大学文科数学
大学文科数学
1万+ 人选课
更新日期:2025/05/09
开课时间2020/09/07 - 2020/12/14
课程周期14 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

学习数学除了培养逻辑思维能力,作为一种工具在科学技术中发挥作用,还有第三个功能,就是培养数学素养,作为人的基本素质的一部分。

既然是基本素质,仅仅知道初等数学那就很不够了。人类进入工业社会,数学是起了很大作用的。微积分的诞生,在很大程度上影响了工业革命的进程,同时开创了人类科学的黄金时代,成为人类理性精神胜利的标志。而微积分最重要的思想就是 “极限”,这是近代数学与初等数学的本质性的差别。作为21世纪的文科生应该要了解这一点,不然就很难说已经具备了数学的基本素质。

本课程主要内容有极限与连续,导数与微分及其应用,积分及其应用,微分方程简介,线性代数基础等。

尽管数学素质非常重要,但文科学生对学习数学还是会有一些疑问,比如,数学在人文学科中有什么应用?

实际上在半个世纪以前的很长时间内,数学的应用还基本局限于物理学、力学等传统领域。二战以后,人们将数学应用于信息、控制领域,产生了“信息论”和“控制论”。影响更大的是美国数学家冯*诺依曼基于数学基础的计算机方案,从理论上为第三次工业革命打下了基础。在上世纪50年代,数学又被应用到了金融学中,诞生了数理金融学,在以前认为只要简单算术就可以解决问题的金融学中,用起了大量的现代数学。

医学从来就被认为是实验科学,基本是靠医生的经验去解决问题,但是在上世纪60年代诞生的“X光断层扫描技术”,即我们熟知的CT机,就是数学和计算机技术相结合的产物。CT大大提高了疾病的诊断精度,极大地减少了对医生经验的依赖,是数学直接产生生产力的一个很好的例子。现在,数学在文学、考古学等纯文科领域也有了很多的应用。如用数学方法研究文学作品的作者,典型的例子是上世纪80年代,复旦大学数学系李贤平教授使用数学中统计学方法,对谁是红楼梦的作者进行了研究,得出了自己的结论。在考古学中应用数学,产生了新的学科:计量考古学。

总之,随着社会经济的发展,数学必将在更多的领域中发挥作用。纵观这几十年,很多伟大的发现,都是在传统认为不需要数学的地方运用了数学而获得的。所以,学习数学对于文科学生来说,除了基本素质的要求,还应该看高一层。

本课程不是理科微积分课程的简化版,在知识的引入、展开与衔接上充分考虑了人文科学学生的特点,注重数学文化、数学思想与数学内容的融合,通过学习可以品味数学文化,感悟数学思想。同时也注重课程内容衔接的逻辑性。


 


课程大纲
微积分的研究对象——函数
第一讲 函数的概念、区间和领域
第二讲 函数的表示和反函数
第三讲 基本初等函数和初等函数
第四讲 函数的基本性质(I)
第五讲 函数的基本性质(II)
第六讲 函数的实例
微积分的基础——极限
第一讲 数列极限的概念
第二讲 数列极限的性质
第三讲 数列极限举例
第四讲 函数极限概念与性质
第五讲 函数极限举例
第六讲 无穷小量,等价无穷小量
第七讲 函数的连续性
第八讲 连续性举例
第九讲 连续函数的性质与存在性定理
变化率和局部线性化——导数和微分
第一讲 导数的引入——两个实例
第二讲 导数的概念
第三讲 导数的四则运算,反函数的导数
第四讲 基本求导公式,例
第五讲 复合函数求导法,二阶导数
第六讲 微分的概念
第七讲 基本微份公式与运算法则
第八讲 拉格朗日中值定理和函数的平均变化率
第九讲 函数单调性和极值(I)
第十讲 函数极值(II)
第十一讲 函数的最值
第十二讲 洛必达法则(I)
第十二讲 洛必达法则(II)
变量的累加——积分
第一讲 古代求曲边围成图形面积的例子
第二讲 探索求面积的统一方法,从曲边梯形的面积开始
第三讲 定积分的概念
第四讲 定积分的性质
第五讲 原函数
第六讲 积分上限函数和微积分学基本定理
第七讲 不定积分的概念,直接积分法
第八讲 不定积分的换元积分法(凑微分法)
第九讲 不定积分的分部积分法
第十讲 定积分的计算(I)
第十一讲 定积分的计算(II)
第十二讲 定积分的应用(I)
第十三讲 定积分的应用(II)
进一步的应用——从微分到微分方程
第一讲 微分方程的概念和实例
第二讲 简单一阶微分方程的求解
处理线性关系的数学——线性代数
第一讲 从线性方程组求解谈起,矩阵的概念
第二讲 矩阵的运算
第三讲 行列式的概念
第四讲 行列式的基本性质
第五讲 一个实例,克莱姆法则
第六讲 高斯消元法
第七讲 矩阵的乘法,行列式乘法
第八讲 矩阵的逆
第九讲 利用矩阵的初等变换解线性方程组