首页|系部动态|部门概况|规章制度|师资队伍|教研室设置|教学科研|学习园地|体育天地
站内搜索:
 
  学习园地
 
  数学天地    
高等数学简介
2013-09-26 12:59  

初等数学研究的是常量,高等数学研究的是变量。

高等数学(也称为微积分)是理、工科院校一门重要的基础学科。作为一门科学,高等数学有其固有的特点,这就是高度的抽象性、严密的逻辑性和广泛的应用性。抽象性是数学最基本、最显著的特点--有了高度抽象和统一,我们才能深入地揭示其本质规律,才能使之得到更广泛的应用。严密的逻辑性是指在数学理论的归纳和整理中,无论是概念和表述,还是判断和推理,都要运用逻辑的规则,遵循思维的规律。所以说,数学也是一种思想方法,学习数学的过程就是思维训练的过程。人类社会的进步,与数学这门科学的广泛应用是分不开的。尤其是到了现代,电子计算机的出现和普及使得数学的应用领域更加拓宽,现代数学正成为科技发展的强大动力,同时也广泛和深入地渗透到了社会科学领域。因此,学好高等数学对我们来说相当重要。然而,很多学生对怎样才能学好这门课程感到困惑。要想学好高等数学,至少要做到以下四点:

首先,理解概念。数学中有很多概念。概念反映的是事物的本质,弄清楚了它是如何定义的、有什么性质,才能真正地理解一个概念。

其次,掌握定理。定理是一个正确的命题,分为条件和结论两部分。对于定理除了要掌握它的条件和结论以外,还要搞清它的适用范围,做到有的放矢。

第三,在弄懂例题的基础上作适量的习题。要特别提醒学习者的是,课本上的例题都是很典型的,有助于理解概念和掌握定理,要注意不同例题的特点和解法法在理解例题的基础上作适量的习题。作题时要善于总结---- 不仅总结方法,也要总结错误。这样,作完之后才会有所收获,才能举一反三。

第四,理清脉络。要对所学的知识有个整体的把握,及时总结知识体系,这样不仅可以加深对知识的理解,还会对进一步的学习有所帮助。

高等数学中包括微积分和立体解析几何,级数和常微分方程。其中尤以微积分的内容最为系统且在其他课程中有广泛的应用.微积分的理论是由牛顿莱布尼茨完成的.(当然在他们之前就已有微积分的应用,但不够系统)无穷小和极限的概念微积分的基本概念但理解有很大难度。

初等代数是研究数字和文字的代数运算理论和方法,更确切的说,是研究实数和复数,以及以它们为系数的多项式代数运算理论和方法的数学分支学科。

初等代数是更古老的算术的推广和发展。在古代,当算术里积累了大量的,关于各种数量问题的解法后,为了寻求有系统的、更普遍的方法,以解决各种数量关系的问题,就产生了以解方程的原理为中心问题的初等代数。

代数是由算术演变来的,这是毫无疑问的。至于什么年代产生的代数学这门学科,就很不容易说清楚了。比如,如果你认为“代数学”是指解ax²+bx+c=0这类用符号表示的方程的技巧。那么,这种“代数学”是在十六世纪才发展起来的。

如果我们对代数符号不是要求象现在这样简练,那么,代数学的产生可上溯到更早的年代。西方人将公元前三世纪古希腊数学家刁藩都看作是代数学的鼻祖。而在中国,用文字来表达的代数问题出现的就更早了。

“代数”作为一个数学专有名词、代表一门数学分支在我国正式使用,最早是在1859年。那年,清代数学家里李善兰和英国人韦列亚力共同翻译了英国人棣么甘所写的一本书,译本的名称就叫做《代数学》。当然,代数的内容和方法,我国古代早就产生了,比如《九章算术》中就有方程问题。

初等代数的中心内容是解方程,因而长期以来都把代数学理解成方程的科学,数学家们也把主要精力集中在方程的研究上。它的研究方法是高度计算性的。

要讨论方程,首先遇到的一个问题是如何把实际中的数量关系组成代数式,然后根据等量关系列出方程。所以初等代数的一个重要内容就是代数式。由于事物中的数量关系的不同,大体上初等代数形成了整式分式根式这三大类代数式。代数式是数的化身,因而在代数中,它们都可以进行四则运算,服从基本运算定律,而且还可以进行乘方开方两种新的运算。通常把这六种运算叫做代数运算,以区别于只包含四种运算的算术运算。

