本書是為高等學校文科各專業(yè)學生編寫的高等數(shù)學教材。其內括函數(shù)與極限、微分學及其應用、積分學及其應用、線性代數(shù)初步、概率論初步、常微分方程初步。每章后配有課外閱讀材料,可幫助文科學生加深對高等數(shù)學的理解和提高學的興趣。本書可作為高等院校的文科類各專業(yè)學生學數(shù)學的教材和參考書。
本書針對文科學生學數(shù)學的難點編寫而成,內容全面,簡明清晰。
數(shù)學作為一門研究客觀物質的數(shù)量關系和空間形式的科學,是理論思維“辯證的輔助工具和表現(xiàn)方式”,是科學技術不可缺少的工具,是人類理解自然和征服自然的有力武器.無論是探索廣闊浩瀚的宇宙、研究細微的基本粒子、揭示生命的奧秘,還是設計宏偉的高樓大廈、生產(chǎn)精密的電子儀器、工廠里的經(jīng)營管理和物資調配、農(nóng)業(yè)生產(chǎn),甚至軍事戰(zhàn)爭,哪一項不用到數(shù)學?正如數(shù)學家華羅庚所說:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之變,生物之謎,日用之繁,無處不用數(shù)學.大哉,數(shù)學之為用.”所以說,應用數(shù)學的高低,是衡量一個國家科學技術發(fā)展的標志之一.
如今,數(shù)學正愈來愈滲透到科學技術的各個領域和社會的各個方面,成為一種具有普遍意義的方法,各門科學的數(shù)學化和計量化已經(jīng)成為當今科學技術發(fā)展的一個重要趨勢.正如馬克思所說:“一種科學只有當它到了運用數(shù)學的時候,它才成為科學.”數(shù)學和別的科學比較起來具有高度抽象性、內在統(tǒng)一性以及應用廣泛性等特征,它有著特殊的能和潛在的文化和社會價值.
為什么數(shù)學會有如此大的作用呢?因為在數(shù)學中,各種量之間關系的變化以及量之間的演算,都是以形式表示的,即運用一套形式化的數(shù)學語言,這種語言已成為自然科學和一切社會科學內容的重要表達方式.
大學文科學生面對的問題不是要不要學數(shù)學,而是怎樣才能學好高等數(shù)學.學好高等數(shù)學不僅僅是為了掌握一門工具,更是要學的理性思維模式.同時,數(shù)學不僅僅是一門科學,也是一種文化,學好高等數(shù)學能幫助文科大學生提高個人的文化修養(yǎng)和綜合素質.
本教材是由多名長期在一線講授文、理科高等數(shù)學的骨編寫的.在編寫過程中,我們既力求區(qū)別于理科版高等數(shù)學的內容,又盡量系統(tǒng)地保留了高等數(shù)學教材內容的嚴謹性和邏輯性等特點,參考了其他文科高等數(shù)學教材,吸收了這些教材的經(jīng)驗,努力做到內容通俗易懂和易于教學.教材中融入了一些數(shù)學概念的發(fā)展史、數(shù)學思想方法、數(shù)學方法論等方面的內容,通過教學力求使學生對數(shù)學的基本方法和思維方式有一個清晰的認識,為學生將來能利用高等數(shù)學的知識分析和解決實際問題打下基礎,達到為社會培養(yǎng)新型復合人才的目標.
本教材適合每周3學時或4學時的教學時長.內括函數(shù)與極限、微分學及其應用、積分學及其應用、線性代數(shù)初步、概率論初步以及常微分方程初步.每個章節(jié)均配備了適量的課后閱讀材料.課后閱讀材括與各章節(jié)內容有關的學科發(fā)展簡史和數(shù)學家簡介,方便讀者了解學科的發(fā)展情況和有關數(shù)學家的貢獻.
本教材的第l章和第2章前兩節(jié)由張寄洲編寫,第2章的第3節(jié)和第5章由李昭祥編寫,第3章由王瑋涵和袁麗霞編寫,第4章由陸新生編寫,第6章由高道舟編寫,全書由張寄洲統(tǒng)稿.本教材在編寫過程中得到了上海師范大學婁本東、郭謙、王晚生、王榮年和戴文榮等老師的大力支持和幫助,在此表示衷心的感謝.
由于編者有限,本書難免會有不足之處,懇請各位同行老師和讀者批評指正.
編 者
第1章 函數(shù)與極限
1.1 函數(shù)
1.1.1 函數(shù)的概念
1.1.2 函數(shù)的幾種特性
1.1.3 反函數(shù)和復合函數(shù)
1.1.4 基本初等函數(shù)和初等函數(shù)
1.2 極限
1.2.1 數(shù)列的極限
1.2.2 函數(shù)的極限
1.2.3 無窮小與無窮大
1.2.4 極限運算法則
1.2.5 極限存在準則及兩個重要極限
1.2.6 無窮小的比較
1.3 函數(shù)的連續(xù)性
1.3.1 函數(shù)的連續(xù)性定義
1.3.2 函數(shù)的間斷點
1.3.3 連續(xù)函數(shù)的運算法則與初等函數(shù)的連續(xù)性
1.3.4 閉區(qū)間內連續(xù)函數(shù)的性質
閱讀材料A函數(shù)和極限的發(fā)展簡史
數(shù)學家介紹
第2章 微分學及其應用
2.1 導數(shù)與微分
2.1.1 導數(shù)的概念與公式
2.1.2 微分的概念與公式
2.2 微分中值定理
2.3 導數(shù)的應用
2.3.1 洛必達法則
2.3.2 函數(shù)的單調性與凹凸性
2.3.3 函數(shù)的極值與最值
閱讀材料B微積分發(fā)展簡史(1)
數(shù)學家介紹
第3章 積分學及其應用
3.1 不定積分
3.1.1 不定積分的定義和公式
3.1.2 不定積分的計算
3.2 定積分
3.2.1 定積分定義
3.2.2 可積條件
3.2.3 定積分的性質
3.2.4 定積分的計算
3.2.5 定積分的應用
閱讀材料C微積分發(fā)展簡史(2)
數(shù)學家介紹
第4章 線性代數(shù)初步
4.1 線性方程組的解法
4.1.1 克拉默法則
4.1.2 消元法
4.2 行列式的性質和計算
4.2.1 行列式的意義
4.2.2 行列式的性質和計算
4.3 矩陣的概念與運算
4.3.1 矩陣的概念
4.3.2 矩陣的運算
4.3.3 矩陣的應用
閱讀材料D線性代數(shù)發(fā)展簡史
數(shù)學家介紹
第5章 概率論初步
5.1 隨機事件
5.1.1 隨機現(xiàn)象和隨機事件
5.1.2 隨機事件的關系和運算
5.2 概率的定義與性質
5.2.1 古典概型
5.2.2 條件概率和乘法公式
5.3 隨機變量及其分布
5.3.1 隨機變量的概念
5.3.2 離散型隨機變量及其概率分布律
5.3.3 隨機變量的分布函數(shù)
5.3.4 連續(xù)型隨機變量
5.4 隨機變量的數(shù)字特征
5.4.1 隨機變量的期望
5.4.2 隨機變量的方差
閱讀材料E概率論發(fā)展簡史
數(shù)學家介紹
第6章 常微分方程初步
6.1 基本概念
6.2 微分方程求解
6.3 應用舉例
閱讀材料F常微分方程發(fā)展簡史
數(shù)學家介紹
考答案與提示
參考文獻
附表:標準正態(tài)分布函數(shù)值表