目 录第1章函数、极限与连续§1.1函数一、邻域二、函数的概念三、函数的特征四、反函数五、基本初等函数六、复合函数七、初等函数八、常用的经济函数习题1.1§1.2极限的概念与性质一、数列的极限二、函数的极限三、极限的性质四、无穷小与无穷大的概念习题1.2§1.3极限的运算 一、极限的运算法则二、两个重要极限三、无穷小的比较习题1.3§1.4连续函数的概念与性质一、函数的增量二、函数的连续性三、函数的间断点及其类型四、闭区间上连续函数的性质习题1.4§1.5函数与极限的应用案例一、连续复利问题二、二氧化碳的吸收三、垃圾填埋场废弃物的管理四、科赫雪花的周长和面积习题1.5§1.6MATLAB在极限中的应用一、MATLAB基础知识二、MATLAB在极限中的应用习题1.6数学文化欣赏总习题1第2章导数与微分 §2.1导数的概念 一、引例二、导数的定义三、导数的几何意义四、导数的经济意义五、可导与连续的关系习题2.1§2.2基本求导法则 一、导数的四则运算法则二、复合函数的求导法则三、反函数的求导法则习题2.2§2.3高阶导数 习题2.3§2.4函数的微分 一、微分的定义二、微分的几何意义三、微分在近似计算中的应用习题2.4§2.5导数在经济学中的简单应用 一、边际分析二、弹性分析习题2.5§2.6MATLAB在导数运算中的应用 习题2.6数学文化欣赏总习题2第3章导数的应用§3.1预备定理 一、罗尔中值定理二、拉格朗日中值定理三、柯西中值定理习题3.1§3.2洛必达法则 一、00型和∞∞型未定式二、其他类型的未定式习题3.2§3.3函数的单调性与曲线的凹凸性 一、函数的单调性二、曲线的凹凸性与拐点习题3.3§3.4函数的极值、最大值与最小值 一、函数的极值二、函数的最大值与最小值习题3.4§3.5MATLAB在导数中的应用 习题3.5数学文化欣赏 总习题3第4章不定积分§4.1不定积分的概念与性质一、原函数与不定积分的概念二、不定积分的几何意义三、基本积分公式)四、不定积分的性质习题4.1§4.2不定积分的换元积分法 一、第一类换元积分法二、第二类换元积分法习题4.2§4.3不定积分的分部积分法 习题4.3§4.4MATLAB在不定积分中的应用 习题4.4数学文化欣赏总习题4第5章定积分及其应用§5.1定积分的概念一、引例二、定积分的定义三、定积分的几何意义四、定积分的性质习题5.1§5.2微积分基本定理 一、积分上限函数及其导数二、变速直线运动中位置函数与速度函数之间的联系三、牛顿莱布尼茨公式习题5.2§5.3定积分的换元积分法和分部积分法 一、定积分的换元积分法二、定积分的分部积分法习题5.3§5.4反常积分 一、无穷区间上的反常积分二、无界函数的反常积分习题5.4§5.5定积分的应用 一、微元法二、定积分在几何学中的应用三、定积分在经济学中的应用习题5.5§5.6MATLAB在一元函数的定积分中的应用习题5.6数学文化欣赏总习题5第6章多元函数微分学§6.1空间解析几何简介一、空间直角坐标系二、平面及其方程三、曲面与空间曲线习题6.1§6.2多元函数的基本概念一、平面区域的概念二、多元函数的定义三、多元函数的极限四、多元函数的连续性习题6.2§6.3多元函数的偏导数一、偏导数的定义及计算方法二、高阶偏导数习题6.3§6.4全微分 一、全微分二、全微分在近似计算中的应用习题6.4§6.5多元复合函数及隐函数的微分法一、多元复合函数的微分法二、隐函数的微分法习题6.5§6.6多元函数的极值与最值 一、多元函数的极值二、多元函数的最值三、条件极值与拉格朗日乘数法习题6.6§6.7多元函数微分学应用案例一、如何购物最满意二、如何才能使醋酸回收的效果最好三、如何喷浇绿地最节水习题6.7§6.8MATLAB在多元函数微分学中的应用一、用MATLAB对多元函数进行作图二、用MATLAB求多元函数的极限三、用MATLAB求多元函数的偏导数和全微分四、用MATLAB求多元函数的极值习题6.8数学文化欣赏总习题6第7章二重积分及其应用§7.1二重积分的概念与性质一、二重积分的概念二、二重积分的性质习题7.1§7.2二重积分的计算方法 习题7.2§7.3二重积分的应用 