38高等数学教学大纲

《高等数学》课程教学大纲一、课程基本情况开课单位：数理系课程编码：B080101适应专业：高职高专工程类专业修课方式：必修总学时：110学时考核方式：考试教材：侯风波《高等数学(第二版)》高等教育出版社出版2003年8月教学参考资料：1.侯风波《高等数学训练教程》高等教育出版社出版2003年8月2.侯风波《高等数学电子教案》高等教育出版社出版2003年8月3.侯风波《高等数学学习系统》高等教育出版社出版2003年8月4.侯风波《高等数学助学课件》高等教育出版社出版2003年8月5.侯风波《高等数学》机械工业出版社出版1997年5月6.同济大学数学教研室《高等数学》高等教育出版社出版1996年12月7.D.休斯·哈雷特等《微积分》高等教育出版社出版1997年10月8.宣立新《高等数学》高等教育出版社出版1999年9月9.李心灿《高等数学》(大专使用)高等教育出版社出版1999年10月10.李心灿《高等数学学习辅导书》(大专使用)高等教育出版社出版1999年10月二、课程的性质、任务和目的高等数学课程是高职高专院校理工类各专业必修的一门重要的基础课。通过本课程的学习，学生将较系统地获得大纲所列内容的基本知识、必需的基础理论和常用的运算方法，为学生学习后继课程和解决实际问题提供必不可少的数学基础知识及常用的数学方法。通过教学要实现传授知识和发展能力两方面的教学目的，能力培养要贯穿教学全过程。本课程关于能力方面的要求是：逐步培养学生具有比较熟练的基本运算能力、自学能力、综合运用所学知识去分析问题和解决问题的能力、初步的抽象概括问题的能力以及一定的逻辑推理能力。教学中要认真探讨和贯彻“以应用为目的，以必需够用为度”的教学原则。教学重点要放在“掌握概念，强化应用，培养技能”上。执行大纲时，要注意以下几点：1．适当注意数学自身的系统性和逻辑性，课程内容应具有较大的覆盖面，不同专业在保证必修内容的基础上，可以根据需要有所侧重和选择。2．对难度较大的部分基础理论，不追求严格的论证和推导，只作简单说明。3．对与实际应用联系较多的基础知识、基本方法和基本技能应重点加强。4．注重基本运算的训练，不追求过分复杂的计算和变换。三、课程的主要内容与学时分配（一）函数（2学时）1．函数概念、分段函数、复合函数、基本初等函数，简单实际问题中的函数关系建立。（2学时）（二）极限与连续（8学时）1.函数极限概念，无穷小、无穷大概念及其相互关系，无穷小比较。（2学时）2.极限运算法则，两个重要极限。（2学时）3.函数连续概念，间断点分类，初等函数连续性，闭区间上连续函数性质。（2学时）4.习题课：极限的运算，函数的连续性。（2学时）（三）一元函数微分学（18+2*学时）1．导数概念及其几何意义，变化率举例，可导与连续关系。（2学时）2．导数运算法则和基本公式。（2学时）3．隐函数和参数方程所确定函数的导数，高阶导数。（2学时）4．微分概念，微分运算及微分在近似计算中的应用。（2学时）5．柯西中值定理与拉格朗日中值定理，洛比达法则，未定式00,的极限，函数单调性判别。（2学时）6．函数极值的概念和函数极值求法，简单实际问题的最值的求解，函数的凹凸性、拐点，简单函数图形的描绘。（4学时）*7.曲率和曲率半径的概念，曲率和曲率半径的求法。（2学时）8．习题课：导数的概念与运算，函数的单调性、极值与最值。（4学时）（四）一元函数积分学（16学时）1．不定积分的概念与性质，不定积分基本公式。（2学时）2．不定积分的第一、第二换元积分法，分部积分法，积分表使用。（2学时）3．定积分概念，定积分性质。（2学时）4．原函数存在定理，微积分基本公式。（2学时）5．定积分的换元积分法和分部积分法、反常积分。（2学时）6．定积分的微元法，平面图形的面积，旋转体的体积，平面曲线弧长。（2学时）7.变力做功，物体质量，液体压力等物理量的定积分表达式。（2学时）8.习题课：定积分的概念与运算，定积分的应用。