教材知识详解高中数学

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页数:306
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出版时间:2008-4
价格:14.80元
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isbn号码:9787530364215
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  • 高中数学
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  • 学习
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  • 公式
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具体描述

好的,这是一份针对名为《教材知识详解高中数学》的图书的、内容不包含该书的详细图书简介。 --- 书名:探秘未至之境:高等数学的逻辑架构与应用前沿 作者: [此处可设为虚构的、符合专业气质的作者名,例如:林远、陈曦] 出版社: [此处可设为虚构的、侧重学术或专业出版的出版社名,例如:知行学社、格物致知出版社] 版次: 2024年第一版 装帧: 精装/平装(视具体定位) ISBN: [此处可设为虚构的、符合规范的ISBN] --- 内容提要与特色 《探秘未至之境:高等数学的逻辑架构与应用前沿》 是一部深度聚焦于大学数学核心概念、严谨逻辑推导以及现代工程与科学领域前沿应用的专业参考书。本书旨在为理工科、经济学、计算机科学等领域的高年级本科生、研究生以及需要扎实数学基础的专业人士,提供一套超越基础微积分和线性代数范畴的系统性、批判性思维训练工具。 本书避开了高中阶段的知识点,如三角函数公式的纯记忆、基础代数方程的求解、平面几何的初级应用等,而是直接将读者引入到更抽象、更具结构性的高等数学世界。全书结构紧凑,逻辑链条清晰,共分为四大核心模块,力求在理论的深度与实际应用的广度之间找到完美的平衡点。 第一部分:分析的基石——实数理论与拓扑基础(约300字) 本部分彻底革新了对“极限”和“连续性”的理解。我们不满足于直观的 $varepsilon-delta$ 定义的简单应用,而是深入探讨了实数系统的完备性公理(如戴德金分割或柯西序列收敛性),作为整个分析学大厦的坚实地基。 内容包括:点集拓扑在 $mathbb{R}^n$ 上的初步引入,如开集、闭集、紧集(Heine-Borel定理及其在连续函数性质中的应用)。重点解析了勒贝格测度论的初步概念,为后续的积分理论打下坚实的基础,并简要区分了黎曼积分与勒贝格积分的本质区别。此外,本章详细论述了函数空间的概念,例如巴拿赫空间的基本性质,为泛函分析的后续学习做铺垫。 第二部分:微分学的广阔天地——多变量与抽象微分(约400字) 本部分的核心在于将一维分析工具扩展至高维空间,并引入更强大的抽象工具来处理复杂的函数结构。 多变量微分部分,我们对雅可比矩阵、黑塞矩阵的几何意义进行了深入剖析,特别是 Hessian 矩阵在极值判断中的局限性,并引入了二阶导数测试的更一般形式。接下来的重点是微分形式与外微分。读者将学习如何使用微分形式(1-形式,2-形式等)来统一表示梯度、旋度与散度,并理解斯托克斯公式(Stokes' Theorem)在 $n$ 维空间中的普适性——这是连接积分与微分的宏伟桥梁。 隐函数定理与反函数定理的证明过程被详尽阐述,强调了可逆性与局部同胚之间的关系,并引入了弗雷歇导数(Fréchet derivative),作为对一般范数空间中导数的更精确定义,这对于优化理论至关重要。 第三部分:积分的升华——测度论、Lp空间与傅里叶分析(约450字) 本部分是连接纯数学与应用数学的分水岭。 测度与积分部分,我们系统地构建了勒贝格积分的理论框架,包括可测函数、单调收敛定理(MCT)、法图定理(Fatou's Lemma)以及占统治收敛定理(DCT)。这些定理的严谨性保证了许多工程近似方法的数学合理性。我们详细分析了Lp空间的性质,特别是三角不等式和闵可夫斯基不等式的推导及其在概率论中的应用。 傅里叶分析部分,本书并未停留在傅里叶级数的周期性计算,而是直接引入傅里叶变换在 $L^1$ 和 $L^2$ 空间上的定义。重点探讨了Plancherel 定理(保证能量守恒)和Parseval 恒等式的推导,并展示了傅里叶变换在求解偏微分方程(如热传导方程、波动方程)中的强大威力,尤其是在频域分析中的优势。本章还包括小波分析(Wavelet Analysis)的初步概念,作为傅里叶分析在时频局部化方面的自然延伸。 第四部分:结构与动态——常微分方程与变分法入门(约350字) 最后一部分将理论应用于描述自然界和工程系统中的动态过程。 常微分方程(ODE)的讨论集中在解的存在性与唯一性定理,如皮卡-林德洛夫(Picard-Lindelöf)定理的现代诠释。我们深入研究了稳定性理论,包括李雅普诺夫(Lyapunov)方法,用以分析系统的长期行为,而无需精确求解微分方程。对于线性系统,本章详细分析了矩阵指数的性质及其在状态空间模型中的应用。 变分法入门则提供了优化随函数变化的量的方法。我们从欧拉-拉格朗日方程的推导出发,探讨了泛函的概念,并应用泛函的变分原理来解决最短路径问题和最小作用量原理,这是物理学和控制理论的基石。 目标读者 本书适合于: 1. 数学专业高年级本科生及研究生: 作为数学分析、实变函数、泛函分析的辅助教材或参考读物。 2. 物理、工程、计算机科学(特别是数据科学和机器学习)研究人员: 需要深入理解算法背后的数学原理,而非仅仅停留在公式层面。 3. 准备进入高级研究领域的人员: 建立严谨的数学证明习惯和高维空间直觉。 本书的独特之处 本书的核心价值在于其数学哲学高度和跨学科的视野。它要求读者拥有成熟的代数和基础分析背景,并致力于构建一个从实数公理到现代应用模型(如优化、信号处理)的完整知识链条。书中避免了冗余的初级习题,代之以复杂的理论证明题和模型构建挑战,旨在培养读者独立解决前沿问题的能力。所有论证均采用严格的数学语言,力求精准与深刻。

