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考研全科400分攻略
微积分学(一)
第7次开课
开课时间: 2024年09月20日 ~ 2025年01月12日
学时安排: 4-6小时每周
当前开课已结束 已有 1668 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
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课程评价(185)
spContent=为了适应移动学习方式的需要,本课程内容由一系列知识点片段构成。每个片段视频时长为8-16分钟。课程设计充分考虑学习者的感受,采用启发式教学法讲解,注重引导学生发现结果、归纳方法,促进自主学习的能力提升。
为了适应移动学习方式的需要,本课程内容由一系列知识点片段构成。每个片段视频时长为8-16分钟。课程设计充分考虑学习者的感受,采用启发式教学法讲解,注重引导学生发现结果、归纳方法,促进自主学习的能力提升。
—— 课程团队
课程概述

微积分学(或高等数学)是大学本科理、工、管等各专业的一门重要的必修基础课。 

本课程是微积分学的一部分—— 一元微积分,内容包括函数、极限与连续、导数与微分、微分中值定理与导数的应用、不定积分、定积分及应用、微分方程。   

通过本课程的学习,可以使学习者掌握一元微积分的基本概念、基本思想和基本运算方法,训练抽象思维与逻辑推理能力,形成按照数学模式处理问题的意识和初步应用数学的能力,为后续多元微积分的学习打下基础。

本课程适合于大学一年级正在学习微积分或者其他希望系统学习微积分的学习者。

授课目标

第一章 函数

1. 理解函数的概念,掌握函数的表示法,会建立实际问题中的函数关系. 

2.了解函数的有界性、单调性、周期性和奇偶性.  

3. 理解函数的四则运算、复合函数,了解反函数的概念.  

4.掌握基本初等函数的性质及其图形,了解初等函数的概念.

第二章 极限与连续性

1.理解数列极限的概念,掌握数列极限的性质(唯一性、有界性) 、四则运算法则以及两个准则,了解子列的概念及其性质.

2.理解函数极限的概念,左、右极限的概念以及函数极限存在与左、右极限之间的关系,掌握极限的性质及四则运算法则. 

3.掌握极限存在的两个准则,会利用它们求极限,掌握利用两个重要极限求相关极限的方法. 

4.理解无穷小、无穷大的概念,了解无穷小与极限的关系,掌握无穷小的比较,会用等价无穷小替换方法计算函数极限. 

5.理解函数连续性的概念(含左连续与右连续),会判别函数间断点的类型. 

6.了解连续函数的性质和初等函数的连续性,理解闭区间上连续函数的性质,并会应用这些性质.  

第三章 导数与微分

1.理解导数的概念、导数的几何意义,会求平面曲线的切线方程和法线方程,理解函数的可导性与连续性之间的关系.

2.掌握导数的四则运算法则、复合函数的求导法则以及反函数的求导法则,掌握基本初等函数的导数公式,会求解相关变化率问题.

3.理解微分的概念、微分的几何意义,理解导数与微分的关系,了解微分的四则运算法则和一阶微分的形式不变性,会求函数的微分.

4.了解高阶导数的概念,会求简单函数的n阶导数,会求分段函数的一阶、二阶导数.

5.会求隐函数和由参数方程所确定的函数的导数与二阶导数.

第四章 微分中值定理与导数的应用

1.理解费马定理,理解并会应用罗尔定理、拉格朗日中值定理,了解柯西中值定理.

2.掌握用洛必达法则求未定式极限的方法.

3.了解泰勒公式及其应用.

4.理解函数的极值概念,掌握用导数判断函数的单调性和求函数极值的方法,掌握函数最大值和最小值的求法及其简单应用.

5.会用导数判断函数图形的凹凸性,会求函数图形的拐点以及水平、铅直和斜渐近线,会描绘函数的图形.

6.了解曲率的概念,会求曲率.

第五章 不定积分

1.理解原函数与不定积分的概念及基本性质.

2.熟悉不定积分的基本公式.

3.掌握分项积分法、凑微分法、换元积分法与分部积分法.

4.会求简单的有理函数、三角有理式和无理函数的积分.

第六章 定积分

1. 理解定积分的概念,掌握定积分的性质.

2. 掌握变上限积分函数的概念,会求它的导数,掌握牛顿—莱布尼兹公式.

3.  熟练掌握定积分的计算方法,并能解决一些论证问题.

