高等数学与工程数学训练教程

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出版者:化学工业
作者:阎章杭
出品人:
页数:242
译者:
出版时间:2007-5
价格:24.00元
装帧:
isbn号码:9787502599683
丛书系列:
图书标签:
  • 高等数学
  • 工程数学
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具体描述

本书所涉及到的内容有:一元函数微积分学、多元函数微积分学基础、常微分方程与拉普拉斯变换、无穷极数、概率论与数理统计基础、线性代数初步以及数学实验等。该书针对当前高职高专学生普遍存在的课程难学、规律难寻、习题难做等方面的问题,对主教材的内容进行全面、系统、科学的辅导。

本书是一本旨在提升读者数学分析能力与应用技巧的训练指南,内容涵盖了多方面的高阶数学概念与工程应用实例。 核心数学概念解析: 微积分进阶: 书中深入剖析了多变量微积分的核心理论,包括偏导数、梯度、散度、旋度等概念的几何意义与计算方法。学习者将掌握重积分(二重积分、三重积分)在求解体积、质量、重心等问题中的应用,并了解线积分和面积分,以及它们在物理学(如功、流量)中的重要作用。此外,还将详细介绍向量微积分的基本定理,如格林公式、高斯散度定理和斯托克斯定理,这些定理是理解和解决许多物理和工程问题的关键工具。 微分方程理论: 本书系统性地介绍了常微分方程的解法,从一阶方程到高阶线性微分方程,包括齐次方程、非齐次方程的求解技巧,以及特征方程法、常数变易法等。特别地,本书会重点讲解能够描述各种物理现象(如振动、衰减、增长)的二阶线性微分方程,并引入傅里叶级数和拉普拉斯变换作为求解特定类型微分方程的强大工具。对于偏微分方程,将着重介绍热传导方程、波动方程和拉普拉斯方程的经典解法,以及分离变量法等常用求解策略。 线性代数及其应用: 线性代数部分将全面介绍向量空间、子空间、线性无关、基与维数等基本概念。学习者将深入理解矩阵的秩、核、像空间,以及各种矩阵分解方法,如LU分解、QR分解、SVD(奇异值分解)等。本书还将重点阐述特征值与特征向量的意义及其在稳定性分析、主成分分析等领域的应用。矩阵方程的求解,包括逆矩阵法、克莱默法则以及迭代法,也将得到详尽的讲解。 复变函数理论: 本章将介绍复数运算、复变函数的基本性质,以及解析函数、柯西-黎曼方程。学习者将深入理解柯西积分定理、柯西积分公式及其在求解复积分中的强大威力。此外,残量定理和留数在计算复杂积分方面的重要作用也将得到详细阐述。 概率论与数理统计基础: 书籍涵盖了概率的基本概念、随机变量的分布(离散型与连续型)、期望与方差。关键内容包括常见的概率分布(如二项分布、泊松分布、正态分布、指数分布),以及中心极限定理等重要理论。数理统计部分将介绍参数估计(点估计与区间估计)、假设检验的基本原理与方法,以及回归分析和方差分析等统计推断技术。 工程数学应用实例: 本书不仅注重理论的深度,更强调数学工具在解决实际工程问题中的应用。通过丰富的实例,读者可以学习如何将抽象的数学概念转化为解决具体工程挑战的有效方法。 信号处理与系统分析: 利用傅里叶变换和拉普拉斯变换分析线性时不变(LTI)系统的频率响应、稳态响应和瞬态响应。理解滤波器设计、系统稳定性判断等工程问题与这些数学工具的紧密联系。 结构力学与材料科学: 运用微积分和微分方程描述和分析梁的弯曲、应力分布和振动特性。通过线性代数解决有限元分析中的方程组,以模拟材料在不同载荷下的行为。 流体力学与传热学: 应用偏微分方程(如纳维-斯托克斯方程、热传导方程)来模拟流体流动和热量传递过程。利用向量微积分的概念来分析流场的性质,如涡度、散度和通量。 控制理论与系统辨识: 借助线性代数和微分方程建立和分析控制系统的数学模型。利用概率统计方法进行系统参数的估计和辨识,以优化控制策略。 数值计算与仿真: 介绍多种数值方法,如泰勒级数展开、数值积分、数值微分以及求解微分方程的欧拉法、龙格-库塔法等。这些方法为在计算机上模拟和解决复杂的工程问题提供了基础。 训练与提升: 本书的每一章节都配有大量的练习题,覆盖了从基础概念巩固到复杂应用设计的不同层次。这些练习题旨在帮助读者: 深化理解: 通过亲自动手计算,加深对抽象数学概念的理解。 提升技巧: 熟练掌握各种数学方法的运算技巧和解题思路。 培养能力: 锻炼将工程问题转化为数学模型,并运用所学数学知识进行求解的能力。 拓展思维: 鼓励读者探索不同数学工具之间的联系,以及它们在更广泛工程领域的潜在应用。 本书的目标是使读者不仅掌握高等数学的理论知识,更能灵活运用这些工具分析和解决复杂的工程实际问题,为进一步的专业学习和研究打下坚实的基础。