在初等代数的产生和发展的过程中,通过解方程的研究,也促进了数的概念的进一步发展,将算术中讨论的整数和分数的概念扩充到有理数的范围,使数包括正负整数、正负分数和零。这是初等代数的又一重要内容,就是数的概念的扩充。

有了有理数,初等代数能解决的问题就大大的扩充了。但是,有些方程在有理数范围内仍然没有解。于是,数的概念在一次扩充到了实数,进而又进一步扩充到了复数。

那么到了复数范围内是不是仍然有方程没有解,还必须把复数再进行扩展呢?数学家们说:不用了。这就是代数里的一个著名的定理代数基本定理。这个定理简单地说就是n次方程有n个根。1742年12月15日瑞士数学家欧拉曾在一封信中明确地做了陈述,后来另一个数学家、德国的高斯在1799年给出了严格的证明。

把上面分析过的内容综合起来,组成初等代数的基本内容就是:

三种数——有理数、无理数、复数

三种式——整式、分式、根式

中心内容是方程——整式方程分式方程、根式方程和方程组

初等代数的内容大体上相当于现代中学设置的代数课程的内容,但又不完全相同。比如,严格的说,数的概念、排列和组合应归入算术的内容;函数是分析数学的内容;不等式的解法有点像解方程的方法,但不等式作为一种估算数值的方法,本质上是属于分析数学的范围;坐标法是研究解析几何的……。这些都只是历史上形成的一种编排方法。

初等代数是算术的继续和推广,初等代数研究的对象是代数式的运算和方程的求解。代数运算的特点是只进行有限次的运算。全部初等代数总起来有十条规则。这是学习初等代数需要理解并掌握的要点。

这十条规则是:

五条基本运算律:加法交换律加法结合律乘法交换律乘法结合律分配律

两条等式基本性质:等式两边同时加上一个数,等式不变;等式两边同时乘以一个非零的数,等式不变;

三条指数律:同底数幂相乘,底数不变指数相加;指数的乘方等于底数不变指数想乘;积的乘方等于乘方的积。

初等代数学进一步的向两个方面发展,一方面是研究未知数更多的一次方程组;另一方面是研究未知数次数更高的高次方程。这时候,代数学已由初等代数向着高等代数的方向发展了。

微分积分,由字面意思就可知道是将物体分成很小部分,再将它们相加。其实微积分也就是研究这种操作的数学方法。在小学中求圆的体积,可能老师就演化过这种思想。就是将圆分成很小的部分,然后重新组合,就近似一个长方体的面积,而分得越小,与长方体就越接近。而微积分就是将这种方法系统化进行研究。至于学习,是什么时候都可学习的,当然系统化学习,就要很多知识,最主要的是极限和函数方面的理论。

微积分高等数学中研究函数的微分、积分以及有关概念和应用的数学分支。它是数学的一个基础学科。内容主要包括极限、微分学、积分学及其应用。微分学包括求导数的运算,是一套关于变化率的理论。它使得函数、速度、加速度和曲线的斜率等均可用一套通用的符号进行讨论。积分学,包括求积分的运算,为定义和计算面积、体积等提供一套通用的方法。

微积分用处可为如下几点

1.求函数的极值

2.求函数图像围成的面积(2维)、体积(3维)、任意维积等

3.能将函数张开成级数形式(如f(x)=ax^n+bx^m+.....这样的形式,通常为无穷级数)

微分方程和微分几何就有更高的层次了,用在算子上可以解决很多问题(如怀尔斯用椭圆算子解决了费马大定理)

要学的话我建议你这么做

1.知道导数的概念(导数的概念很简单,这里无法用数学符号给出),令一个函数的导数为零可求该函数的极值(最大值或最小值)

2.知道牛顿-莱布尼兹公式(这个公式也很简单),便可求函数曲线围成的面积(推广到体积就很容易)

3.知道泰勒公式(这个公式也很简洁),就可将一些函数写成无穷级数的形式。(如果你对级数不感兴趣忽略这点也无所谓)

其实微积分挺简单的,内容很形象,很多人把其说的很夸张,事实上重点是在微分方程与微分几何,微分几何是非欧几何,爱因斯坦相对论就要用到。如果你真的很感兴趣的话可以去了解一下群论(内容更抽象)。

关闭窗口
中国教育科研网 | 深圳赛为 | 网址之家

高校学院网站  版权所有

备案号:鲁ICP备14018400号-1