交错级数的莱布尼兹审敛法.理解绝对收敛与条件收敛的概念；3. 掌握幂级数的收敛半径与收敛区间的求法，掌握幂级数的加减运算及逐项积分运算并会利用这些运算求一些简单的幂级数的和函数；4. .掌握一些常见的泰勒级数展开式（麦克劳林公式），并会运用这些展开式将一些简单函数展开成幂级数；5. 了解函数展开为傅里叶级数的充分条件，掌握将以为周期的周期函

18、数展开为傅里叶级数的方法，掌握将周期为的周期函数展开成傅里叶级数的方法.【教学重点与难点】教学重点：1. 正项级数收敛性的比较判别法和比值判别法，交错级数的莱布尼兹判别法，绝对收敛与条件收敛的概念； 幂级数收敛域的求法，幂级数收敛半径和收敛区间的求法。2. 泰勒级数,函数展开成幂级数.函数展开成幂级数的间接方法3. 了解傅立叶级数的概念和狄立克雷收敛定理.如何将函数展开为傅立叶级数. 教学难点： 泰勒级数,函数展开成幂级数.函数展开成幂级数的间接方法第十二章 微分方程【教学内容】1. 微分方程的基本概念2. 可分离变量的微分方程3. 齐次方程4. 一阶线性微分方程5. 全微分方程6. 可降阶的高阶微分方程7. 高阶线性微分方程8. 常系数齐次线性微分方程9. 常系数非齐次线性微分方程10. 微分方程的幂级数解法【教学要求】1. 理解并掌握微分方程的基本概念，主要包括微分方程的阶，微分方程2. 的通解、特解及微分方程的初始条件等3. 熟练掌握可分离变量的微分方程的解法4. 熟练掌握齐次微分方程的解法5. 掌握一阶线性微分方程的形式，熟练掌握其解法；掌握利用变量代换解微分方程的方法；了解贝努利方程的形式及解法6. 掌握全微分方程成立的充要条件，掌握全微分方程的解法，会用观察法找积分因子7. 掌