微积分简明教程 上册

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出版者:高等教育出版社
作者:曹之江
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1999-1
价格:13.90元
装帧:简裝本
isbn号码:9787040076936
丛书系列:
图书标签:
  • 微积分
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具体描述

好的,这是一本名为《代数与解析几何基础》的图书简介。 《代数与解析几何基础》 作者: [此处可填写真实作者姓名或留空] 出版社: [此处可填写真实出版社名称或留空] ISBN: [此处可填写真实ISBN或留空] 书籍定价: [此处可填写真实定价或留空] 图书简介: 《代数与解析几何基础》旨在为读者构建坚实的数学基础,尤其侧重于代数结构和欧几里得空间中的几何描述。本书并非微积分的预备读物,而是独立且深入地探讨了从传统代数概念向更抽象结构过渡的关键环节,并与二维和三维空间的几何表示紧密结合。 本书结构严谨,逻辑清晰,力求在概念的严密性与易读性之间取得平衡。全书共分为六大部分,从基础的数系拓展到向量空间的基本运算,再到曲线和曲面的代数描述。 --- 第一部分:数系与基础代数结构 (Algebraic Foundations) 本部分首先回顾并系统化了有理数、实数和复数域的代数性质。我们不满足于对这些数系的直观理解,而是深入探讨了域(Field)的抽象定义,特别是构造复数域 $mathbb{C}$ 的过程,强调其作为最小的代数封闭域的重要性。 核心内容包括: 1. 数域的扩张与性质: 详细讨论了域的公理体系,包括加法与乘法的结合律、分配律、单位元和逆元的唯一性。 2. 多项式代数: 深入研究了单变量多项式环 $F[x]$,重点介绍多项式的带余除法、最大公约式(GCD)的求解方法(欧几里得算法在多项式环中的应用),以及因式分解的唯一性定理。 3. 根的理论初步: 探讨了多项式的根与系数之间的关系(韦达定理的推广),并引入了代数数和超越数的初步概念,为后续理解域扩张打下基础。 第二部分:线性代数导论 (Introduction to Linear Algebra) 本部分是全书的基石之一,它将代数概念从数域提升到了向量空间的高度。我们将线性代数视为一种强大的抽象工具,用于解决系统性的线性关系问题。 核心内容聚焦于: 1. 向量空间定义与实例: 严格定义向量空间(Vector Space)和子空间(Subspace),并通过函数空间、矩阵空间等多种实例来阐释抽象概念。 2. 线性变换与矩阵表示: 详细阐述了线性映射(Linear Transformation)的性质,特别是其核(Kernel)与像(Image)的概念,并建立起线性变换与矩阵表示之间的同构关系。 3. 基、维数与坐标变换: 明确“基”(Basis)的概念,定义向量空间的“维数”(Dimension),并分析坐标系变换如何影响矩阵的表示,避免了仅停留在 $mathbb{R}^n$ 上的机械计算。 4. 线性方程组的求解: 采用线性代数的方法(如高斯消元法背后的原理)来系统地解决线性方程组,探讨解的存在性和唯一性。 第三部分:行列式与对角化 (Determinants and Diagonalization) 本部分承接第二部分,专注于理解线性变换在不同基下的不变量性质,特别是特征值和特征向量。 本章的重点在于: 1. 行列式的性质: 不仅给出行列式的具体计算公式,更重要的是从多线性形式的角度理解行列式的几何意义(体积的伸缩因子),并推导出其代数性质。 2. 特征值与特征向量: 详细解释特征方程的建立,并求解特征值和对应的特征向量。这部分内容着重于几何意义:特征向量指示了线性变换作用下方向不发生改变的向量。 3. 对角化理论: 讨论矩阵可对角化的充要条件(特征向量的完备性),以及如何利用对角矩阵简化矩阵的幂运算和高阶线性系统的分析。 第四部分:欧几里得空间与度量结构 (Euclidean Spaces and Metric Structures) 在建立了代数框架之后,本部分将代数与几何的连接推向深入,引入内积的概念,从而赋予向量空间以长度和角度的概念。 本部分深入探讨: 1. 内积空间: 严格定义内积(Inner Product),推导出长度(范数)和角度的公式,这是从抽象向量空间过渡到“几何空间”的关键步骤。 2. 正交性: 详细讨论正交向量、正交子空间的概念,并引入重要的施密特(Gram-Schmidt)正交化过程,用于构造正交基。 3. 正交矩阵与对称矩阵: 探讨正交矩阵(旋转与反射)的特殊性质,以及对称矩阵在实数内积空间中的对角化定理,这是二次型分析的基础。 第五部分:解析几何基础——二次曲线与二次曲面 (Foundations of Analytic Geometry) 本部分应用前述的线性代数和度量结构知识,对平面和空间中的基本几何对象进行严格的代数描述。 内容涵盖: 1. 平面二次曲线: 利用二元二次型(Quadratic Forms in Two Variables)来分析圆锥曲线(椭圆、双曲线、抛物线)。通过坐标轴的旋转与平移,将一般形式的二次曲线方程简化为标准形式,并精确识别其几何特征。 2. 空间二次曲面: 推广到三维空间,分析常见的二次曲面,如椭球面、单曲面、抛物面等。重点在于理解这些曲面在三维空间中的截面性质。 3. 刚体变换: 讨论欧几里得变换(刚体运动,包括平移和旋转)在矩阵群中的表示,以及如何通过这些变换来识别几何对象的几何不变量。 第六部分:线性规划与优化(初步) (Introduction to Optimization via Linear Systems) 作为对代数工具实用性的补充,本部分将线性代数的概念应用于初步的优化问题。 本章旨在展示: 1. 凸集与半空间: 利用线性不等式定义凸集,这是可行域的基础。 2. 线性规划(LP)问题的代数表述: 将目标函数和约束条件转化为标准化的线性方程组和不等式组。 3. 基本可行解的概念: 介绍利用基础可行解的概念来寻找最优解的几何直觉,作为后续更复杂优化理论的铺垫。 读者对象: 本书适合于高等院校理工科、经济管理类专业学生作为数学分析或微积分课程的并行参考书,以深化对线性代数和几何基础的理解。同时,它也是自学者和希望巩固代数与解析几何功底的工程师、科研人员的理想读物。本书要求读者具备基本的高中代数知识,但对解析几何和微积分知识不作任何预设。通过系统学习本书,读者将能以全新的、更具结构化的视角去理解后续的多元微积分、微分方程和更高级的数学分支。

