Single Variable Calculus

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出版者:Brooks/Cole Pub Co
作者:Leonard Irvin Holder
出品人:
页数:720
译者:
出版时间:1994-1
价格:USD 63.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9780534189907
丛书系列:
图书标签:
  • 微积分
  • 单变量微积分
  • 高等数学
  • 数学分析
  • Calculus
  • 微积分教材
  • 大学教材
  • 数学
  • 理工科
  • 函数
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具体描述

好的,以下是关于一本名为《多变量微积分》(Multivariable Calculus)的图书简介。这本书将深入探讨高等数学中的一个重要分支,侧重于涉及多个变量的函数、向量场和高维空间中的积分问题。 --- 图书名称:《多变量微积分》(Multivariable Calculus) 简介 《多变量微积分》是一部全面且严谨的教材,专为那些已经掌握了单变量微积分基础知识的学生设计。本书旨在引导读者跨越从二维平面到三维乃至更高维度空间的数学思维鸿沟,深入理解描述物理世界、工程应用和现代科学现象所必需的工具。 本书的结构经过精心设计,力求在理论的严谨性、几何的直观性以及实际应用的广泛性之间取得完美的平衡。我们相信,真正的理解源于对概念的清晰把握,以及对数学语言的熟练运用。因此,本书不仅提供了详尽的定理证明和公式推导,更强调通过丰富的几何可视化和实际案例来加深读者的洞察力。 核心内容概览 全书内容分为六个主要部分,层层递进,构建起一个完整的多变量微积分知识体系: 第一部分:向量与三维空间基础 (Vectors and Three-Dimensional Space) 本部分作为进入多变量世界的桥梁,首先回顾并扩展了向量代数的基础知识。我们将详细探讨二维和三维空间中的向量运算,包括点积(内积)和叉积(外积),以及它们在确定角度、投影和平面法线方面的应用。随后,我们将深入分析空间曲线的参数化表示,学习如何描述和分析运动轨迹,并引入曲率的概念,为后续的向量场分析打下基础。这部分内容为理解三维图形和向量场提供了必要的几何和代数框架。 第二部分:偏导数与链式法则 (Partial Derivatives and the Chain Rule) 这是多变量微积分的核心起点。本书将严格定义偏导数,并展示它们如何测量函数在特定方向上的变化率。我们将详细阐述梯度(Gradient)的概念,梯度不仅指示了函数增长最快的方向,也是连接偏导数与方向导数的关键。 链式法则在单变量微积分中是基础工具,但在多变量环境中,其复杂性显著增加。本书将系统地剖析多层嵌套函数的链式法则,并引入雅可比矩阵(Jacobian Matrix)作为其在矩阵形式下的推广,这对于坐标变换和隐函数分析至关重要。此外,我们还将探讨极值点的寻找,包括对函数的局部最大值和最小值进行分类(二阶偏导数检验,Hessian 矩阵)。 第三部分:多重积分 (Multiple Integrals) 本部分将定积分的概念扩展到高维空间。首先,我们介绍二重积分在平面区域上的计算,重点讨论使用直角坐标系(Cartesian coordinates)时的积分次序(Fubini 定理)。随后,我们将深入探讨在非矩形区域上的积分技巧,并引出极坐标系(Polar coordinates)的强大应用,特别是在处理圆形或扇形区域时的简化效果。 紧接着,本书将自然地过渡到三重积分,用于计算三维物体上的质量、重心或惯性矩等物理量。我们将详细讲解坐标系的转换,包括圆柱坐标系(Cylindrical coordinates)和球坐标系(Spherical coordinates),并展示它们如何简化复杂几何体上的积分运算。 第四部分:向量微积分基础 (Foundations of Vector Calculus) 向量微积分是连接几何、代数和物理学的强大工具。本部分首先定义了标量场和向量场,并引入了场论中的三个基本微分算子:散度(Divergence)、旋度(Curl)和拉普拉斯算子(Laplacian)。我们将详细解释这些算子的物理意义,例如散度描述流体的源汇分布,而旋度描述流体的旋转趋势。 我们还将分析线积分(Line Integrals)的概念,用于计算沿特定路径的功或质量。特别关注保守向量场的性质,如路径无关性,并引入势函数(Potential Functions)的概念。 第五部分:积分定理 (Integral Theorems) 这是本书的高潮部分,包含了多变量微积分中最具影响力且最深刻的定理,它们是联系微分和积分的强大桥梁。 我们将详细证明和应用格林定理(Green's Theorem),该定理将平面区域上的二重积分与边界曲线上的线积分联系起来。随后,我们将推广到三维空间中的表面积分(Surface Integrals),包括对曲面上的流量(Flux)计算。 最后,本书将聚焦于斯托克斯定理(Stokes' Theorem)和高斯散度定理(Divergence Theorem, 或称 Gauss's Theorem)。我们将清晰地阐述这些定理的几何解释,即边界上的积分等于区域内部的微分算子积分,并展示它们在流体力学、电磁学等领域的革命性应用。 第六部分:参数化曲面与微分形式(可选/进阶章节) 为满足进阶读者的需求,本书包含对更抽象概念的介绍,如参数化曲面上的积分,以及对微分形式(Differential Forms)和de Rham上链同调的初步接触,为深入学习微分几何和拓扑学打下坚实的基础。 本书的教学特色 1. 几何驱动的解释: 我们避免纯粹的代数堆砌,而是通过大量的图示和三维模型解释梯度、旋度、散度等抽象概念的几何意义。 2. 应用驱动的学习: 每章都穿插了丰富的实际案例,涵盖物理学(如功、磁场)、工程学(如结构应力、流体动力学)和经济学(如边际效用分析),确保读者理解“为什么学”以及“如何用”。 3. 清晰的证明结构: 证明过程被分解为逻辑清晰的步骤,关键的跳跃点会被特别标注和解释,帮助读者建立严密的数学推理能力。 4. 丰富的练习题: 书中包含了从基础计算到复杂应用和理论证明的数百道练习题,旨在巩固概念、提升计算技巧并培养解决问题的能力。 《多变量微积分》不仅是一本工具书,更是一次思维的拓展之旅。它将装备读者使用最先进的数学语言来理解和建模复杂的世界。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这是一本真正让我感受到了数学之美的《单变量微积分》教材。我是一名非数学专业的学生,之前对微积分的印象仅限于高中时期的模糊概念,认为它是一门高深且与我无关的学科。然而,这本书的出现彻底改变了我的看法。作者的叙述风格非常独特,他用一种充满人文关怀的笔触,将枯燥的数学公式编织成了引人入胜的故事。在讲解每一个概念时,他都会追溯其历史渊源,介绍其发展过程,以及对人类文明产生的深远影响,这使得学习过程充满了趣味性和启发性。例如,在介绍牛顿和莱布尼茨如何独立发明微积分时,书中穿插了大量的历史背景和人物故事,让我仿佛置身于那个伟大的时代,感受着科学探索的激情。这种历史化的讲解方式,不仅让我更容易记住抽象的数学概念,更让我体会到了数学的魅力和创造力。书中对函数的讨论,并没有仅仅停留在其代数性质上,而是深入探讨了函数的图形、性质以及它们在不同领域的应用,让我看到了函数作为描述世界的基本语言的强大力量。在导数的部分,书中对导数在优化问题中的应用进行了详尽的介绍,例如如何利用导数找到函数的最大值和最小值,这对于我理解如何利用数学工具解决实际问题非常有帮助。而积分的讲解,更是让我耳目一新。作者从一个全新的角度,将积分视为“累积”的过程,并用生动的例子说明了如何利用积分来计算曲线下的面积、体积,甚至是一些更复杂的量。我尤其欣赏书中对微积分基本定理的解释,其清晰的逻辑和详尽的推导,让我彻底理解了这个定理在连接导数和积分之间的核心地位。

