內容簡介
《高等數學(第四版)練習冊》是“十二五”職業教育國傢規劃教材《高等數學》(第四版)的配套教材。《高等數學(第四版)練習冊》是以規範學生的課外作業、培養學生嚴謹認真的學習風氣與實事求是的治學態度、訓練學生創造性的思維能力,並與主教材知識點相呼應的同步練習教材。《高等數學(第四版)練習冊》采用一課一練的結構,活頁裝訂,便於作業的布置、收交與保存;練習題由易到難、由淺入深、循序漸進,便於知識點的消化吸收、鞏固與掌握。
《高等數學(第四版)練習冊》共46組習題,分彆對應主教材中函數、極限與連續、導數與微分、一元函數微分學的應用、不定積分、定積分、定積分的應用、常微分方程、嚮量與空間解析幾何、多元函數微分學、多元函數積分學、級數等12章中的教學內容。
《高等數學(第四版)練習冊》適用於高等職業院校學生高等數學課程同步訓練及作業。
內頁插圖
目錄
第一章 函數
習題一 函數及其性質
習題二 初等函數
第二章 極限與連續
習題一[1] 極限的定義——極限的概念
習題一[2] 極限的定義——無窮小與無窮大
習題二[1] 極限的運算——極限的四則運算
習題二[2] 極限的運算——兩個重要極限
習題三 函數的連續性
第三章 導數與微分
習題一 導數的概念
習題二[1] 求導法則——導數的四則運算
習題二[2] 求導法則——復閤函數求導
習題二[3] 求導法則——三個求導方法
習題二[4] 求導法則——高階導數
習題三 微分及其在近似計算中的應用
第四章 一元函數微分學的應用
習題一 拉格朗日中值定理及函數的單調性
習題二 柯西中值定理與洛必達法則
習題三 函數的極值與最值
習題四 函數圖形的描繪
第五章 不定積分
習題一 不定積分的概念及性質
習題二[1] 不定積分的積分方法——換元積分法
習題二[2] 不定積分的積分方法——分部積分法簡單有理函數積分
第六章 定積分
習題一 定積分的概念
習題二 微積分基本公式
習題三 定積分的積分方法
習題四 反常積分
第七章 定積分的應用
習題一 定積分的幾何應朋
習題二 定積分的物理應用
第八章 常微分方程
習題一 常微分方程的基本概念與分離變量法
習題二 一階綫性微分方程與可降階的高階微分方程
習題三[1] 二階常係數綫性微分方程——二階常係數齊次綫性微分方程
習題三[2] 二階常係數綫性微分方程——二階常係數非齊次綫性微分方程
第九章 嚮量與空間解析幾何
習題一 空間直角坐標係與嚮量的概念
習題二 嚮量的點積與叉積
習題三 平麵和畝綫
習題四 麯麵與空間麯綫
第十章 多元函數微分學
習題一 多元函數的極限及連續性
習題二 偏導數
習題三 全微分
習題四[1] 多元復閤函數微分法及偏導數的幾何應用——多元復閤函數微分法
習題四[2] 多元復閤函數微分法及偏導數的幾何應用——偏導數的幾何應用
習題五 多元函數的極值
第十一章 多元函數積分學
習題一[1] 二重積分的概念與計算——二重積分在直角坐標係下的計算
習題一[2] 二重積分的概念與計算——二重積分在極坐標係下的計算
習題二 二重積分的應用
第十二章 級數
習題一 數項級數及其斂散性
習題二[1] 冪級數——冪級數的概念與性質
習題二[2] 冪級數——將函數展開成冪級數
經典力學:理論與應用精講 (配套《理論力學教程》及高等物理係列教材,專為理工科高年級學生及研究生設計) --- 內容概述 本書是一本深度聚焦於經典力學核心概念、解題技巧與前沿應用的綜閤性學習與參考手冊。它並非對基礎概念的簡單重復,而是旨在構建一個從牛頓體係到拉格朗日、哈密頓體係的完整知識鏈條,並引導讀者深入理解這些理論在解決復雜物理問題中的強大威力。全書結構嚴謹,內容編排遵循由淺入深的邏輯,尤其注重理論的物理圖像構建與數學工具的熟練運用。 全書共分為十章,涵蓋瞭經典力學從宏觀運動描述到微觀動力學分析的全部關鍵領域。 --- 第一部分:基礎框架與牛頓力學深化(第1-3章) 第一章:運動學的精確描述與參考係 本章首先迴顧瞭絕對空間與慣性係的基本假設,隨後將重點轉嚮非慣性係下的運動分析。詳細闡述瞭科裏奧利力、離心力在地球物理、大氣環流及海洋動力學中的具體錶現與量級估計。引入瞭張量和矢量在描述三維空間運動中的應用,並討論瞭坐標係變換下的動量和角動量守恒律的普適性。特彆闢齣一節,專門分析瞭非均勻剛體在平麵上的滾動與滑動問題,為後續的剛體動力學打下堅實基礎。 第二章:功、能原理與守恒律的嚴格推導 本章超越瞭中學物理中對功和能的簡單定義,從變分原理的角度審視瞭保守力場。詳細討論瞭保守力場的勢能函數的構造及其唯一性(或不唯一性)。重點分析瞭各種形式的守恒量(能量、動量、角動量)在係統演化中的重要作用。通過對一個經典例題——“中心力場”的深入剖析,展示瞭如何利用能量守恒和角動量守恒來完全確定粒子的運動軌跡,而不必求解復雜的微分方程。 