微积分(II)
微积分(II)
1000+ 人选课
更新日期:2025/06/14
开课平台优课在线
开课高校山西财经大学
开课教师刘振洁关汉奎焦美艳王荣冯海星
学科专业理学数学类
开课时间2025/02/21 - 2025/06/30
课程周期19 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

  《微积分(II)》是经济管理类专业大一数学中第二学期的部分,也是MOOC《微积分(I)》的不可或缺的后续课程。

   它以多元函数微积分(简称多元微积分)为主,并包括无穷级数、微分方程和差分方程等部分,是微积分学的重要组成部分。

  《微积分》课程是一门经济管理类各专业的专业核心课程和专业基础课程。是初等数学与高等数学的分水岭,是学习大学其它数学课程的前修课程。在经管类专业全国研究生入学统一考试数学试卷中,《微积分》占有56%的份额。从现实生活中的最优化问题和经济学中的边际与弹性,到宇宙天体的运行规律,都有微积分的应用。无论对进一步深造,还是实际应用,《微积分》课程都是十分重要的。

   众所周知,微积分学产生的实际背景是现实世界中的四类问题:

(1)运动中速度与距离的互求问题

已知物体移动的距离s 表为以时间为变量的函数s=(st),求物体在任意时刻的速度和加速度;反过来,已知物体的加速度表为以时间为变量的函数公式,求速度和距离。这类问题是研究运动时直接出现的,困难在于,所研究的速度和加速度是每时每刻都在变化的。比如,计算物体在某时刻的瞬时速度,就不能像计算平均速度那样,用移动的距离去除运动的时间,因为在给定的瞬间,物体移动的距离和所用的时间是0。但是,根据物理,每个运动的物体在它运动的每一时刻必有速度,这也是无疑的。已知速度公式求移动距离的问题,也遇到同样的困难。因为速度每时每刻都在变化,所以不能用运动的时间乘任意时刻的速度,来得到物体移动的距离。

(2)求曲线的切线问题

这个问题本身是纯几何的,而且对于科学应用有巨大的重要性。由于研究天文的需要,光学是十七世纪的一门较重要的科学研究,透镜的设计者要研究光线通过透镜的通道,必须知道光线入射透镜的角度以便应用反射定律,这里重要的是光线与曲线的法线间的夹角,而法线是垂直于切线的,所以总是就在于求出法线或切线;另一个涉及到曲线的切线的科学问题出现于运动的研究中,求运动物体在它的轨迹上任一点上的运动方向,即轨迹的切线方向。

(3)求长度、面积、体积、与重心问题等

这些问题包括,求曲线的长度(如行星在已知时期移动的距离),曲线围成的面积,曲面围成的体积,物体的重心,一个相当大的物体(如行星)作用于另一物体上的引力。实际上,关于计算椭圆的长度的问题,就难住数学家们,以致有一段时期数学家们对这个问题的进一步工作失败了,直到下一世纪才得到新的结果。又如求面积问题,早古希腊时期人们就用穷竭法求出了一些面积和体积.他们就采用了穷竭法。当分割的份数越来越多时,所求得的结果就越来越接近所求的面积的精确值。但是,应用穷竭法,必须添上许多技艺,并且缺乏一般性,常常得不到数字解。当阿基米德的工作在欧洲闻名时,求长度、面积、体积和重心的兴趣复活了。穷竭法先是逐渐地被修改,后来由于微积分的创立而根本地修改了。

(4)求最大值和最小值问题(二次函数,属于微积分的一类)

例如炮弹在炮筒里射出,它运行的水平距离,即射程,依赖于炮筒对地面的倾斜角,即发射角。一个“实际”的问题是:求能够射出最大射程的发射角。十七世纪初期,Galileo断定(在真空中)发射角是 45度时达到最大射程;他还得出炮弹从各个不同角度发射后所达到的不同的最大高度。研究行星的运动也涉及到最大值和最小值的问题。