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我必须承认,一开始拿到《单变量微积分》这本书时,我并没有抱有多大的期望。毕竟,微积分在很多人眼中都是一门枯燥乏味的学科,充满了各种符号和公式,让人望而生畏。然而,这本书彻底颠覆了我的看法。作者以一种令人惊叹的清晰度和深度,将单变量微积分的精髓展现在我面前。书中的每一个章节都经过精心设计,逻辑严谨,过渡自然,使得学习过程如同一次引人入胜的探索。作者在处理导数和积分的概念时,运用了大量的几何解释,将抽象的数学思想具象化,让我能够轻松地理解其几何意义和物理意义。例如,在讲解导数作为斜率时,书中通过绘制函数图像,直观地展示了切线斜率的变化,这种可视化学习方式极大地降低了理解门槛。同样,在介绍不定积分和定积分时,书中也巧妙地将面积的概念与积分联系起来,让我对积分的应用有了更深刻的认识。我尤其喜欢书中对微积分基本定理的阐述,作者花费了大量的篇幅来解释这个定理的意义和重要性,并通过多个角度来证明它,让我能够真正理解它在连接微分和积分之间的桥梁作用。此外,书中提供的例题也都非常具有代表性,解题过程清晰明了,能够帮助我掌握各种解题技巧。我甚至发现,在学习过程中,我不再是机械地记忆公式,而是开始真正理解公式背后的数学原理。这本书不仅教会了我如何计算,更重要的是教会了我如何思考,如何用数学的语言去描述和解决问题。

