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页数:247

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出版时间:2000-7

价格:11.70元

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isbn号码:9787040088229

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《基础数理思维导引：面向跨学科学习的数学与逻辑基础》 图书简介 本书旨在为处于科学探索初期的学习者提供一套扎实、系统的基础数理思维训练，侧重于将抽象的数学概念与逻辑推理方法，无缝对接至自然科学的各个前沿领域。不同于传统教科书对知识点的罗列，本书着重于构建一套“从问题到模型再到求解”的完整思维框架，旨在培养读者独立分析、精确表达和创新性解决复杂问题的能力。 第一部分：严谨的逻辑基石——数学的本质与表达 本部分深入探讨支撑所有科学探究的逻辑结构与数学语言。我们相信，理解数学的“为什么”比记住公式的“是什么”更为重要。 第一章：从日常推理到形式逻辑 命题与量词： 详细解析直言命题的结构，区分全称命题与特称命题，并引入谓词逻辑的基本元素。重点讨论在物理、化学实验设计中如何精确地表述假设与观察结果。 论证的有效性与可靠性： 剖析演绎推理（如三段论）和归纳推理的内在机制与局限性。通过具体的科学案例（例如，早期天文学观测的推论），展示如何辨识谬误，构建无懈可击的论证链。 集合论的现代视角： 不仅仅停留在集合的并、交、补运算，而是将其作为描述自然界对象分类和关系的基础工具。引入集合的划分、序关系和等价关系，为后续的函数概念做铺垫。 第二章：函数、变化与关系——连接离散与连续 函数的严格定义与构造： 深入探讨函数的定义域、值域、单射、满射与双射的性质。强调函数是描述自然界中变量间相互依赖关系的核心工具。 序列与级数： 区分离散变化（序列）与连续变化（级数）。详细分析几何级数和幂级数在工程近似计算中的应用。探讨收敛性的概念，解释为何在物理建模中，无限求和必须被限制在有限的误差范围内。 极限的思想与严谨性： 极限是微积分的灵魂。本章采用直观阐述结合$varepsilon-delta$定义的严谨性训练，展示极限如何在处理瞬时速率（导数的雏形）和无穷小积累（积分的雏形）时发挥作用。 第二部分：量化世界的工具——微积分的洞察力 微积分并非仅仅是求导和积分的运算技巧，它是一种描述和预测动态世界的语言。本部分聚焦于利用微积分理解系统的变化规律。 第三章：导数——瞬时变化的度量 导数的几何与物理意义： 将导数清晰地定义为切线的斜率和瞬时变化率。在物理背景下，重点解析位移、速度与加速度之间的关系链。 微分法则的系统推导： 详细推导乘法、除法、链式法则（复合函数求导）。链式法则的深入讲解，将帮助读者理解多重影响因素下，系统响应如何叠加。 优化问题与极值点分析： 应用一阶和二阶导数判断函数的增减性与凹凸性，并应用于寻找物理或经济系统中的最大值与最小值点（例如，最小作用量原理的初步概念）。 第四章：积分——积累与总量计算 定积分的黎曼和基础： 从分割、求和、取极限的角度，严格定义定积分。通过计算不规则形状的面积和体积，展现其解决累积问题的能力。 微积分基本定理的统一性： 阐述导数和定积分之间的互逆关系，这是整个微积分理论的基石。重点分析定积分在计算功、流量、净变化量等物理量中的应用。 不定积分与反导数： 介绍基本积分技巧，包括换元法和分部积分法。这些技巧被视为求解微分方程的初步准备。 第三部分：空间与结构的描述——几何与向量的融合 自然现象大多发生在三维或更高维度的空间中。本部分将数理工具扩展到多维空间，为后续的物理场论和数据分析打下基础。 第五章：向量代数——方向与力的表达 向量的基本运算及其几何意义： 详细阐述向量的加减法、数乘，以及最重要的点积（内积）和叉积（外积）。点积用于计算功和投影，叉积用于描述力矩和垂直关系。 坐标系与基矢： 探讨笛卡尔坐标系下的向量表示，并初步引入正交基的概念。理解向量的分解与合成，是如何将复杂力的作用分解到相互垂直的方向上。 线性组合与张成空间： 引入线性组合的概念，初步接触向量空间和子空间，为理解物理学中的自由度和约束条件提供数学框架。 第六章：初步的微分方程——描述动态系统的语言 微分方程的分类与意义： 将微分方程定义为包含未知函数及其导数的等式，它是描述自然界中变化率之间关系的强大工具。 一阶常微分方程的求解： 重点分析可分离变量方程和一阶线性方程。通过简单的衰减（如放射性衰变）和增长模型，展示如何通过求解微分方程预测系统的未来状态。 简单的二阶线性常微分方程： 初步引入简谐振动（如弹簧振子）的模型，展示二阶方程在描述振荡现象中的核心作用，及其特征方程的物理含义。 本书特色与目标读者 本书的编写风格严谨而不失启发性，避免了繁复的计算堆砌，专注于概念的清晰阐释和方法论的构建。我们通过大量的“思维链条图”和“概念交叉索引”，确保读者能够看到不同数学分支之间的内在联系。 目标读者： 致力于进入物理学、化学、生物科学、工程学或计算机科学等领域的学生，以及需要系统回顾并深化基础数理思维的在职研究人员。阅读本书后，读者将能够以更深刻的理解力去迎接高等微积分、线性代数、微分方程和计算科学的挑战。本书是构建扎实科学素养的“心智地图”，而非仅是“公式手册”。