一、平均利润问题二、计算土方量问题习题7.3§7.4MATLAB 在二重积分计算中的应用一、利用int命令计算二重积分二、二重积分的数值计算习题7.4数学文化欣赏总习题7第8章微分方程初步§8.1微分方程的基本概念一、引例二、基本概念习题8.1§8.2一阶微分方程一、可分离变量的微分方程二、齐次微分方程三、一阶线性微分方程习题8.2§8.3二阶线性微分方程 一、二阶线性微分方程的概念二、二阶线性微分方程解的结构三、二阶常系数齐次线性微分方程四、二阶常系数非齐次线性微分方程习题8.3()§8.4微分方程应用案例 一、招聘问题二、饮酒驾车问题三、新产品的推广问题习题8.4§8.5MATLAB在微分方程中的应用习题8.5数学文化欣赏总习题8附录一些常用的数学公式习题参考答案参考文献
前 言“微积分”是大学数学系列课程中最基本、最重要的课程之一,是高等学校大多数专业的基础必修课程.微积分主要以函数作为研究对象,以极限作为研究工具,研究一元、多元函数的微分和积分的基本思想,进而培养学生分析问题、解决问题的逻辑思维能力和创新能力,培养学生利用数学模型与方法解决实际问题和专业问题的能力,也为后续专业课的学习打下坚实的基础.本书立足于普通高等学校应用型人才培养目标,以数学教育理论为指导,按照教育部颁发的《本科层次职业学校设置标准(试行)》的要求,并借鉴普通本科和高职、高专数学课程的教学要求,由从事多年微积分教学与研究的教师精心编写而成.本书从内容到形式,全面贯彻党的教育方针和正确价值导向,遵循“必需、够用”原则,严格落实立德树人的根本任务,是融入了课程思政元素和MATLAB应用的新形态一体化教材,内容包括函数、极限与连续,导数与微分,导数的应用,不定积分,定积分及其应用,多元函数微分学,二重积分及其应用,微分方程初步,等等.每章开头均配有名人名言,每节后均配有习题,每章最后均配有MATLAB应用、数学文化欣赏及总习题,书后附有习题参考答案.本书在内容安排与编写方面具有如下特点.1.融入课程思政元素,强化思政德育功能本书注重传道授业解惑与育人育才的有机统一:(1)融入思政教育元素.为了将党的二十大精神全面有机地融入教育教学,本书将二十大精神融入教材,为实现二十大精神进课堂、进头脑奠定了基础.党的二十大报告指出,青年强,则国家强,党要把青年工作作为战略性工作来抓,用党的“初心使命”感召青年.基于此,我们在编写连续函数时,融入了思政教育“不忘初心、牢记使命”的思政元素,极限与连续,恰如人生道路,我们不断远行,走向人生终点;回望走过的路程,有的人像发散函数一般,离本心越来越远,但有的人如收敛函数一般,恪守自己的本心,不断接近自己的理想.希望学生能如收敛函数,“不忘初心、牢记使命”,砥砺前行,无限接近自己的理想.(2)融入数学史和数学文化,特别是中国数学文化.为了培养学生的爱国之情、强国之心、科学精神和文化自信,本书将数学史和数学文化融入教材.例如,在编写数列的极限时,教材融入中国故事思政元素,彰显古人刘徽和祖冲之的聪明才智,以引导学生厚植爱国主义情怀.2.突出实际应用,彰显职本教育特色本书把握职本教育的特色,内容设计符合职业院校及应用型本科院校的要求,具有职本教育味道,强化数学应用能力,不刻意追求内容的完整性,以淡化理论、侧重思想方法、突出应用为编写的指导思想,增强知识点的融通性,方便减少学时数以适应职本教育的需求.从学生的实际情况出发,本书内容满足各专业教学的需求.本书涵盖了函数、极限、导数和微分、导数应用、不定积分、定积分、多元函数微分学、二重积分和微分方程等模块,能够支撑各专业发展的需要.3.融入MATLAB应用,以实践促理论本书各章均介绍了MATLAB在相关领域的运用.一方面,能够使学生在微积分的学习阶段就可以实现MATLAB编程的锻炼;另一方面,也能够通过实践反向促进理论课的学习,实现“以问题驱动,实践主导,边学边用”的学习方式.MATLAB是实践性的技术,通过实践可提高学生对MATLAB的应用水平,通过练习可加深学生对理论知识的掌握.4.教材形态新颖,具有时代特色本书主要内容部分以纸质教材形式呈现,部分定理和性质的证明以二维码形式呈现,便于学生随时随地使用移动设备扫码观看证明过程.