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《单变量微积分》这本书,对我而言,更像是一位引路人,它以一种循序渐进、由浅入深的方式,带领我一步步探索微积分的奥秘。我之前尝试过学习微积分,但总是在一些抽象的概念上感到困惑。这本书的出现,彻底改变了我的学习体验。作者在讲解函数与图像的关系时,非常注重从直观入手,用大量的图形和实例来展示函数的性质,让我能够轻松地理解不同函数所代表的意义。在导数的部分,书中对“变化率”的解释,让我看到了数学在描述动态世界中的强大力量。比如,如何用导数来计算瞬时速度,或者如何用导数来分析曲线的切线斜率,这些都让我对导数有了更深入的理解。我尤其欣赏书中对积分的讲解,它不仅仅局限于求解面积,更是将其视为一种“累积”的数学工具。通过将一个复杂的问题分解成无数个微小的部分,然后将它们累加起来,我们就能得到最终的答案。这种“分割-累积”的思想,在很多实际问题中都有应用,比如计算不规则图形的面积,或者计算物体的体积。书中对这些应用的讲解,都非常详细和生动,让我对积分有了全新的认识。总而言之,这本书让我看到了微积分的实用性和普适性,它不仅仅是一门抽象的学科,更是我们理解和改造世界的重要工具。

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《单变量微积分》这本书,在我看来,不仅仅是一本教科书,更像是一位耐心的导师,它用一种温和而又严谨的方式,引导我走进微积分的奇妙世界。我之前对微积分的印象一直比较模糊,总觉得它离我的生活很遥远。但这本书的出现,彻底改变了我的看法。作者在讲解函数和图像的关系时,用了大量生动的例子,比如描述一个人影的长度如何随太阳角度变化,或者一个弹簧被拉伸的长度如何随力的大小变化。这些例子都非常贴近生活,让我能够轻松地理解函数所描述的实际现象。在对导数的讲解上,书中对“变化率”的解释,给我留下了深刻的印象。它不仅仅是数学上的定义,更是对事物发展趋势的描述。比如,如何利用导数来预测股票价格的涨跌,或者如何利用导数来优化生产过程,这些都让我看到了微积分在实际应用中的价值。我特别喜欢书中对积分的讲解,它让我理解了“累积”的力量。通过将一个量分割成无数个微小的部分,然后将它们加起来,我们就能得到一个总量。这种思想在许多领域都有应用,比如计算河流的流量,或者计算某个区域的累计降雨量。书中对这些应用的讲解,都非常详细和深入,让我对积分有了更深刻的认识。总而言之,这本书让我看到了微积分的魅力,它不仅仅是一门抽象的学科,更是我们理解和改造世界的重要工具。

