高等数学与线性代数

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出版时间:1900-01-01
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isbn号码:9787810228886
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  • 高等数学
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具体描述

《微分几何的奇妙旅程》 本书将带您踏上一段探索微分几何的精彩旅程。我们不仅会深入研究曲线和曲面的基本概念,还将触及它们在物理学、计算机图形学以及现代科学研究中的深远影响。 第一部分:曲线的几何世界 我们将从最基本的数学对象——曲线——开始。您将学习如何用参数方程和隐函数来描述曲线,理解切向量、法向量和曲率等关键概念,它们共同描绘了曲线在空间中的弯曲程度和方向。 参数化曲线: 探索如何用一个参数来追踪曲线的路径。我们将研究不同类型的参数化,例如直线、圆、螺旋线以及更复杂的自由曲线。 曲率与挠率: 深入理解曲线的局部弯曲性质。曲率度量了曲线在某一点的弯曲程度,而挠率则描述了曲线在空间中的扭转程度。我们将学习如何计算这些重要的几何不变量,并理解它们与曲线形状的关系。 Frenet 标架: 引入 Frenet 标架系统,这是一个随曲线移动的正交坐标系,由切向量、主法向量和次法向量组成。Frenet 标架为分析曲线的局部几何性质提供了强大的工具。 曲线的积分: 探索曲线积分在计算弧长、质量分布等方面的应用。 第二部分:曲面的优雅形态 本部分将视角拓展到更高维度,探索二维曲面的几何特性。我们将学习如何描述和分析曲面,理解它们的弯曲度和表面张力。 曲面方程: 掌握参数方程和隐函数方程描述曲面的方法。我们将研究平面、球面、圆柱面、锥面以及更复杂的曲面,如椭球面、双曲面等。 第一基本形式: 学习第一基本形式,它用来衡量曲面上无穷小长度和面积。我们将理解它如何与曲面的内蕴几何性质相关联。 第二基本形式: 引入第二基本形式,它描述了曲面在空间中的外在弯曲程度。我们将深入研究曲面的主曲率、高斯曲率和平均曲率,它们是理解曲面形状的关键。 曲面的等温线和测地线: 探讨曲面上保持角度不变的变换(等温线),以及在曲面上“最短路径”的特例——测地线。我们将理解测地线在导航和物理学中的重要性。 曲面之间的映射: 研究不同曲面之间的同胚和微分同胚,理解曲面之间的几何相似性。 第三部分:微分几何的应用与进阶 我们将展示微分几何在各个领域的广泛应用,并简要介绍一些更高级的概念。 物理学中的应用: 探讨广义相对论中时空几何的描述,引力场与时空弯曲的关系。我们将理解爱因斯坦场方程如何将物质分布与时空几何联系起来。 计算机图形学中的应用: 介绍微分几何在三维建模、曲面渲染和动画制作中的作用。例如,如何使用 Bézier 曲线和 B 样条来创建光滑的曲线和曲面,以及如何进行曲面纹理映射。 拓扑学与微分几何的联系: 简要介绍高斯-博内定理,这是一个连接曲面曲率和拓扑性质的重要定理。 黎曼几何简介: 触及黎曼几何的概念,这是广义相对论和许多现代数学分支的基础。 本书力求语言清晰,逻辑严谨,辅以大量的图示和例题,帮助读者建立直观的几何感,并掌握分析和处理曲线与曲面的数学工具。无论您是数学、物理、工程还是计算机科学专业的学生,希望通过本书,都能领略到微分几何独特的魅力。

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读后感

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用户评价

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说实话,我当初买这本书的时候,并没有抱太大的期望,想着能把一些基础的知识梳理清楚就不错了。没想到,《高等数学与线性数学》完全超出了我的预期。它的讲解方式非常独特,把看似独立的两个学科——高等数学和线性代数——巧妙地融合在了一起,让我看到了它们之间千丝万缕的联系。书中不仅详细介绍了高等数学的各个分支,比如微积分、微分方程等,还深入浅出地讲解了线性代数的核心内容,如矩阵、向量、特征值等。更让我惊喜的是,作者在讲解过程中,经常会用到线性代数的工具来解决高等数学中的问题,反之亦然。这种跨学科的视角,让我对数学有了全新的认识,不再是孤立地学习各个概念,而是看到了一个更广阔、更完整的数学体系。 我尤其喜欢书中那些精心设计的习题。它们不是简单地重复课本上的例子,而是有一定挑战性,能够真正考察我对知识的理解和运用能力。很多题目都让我绞尽脑汁,但一旦解出来,那种成就感是无与伦比的。而且,书中对一些经典问题也给出了多种解法,这让我学会了从不同的角度思考问题,培养了解决复杂问题的能力。我感觉自己不只是在学习数学,更是在学习一种思考方式,一种解决问题的逻辑。这本书就像一位循循善诱的老师,不仅传授知识,更教会我如何去探索、去发现。

