高等数学(下册)

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出版者:地质出版社
作者:
出品人:
页数:408
译者:
出版时间:1997-03
价格:10.00
装帧:平装
isbn号码:9787116009523
丛书系列:
图书标签:
  • 高等数学
  • 数学
  • 微积分
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具体描述

内 容 提 要

本书是编者广泛吸取提炼了广大教师在教学实践中所积累的经验,按国

家教委批准的高等工科院校《高等数学课程教学基本要求》编写的。

全书分上、下两册,本册内容包括多元微积分学及其应用、级数、常微

分方程、场论初步,书末附有习题答案。

本书取材适当,结构严谨,论述清晰,内容有相当的深度却又简明易懂,

习题配置适度。另外,在各章中穿插有阅读材料,短小精悍,富于启发。本

书科学性、教材性、趣味性俱强,便于教学,可作为高等工科院校教材,也

可作为工程技术人员的自学用书。

好的,这是一份针对图书《高等数学(下册)》之外的图书的详细简介,力求内容充实,不露AI痕迹,且字数控制在1500字左右。 《精微之域:经典力学与场论的几何构造》 内容概要 本书并非旨在解析微积分的迭代与积分技巧,而是致力于带领读者深入探索物理世界的结构本质——即经典力学的严谨形式化及其在广义相对论前沿的铺垫。我们跳脱出传统高数教材中对导数、定积分的机械计算练习,转而聚焦于如何利用微分几何的语言,对牛顿力学进行一次彻底的重构。 本书的核心逻辑围绕着变分原理展开,尤其侧重于对拉格朗日量和哈密顿量的深入剖析。我们详尽地阐释了为什么物理定律倾向于遵循“作用量极值”的原则,并以此为基石,推导出欧拉-拉格朗日方程。对于那些认为经典力学不过是简单的二阶微分方程求解的读者,本书将展现其深藏的代数拓扑美感和深刻的对称性结构。 在后半部分,我们将视角从离散的质点系统拓展到连续的场论基础。我们将探讨连续介质的运动描述,引入张量分析的基础概念——这对于理解后续的电磁场理论至关重要。我们不会过多纠缠于向量场的具体计算,而是着重于张量在描述空间弯曲和物理量相互转换中的核心作用。全书的叙事线索,是将牛顿的宏观直觉,通过数学的精炼,提升到可以兼容狭义相对论的框架的边缘。 第一部分:从运动到作用量——拉格朗日力学的几何化 第一章:欧几里得空间的回顾与约束的代数 本章首先快速回顾了欧几里得空间中的坐标变换和坐标系的选择。但重点立即转向约束力的处理。我们摒弃了直接求解约束力的传统方法,转而引入广义坐标的概念。广义坐标并非是任意选择的,它们是使得系统自由度得到精确描述的最小一组独立参数。我们将严格证明,只要选择合适的广义坐标,约束力(如绳索的张力或光滑接触面的法向力)对系统的动力学演化不产生任何净功。这为将系统简化到最小维度奠定了数学基础。 第二章:变分原理的数学形态——泛函的求导 这是全书的理论高地。我们引入泛函的概念,即一个函数空间的函数作为输入的量(如作用量 $S$)。我们将详细介绍泛函导数(或称欧拉-拉格朗日方程的变分形式)。通过对积分的边界条件进行微小扰动,我们推导出 $frac{delta S}{delta q_i(t)} = 0$ 的物理意义——系统倾向于选择作用量最小(或极值)的路径。本章将用严格的微积分技巧证明,这个变分条件完全等价于牛顿运动方程,但其形式更为优雅和普遍。 