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坦白说,《单变量微积分》这本书的出版,为无数在微积分学习道路上迷失方向的学子们指明了一条光明大道。我之前曾尝试过阅读其他几本微积分教材,但无一例外都因为其晦涩的语言和繁琐的证明而让我倍感挫败。直到我遇到了这本书,我才真正体会到什么叫做“柳暗花明又一村”。作者仿佛是一位经验丰富的向导,他不仅熟悉微积分的每一个角落,更重要的是,他知道如何带领我们这些“旅行者”安全而又愉快地穿越这片复杂的数学领域。书中对函数、极限、连续性的讲解,都充满了洞察力。作者并没有将这些概念简单地罗列出来,而是通过深入浅出的分析,揭示了它们之间的内在联系以及在整个微积分体系中的基础性作用。特别是在处理极限的严格定义时,书中通过不同层次的解释,从直观的“越来越近”到形式化的 ε-δ 语言,逐步引导读者建立起严谨的数学思维,让我不再对这些看似抽象的定义感到恐惧。而当进入到导数的部分,书中对导数概念的引入,不仅仅停留在其作为变化率的定义,更是深入探讨了其在函数图像上的几何意义,如斜率、瞬时变化率等,这些都极大地帮助我建立了对导数概念的完整理解。我最看重的是书中对于积分的讲解。作者并没有将积分仅仅视为求面积的工具,而是从反导数的角度,以及作为极限的求和来介绍它,这种多角度的剖析,让我深刻理解了定积分和不定积分的本质区别与联系。书中大量的图示和动画(虽然在纸质书中无法直接呈现,但描述非常到位),仿佛在我脑海中构建了一个立体的数学模型,让知识的学习不再是单调乏味的文字阅读。

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我一直认为,学习数学的最终目的,是能够用数学的语言去描述和理解这个世界。《单变量微积分》这本书,正是这样一本能够帮助我实现这一目标的教材。作者在讲解每一个概念时,都力求将抽象的数学思想与具体的现实世界相连接。在对极限的阐述上,书中并没有简单地给出定义,而是通过各种生动的场景,比如一个气球不断膨胀,或者一个物体不断靠近某个点的过程,来帮助读者建立起对极限的直观感受。这种“从具体到抽象”的教学方法,非常适合我这样的初学者。在对导数进行讲解时,书中大量运用了物理学中的例子,比如描述一个物体运动的速度和加速度,让我能够深刻理解导数作为瞬时变化率的意义。我尤其欣赏书中对积分的介绍,它不仅仅局限于计算面积,更是将其视为一种“累积”的数学工具,能够用来计算各种各样的量,比如弧长、体积、功等等。书中对这些应用的讲解,都非常详细和到位,让我看到了微积分的强大应用潜力。我曾经对积分感到非常困惑,但这本书的讲解,让我对积分有了全新的认识,理解了它在解决复杂问题中的核心作用。总而言之,这本书是一本兼具深度和广度的教材,它不仅能够帮助我掌握单变量微积分的知识,更能激发我对数学的兴趣,培养我用数学思维解决问题的能力。

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当我开始阅读《单变量微积分》这本书时,我最直接的感受就是它的“接地气”。作者并没有采用那种高高在上、脱离实际的教学方式,而是将每一个数学概念都与现实世界的现象紧密联系起来。这本书让我明白了,微积分不仅仅是数学家们的“游戏”,更是我们理解和改造世界不可或缺的工具。书中对极限的讲解,便是一个很好的例子。作者通过描述一个物体越来越接近某个位置的过程,来引入极限的概念,这种直观的类比,让我立刻就能抓住问题的本质,而不是被一堆符号所迷惑。同样,在讲解导数时,书中也用了很多生活中的例子,比如汽车的速度变化、股票价格的波动等,来解释导数作为瞬时变化率的意义。我尤其喜欢书中对“面积”和“体积”计算的讲解,这些都是我们日常生活中经常会遇到的问题,而微积分恰恰为我们提供了解决这些问题的强大方法。书中对于定积分的介绍,通过将复杂的形状分割成无数个微小的部分,然后将它们加起来,这种“分割-累积”的思想,非常巧妙地揭示了积分的核心思想。此外,书中也提供了大量的应用题,这些题目涵盖了物理、工程、经济等多个领域,让我看到了微积分的实际应用价值。我发现,在解决这些应用题的过程中,我不仅巩固了数学知识,更培养了运用数学解决问题的能力。这本书的语言也相当平实,没有过多的专业术语,即使是初学者也能轻松阅读。

