目录

  • 1 工程数学课程资料
    • 1.1 教学大纲
    • 1.2 教学进度表
    • 1.3 课程评价
  • 2 数学史
    • 2.1 数学危机
    • 2.2 2020年数学阿贝尔奖及历年菲尔兹奖
    • 2.3 数学家们
  • 3 第一章 函数与极限
    • 3.1 第一节 映射与函数
      • 3.1.1 映射
      • 3.1.2 函数
    • 3.2 第二节 数列的极限
      • 3.2.1 数列极限的定义
      • 3.2.2 收敛数列的性质
    • 3.3 第三节 函数的极限
      • 3.3.1 函数极限的定义
      • 3.3.2 函数极限的性质
    • 3.4 第四节 无穷小与无穷大
      • 3.4.1 无穷小
      • 3.4.2 无穷大
    • 3.5 第五节 极限运算法则
    • 3.6 第六节 极限存在准则 两个重要极限公式
    • 3.7 第七节 无穷小的比较
    • 3.8 第八节 函数的连续性与间断点
      • 3.8.1 函数的连续性
      • 3.8.2 函数的间断点
    • 3.9 第九节 连续函数的运算与初等函数的连续性
      • 3.9.1 初等函数的连续性
    • 3.10 闭区间上连续函数的性质
    • 3.11 函数极限计算方法总结
    • 3.12 函数极限概念总结
    • 3.13 数学家亚里士多德、高斯等
      • 3.13.1 亚里士多德
      • 3.13.2 高斯
  • 4 第二章 导数与微分
    • 4.1 第一节 导数概念
      • 4.1.1 引例
      • 4.1.2 导数的定义
      • 4.1.3 导数的几何意义
      • 4.1.4 函数可导性与连续性的关系
    • 4.2 第二节 函数的求导法则
      • 4.2.1 加法、乘法、除法求导法则
      • 4.2.2 复合函数求导法则
    • 4.3 第三节 高阶导数
    • 4.4 第四节 隐函数及由参数方程确定的函数的导数
    • 4.5 第五节 函数的微分
    • 4.6 数学家牛顿、莱布尼兹等
      • 4.6.1 牛顿
      • 4.6.2 莱布尼兹
  • 5 第三章 微分中值定理与导数的应用
    • 5.1 第一节 微分中值定理
      • 5.1.1 罗尔中值定理
      • 5.1.2 拉格朗日中值定理
      • 5.1.3 柯西中值定理
    • 5.2 第二节 罗比达法则
    • 5.3 第三节 泰勒公式
    • 5.4 第四节 函数的单调性与曲线的凹凸性
    • 5.5 第五节 函数的极值与最值
    • 5.6 第六节 函数图像的描绘
    • 5.7 第七节 曲率
    • 5.8 章节测试
    • 5.9 数学家拉格朗日、费马等
      • 5.9.1 拉格朗日
      • 5.9.2 费马定理
  • 6 第四章 不定积分
    • 6.1 第一节 不定积分的概念与性质
    • 6.2 第一节不定积分的性质与基本积分表
    • 6.3 第二节 第一类换元积分法
    • 6.4 第二节 第二类换元积分法
    • 6.5 第三节 分部积分法
    • 6.6 第四节 有理函数的不定积分
    • 6.7 第五节 三角函数的不定积分
  • 7 第五章
    • 7.1 第一节 定积分的概念
    • 7.2 第一节 定积分的性质
    • 7.3 第二节 积分上限函数及其导数
    • 7.4 第二节 微积分基本公式
    • 7.5 第三节 定积分换元法
    • 7.6 第三节 定积分分部积分法
    • 7.7 第四节 反常积分无穷区间上的反常积分
    • 7.8 第四节 反常积分无界函数的反常积分
    • 7.9 第五节 反常积分的审敛法
  • 8 第六章 定积分的应用
    • 8.1 第一节 定积分的元素法
    • 8.2 第二节 定积分的几何应用举例(1):平面图形的面积
    • 8.3 定积分的几何应用(2):体积和平面曲线的长度
    • 8.4 第三节 定积分在物理学上的应用
  • 9 第七章 微分方程
    • 9.1 第一节 微分方程的基本概念
    • 9.2 第二节 可分离变量的微分方程
    • 9.3 第三节 齐次方程
    • 9.4 第四节 一阶线性微分方程
    • 9.5 第五节 可降阶的高阶微分方程
    • 9.6 第六节 高阶线性微分方程
    • 9.7 第七节 常系数齐次线性微分方程1
    • 9.8 第七节 常系数齐次线性微分方程2
    • 9.9 第八节 常系数非齐次线性微分方程
    • 9.10 数学家伯努利家族
  • 10 第八章向量代数与空间解析几何
    • 10.1 第一节向量及其线性运算
    • 10.2 第二节 点的坐标与向量的坐标
    • 10.3 第二节数量积 向量积
    • 10.4 第三节平面及其方程
    • 10.5 第四节空间直线及其方程
    • 10.6 第五节曲面及其方程
    • 10.7 第六节空间曲线及其方程
  • 11 第九章多元函数的微分法及其应用
    • 11.1 第一节多元函数的基本概念
    • 11.2 第二节偏导数
    • 11.3 第三节全微分
    • 11.4 第四节多元复合函数的求导法则
    • 11.5 第五节隐函数的求导法则
    • 11.6 第六节多元函数微分学的几何应用
    • 11.7 第七节方向导数与梯度
    • 11.8 第八节 多元函数的极值及其求法
  • 12 第十章重积分
    • 12.1 第一节二重积分的概念与性质
    • 12.2 第二节二重积分在直角坐标系下的计算方法
    • 12.3 第二节二重积分在极坐标系下的计算方法
    • 12.4 第三节三重积分在直角坐标系下的计算
    • 12.5 第三节三重积分在柱面坐标及球坐标下的计算
    • 12.6 第四节重积分的应用(几何)
      • 12.6.1 立体的体积
      • 12.6.2 曲面的面积
      • 12.6.3 物体的质心