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函数与方程的思想,是我在学习高中数学过程中,渐渐体会到的最重要的思想之一。《教材知识详解高中数学》在这一点上做得尤为出色。它不仅仅是在讲解具体的函数章节时才提到这个思想,而是将它贯穿于整本书的讲解之中。例如,在讲解数列时,如何将数列看作自变量为n的函数,如何通过研究函数的性质来揭示数列的规律;在讲解解析几何时,如何将几何图形转化为代数方程,如何利用方程的根来研究几何图形的性质。书中还通过大量精心设计的例题,来展示如何运用函数与方程的思想来解决看似无关的问题。我记得有一个题目,是关于求解一个复杂的代数方程,直接求解非常困难,但是通过构造一个合适的函数,将方程的根转化为函数零点的求解问题,一下子就变得简单了很多。这本书也强调了“整体法”和“换元法”等解题策略,这些都是运用函数与方程思想的重要辅助手段。它让我明白,数学题目往往不是孤立的,而是可以通过巧妙的转化,将复杂问题归结为更易于处理的函数或方程问题。

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关于解析几何,我之前总觉得它就是“计算”的代名词,各种方程和坐标转换让我晕头转向。《教材知识详解高中数学》彻底改变了我的看法。它不仅仅是讲解直线、圆、圆锥曲线(椭圆、双曲线、抛物线)的方程和性质,更重要的是,它强调了“数形结合”的思想在解析几何中的重要应用。书中通过大量的图示,生动地展示了代数方程与几何图形之间的对应关系。例如,在讲解直线方程时,它不仅介绍了斜截式、点斜式等多种形式,还强调了直线方程的系数与直线斜率、截距之间的关系,以及如何通过直线方程来判断直线的倾斜程度和位置。在讲解圆锥曲线时,它详细地分析了不同形式的方程所对应的图形特征,例如椭圆方程中a、b、c之间的关系如何决定椭圆的长短轴和焦点位置。我特别欣赏它在讲解直线与圆锥曲线的位置关系时,如何通过联立方程,利用判别式来判断交点个数,以及如何求解交点坐标。这本书还穿插讲解了一些常用的解析几何技巧,比如点差法、韦达定理的应用等,这些都大大提升了我解决解析几何问题的能力。

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对于数列,我一直觉得它就是“找规律”的代名词。《教材知识详解高中数学》让我认识到,数列背后蕴含着更深刻的数学思想。《教材知识详解高中数学》从等差数列和等比数列这两个最基本、最重要的数列类型入手,详细讲解了它们的通项公式、前n项和公式,以及相关的性质。它不仅仅是给出公式,更是通过大量的推导和证明,让我们理解公式的由来。我记得它在讲解等比数列求和公式时,用了“错位相减法”,并且详细解释了为什么这个方法有效。更让我感到惊艳的是,它在讲解“递推关系”时,不仅仅是给出几种常见的递推数列(如斐波那契数列),还讲解了如何通过观察数列的递推关系,从而找到其通项公式的方法。这让我觉得,数列的学习不仅仅是记住几个公式,更是培养一种观察、分析和归纳的能力。书中还穿插了数学归纳法在证明数列性质中的应用,这让我对数学归纳法有了更深刻的理解,也明白了为什么它是一种强大的证明工具。