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《单变量微积分》这本书,对我而言,更像是一位循循善诱的智者,它不仅仅传授知识,更重要的是引导我如何去思考,如何去理解数学的深层含义。我曾一度认为微积分是一门需要极高天赋才能掌握的学科,但这本书打破了我的这种偏见。作者在讲解函数和图像的关系时,花费了大量的篇幅来分析不同函数的形状和性质,以及它们如何随参数的变化而变化。这种细致入微的分析,让我对函数有了更深刻的认识,不再仅仅将它们视为一个代数表达式。在导数的部分,书中对导数作为“变化率”的解释,极其到位。它不仅仅停留在数学定义上,而是深入探讨了导数在描述动态过程中的重要性,比如物理学中的速度、加速度,经济学中的边际效应等。我印象最深刻的是书中对“曲率”的介绍,它将导数与几何形状紧密联系起来,让我看到了数学的严谨与优美。而积分的部分,更是让我对“累积”和“求和”有了全新的认识。作者将定积分视为“无限细分”后的“累加”过程,并用几何图形和实际例子来生动地解释这一概念,让我不再对积分感到畏惧。书中对微积分基本定理的阐述,简直堪称完美。作者从不同角度,用清晰的逻辑,层层递进地引导读者理解这个核心定理,让我彻底理解了微分和积分之间的内在联系。这本书不仅教会我如何计算,更重要的是教会我如何理解数学的逻辑和思维方式,这对于我未来的学习和研究都将产生深远的影响。

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我不得不说,《单变量微积分》这本书,是我近年来读过的最令人印象深刻的数学教材之一。作者以一种极其细腻和富有洞察力的方式,将单变量微积分的知识体系呈现在我面前。我尤其欣赏书中对基础概念的讲解,比如函数、极限、连续性。作者并没有仅仅停留在形式化的定义上,而是通过深入浅出的分析,揭示了这些概念之间的内在联系以及它们在整个微积分体系中的重要性。例如,在介绍极限时,书中不仅给出了严格的 ε-δ 定义,还用大量的图示和直观的比喻来帮助读者理解其几何意义和物理意义,这让我对极限这一核心概念有了前所未有的清晰认识。当进入到导数的部分,书中对导数作为“变化率”的讲解,更是让我耳目一新。它不仅仅是数学公式的推导,更是对事物动态变化的深刻洞察。书中通过丰富的应用实例,比如描述物体运动的速度、加速度,以及经济学中的边际成本、边际收益等,让我深刻理解了导数在描述和分析动态过程中的关键作用。我最看重的是书中对积分的讲解。作者并没有将积分仅仅视为求解面积的工具,而是从“累积”和“求和”的角度,以及作为微分的逆运算来阐释它,这种多角度的剖析,让我深刻理解了定积分和不定积分的本质区别与联系。

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这本《单变量微积分》简直是为我量身定做的!作为一名对数学有着浓厚兴趣但又常常被抽象概念困扰的学生,我一直在寻找一本能够将复杂的微积分知识以一种清晰、直观且易于理解的方式呈现出来的教材。这本书正是做到了这一点,甚至超出了我的预期。作者在讲解每一个概念时,都仿佛站在读者的角度,设身处地地思考着我们可能会遇到的困惑,并用生动形象的比喻、巧妙的图示以及层层递进的逻辑来化解这些难题。例如,在介绍极限这一核心概念时,书中并没有直接抛出定义,而是通过一个“越来越接近”的故事,让我们先在直观上建立起对极限的感知,然后再逐步引入 ε-δ 定义,使得这个定义不再显得突兀和难以捉摸。我尤其欣赏书中大量的应用案例,这些案例不仅仅是枯燥的数学公式的堆砌,而是真正将微积分的强大力量展现在我们面前。从物理学中的速度与加速度,到经济学中的边际成本与收益,再到生物学中的种群增长模型,每一处都让我惊叹微积分在现实世界中的广泛应用。这些案例不仅加深了我对理论知识的理解,更激发了我学习数学的动力,让我看到了数学不仅仅是课本上的符号,更是解决实际问题的重要工具。此外,书中习题的设计也相当出色,从基础的巩固练习到挑战性的综合题,循序渐进,能够有效地检验学习效果,并帮助我巩固和深化对知识的掌握。我可以说,这本书已经成为了我学习微积分过程中最得力的助手,我强烈推荐给所有想要深入理解单变量微积分的朋友们。

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