教学内容
第一章 函数、极限与连续性
1. 目的要求:理解函数、极限与连续性的核心概念,掌握极限的计算方法,能判断函数的连续性与间断点类型。
2. 教学内容:
· 第一节 函数:函数的定义、定义域与值域,基本初等函数与复合函数,分段函数与隐函数。
· 第二节 极限:极限的定义与性质,无穷小量与无穷大量,极限的四则运算法则,重要极限公式。
· 第三节 连续性:函数连续的定义,间断点的分类,闭区间上连续函数的性质。
0. 课程思政要点:结合我国古代数学成就中与极限思想相关的内容,介绍数学思想的传承与发展,培养学生的文化自信与历史使命感。
0. 课后作业 / 思考题:
· 完成极限计算、函数连续性判断的基础习题。
· 结合生活实例,说明极限思想在实际问题中的体现。
第二章 导数与微分
1. 目的要求:掌握导数的定义与几何意义,熟练运用求导法则计算各类函数的导数,理解微分的概念与应用。
2. 教学内容:
· 第一节 导数的概念:导数的定义、几何意义,可导与连续的关系。
· 第二节 求导法则:基本求导公式,四则运算法则,复合函数求导法则,隐函数求导与参数方程求导。
· 第三节 高阶导数:二阶及二阶以上导数的计算。
· 第四节 微分:微分的定义、几何意义,微分的计算与近似应用。
0. 课程思政要点:以工程设计中的坡度计算、经济分析中的边际效应等案例,说明导数与微分在实际领域的应用价值,激发学生的应用意识。
0. 课后作业 / 思考题:
· 完成各类函数的导数、微分计算习题。
· 分析导数在本专业相关领域的一个具体应用场景,撰写简短说明。
第三章 不定积分
1. 目的要求:理解不定积分的概念与性质,熟练掌握不定积分的基本积分方法,能求解常见类型的不定积分。
2. 教学内容:
· 第一节 不定积分的概念与性质:原函数与不定积分的定义,不定积分的基本公式与运算法则。
· 第二节 基本积分方法:换元积分法(第一类、第二类),分部积分法。
· 第三节 特殊类型函数的积分:有理函数的积分,三角函数有理式的积分。
0. 课程思政要点:介绍积分思想的发展历程,结合数学家的探索故事,培养学生的坚韧不拔的探索精神。
0. 课后作业 / 思考题:
· 完成不同类型不定积分的求解习题。
· 总结各类积分方法的适用场景与技巧,形成个人学习笔记。
第四章 定积分及其应用
1. 目的要求:掌握定积分的定义与性质,熟练运用牛顿 - 莱布尼茨公式计算定积分,了解定积分在几何、物理等领域的应用。
2. 教学内容:
· 第一节 定积分的概念与性质:定积分的定义、几何意义,定积分的基本性质。
· 第二节 微积分基本公式:变上限积分函数及其导数,牛顿 - 莱布尼茨公式。
· 第三节 定积分的计算:换元积分法,分部积分法。
· 第四节 定积分的应用:平面图形的面积,旋转体的体积,物理学中的功、引力计算。
0. 课程思政要点:结合我国重大工程建设中定积分在工程量计算、资源核算等方面的应用,说明数学对工程实践的支撑作用,强化学生的家国情怀。
0. 课后作业 / 思考题:
· 完成定积分计算及应用的综合习题。
· 设计一个利用定积分解决实际问题的简单案例并求解。
第五章 常微分方程
1. 目的要求:理解常微分方程的基本概念,掌握一阶、二阶线性常微分方程的求解方法,了解常微分方程的应用场景。
2. 教学内容:
· 第一节 常微分方程的基本概念:方程的阶、解、通解、特解,初始条件。
· 第二节 一阶常微分方程:可分离变量方程,一阶线性微分方程,齐次方程。
· 第三节 二阶线性常微分方程:二阶线性齐次微分方程的解的结构,二阶常系数线性齐次微分方程的求解(特征方程法),二阶常系数线性非齐次微分方程的求解。
0. 课程思政要点:以人口增长模型、传染病传播模型、电路动态分析等案例,说明常微分方程在社会管理、医疗健康、工程技术等领域的应用,激发学生的应用热情与社会责任感。
0. 课后作业 / 思考题:
· 完成不同类型常微分方程的求解习题。
· 查阅资料,分析常微分方程在某一实际领域的应用案例,撰写简短分析报告。
重点难点
1. 重点:导数、积分的计算方法,牛顿 - 莱布尼茨公式的应用,一阶与二阶常微分方程的求解。
2. 难点:极限的严格定义理解,复合函数与隐函数的高阶导数计算,常微分方程的实际问题建模。
教材、参考书及其他学习资源
(一)选用教材:
《高等微积分教程》上册,刘智新,闫浩,章纪民,清华大学出版社,2014.
《线性代数》陈建龙,科学出版社.
《概率论与数理统计》苏淳等,中国科技大学
(二)主要参考书目及其他相关学习资源
《工科数学分析》上、下册,马知恩等,第三版,高等教育出版社,2017.