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用户评价

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这本书的结构安排,体现了一种深思熟虑的教学哲学。它显然不是按照“章节编号”来堆砌知识点,而是按照一个完整的“问题解决”流程来组织的。例如,在引入导数之前,它花了相当大的篇幅去铺垫“变化率”这个物理概念,从平均变化率到瞬时变化率,每一步都紧扣现实世界的需要。这种以问题驱动的结构,让读者始终能感受到学习的意义——我们为什么要学导数?因为我们需要精确描述运动和变化的速度。 这种结构上的连贯性,使得知识点的串联非常自然。当读到不定积分和定积分时,作者并没有把它们割裂开来,而是通过“微积分基本定理”这个桥梁,完美地完成了从微分到积分的闭环。在解释定积分的几何意义时,它不再是简单地提“求面积”,而是通过黎曼和的极限过程,展现了定积分的本质——是对无数个微小部分进行累加的艺术。这种层层递进、前后呼应的处理方式,极大地增强了知识的系统性和牢固性,让人感觉自己掌握的不是零散的公式,而是一整套有机的数学工具箱。

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这本书的语言风格有一种独特的“学术的亲切感”。它既保持了数学教科书应有的严谨性和准确性,又避免了那种拒人于千里之外的冷峻感。作者的文字就像是在和你进行一场高质量的学术探讨,既有高度的概括性,又在关键的步骤处留出了足够的“喘息空间”,让读者有时间去消化和思考。我特别欣赏它在定义和定理陈述之后的那些“旁注”或“延伸思考”部分。 这些拓展内容,往往不是考试的重点,却是体现数学之美的关键。比如,在讲解极坐标系时,书中不仅给出了直角坐标和极坐标的转换公式,还顺带提到了开普勒行星运动定律与极坐标的应用关系,虽然只是寥寥数语,但瞬间提升了学习的格局。它告诉我,微积分不仅仅是服务于工程和物理,它本身就是一种强大的、优雅的语言。这种在严肃教学中穿插的文化和历史背景,或者与其他学科的交叉点,让阅读过程不再是单向的知识灌输,而是一种多维度的探索,极大地激发了我继续深挖下去的兴趣。