第三章:拉格朗日量与坐标变换的内在不变性 本章聚焦于坐标系的切换。当系统从一组广义坐标 $q$ 切换到另一组 $q'$ 时,拉格朗日量 $L(q, dot{q}, t)$ 是否保持不变?答案是否定的。然而,我们引入了正规变换的概念,并证明了在特定变换下,系统的动力学方程可以保持形式上的不变性。这自然引出了对守恒量的探索。 第二部分:对称性与守恒——诺特定理的物理诠释 第四章:对称性的代数结构 物理定律的强大之处在于其对时空变换的不变性。本章系统地探讨了连续对称群的概念,例如时间的平移不变性、空间的旋转和位移不变性。我们不涉及李群的复杂结构,而是关注其对系统的直接影响。 第五章:诺特定理的推导与应用 诺特定理是连接抽象对称性与具体物理守恒律的桥梁。我们将分步推导,证明若系统的拉格朗日量在某个连续变换下保持不变(即存在一个生成元 $epsilon$ 使得 $L$ 的变化被某个全微分项抵消),则必然存在一个对应的守恒量。我们将严格演示:时间平移不变性导出能量守恒;空间平移不变性导出线性动量守恒;空间旋转不变性导出角动量守恒。本章的重点不在于计算动量的大小,而在于理解守恒量是如何从时空对称性中“涌现”出来的。 第三部分:哈密顿力学的视角——相空间的几何 第六章:从速度到动量——勒让德变换的精妙 为了从描述速度的拉格朗日形式转向描述动量的哈密顿形式,我们引入了勒让德变换。我们将详细阐述广义动量 $p_i = frac{partial L}{partial dot{q}_i}$ 的物理意义,并用严格的数学方法将 $L(q, dot{q}, t)$ 转换为 $H(q, p, t)$。我们证明了哈密顿量在保守系统中恰好等于系统的总能量,但这需要特定的坐标依赖性假设。 第七章:泊松括号与相空间的流 哈密顿力学最重要的特性是其在相空间(由 $q_i$ 和 $p_i$ 构成的 $2N$ 维空间)中的几何演化。本章引入泊松括号 ${A, B}$ 作为相空间中任意两个函数演化率的度量。我们证明了,任意力学量 $A$ 随时间的演化率 $frac{dA}{dt}$ 可以完全由其与哈密顿量的泊松括号决定:$frac{dA}{dt} = {A, H} + frac{partial A}{partial t}$。这揭示了哈密顿方程的简洁性和一致性。 第四部分:迈向连续场论——张量的初步构建 第八章:从粒子到场——离散与连续的鸿沟 本章是全书的过渡。我们讨论如何将拉格朗日量(依赖于有限个坐标的函数)的概念推广到拉格朗日密度(依赖于场 $phi(mathbf{x}, t)$ 及其导数的函数)。通过将积分作用量转化为场论中的“作用量”,我们自然导出了描述连续介质(如电磁场或弹性介质)的欧拉-拉格朗日方程,即场方程。 第九章:张量的基础:坐标变换下的几何对象 为了处理更高维度的场论(如电磁学),我们需要超越分量的概念。本章导引入了张量的基本概念,重点讲解二阶张量的分量变换法则。我们强调张量是描述物理对象(如应力、度规)的几何实体,而非仅仅是数字的集合。我们通过一个具体的例子——描述各向异性材料中的应力分布——来阐述张量表示的优越性,即它的形式在任何坐标系下都保持一致,从而为后续理解广义相对论中的时空曲率张量做好了铺垫。 本书的读者群应具备扎实的微积分基础,并希望将这些工具应用于更深层次的物理结构分析。它并非一本习题集,而是一本理论导引手册,旨在展示物理定律背后的数学美学和几何必然性。