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这本书的价值，很大程度上体现在它对知识体系的宏观把握上。它不像某些教材那样仅仅罗列知识点，而是力图构建一个相互关联、层层递进的知识网络。在阅读过程中，我能清晰地看到不同学科分支之间的内在联系是如何被巧妙地编织在一起的。例如，某一物理学原理是如何在化学反应中得到印证，或者某一数学工具是如何为生物学模型提供支持的。这种跨学科的视角，极大地拓宽了我的视野，让我对“自然科学”这个整体概念有了更深刻的理解。如果说有什么不足，可能是在某些前沿领域的研究进展介绍上稍显保守，更侧重于经典理论的巩固，这或许是定位为“基础课程”所致，但增加一些对未来趋势的展望性探讨，想必会更具启发性。

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使用这本书进行学习的过程中，我发现它在提供核心知识的同时，也无形中树立了一种严谨的学术规范。无论是公式的书写格式，还是术语的精确使用，都体现出极高的规范性。这种对标准的坚持，对于培养学习者的科学素养至关重要。不过，也正因为这种极致的规范，使得书中的例题和习题部分显得相对“高冷”。它们往往只给出题目和最终答案，缺少中间的详细解题步骤或思路引导。对于需要大量练习来巩固概念的学习者来说，这是一个明显的短板。如果能增加一个配套的习题解析手册，或者在现有版本中加入更详尽的解题思路分析，这本书的实用价值将会得到极大的飞跃，真正成为一套从理论到实践的完整学习闭环。

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这本书的装帧设计很有特色，封面采用了哑光处理，拿在手里触感很舒服，而且书脊的字体设计简洁明了，即便是放在书架上，也能一眼辨认出它的主题。内页的纸张质量也令人满意，印刷清晰，墨迹饱满，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。不过，我觉得在内容组织上，某些章节的逻辑跳转略显生硬，有时候需要反复阅读才能跟上作者的思路。尤其是涉及一些较为抽象的概念时，如果能增加一些图示或者更生活化的例子来辅助说明，对于初学者来说会更加友好。另外，排版上的一些细节，比如段落之间的间距，如果能再调整得更适宜一些，想必能进一步提升阅读体验。总的来说，这本书在视觉呈现和实体质感上都达到了一个很高的水准，体现了出版方对细节的关注，但内容逻辑的打磨上仍有提升空间。

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坦白讲，这本书的语言风格是偏向于教科书式的、略显刻板的。它几乎完全摒弃了花哨的修辞和引人入胜的故事，直接切入主题，这使得阅读过程的“趣味性”有所欠缺。对于那些期待通过生动有趣的方式入门科学的读者来说，这本书可能会显得有些枯燥乏味。我试着在阅读某些章节时加入一些网络视频辅助理解，发现效果提升明显——似乎这本书更适合作为已经有一定知识背景的读者进行系统性复习和查漏补缺的材料。它要求读者具备高度的自律性和专注力，因为它不会主动地“讨好”读者。因此，这本书的受众定位似乎更倾向于那些已经决定要在这条科学道路上深耕的人群，而非仅仅是好奇的探索者。

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初次翻阅时，我立刻被书中那种严谨的学术氛围所吸引。作者在对基础概念的阐述上，展现出了深厚的专业功底和清晰的逻辑梳理能力。每一个定义、每一个定律的引入，都显得水到渠成，仿佛在带领读者进行一次结构化的思维漫步。特别是对于一些核心原理的推导过程，作者的处理方式非常详尽，每一步的数学依据或者物理图像都交代得清清楚楚，这对于我这种需要打牢基础的读者来说，无疑是极大的帮助。当然，这种详尽也带来了一定的挑战，那就是信息密度非常高，需要读者投入大量的时间和精力去消化吸收。我个人建议，对于时间紧张的读者，可以采取“分块啃食”的策略，而不是试图一口气读完所有内容。这本书的深度毋庸置疑，它更像是一部需要反复研磨的工具书，而非快餐式的科普读物。

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