  在现实世界中,许多问题的自变量不是一个,而是多个,例如:长方体的体积V=xyz,就有三个自变量。遇到多个自变量的函数时,就需要把一元函数中的微积分方法,推广到多个自变量的场合,这就是所谓的多元函数微积分。

  

     《微积分》课程中的多元微积分部分是平行的推广了一元微积分的内容。把微积分中一元函数的成果相应的推广到了多元函数场合。在这一部分,我们可以学习如何采用类推的方法,找寻新的知识;

微分方程和差分方程部分,是微积分的反问题。是当未知函数的导数或差分所满足的某一关系式时,如何求出未知函数,这就是微分方程和差分方程部分要解决的核心问题。

      无穷级数部分主要解决无穷多项的求和问题,而无穷多项的求和问题是对有限项求和的本质性突破,它的产生彻底解决了著名的“芝诺悖论”,即只要乌龟先出发一段时间,跑的最快的阿基里斯就永远无法追上乌龟。

   在学习《微积分》课程过程中,不仅可以学到非常有用的数学知识,更能使我们的思维方式从有限发展到无限、从静止的研究问题拓展为变化的研究问题,真正地领悟从量变到质变和相对性看问题的辩证法思想。也许,微积分的知识会在课程结束后不久,忘得一干二净,但是,在学习微积分过程中所学到的思想、精神和思维方式将铭心刻骨、受益终身。

   本课程包括:定积分、多元函数微分学、多元函数积分学、无穷级数、常微分方程、简单差分方程,共六章。


   考虑到非数学类专业的特点,我们突出基础性、方法性和实用性。



课程大纲
第一章 定积分
0101 定积分的概念
0102 定积分的性质
0103 变限积分及其导数
0104 微积分基本定理
0105 定积分的换元法
0106 定积分的分部积分法
0107 反常积分
0108 单元测试
第二章 定积分的应用
0201 用定积分求面积
0202 用定积分求体积
*0203 简单经济应用与软件求积分
章--测验
第三章 空间解析几何常识
0301 空间直角坐标系
0302 曲面及其方程
0303 平面与空间曲线
章测验
第四章 多元函数微分及其应用
0401 多元函数的基本概念
0402 二元函数的极限与连续
0403 偏导数
0404 全微分
0405 多元复合函数的求导法则
0406 隐函数的求导法
0407 多元极值
第五章 二重积分及其应用
0501 重积分的概念与性质
0502 直角坐标系下二重积分计算法
0503 极坐标系下二重积分计算法
0504 反常二重积分
*0505 二重积分的应用
测验一
测验二
第六章 数项级数
0601 级数的概念
0602 级数的性质
0603 正项级数
0604 任意项级数
0605 单元小结
数项级数测验
第七章 幂级数
0701 幂级数概念
0702 幂级数的求和
0703 泰勒公式与泰勒级数
0704 函数的幂级数解开
*0705 幂级数的经济应用
无穷级数-2
第八章 常微分方程
0801 常微分方程的基本概念
0802 一阶微分方程
*0803 二阶常系数线性微分方程
微分方程测验
第九章 差分方程初步
0901 差分与差分方程的概念
0902 常系数线性差分方程
*0903 差分方程在经济学中的简单应用
本章综合测验
第6.4、7章 内容+习题 20190417
6.4-7.1至7.3内容习题-7.4内容
(7.5~7.7内容习题)(7.4及习题+积分方程)
内容复习(一)2019-6-12
第11、10章 曲线积分、曲面积分、二重积分
第11、12章 三重积分、无穷级数
习题讲解 2019-6-14
第1节 二重积分概念、直角坐标下的计算
第2节 二重积分极坐标、三重积分
习题讲解 2019-6-17
前两节(会计班)三重积分球、柱坐标
后两节(统计)一类曲线积分
习题:2019-6-19
1、2节(统计班)第二类曲线积分
3、4节(会计班)格林公式
习题:2019-6-21
1、2节:无穷级数
3、4节 幂级数
复习
前两节
后两节