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拿到这本书,我最直观的感受是其排版和视觉设计上的用心。要知道,微积分学习过程本身就充满了对细节的关注,如果书籍本身设计得过于拥挤或单调,学习效率肯定会大打折扣。这本《微积分简明教程 上册》在这一点上做得非常到位。它采用了适中的字号,充足的行间距,并且在关键的公式推导部分,作者非常巧妙地运用了不同的字体粗细和颜色来区分变量、常数和操作符。这对于我们这些需要反复对照公式和文字描述的人来说,简直是福音。 尤其值得称赞的是图表的质量。微积分,尤其是涉及到多变量和空间想象的部分,图表是辅助理解的生命线。这本书中的插图清晰、准确,而且并非只是简单地描绘一个函数曲线,很多地方还配有向量场或切线平面的示意图,这些图示不仅美观,更重要的是,它们精准地服务于理论的阐释。我特别喜欢它在讲解曲率和弧长时所用的三维透视图,那些图中的坐标轴和坐标面划分得极其清晰,让我第一次在脑海中构建出了一个清晰的、立体的几何模型,而不是停留在二维平面上的符号运算。这使得原本枯燥的几何应用部分变得可视化和可触摸起来。

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作为一本“简明教程”,它在保持深度的同时,对某些过于偏僻或复杂的细节进行了恰当的取舍,这一点深得我心。很多厚重的教材为了追求“大而全”,会把大量篇幅用于讨论那些只有在高级数学研究中才会用到的特殊函数或极端情况。但《微积分简明教程 上册》非常克制。它把核心的、应用最广泛的微积分工具(比如基本的求导法则、泰勒展开的前几项、定积分的应用等)讲得透彻、扎实。 这种“抓大放小,重点突出”的策略,使得学习节奏非常明快,不会因为过多的旁枝末节而迷失方向。当我回顾学习进度时,能清晰地看到自己已经牢固掌握了哪些核心技能。例如,在处理微分的应用题时,书中给出的案例选择都非常经典且具有代表性,它们完美地覆盖了优化问题、相关变化率等常见场景。对我来说,一本好的教程,不在于它包含了多少知识,而在于它能让学习者高效、准确地掌握最核心的知识。这本教程无疑做到了这一点,它为我后续深入研究更复杂的数学分支,打下了坚实、且不被冗余信息干扰的基础。

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这本《微积分简明教程 上册》实在是让人眼前一亮,特别是对于像我这样,在数学这条路上磕磕绊绊多年的“半路出家”学习者来说,它简直就是及时雨。我记得第一次拿起它时,还带着一丝忐忑,生怕又是那种公式堆砌、理论晦涩的“天书”。然而,翻开扉页后,我就被作者那种娓娓道来的叙述方式深深吸引了。它不像那些传统教材那样,上来就给你扔一堆定义和定理,而是像一位经验丰富的老教授,循循善诱地引导你进入微积分的世界。 最让我感到惊喜的是它对“极限”这个核心概念的处理。很多教材里,极限部分总是写得云山雾罩,让人抓不住重点。但这本书里,作者通过一系列生动、贴近生活(虽然是抽象意义上的贴近)的例子,把“无限接近”这个抽象的动作具象化了。比如在讲解数列的极限时,书中没有直接给出 $epsilon-delta$ 语言的复杂定义,而是先用图形和直观的描述让你建立感觉,然后再逐步引入严谨的数学符号。这种“先感性认识,后理性升华”的教学路径,极大地降低了初学者的畏难情绪。我甚至觉得,读完这部分,我不仅“知道”极限是什么,更“理解”了它为何重要,这是以往阅读其他资料无法获得的体验。它让我对后续的导数、微分这些内容充满了信心。

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