（2学时）（五）常微分方程（8学时）1．常微分方程、方程的阶、解、通解、特解等基本概念，可分离变量的微分方程的解法。（2学时）2．一阶线性微分方程的解法。特殊的高阶微分方程),(),()(yxfyxfyn及(,)yfyy的降阶法。（2学时）3．二阶线性微分方程解的结构，二阶常系数齐次线性微分方程的解法，自由项为多项式与指数函数之积的二阶常系数非齐次线性微分方程的解法。（2学时）4．习题课：一阶微分方程及二阶常系数齐次线性微分方程的解法。（2学时）(六)向量代数与空间解析几何（8学时）1．空间直角坐标系及向量的概念（向量、单位向量、向量模与方向余弦）。向量的运算（线性运算、数量积、向量积）两个向量平行与垂直条件。（2学时）2．平面方程（点法式、一般式）与直线方程（点向式、一般式）。（2学时）3．常用二次曲面，以坐标轴为旋转轴的旋转曲面及母线平行于坐标轴的柱面方程及其图形。空间曲面关于坐标面的投影柱面及投影曲线。（2学时）4．习题课：向量的点积与叉积，平面方程与直线方程。（2学时）（七）多元函数微分学（10+2学时）1．多元函数概念，二元函数极限与连续的概念，偏导数概念。（2学时）2．全微分概念及其几何意义，复合函数的求导法则。（2学时）3．隐函数的求导法则，曲线的切线和法平面及曲面的切平面与法线。（2学时）4．多元函数极值概念，函数极值的求法，条件极值与拉格朗日乘数法。简单实际问题的最值应用。（2学时）*5.方向导数与梯度概念及计算。（2学时）6．习题课：偏导数与全微分概念及运算，条件极值。（2学时）（八）多元函数积分学（10+2学时）1．二重积分的概念，二重积分的性质，二重积分的计算方法（直角坐标与极坐标）。（2学时）2．三重积分的概念，三重积分的计算（直角坐标、柱坐标与球面坐标）。（2学时）3．对坐标的曲线积分概念与性质，对坐标曲线积分的计算。格林公式，曲线积分与路径无关的条件。（4学时）4．对坐标的曲面积分的概念与计算，高斯公式。（2学时）5．习题课：二重积分与三重积分概念及运算，对坐标的曲线积分概念。（2学时）（九）无穷级数（8+4学时）1．无穷级数收敛、发散的概念，无穷级数性质。正项级数比较、比值审敛法。交错级数审敛法，绝对收敛与条件收敛。（2学时）2．幂级数的概念，幂级数的收敛区间，幂级数的基本性质。（2学时）3．泰勒公式和函数展开成泰勒级数的充要条件。用1,e,sin1-xxx的麦克劳林展开式将一些简单函数展开成幂级数，幂级数的简单应用。（2学时）*4．傅立叶级数概念，将函数展开成傅立叶级数的充分条件，以2为周期的函数及定义在[-，]和[-L,L]上的函数展开成傅立叶级数，在（0，L）上将函数展开成正弦和余弦级数。（4学时）5．习题课：正项级数审敛法，幂级数的敛散性，函数展开成幂级数。（2学时）（十）数学软件包（20学时）1．Mathematica简介及用Mathematica作初等数学(算术运算，代数运算，函数运算，解代数方程)。（2学时）2．用Mathematica做一元函数微积分(求函数极限，求函数的导数,求函数的单调区间及极值，凹凸区间及拐点，作函数图形，最值问题的数学模型,求不定积分，求定积分，求反常积分，定积分应用中的数学模型，常微分方程的求解，常微分方程组的求解，常微分方程应用中的数学模型)。（2学时）3．用Mathematica做多元函数微积分(进行向量的运算，平面与直线，作三维图形,求二元函数的极限，求偏导数与全微分，求二元函数极值，求二重积分与三重积分，多元函数微积分应用中的数学建模，对幂级数进行加、减、乘、除、复合、微分、积分运算。幂级数的展开，幂级数近似计算应用)。（2学时）4.用Mathematica进行数学建模。（2学时）5.上机实验（12学时）(1)用Mathematica作初等数学。（2学时）(2)用Mathematica求函数极限，求函数的导数,求函数的单调区间及极值，凹凸区间及拐点，作函数图形，最值问题的数学模型。