      • 12.6.4 转动惯量
      • 12.6.5 引力
    • 12.7 第四节重积分的应用(物理)
  • 13 第十一章曲线积分与曲面积分
    • 13.1 第一节对弧长的曲线积分
    • 13.2 第二节   对坐标的曲线积分
    • 13.3 第三节 格林公式及其应用
    • 13.4 第四节 对面积的曲面积分
    • 13.5 第五节对坐标的曲面积分
    • 13.6 第六节高斯公式
    • 13.7 第七节斯托克斯公式
  • 14 第十二章无穷级数
    • 14.1 第一节常数项级数的概念与性质
    • 14.2 第二节常数项级数的审敛法
    • 14.3 第三节幂级数
    • 14.4 第四节函数展开成幂级数
    • 14.5 第五节函数的幂级数展开式的应用
    • 14.6 第六节傅里叶级数
  • 15 线性代数部分
    • 15.1 数学史
      • 15.1.1 神圣的几何
      • 15.1.2 几何原本介绍
      • 15.1.3 非欧几何介绍
      • 15.1.4 线性代数序言
    • 15.2 线性代数发展史
  • 16 第一章矩阵与行列式
    • 16.1 矩阵介绍
    • 16.2 第一节 矩阵的概念
    • 16.3 第二节 矩阵的运算
    • 16.4 行列式介绍
    • 16.5 第三节 方阵的行列式
    • 16.6 第四节 逆矩阵及其运算
    • 16.7 第五节 矩阵的分块
    • 16.8 第六节 矩阵的初等变换
    • 16.9 第七节 矩阵的秩
    • 16.10 习题课
  • 17 第二章 向量组的线性表示与向量空间
    • 17.1 向量组的线性表示
    • 17.2 向量组的线性相关
    • 17.3 向量组的秩
    • 17.4 向量空间
    • 17.5 习题课
  • 18 第三章 线性方程组
    • 18.1 线性方程组简介
    • 18.2 克拉默法则
    • 18.3 齐次线性方程组解的结构与性质
    • 18.4 非齐次线性方程组解的结构与性质
    • 18.5 习题课
  • 19 相似矩阵与二次型
    • 19.1 欧式空间的基本概念
    • 19.2 方阵的特征值与特征向量
    • 19.3 相似矩阵
    • 19.4 实对称阵的对角化
    • 19.5 二次型
    • 19.6 总复习
  • 20 概率论与数理统计部分
    • 20.1 什么是概率?
    • 20.2 第一节   随机事件及其频率
    • 20.3 第二节  样本空间
    • 20.4 第三节  事件的关系与运算
    • 20.5 第四节  概率的古典定义
    • 20.6 第五节 概率加法定理
    • 20.7 第六节  条件概率  概率乘法定理
    • 20.8 第七节  全概率公式
    • 20.9 第八节   随机事件的独立性
    • 20.10 第九节  独立试验序列
    • 20.11 第十节  概率论的公理化体系
  • 21 第二章   随机变量及其分布
    • 21.1 第一节  随机变量的概念
    • 21.2 第二节  离散随机变量
    • 21.3 第三节  超几何分布  二项分布  泊松分布
    • 21.4 第四节  连续随机变量
    • 21.5 第五节  随机变量的分布函数
    • 21.6 第六节   连续随机变量的概率密度
    • 21.7 第七节  均匀分布  指数分布
    • 21.8 第八节   随机变量函数的分布
    • 21.9 第九节  二维随机变量的联合分布
    • 21.10 第十节  二维随机变量的边缘分布
    • 21.11 第十一节  二维随机变量的条件分布
    • 21.12 第十二节   随机变量的独立性
    • 21.13 第十三节   二维随机变量函数的分布
  • 22 第三章   随机变量的数字特征
    • 22.1 第一节   数学期望
    • 22.2 第二节   随机变量函数的数学期望
    • 22.3 第三节  关于数学期望的定理
    • 22.4 第四节  方差与标准差
    • 22.5 第五节  某些常用分布的数学期望与方差
    • 22.6 第六节  原点矩与中心矩
    • 22.7 第七节  协方差与相关系数
    • 22.8 第八节  切比雪夫不等式与大数定律
  • 23 第四章  正态分布
    • 23.1 第一节  正态分布的概率密度与分布函数
    • 23.2 第二节 正态分布的数字特征
    • 23.3 第三节  二维正态分布
    • 23.4 第四节 正态随机变量的线性函数的分布
    • 23.5 第五节 中心极限定理
  • 24 第五章  数理统计的基本知识
    • 24.1 第一节  总体与样本
    • 24.2 第二节 样本函数与统计量
    • 24.3 第三节  数理统计中的某些常用分布
    • 24.4 第四节  正态总体统计量的分布
    • 24.5 小结  习题
  • 25 第六章  参数估计
    • 25.1 第一节  参数的点估计
    • 25.2 第二节  衡量点估计好坏的标准
    • 25.3 第三节   正态总体参数的区间估计
    • 25.4 第四节  两个正态总体均值差及方差比的区间估计
    • 25.5 第五节  非正态总体参数的区间估计
  • 26 第七章  假设检验
    • 26.1 第一节  假设检验的基本概念
    • 26.2 第二节  正态总体参数的假设检验
    • 26.3 第三节  两个正态总体参数的假设检验
    • 26.4 第四节  非正态总体参数的假设检验
    • 26.5 第五节  总体分布的假设检验
    • 26.6 小结 习题
  • 27 第八章  方差分析
    • 27.1 第一节 单因素试验的方差分析
    • 27.2 第二节  双因素无重复试验的方差分析
    • 27.3 第三节   双因素等重复试验的方差分析
  • 28 测验
    • 28.1 测验
行列式介绍