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坦白说,我拿到《高等数学与线性代数》这本书时,心里是有些忐忑的。我担心这本内容厚重的书会像我过去接触的大多数数学书籍一样,变成我书架上的“压箱底”之作。然而,事实证明我的担忧是多余的。这本书的叙述方式极其引人入胜,它不像一些教科书那样枯燥乏味,而是充满了探索的乐趣。作者在讲解每一个概念时,都会先给出其背后的直观意义,然后再逐步引入严谨的数学定义和证明。这一点对我这样非数学专业的读者来说,简直是福音。我能够清晰地看到数学是如何从实际问题中提炼出来的,而不是凭空出现的抽象概念。 书中的例子也十分丰富且贴近实际应用,让我能够感受到数学在现实世界中的强大力量。比如,在讲解微积分时,书中就详细阐述了它在物理学、经济学、工程学等领域的广泛应用,让我不再觉得数学只是纸上谈兵。而线性代数的部分,更是让我惊叹于它的简洁和高效。那些关于矩阵运算、向量空间的概念,在书中得到了清晰而生动的解释,甚至配以精美的图示,让我仿佛亲眼见证了空间的变换。这本书让我看到了数学不再是冰冷而遥不可及的学科,而是充满活力和实用价值的工具。

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我通常对厚重的学术书籍敬而远之,觉得它们往往充斥着晦涩的语言和抽象的符号,让人望而却步。但是,《高等数学与线性代数》这本书,让我对数学书籍产生了全新的认识。它的编写风格非常独特,不像一般的教科书那样死板,而是充满了人文关怀和启发性。作者在阐述每一个数学概念时,不仅仅是给出定义和公式,还会深入剖析其思想渊源、发展历程以及在不同领域的应用。我尤其喜欢书中那些关于数学史的小故事,它们让我了解到这些伟大的数学思想是如何在人类文明的长河中孕育和发展的,这极大地激发了我对数学的兴趣。 更重要的是,这本书在讲解高等数学和线性代数这两个看似独立的学科时,展现出了它们之间深刻的内在联系。作者巧妙地运用线性代数的工具来解决高等数学中的一些难题,又通过高等数学的视角来加深对线性代数概念的理解。这种融会贯通的处理方式,让我不再觉得自己在孤立地学习两个不同的科目,而是看到了一个有机统一的数学整体。书中的习题也很有针对性,既有巩固基础的,也有拓展思维的,让我能够在实践中不断加深对知识的理解和掌握。这本书更像是一位良师益友,它不仅教授我知识,更引导我思考,让我从学习数学的过程中获得了成长。

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我之前对数学一直都有些畏惧,总觉得那些公式和定理离我太遥远,难以理解。但《高等数学与线性代数》这本书彻底改变了我的看法。它就像一位和蔼可亲的长者,用耐心和智慧,一点点地引导我走进数学的世界。书中的语言非常平实,没有那些晦涩难懂的专业术语,而是用通俗易懂的比喻和生活化的例子来解释复杂的概念。比如,在讲解导数的时候,作者就用开车速度的变化来类比,一下子就让我明白了导数是什么,有什么意义。这种“润物细无声”的教学方式,让我不再感到压力,反而对学习数学充满了兴趣。 而且,这本书的逻辑结构也安排得非常合理。它从最基础的概念讲起,然后层层递进,逐步深入到更复杂的理论。每个章节之间都有清晰的过渡,让我能够轻松地跟上作者的思路。我特别欣赏的是,书中并没有急于求成,而是花了很多篇幅来讲解每一个概念的由来和应用。这让我不仅知其然,更知其所以然,对数学有了更深刻的理解。我感觉自己就像是在一条蜿蜒的小溪边散步,一边欣赏着沿途的风景,一边不知不觉地抵达了知识的海洋。

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这本书真是让我大开眼界,内容丰富得简直要把我淹没了!刚开始拿到《高等数学与线性代数》的时候,还以为会是那种枯燥乏味的 textbook,结果翻开第一页就被它深深吸引住了。它不像我以前看的那些书,上来就给你一堆公式和定理,而是用一种非常直观、生动的方式来介绍概念。比如,在讲到极限的时候,作者并没有直接给出一个抽象的定义,而是从生活中的例子入手,比如描述一个物体越来越接近某个点,但永远无法真正到达,这种类比一下子就让我明白了极限的精髓。然后,再逐渐引入数学符号和严谨的证明,感觉就像是在循序渐进地引导我攀登知识的高峰,而不是把我直接丢进深海。 书中的图示也做得非常出色,那些精美的插图将抽象的数学概念可视化,让我不再觉得数学是冰冷而难以理解的。特别是在学习线性代数的时候,那些关于向量空间、线性变换的几何解释,简直是点睛之笔!我总是在脑海中勾勒出那些图形,感觉自己仿佛置身于一个多维度的空间中,亲自感受着矩阵的变换是如何扭曲和拉伸空间的。而且,书里还穿插了一些历史故事和数学家的趣闻,这让整个阅读过程变得更加有趣,也让我对数学这门学科产生了更深的敬意。我常常在想,这些伟大的数学家是如何在那个年代,仅凭着智慧和想象力,就构建出如此宏伟的数学大厦的。

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