4.  理解反常积分及其收敛性的概念,会求反常积分,了解收敛判别法与Euler积分.

5.    掌握定积分的应用:

(1)会求直角坐标系下的平面图形的面积,平面曲线的弧长,旋转体的体积和简单平行截面体的体积.

(2)会求变力沿直线所作的功,液体对平面的静压力等.

 第七章 微分方程

1. 了解微分方程、解、通解、特解、初始条件等概念.

2. 掌握可分离变量方程以及一阶线性微分方程的解法, 会解齐次方程、Bernoulli方程.

3.  会用降阶法解三类高阶方程.

4.  理解二阶线性微分方程的解的结构.

5.  掌握求解二阶常系数齐次线性微分方程的特征根方法.

6.  会求常见自由项的二阶常系数非齐次线性微分方程.

 

 

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课程大纲
第一章 函数
课时目标: 函数是微积分学的基本研究对象,将贯穿微积分学整个课程.本章介绍的变量与函数的概念、函数的初等性质以及函数的运算等,构成了学习微积分学最必须的预备知识. 学时:上课4小时 + 课后学习4小时.
1.1.1函数的概念
1.1.2函数的初等性质
1.2.1函数的四则运算和复合
1.2.2函数的反函数
第二章 极限与连续
课时目标: 极限是微积分学的理论基石,贯穿于微积分学的始终. 本章介绍数列极限与函数极限的定义、性质以及基本计算方法,在最后一节利用极限概念讨论函数的连续性. 关于连续函数的一些结论,对于以后各章的学习都很重要. 学时:上课18小时+ 课后学习28小时.
2.1.1数列
2.1.2数列的极限概念
2.1.3数列极限的基本性质
2.1.4数列极限的计算
2.1.5数列极限存在性(夹挤原理)
2.1.6数列极限存在性(单调有界收敛原理)
2.2.1函数极限概念
2.2.2依据定义验证函数极限
2.2.3函数极限的性质
2.2.4函数极限的运算法则
2.2.5重要极限(1)
2.2.6重要极限(2)
2.3.1无穷小量
2.3.2无穷小的比较
2.3.3等价无穷小的阶数与主部
2.3.4无穷大量
2.4.1 连续性与间断点
2.4.2连续函数的运算
2.4.3 闭区间上连续函数的性质
第三章 导数与微分
课时目标: 在科学与现实生活中,经常会遇到以下问题:(1)求函数y随自变量x的变化的变化率;(2)当自变量x发生微小变化时,求函数y的改变量的近似值. 这两个问题分别引出了导数与微分的概念,它们是微分学的基本概念. 本章以极限概念为基础,引进导数与微分的定义,建立导数与微分的计算方法,以实例说明他们的某些简单应用. 学时:上课12小时 + 课后学习18小时.
3.1.1导数的定义
3.1.2利用定义求导数举例
3.2.1函数求导的四则运算规则
3.2.2复合函数的求导规则及应用
3.2.3反函数的求导规则及应用
3.2.4对数求导法则与求导举例
3.2.5相关变化率
3.3.1微分的概念
3.3.2微分的计算与应用
3.4.1隐函数的求导法
3.4.2由参数方程确定的函数的求导法
3.5.1高阶导数
3.5.2几个基本初等函数的高阶导数及应用
第四章 微分中值定理与导数的应用
课时目标: 本章的目标是利用导数研究函数,主要内容是求函数的极限、用多项式逼近函数、函数的单调性与凸性、函数的极值与最值等. 第一节的微分中值定理以及第三节的Taylor公式是研究上述内容的坚实的理论基础,也是微分学的主要理论基础. 学时:上课18小时 + 课后学习28小时.
4.1.1 极值定义和费马引理
4.1.2 罗尔定理
4.1.3 利用罗尔定理证明方程根的存在性
4.1.4 拉格朗日中值定理
4.1.5 拉格朗日中值定理的三类应用
4.1.6 柯西中值定理
4.2.1 零比零型洛必达法则
4.2.2 无穷分之星型洛必达法则
4.3.1 带皮亚诺余项泰勒公式
4.3.2带皮亚诺余项泰勒公式的应用
4.3.3 带拉格朗日余项的泰勒公式
4.3.4 带拉格朗日余项泰勒公式的应用
4.4.1 函数的单调性
4.4.2函数的凸性
4.4.3证明不等式
4.4.4函数作图
4.4.5曲率及计算
4.5.1函数的极值
4.5.2求函数极值的例子
4.5.3函数的最大值与最小值
4.5.4实际问题的最值
第五章 不定积分