作者简介

目录信息

第一篇一元函数微积分学
第一章函数、极限与连续1
第一节本章内容小结1
第二节常见问题分类及解题方法3
第三节复习题及全解7
第四节典型习题解答与提示12
第五节自我测验(备选习题)19
第二章导数与微分21
第一节本章内容小结21
第二节常见问题分类及解题方法22
第三节复习题及全解24
第四节典型习题解答与提示30
第五节自我测验(备选习题)36
第三章导数的应用38
第一节本章内容小结38
第二节常见问题分类及解题方法39
第三节复习题及全解42
第四节典型习题解答与提示48
第五节自我测验(备选习题)54
第四章一元函数积分学56
第一节本章内容小结56
第二节常见问题分类及解题方法57
第三节复习题及全解64
第四节典型习题解答与提示67
第五节自我测验(备选习题)74
第五章定积分的应用75
第一节本章内容小结75
第二节常见问题分类及解题方法75
第三节复习题及全解81
第四节典型习题解答与提示82
第五节自我测验(备选习题)83
第二篇多元函数微积分学基础
第六章多元函数微分学基础85
第一节本章内容小结85
第二节常见问题分类及解题方法86
第三节复习题及全解89
第四节典型习题解答与提示92
第五节自我测验(备选习题)100
第七章多元函数积分学基础101
第一节本章内容小结101
第二节常见问题分类及解题方法102
第三节复习题及全解106
第四节典型习题解答与提示112
第五节自我测验(备选习题)120
第三篇常微分方程与拉普拉斯变换
第八章常微分方程123
第一节本章内容小结123
第二节常见问题分类及解题方法123
第三节复习题及全解127
第四节典型习题解答与提示131
第五节自我测验(备选习题)136
*第九章拉普拉斯变换138
第一节本章内容小结138
第二节常见问题分类及解题方法139
第三节复习题及全解141
第四节典型习题解答与提示144
第五节自我测验(备选习题)148
第四篇无穷级数
第十章无穷级数基础151
第一节本章内容小结151
第二节常见问题分类及解题方法153
第三节复习题及全解159
第四节典型习题解答与提示164
第五节自我测验(备选习题)173
第五篇概率论与数理统计基础
第十一章概率论基础175
第一节本章内容小结175
第二节常见问题分类及解题方法176
第三节复习题及全解183
第四节典型习题解答与提示186
第五节自我测验(备选习题)193
*第十二章数理统计基础195
第一节本章内容小结195
第二节常见问题分类及解题方法195
第三节复习题及全解198
第四节典型习题解答与提示200
第五节自我测验(备选习题)203
第六篇线性代数初步
第十三章矩阵与线性方程组205
第一节本章内容小结205
第二节常见问题分类及解题方法205
第三节复习题及全解210
第四节典型习题解答与提示218
第五节自我测验(备选习题)228
附录
附录一往届期终考试试卷选231
附录二自我测验(备选习题)参考答案及往届期终考试试题答案237
参考文献243
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我是一个在校大学生,平时上课时间紧张,自学数学的效率一直不高,总觉得那些标准教材讲得太干巴巴,公式推导过程也常常一笔带过,让人看得云里雾里。这本《高等数学与工程数学训练教程》给我的感觉完全不同,它更像是一位耐心的一对一私教。它的叙述风格非常口语化,但又不失严谨性,尤其是在处理那些容易混淆的细节问题上,作者总能给出非常人性化的提醒和辨析。比如,在微分中值定理的讲解部分,它不仅告诉我们定理的内容,还详细分析了为什么在某些特定的函数定义域内定理会失效,这种对“边界条件”的关注,极大地拓宽了我的理解深度。更让我惊喜的是,书里还穿插了一些历史背景知识和数学思想的探讨,这让学习过程不再枯燥,反而变成了一种探索知识的乐趣。我感觉自己不仅仅是在“刷题”,更是在学习一种思考数学问题的方法论。