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导数,在我高中学习生涯中,绝对是一个让许多同学头疼的章节。《教材知识详解高中数学》以一种非常清晰和循序渐进的方式,为我解开了导数的奥秘。它从“函数的变化率”这一直观概念出发,通过极限的语言,严谨地定义了导数,并逐步讲解了导数的几何意义(切线斜率)和物理意义(瞬时速度)。我印象最深刻的是,书里并没有一开始就丢出一堆求导公式,而是先通过一些简单的函数(如线性函数、二次函数)来展示导数的计算过程,然后才逐步引入常见的求导法则,如常数法则、幂函数法则、和差法则、积法则、商法则以及复合函数求导法则。它还非常详细地讲解了如何利用导数来分析函数的单调性、求函数的极值,以及判断函数的凹凸性。书中的例题非常丰富,从基础的导数计算,到利用导数解决实际问题(如优化问题),都提供了详尽的解题步骤和思路。它还强调了导数在物理学、经济学等其他学科中的应用,让我看到了数学的强大力量。

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这本书对于我理解数学的“思想”和“方法”起到了至关重要的作用。高中数学的很多内容,比如数列、解析几何、概率统计,看似是独立的知识点,但实际上它们之间有着千丝万缕的联系。《教材知识详解高中数学》在这一点上做得非常好,它不仅仅是孤立地讲解每一个章节,而是会穿插讲解一些贯穿整个高中数学的数学思想,比如函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想等等。在解析几何部分,它会非常详细地阐述如何将几何问题转化为代数问题,如何利用坐标系来描述图形的性质,以及如何利用方程来研究图形的运动和变化。我记得它在讲到直线与圆的位置关系时,用了多种方法来求解,有代数法,也有几何法,并且清晰地对比了两种方法的优劣和适用范围。更让我印象深刻的是,它在讲到导数的时候,没有直接给出各种求导公式,而是先从“变化率”这个直观的概念出发,通过极限的语言来定义导数,并展示了如何利用导数来研究函数的单调性、极值和拐点。这种从“是什么”到“为什么”再到“怎么用”的讲解方式,让我觉得数学不再是枯燥的符号堆砌,而是一门充满智慧的学科。而且,书中的语言非常严谨,但又不失通俗易懂,很多时候我读完一段文字,都会豁然开朗,感觉自己对某个知识点有了全新的认识。

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复数,这个概念在我刚接触的时候,觉得既神秘又难以理解。《教材知识详解高中数学》用一种非常系统和易于接受的方式,将复数的世界展现在我面前。它从复数的定义开始,详细地介绍了复数的代数形式、几何意义,以及复数的四则运算。我特别喜欢它在讲解复数的几何意义时,是将复数与复平面上的点或向量一一对应,这样抽象的复数运算就立刻变得直观起来。例如,复数的加法对应于向量的加法,复数的乘法对应于旋转和伸缩,这些几何解释让我对复数有了全新的认识。书里还详细讲解了复数的三角形式和指数形式,并说明了它们在解决涉及乘方和开方问题时的优势。我记得在学习复数的乘方时,它详细讲解了棣莫弗定理,并给出了利用这个定理求解复数高次幂的例子,这让我觉得复数理论非常强大。此外,书中还涉及了复数在代数方程中的应用,比如如何利用复数来求解一元二次方程,甚至更高次方程。这让我觉得复数不仅仅是一个独立的数学分支,更是连接代数和几何的重要桥梁。