这样的安排既减轻了部分学生的无形压力,又满足学有余力的学生进一步深入学习的需求,同时扩大了教材的信息容量,切实为教学服务.本书的编写工作由覃荣存主持,覃荣存、牛利利、韦丽梅负责全书的统稿及校稿等工作.全书共8章,唐红霞编写第1章,卢月莉编写第2章,严丹丹编写第3章,牛利利编写第4章,刘响林编写第5章,叶建萍编写第6章§6.1至§6.4,许克佶编写第6章§6.5至§6.7,覃荣存编写第7章,韦丽梅编写第8章,余超编写第1至第4章的MATLAB在数学中的应用及相关应用案例,关皓中编写第5至第8章的MATLAB在数学中的应用及相关应用案例.在全书的编写过程中,我们参考了众多著作,特别是同类优秀教材,在此谨向有关作者表示衷心的感谢!由于编者水平有限,书中难免会出现错误和不妥之处,恳请广大读者提出宝贵意见和建议!编 者2023年1月于广西农业职业技术大学
编辑推荐本书在吸取同类教材优点的基础上,按照教育部的要求,把思政教育贯穿于人才培养体系中,将课程思政融入学科建设及课堂教学全过程.基于作者多年的教学经验,本书将各专业需要掌握的不同数学内容有机地融合在一起,并介绍其在农业科学、自然科学、经济与管理、工程技术等领域中的应用案例.本书内容安排遵循“必须、够用”原则,并配套二维码数字资源加载定理和性质的证明及拓展知识,保证够用的同时满足学有余力的学生进一步深究,切实为教学服务.
覃荣存 ---------------------------- 覃荣存,理学硕士。从事数学教学工作12年,先后担任广西大学行健文理学院数学系系主任和广西农业职业技术大学通识教育学院应用数学教学研究部主任。主要教授课程有《微积分》《概率论与数理统计》《高等数学》《复变函数与积分变换》《数学建模》等。主持完成省部级教改项目1项、校级教改项目2项、市厅级科研项目1项,主持在研广西自然科学基金项目1项,参与完成国家自然科学基金项目1项、广西自然科学基金项目1项、市厅级项目2项。公开发表学术论文20余篇,其中SCI源期刊8篇,中文核心期刊5篇。牛利利 ---------------------------- 牛利利,2013年6月毕业于广西大学,获理学硕士,副教授,双师型教师。2013年7月至今在广西大学行健文理学院和广西农业职业技术大学从事数学教学工作,主要教授课程有《微积分》、《概率论与数理统计》等。主持市厅级项目1项,参与完成省部级项目2项,市厅级项目4项,校级项目5项。指导学生参加全国大学生数学建模竞赛获“广西区一等奖”、“广西区三等奖”,指导学生参加第二届广西大学生人工智能设计大赛获“广西区二等奖”。公开发表学术论文13篇,其中SCI源期刊7篇,中文核心期刊2篇。韦丽梅 ---------------------------- 韦丽梅,2014年6月毕业于广西大学,获理学硕士学位,双师型教师。从事数学教学工作8年,主要教授课程有《微积分》、《概率论与数理统计》、《线性代数》、《高等数学》等。主持在研市厅级科研项目1项,参与完成省部级科研项目一项,市厅级科研项目1项,市厅级教改项目1项,校级教改项目3项。公开发表学术教改论文4篇,其中SCI期刊一篇,会议EI一篇,教改论文2篇。
本书以启发学生的数学思维、培养学生的数学素质和解决实际问题的能力为目标,阐述了微积分学的基本内容、基本方法和相关应用.全书共8章,总字数约31万,内容包括函数、极限与连续、导数与微分、导数的应用、不定积分、定积分及其应用、多元函数微分学、二重积分及其应用、微分方程初步等.各章开头均配有名人名言,各章每小节后面均配有习题,各章后面均配有MATLAB数学实验、数学史和数学文化赏析以及总习题,书后附有各章节习题参考答案.本书在吸取同类教材优点的基础上,按照教育部要求,把思政教育贯穿于人才培养体系中,将课程思政融入学科建设及课堂教学全过程之中,基于多年的教学经验,将各专业不同需求的数学内容有机的融合在一起,并介绍其在农业科学、自然科学、经济与管理、工程技术等领域中的应用案例.内容安排遵循“必须、够用”原则,并配套二维码加载定理和性质的证明以及拓展知识,保证够用的同时满足学有余力的学生进一步深究,切实为教学服务.本书可作为职业院校、普通高等院校、民办院校等本科院校各专业的数学基础课教材.