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目录信息

目 录
第八章 多元函数微分法及其应用
1多元函数的极限
一、多元函数的概念 二、二元函数的几何意
义 三、点函数的极限 四 多元函数
的连续性 习题8.1
2偏导数
一、偏导数概念 二 二元函数偏导数的几何意义
习题8.2
3全微分及其应用
一、全微分概念 二 全微分在近似计算中的应
用 习题8.3
4方向导数
习题8.4
5复合函数的微分法
一、连锁规则 二、一阶全微分形式的不变性
习题8.5
6隐函数微分法
一、由方程确定的隐函数 二 由方程组确定的隐
函数 习题8.6
7高阶偏导数
习题8.7
8偏导数的几何应用
一、空间曲线的切线与法平面 二 曲面的切平面
与法线 习题8.8
9多元函数的极值
一、极值 二、最大值与最小值 三、条件
极值 习题8.9
10最小二乘法简介
11二元函数的泰勒公式
补充题
阅读材料八 二重极限和二次极限
第九章 重积分
1二重积分的概念与性质
一、二重积分的概念 二、二重积分的基本性质
习题9.1
2二重积分的计算方法
一、用直角坐标计算 二、用极坐标计算 三
二重积分的换元公式 习题9.2
3三重积分
一、三重积分的概念和计算 二、用柱面坐标计算
三重积分 三、用球面坐标计算三重积分
习题9.3
4重积分的应用
一、曲面的面积 二、物体的重心 三、转动
惯量 习题9.4
5含参变量的积分
习题9.5
补充题
第十章 曲线积分与曲面积分
1对弧长的曲线积分
一、对弧长的曲线积分的概念 二、对弧长的曲
线积分的基本性质 三、对弧长的曲线积分
的计算法 习题10.1
2对坐标的曲线积分
一、对坐标的曲线积分的概念 二、对坐标的曲
线积分的基本性质 三、对坐标的曲线积分
的计算法 四、第一、二类曲线积分之间的
关系 习题10。2
3曲线积分与路径无关的条件
一、格林公式 二、曲线积分与路径无关的条件
三 二元函数的全微分求积 习题
10.3
4对面积的曲面积分
一、对面积的曲面积分的概念 二、对面积的曲
面积分的基本性质 三、对面积的曲面积分
的计算法 习题10.4
5对坐标的曲面积分
一、对坐标的曲面积分的概念 二、对坐标的曲
面积分的基本性质 三、两类曲面积分的关
系 四、对坐标的曲面积分的计算法
习题10.5
6曲线积分、曲面积分与重积分的关系
一、斯托克斯公式 二、空间曲线积分与路径无
关的条件 三、奥-高公式 习题10.6
补充题
第十一章 数项级数
1数项级数的概念
习题11.1
2级数的一般性质
习题11.2
3正项级数
一、比较判别法 二、比值判别法 三、
根值判别法 四 积分判别法 习题
11.3
4任意项级数
一、绝对收敛与条件收敛 二 绝对收敛级数
的重要性质 习题11.4
5广义积分敛散性判别法
一、敛散性判别法 二 T-函数 三、
B-函数 习题11.5
补充题
阅读材料九 关于级数敛散性的一些问题
第十二章 幂级数
1函数项级数的概念
2幂级数
一、幂级数的收敛域 二 幂级数的运算性质
习题12.2
3泰勒级数
习题12.8
4函数值的近似计算
习题12.4
5欧拉公式
6函数项级数的一致收敛
一、一致收敛的概念 二、一致收敛的判定
三、一致收敛级数的重要性质 四、三个定
理的证明 习题12.6
补充题
第十三章 傅里叶级数
1函数的傅里叶级数
习题13.1
2奇函数与偶函数的傅里叶级数
习题13.2
3半区间上函数的傅里叶级数
习题13.3
4任意区间上函数的傅里叶级数
习题13.4
5傅里叶级数的指数形式
习题13.5
补充题
阅读材料十 傅里叶级数的产生
第十四章 常微分方程
1常微分方程的基本概念
习题14.1
2可分离变量方程
习题14.2
3齐次方程
一、齐次方程 二、可化齐次方程 习
题14.3
4一阶线性方程
一、一阶线性齐次方程 二一阶线性非齐次方
程 三、伯努利方程 习题14.4
5全微分方程
习题14.5
6可降阶的高阶微分方程
习题14.6
7线性微分方程解的结构
一、二阶线性齐次方程 二、二阶线性非齐次方
程 三、n阶线性方程 习题14.7
8常系数线性微分方程
一、二阶常系数线性齐次方程 二、n阶常系数
线性齐次方程 三、二阶常系数线性非齐次
方程 四、n阶常系数线性非齐次方程
五、应用简介 习题14.8
9欧拉方程
习题14.9
10 幂级数解法简介
习题14.10
11常系数线性微分方程组的初等解法简介
12 一阶微分方程近似解法简介
补充题
阅读材料十一 解一阶微分方程的几个问题
一、求解公式 二、变量代换 三 积分
因子 四、隐式方程
第十五章 场论初步
1矢量分析
一、矢性函数的概念 二、矢性函数的图形
三、矢性函数的极限 四、矢性函数的导数
五、矢性函数的微分 六、矢性函
数的积分 七、例 习题15.1
2场的概念
一、场 二、数量场的等值面 三 矢量
场的矢量线 习题15.2
3数量场的梯度
一、方向导数 二、梯度 习题15.3
4矢量场的通量与散度
一、通量 二、散度 习题15.4
5矢量场的环量与旋度
一、环量与环量面密度 二 旋度 习题
15.5
6哈密顿算子
补充题
阅读材料十二 几种重要的矢量场简介
习题答案
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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拿到这本书时,我本以为它会像我过去读过的几本数学参考书那样,提供清晰的步骤和大量的图示来辅助理解。谁知,这《高等数学(下册)》的风格简直是“极简主义”的极致体现。公式推导过程经常是“略去中间步骤”,留给读者的只有一连串跳跃性的逻辑飞跃,让人不禁怀疑作者是不是直接从脑子里把中间的“拐杖”全拔走了。我尤其头疼于那些抽象的概念,比如流形上的积分,或者更基础一些的多变量函数极值问题。书中的定义精准得像瑞士钟表一样不留一丝余地,但这种“精准”对我来说却变成了阅读的障碍。我需要反复查阅前几章的基础知识,才能勉强跟上后面对这些新概念的演绎。如果说一本好的教材应该像一位耐心细致的导师,那么这本书更像是一位学识渊博但极度不耐烦的教授,他抛给你一个难题,然后期待你能在瞬间领悟其精髓。我不得不承认,在学习这本教材的过程中,我最大的收获不是掌握了知识,而是学会了如何用各种“曲线救国”的方式绕过那些我暂时无法理解的理论深渊,转而通过大量的习题训练来“死记硬背”解题的套路。