第三章:碰撞、軌道力學與微擾理論初步 本章著眼於實際物理過程的瞬時相互作用。詳細分析瞭彈性碰撞和非彈性碰撞的動量傳遞過程,並引入瞭相對論性碰撞的初步概念(作為拓展)。軌道力學部分,著重講解瞭開普勒定律的嚴格推導,並探討瞭各種攝動(如微小的阻力、非理想的中心力)對行星軌道的長期影響。引入瞭“小量假設”在處理周期性微小擾動中的應用,為後續的攝動理論打下基礎。 --- 第二部分:廣義力學體係的構建(第4-6章) 第四章:變分原理與歐拉-拉格朗日方程 這是全書的轉摺點,標誌著從基於力的分析轉嚮基於能量和運動路徑的分析。本章詳盡闡述瞭 Hamilton 最小作用量原理(或稱平穩性原理)的物理意義和數學形式。詳細介紹瞭如何構造係統的拉格朗日量 $L=T-V$,並利用歐拉-拉格朗日方程(EL方程)導齣運動方程。本章的精髓在於對約束條件的處理,特彆是利用拉格朗日乘子法處理等值約束和不等式約束,並詳細推導瞭由 EL 方程中不顯含時間的廣義坐標所導緻的守恒量(諾特定理的前身)。 第五章:約束動力學與虛功原理 本章專門解決復雜約束下的動力學問題。深入討論瞭完整約束、非完整約束、滑移約束的數學描述。重點在於理解“虛功原理”在係統平衡和運動中的等效性。通過實例(如滾輪、滑塊在麯麵上的運動),演示瞭如何利用虛位移的概念,在不引入約束反力的情況下,直接建立係統的運動微分方程。對於復雜連杆機構和多質點係統,本章提供瞭係統化的解題步驟。 第六章:諾特定理與守恒量 將第四章的守恒量概念提升到群論的高度。本章詳細闡述瞭諾特定理的精確錶述:係統拉格朗日量對某一連續對稱變換下保持不變,則必存在一個相應的守恒量。通過具體例子,如自由粒子在均勻介質中的運動(時間平移對稱性 $
ightarrow$ 能量守恒)、空間平移對稱性 $
ightarrow$ 動量守恒、空間鏇轉對稱性 $
ightarrow$ 角動量守恒,加深對物理規律普適性的理解。本章還探討瞭非保守力場下諾特定理的推廣形式。 --- 第三部分:哈密頓體係與正則變換(第7-8章) 第七章:正則方程與相空間 本章從拉格朗日力學過渡到哈密頓力學。係統地推導瞭哈密頓函數 $H= sum p_i dot{q}_i - L$ 的物理意義(通常為係統的總能量)。詳細闡述瞭正則方程(Hamilton's Equations)的結構,並強調瞭其一階微分方程組的優越性。引入瞭相空間的概念,闡述瞭相軌跡、相流以及 Liouville 定理(相體積守恒)在統計力學中的基礎作用。 第八章:泊鬆括號與正則變換 泊鬆括號是哈密頓力學中描述時間演化和守恒量的核心工具。本章詳細介紹瞭泊鬆括號的代數性質,並展示瞭如何利用它來檢驗任意物理量 $F$ 的時間演化 $frac{dF}{dt} = {F, H} + frac{partial F}{partial t}$。隨後,深入講解瞭正則變換(Canonical Transformations)。通過構造生成函數,講解瞭如何將一個難以求解的係統(例如中心力場)通過正則變換轉化為一個簡單可積的係統(例如可分離的坐標係),這是解析求解哈密頓係統的關鍵技術。 --- 第四部分:進階主題與經典力學的應用前沿(第9-10章) 第九章:剛體動力學與歐拉角 本章專門處理具有無窮多自由度的係統——剛體。詳細推導瞭剛體的轉動慣量張量(慣量矩陣)的性質,並探討瞭主軸理論。核心部分是利用歐拉角來描述任意姿態的剛體運動,推導瞭歐拉運動方程,並分析瞭陀螺進動、章動等經典現象的物理機製。本章強調瞭角動量定理在剛體定點轉動中的應用。 第十章:經典力學的拓展與量子力學的萌芽 本章麵嚮高年級和研究生的需求,探討瞭經典力學模型的局限性及嚮現代物理的過渡。 1. 周期性與微擾理論: 深入探討瞭定性微擾論(如 Duffing 振子)和 Poincare-Lindstedt 方法,用以處理非綫性振動中的共振現象。 2. 薛定諤繪景與海森堡繪景: 簡要對比瞭拉格朗日、哈密頓力學與量子力學的數學結構差異,指齣泊鬆括號與對易關係之間的對應性,直觀地展現瞭經典力學作為量子力學低頻近似的地位。 3. 連續介質力學基礎: 簡要介紹瞭場論的初步概念,將經典的質點概念推廣到流體和彈性體,推導瞭流體的連續性方程和動量方程(納維-斯托剋斯方程的簡化形式),展示瞭經典力學理論的普適性邊界。 --- 本書特色 解題導嚮: 每章末尾附有大量精選的、難度遞進的習題,涵蓋理論推導、數值計算估計和物理圖像辨析。 注重物理直覺: 理論推導後,總會輔以清晰的物理圖像解釋,避免純粹的數學操作堆砌。 專業深度: 內容覆蓋拉格朗日、哈密頓、泊鬆括號及正則變換等研究生階段核心內容,是深入研究經典力學不可或缺的參考書。