课时目标: 本章转入一元函数的积分学. 所要研究的首要问题是微分学的逆问题:已知函数F(x)的导函数f(x),求出原函数F(x). f(x)的原函数的全体叫不定积分. 对于求导和不定积分,从难易来说,有人认为它们分别对应“直立行走”与“倒立行走”,这有一定道理,也反映了求不定积分较难的特点. 本章将介绍的不定积分的种种方法是积分学的核心内容.   学时:上课12小时 + 课后学习18小时.
5.1.1 原函数与不定积分的概念
5.1.2 互逆性与基本积分公式
5.2.1 分项积分法
5.2.2 凑微分法1
5.2.3 凑微分法2(应用)
5.2.4 换元积分法1
5.2.5 换元积分法2
5.2.6 分部积分法1
5.2.7 分部积分法2
5.2.8 有理函数的积分1
5.2.9 有理函数的积分2
5.2.10 三角函数有理式的积分1
5.2.11 三角函数有理式的积分2
5.2.12 简单无理函数的积分1
第六章 定积分及其应用
课时目标: 由计算面积与路程等具体问题引申出来的定积分的概念是与微分概念相对的另一基本概念,它与不定积分有密切的内在联系. 本章介绍定积分的定义、性质和计算方法,定积分的某些初步应用. 定积分的计算以及研究定积分的方法对后续多元积分学的学习至关重要,因此,需要深入理解与掌握本章内容. 学时:上课14小时 + 课后学习24小时.
6.1.1 定积分的定义
6.1.2 定积分的基本性质
6.1.3 积分中值定理
6.2.1 变上限积分与N—L公式
6.2.2 定积分换元法
6.2.3 定积分分部积分法
6.2.4 变限积分函数的求导与应用
6.2.5 几个常用的积分等式及其应用
6.2.6 利用定积分求一类数列极限
6.3.1 无穷区间上的反常积分
6.3.2 无界函数的反常积分
6.3.3 收敛判别法
6.3.4 Euler积分
6.4.1 元素法与平面图形的面积
6.4.2 平面曲线的弧长
6.4.3 截面面积已知的立体体积
6.4.4 定积分物理应用举例
第七章 微分方程
课时目标: 许多描述自然规律的函数关系,往往不能(或不易)直接求得,但是根据问题所提供的信息,有时可以列出含有所要求的函数及其导函数的关系式,这样的关系式就是微分方程. 本章介绍常微分方程的一些基本概念,某些简单的常微分方程的解法. 学时:上课12小时 + 课后学习18小时.
7.1 微分方程的基本概念
7.2.1 可分离变量的微分方程
7.2.2 齐次方程
7.2.3 一阶线性微分方程
7.2.4 可降阶的高阶微分方程
7.3.1 二阶齐次线性微分方程解的结构
7.3.2 二阶非齐次线性微分方程解的结构
7.4.1 二阶常系数齐次微分方程
7.4.2 二阶常系数非齐次线性微分方程(一)
7.4.3 二阶常系数非齐次线性微分方程(二)
7.4.4 Euler方程
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证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

教材:

华中科技大学数学与统计学院 微积分学(上)第4版.高等教育出版社,2019年8月.

教学资料:

[1]毕志伟、吴洁 微积分学学习辅导.华中科技大学出版社,2022年9月.

[2]华中科技大学微积分课程组 微积分学练习册(含教材习题解答、微积分试卷及解答) 华中科技大学出版社,2022年9月.

选读材料: 

叶其孝 王耀东 唐兢译  托马斯微积分(版本不限) 高等教育出版社 

常见问题

Q : 大学微积分与高中数学的差别是什么?如何从高中数学跨越到大学数学?

A : 高中数学中涉及到少许微积分的内容,其主要目的是用, 比如利用导数判断函数的单调性等. 微积分更注重逻辑、注重知识点的来龙去脉,也注重应用.  

   从高中数学到微积分,最关键的是理解概念,弄清概念之间的关系,有意识的训练逻辑思维能力.

华中科技大学
5 位授课老师
吴洁

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教授

黄永忠

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教授

韩淑霞

韩淑霞

讲师

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