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这本书的排版和字体选择,可以说是中规中矩,没有花哨的设计,一切都以功能性为主导,符合传统教材的严肃风格。然而,这种严肃性也带来了一种冷峻感。我发现书中对关键概念的强调方式并不突出,很多重要的定理和公式淹没在大量的文字推导之中,需要读者具备极高的专注力才能不遗漏关键信息。与那些使用醒目色块或加粗标题来突出重点的教材相比,这本书要求读者自己去“发掘”重点。在涉及到多重积分的坐标变换时,我希望书中能有更直观的几何解释,比如一个从笛卡尔到极坐标的过渡图示,清晰地展示面积或体积微元的对应关系,但书中主要依赖于雅可比行列式的代数运算。这种过于依赖代数操作而忽视几何直觉的教学方式,使得我每次面对新的坐标系变换问题时,都感到无所适从,仿佛数学的魅力被冰冷的符号完全冻结了。总而言之,它更像是一份严谨的学术档案,而不是一本激发学习热情的启蒙读物。

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这本《高等数学(下册)》简直是为我量身定做的“劝退指南”,每次翻开它,我都能感受到数学的深邃与我智商的渺小之间的巨大鸿沟。我原本对微积分抱有一丝浪漫的幻想,觉得那不过是描绘变化的工具,充满了优雅的曲线和逻辑的美感。然而,现实是残酷的,这本书里的每一章,仿佛都有一股无形的力量,将我拽入无尽的计算泥沼。特别是涉及到那些复杂的定积分和微分方程时,我感觉自己就像一个在迷宫里打转的旅人,每一步计算都可能导向完全错误的深渊。书中的例题和习题,简直是数学界的“魔鬼训练营”,它们的难度设置似乎完全忽略了普通学习者的接受能力。我花了整整一个下午,试图理解某个关于级数收敛性的证明,结果是头晕脑胀,最终还是只能求助于网络上的“简化版”解释。这本书的编排,虽然理论上是严谨的,但在教学实践中却显得过于晦涩和超前。它更像是一部为数学系高材生准备的工具书,而不是一本能引导入门者逐步上手的教材。我常常在想,是不是我根本就不适合学习高等数学,毕竟,这本书的每一页都在无声地嘲笑着我的努力与徒劳。它成功的教会了我一个道理:有些知识,即便摆在你面前,也需要极高的天赋才能真正触及。

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我对这本《高等数学(下册)》最深切的感受,是它对“难度”的执念。它似乎有一种强烈的愿望,要将学习者推向知识能力的极限。我记得有一次,为了弄懂其中一个关于泰勒展开式余项的证明,我找来了三本不同版本的参考书进行对比阅读,才勉强拼凑出一个完整的逻辑链条。这本书在处理一些经典定理的证明时,倾向于采用最简洁、最“数学化”的表达方式,这无疑是追求理论完备性的体现,但对于需要通过直观理解来巩固记忆的普通读者来说,简直是灾难。它的逻辑推进犹如瑞士的高铁,速度极快,中间没有停靠站让你喘口气。很多概念的引入是突然性的,仿佛前一页还在讨论基础的向量空间,下一页就开始涉及复杂的测度论思想的影子。如果你是一个习惯于循序渐进学习的人,这本书会让你感到极度的挫败感,因为它要求你拥有超越当前学习阶段的预备知识储备。

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说实话,这本书的装帧和纸张质量倒是无可挑剔,油墨印得很黑,翻页手感也相当不错,足以承受我无数次懊恼地拍打桌面。但内容方面,我只能用“高冷”来形容。它对知识点的覆盖面之广令人敬佩,从基础的向量分析到后面抽象的泛函分析的雏形,似乎无所不包。然而,这种“包罗万象”的代价是,每一个知识点都只是浅尝辄止,缺乏足够的深度挖掘和应用实例来佐证其重要性。举个例子,当讲解到傅里叶变换的某些特殊形式时,书中给出的物理意义解释简短到几乎可以忽略不计,这使得我作为一个应用学科的学生,完全无法将这些高深的数学工具与我实际需要解决的问题联系起来。我感觉自己像是在学习一门与现实世界脱节的纯理论艺术。每次做完作业,我都会有一种“我好像学会了什么,但又好像什么都没学会”的空虚感。这本书更像是一个知识的“目录”,而不是一个引导理解的“向导”。

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