（2学时）(3)用Mathematica求不定积分，求定积分，求反常积分，定积分应用中的数学模型，常微分方程的求解，常微分方程组的求解，常微分方程应用中的数学模型。（2学时）(4)用Mathematica进行向量的运算，平面与直线，作三维图形,求二元函数的极限，求偏导数与全微分，求二元函数极值，求二重积分与三重积分，多元函数微积分应用中的数学建模，对幂级数进行加、减、乘、除、复合、微分、积分运算。幂级数的展开，幂级数近似计算应用。（2学时）(5)用Mathematica进行数学建模。（4学时）课时分配表序号章节课时分配理论课习题课上机共计1函数、极限与连续82102一元函数微分学144183一元函数积分学142164常微分方程6285向量与空间解析几何6286多元函数微分学82107多元函数积分学82108无穷级数6289数学软件包81220机动2合计781812110注：表中内容不包括带号内容，如选带号内容，课时另计。四、课程教学基本要求及重点1．函数教学基本要求（1）理解函数的概念。（2）了解分段函数。（3）了解复合函数的概念。（4）掌握基本初等函数，理解初等函数的概念（5）能熟练列出简单问题的函数关系式。单元教学重点：函数的概念、基本初等函数2．极限与连续教学基本要求（1）了解函数极限的描述性定义。（2）了解无穷小、无穷大的概念及其相互关系，会对无穷小进行比较。（3）知道夹逼准则和单调有界数列极限存在准则，会用两个重要极限求极限。（4）掌握极限四则运算法则。（5）理解函数在一点连续的概念，会判断间断点的类型。（6）了解初等函数的连续性，知道在闭区间上连续函数的性质（介值定理、最大值和最小值定理。）（7）会求连续函数和分段函数的极限。单元教学重点：极限与无穷小的概念，利用两个重要极限求极限，利用极限四则运算法则求极限，函数的连续性。3．一元函数微分学教学基本要求（1）理解导数和微分的概念，了解导数、微分的几何意义，知道函数可导、可微、连续之间的关系，能用导数描述一些实际问题中的变化率。（2）熟悉导数和微分的运算法则（包括微分形式不变性），导数的基本公式。了解高阶导数的概念，掌握初等函数一、二阶导数的求法，知道e,sin,1(1)xxx的n阶导数。（3）会求隐函数和参数方程所确定的函数的一阶导数。（4）知道柯西中值定理，了解拉格朗日中值定理。（5）理解函数的极值概念。掌握求函数的极值，判断函数的增减与函数图形的凹向，以及求函数图形的拐点等方法，能描绘简单的常用函数的图形（包括水平渐近线和铅直渐近线）。掌握简单的最大值和最小值的应用题的求解。（6）会用洛必达（L’Hospital）法则求未定型0/0与∞/∞的极限（其它未定型不作要求）。*（7）知道曲率和曲率半径的概念，会计算曲率和曲率半径。单元教学重点：导数和微分的概念，导数的基本公式，导数和微分的运算法则,拉格朗日（Lagrange）中值定理，洛必达（L’Hospital）法则，函数的单调性与极值，简单的最大值和最小值的应用题的求解。4．一元函数积分学教学基本要求（1）理解不定积分和定积分的概念及其性质。（2）熟悉不定积分的基本公式，掌握不定积分的第一类换元法和分部积分法，会用第二类换元法（限于三角置换，根式置换），会查积分表。（3）知道变上限的定积分是变上限的函数，知道有关求导定理。熟练掌握牛顿（Newton）—莱布尼兹（Leibniz）公式。（4）了解反常积分的概念，会计算一些简单的无穷限反常积分。（5）掌握定积分的微元法，能用于列写某些几何量和物理量的定积分表达式。单元教学重点：不定积分和定积分的概念，不定积分和定积分的换元积分法及分部积分法，牛顿（Newton）—莱布尼兹（Leibniz）公式，定积分的微元法及在某些几何量和物理量方面的应用。5．常微分方程教学基本要求（1）了解微分方程、方程的阶、解、通解、初始条件、特解等概念。（2）熟练掌握可分离变量微分方程及一阶线性微分方程的解法。（3）知道特殊的高阶微分方程)