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说实话,我是一个工作多年的工程师,需要重新拾起高等数学来解决目前项目中的一些数值模拟难题。我对纯理论的推导已经不太关心了,更需要的是能快速上手、解决实际问题的工具箱。这本书的后半部分,也就是偏向“工程数学”的内容,完全击中了我的需求点。它对矩阵运算、微分方程的数值解法等内容的介绍,不是那种教科书式的堆砌公式,而是直接对接工程软件的使用逻辑和结果分析。书里提供的案例,很多都取材于结构力学或流体力学中的经典模型,虽然篇幅有限,但足够指导我们将理论模型转化为可计算的算法框架。对于我们这些“实战派”来说,这种高效的学习路径是极其宝贵的,它极大地缩短了理论知识与工程应用之间的鸿沟。如果说前半部分是扎根,那么后半部分就是快速起飞的翅膀。

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我个人对数学学习有一个偏好,那就是喜欢那种结构清晰、脉络分明的教材。这本书在这方面做得非常出色,它的章节安排和知识点的递进关系几乎是完美的。每一个新的概念引入,都能清晰地看到它与前面知识点的联系,以及它将要服务于哪些后续内容。这种结构感,让我的知识体系建立得非常稳固,不容易出现“只见树木不见森林”的状况。例如,在讲到多重积分时,作者会先用二维面积积分的几何意义作为铺垫,然后自然而然地过渡到三维体积和更高维度的概念,每一步的衔接都非常平滑,让人感觉学习曲线一直保持在可以接受的舒适区内。这本书不是那种拼命堆砌知识点的“百科全书”,而是经过精心编排的“学习路径图”,对于自学者来说,这种引导作用是无法替代的。

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这本书的封面设计挺朴素的,拿到手的时候其实没抱太大期望,心想不就是又一本常见的数学辅导书嘛。结果翻开第一章,立刻被它清晰的逻辑和详尽的例题吸引住了。作者在讲解基础概念时,特别注重与实际工程问题的结合,很多地方的解释深入浅出,对于我这种数学基础不算特别牢固,但又急需掌握应用技巧的人来说,简直是雪中送炭。比如说,在讲到傅里叶级数的部分,书里不仅给出了严谨的数学推导,还配有工程上如何用它来分析信号的实例,让我一下子明白了学这些理论到底有什么用,而不是仅仅停留在抽象的公式记忆上。而且,书后的习题设计也很有层次感,从基础的巩固性练习到富有挑战性的综合应用题都有覆盖,感觉做完一整套下来,对知识点的掌握程度确实上了一个台阶。特别是那些需要综合运用多个章节知识的难题,设计得非常巧妙,能有效训练思维的连贯性和迁移能力。

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初次接触这套教材时,我主要关注的是它在复杂函数和向量分析部分的表现。坦白讲,很多同类书籍在这部分往往过于依赖符号运算,导致读者在理解这些高维空间概念时产生巨大的认知障碍。然而,这本训练教程非常巧妙地穿插了大量的图形化解释和三维空间想象的辅助说明。例如,在讲解斯托克斯定理或高斯散度定理时,书里提供的直观图像和“微元体”分析,极大地帮助我构建了空间中的力场和通量的概念模型。它不是直接跳到复杂的积分形式,而是先让你在脑海中“看到”那个过程。这种对可视化教学的重视,对于理解抽象的向量微积分至关重要。可以说,它在理论的严谨性和直观性之间找到了一个绝佳的平衡点,让原本感觉高不可攀的知识变得触手可及。

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