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我之前总觉得概率与统计是高中数学中最“不数学”的部分,因为它似乎更偏向于经验和统计数据。《教材知识详解高中数学》彻底改变了我的看法。它将概率与统计的理论基础讲得非常透彻,例如伯努利试验、二项分布、正态分布等概念,这本书都给出了清晰的定义和推导过程,并说明了它们在现实生活中的广泛应用。我记得在讲解离散型随机变量的期望和方差时,它通过一个简单的掷骰子游戏,一步一步地计算出了期望和方差,并解释了这两个统计量分别代表什么意义。这让我一下子就明白了期望的“平均值”和方差的“波动程度”这两个核心概念。而且,这本书在讲解统计推断时,也提供了很多实用的方法和技巧,比如置信区间的概念和计算,以及如何根据样本数据来推断总体特征。它还通过很多贴近生活的例子,比如调查学生视力情况、分析天气变化趋势等,让我看到了数学在解决实际问题中的巨大价值。通过这本书,我不再觉得概率与统计是“背诵”和“套公式”,而是真正理解了其背后的数学原理和逻辑。

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在我学习高中数学的漫长过程中,我遇到过无数次的瓶颈。《教材知识详解高中数学》就像是我在黑暗中的一盏明灯,帮助我一次又一次地突破了难关。我记得在学习立体几何的时候,我总是对空间想象能力感到头疼,很多平行、垂直关系都弄不清楚。这本书里关于立体几何的讲解,采用了大量的图示,并且运用了非常巧妙的视角来展示立体图形。它不仅仅是给出图形,还会通过“截面”、“投影”等概念来帮助我们理解立体图形的内部结构。例如,在讲解点到平面的距离时,它就通过多种方法,包括垂线法、体积法等,详细地展示了如何求解,并且每一种方法都配有清晰的几何图形和代数推导。我特别喜欢它在讲解向量的时候,是如何将向量的思想融入到立体几何的证明中的,这让我觉得向量不仅仅是一种新的运算工具,更是一种强大的思维方式。这本书的编排也很有条理,每个知识点讲解完毕后,都会有对应的例题和习题,而且难度循序渐进,非常适合我们巩固和提升。我常常会反复做书中的例题,直到真正理解为止,这种扎实的基础,让我应对后面的复杂题目变得更加自信。

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我当初买《教材知识详解高中数学》这本书,纯粹是因为高中数学对我的打击实在是太大了。说实话,很多概念,老师在课堂上讲得飞快,笔记也来不及记,就算记了,回头看也感觉云里雾里。这本《教材知识详解高中数学》给我最大的感受就是,它就像一位非常有耐心、而且极其擅长将复杂问题拆解开来的老师。我记得第一次翻开它,看到里面密密麻麻的公式和定理,当时心都凉了半截。但当我耐下性子,从头开始看,尤其是看到它对函数概念的讲解时,我才意识到,原来数学不是背公式,而是理解它背后的逻辑。书里会先从最基础的定义讲起,然后一步步推导,而且每一步都配有详细的文字说明,甚至还用到了生活中常见的例子来比喻。比如讲到函数的三要素,它就用“投币饮料机”来类比,输入硬币(自变量),机器操作(对应法则),吐出饮料(因变量),一下子就把抽象的概念变得具象化了。而且,书里不仅是讲解概念,更重要的是它的例题分析。很多例题我都自己做过,但总觉得似是而非,这本书的例题解答,不仅给出了完整的解题过程,更重要的是,它会告诉你为什么这样解,每一步的依据是什么,甚至还会提示一些常见的陷阱和错误思路。这对我来说简直是雪中送炭。我之前做题总有一种“不知道为什么”的感觉,现在终于能理解到“为什么”。

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三角函数是我高中数学学习生涯中的又一个“大敌”。正弦、余弦、正切,各种公式和图像,让我感到非常混乱。《教材知识详解高中数学》在这方面给了我巨大的帮助。它不仅仅罗列了各种三角恒等式,更重要的是,它详细地讲解了这些公式的推导过程,并且强调了这些公式的几何意义。例如,它在讲解两角和差公式时,不是直接给出公式,而是通过在单位圆上进行几何推理,一步步地推导出来,这样我不仅记住了公式,更理解了公式的来源。书里还用了大量的图示来帮助我们理解三角函数的图像,比如正弦函数、余弦函数的图像是如何通过单位圆上的点的坐标变化而产生的,以及各种变换(平移、伸缩)是如何影响图像的。我特别欣赏它在讲解三角函数的应用时,是如何将抽象的三角函数与实际问题联系起来的,比如测量高度、计算距离等。这让我觉得三角函数不仅仅是数学题中的工具,更是描述和解决现实世界中许多问题的有力武器。这本书的例题设计也很有针对性,涵盖了各种类型的三角函数问题,从简单的化简到复杂的方程求解,都能找到详细的解答和思路。

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