 教案


  行列式简介

线性代数发展简介之矩阵与行列式 

矩阵和行列式
行列式出现于线性方程组的求解,它最早是一种速记的表达式,现在已经是数学中一种非常有用的工具。

最早引入行列式概念的,是十七世纪的日本的数学奠基人关孝和。他1383年著《解优题之法》一书,对行列式及其展已经有了清楚的叙述。但是在公元一世纪(东汉初年)。中国古算术《九章算术》中已有用矩阵(当时称为方程”)的初等变换来解线性方程组的内容了。关孝和的思想的产生,大概多受惠于中国而非西方的影响。

1693年,莱不尼兹用指标数的子统集合表示含两个未知量和三个线性方程组所组成的系统,他从三个方程的系数中消去两个未知量,得到一个行列式,就是现在所称的方程组的法式。

用行列式去解含二、三、四个未知量的方程组,可能在1729年由马克劳林所首创,且于1748年发表在他的遗作《代数绝著》中,其法则基本就是现在所使用的法则。瑞士数学家克莱姆(Cramer)1750年把马克劳林的法则发表在他的《线性代数分析导言》中,这就是现在所谓的克莱姆法则。

1772年,范德蒙(Vander monde)把行列式脱离开线性方程组作为一个独立的理论研究。给出行列式的定义与确立符号的法则,被认为是行列式理论的奠基人。

1812年,柯西(Cauchy)首先采取行列式”(Determinant)这一名称。他还于1815年把行列式的元素记为aij,带双重足码。他的著作给出行列式第一个系统的也几乎是近代的处理,其中一个主要结果之一是行列式的乘法规则。

1825年,叔尔克,叙述并说明了行列式的一些性质。

1841年,英国数学家剀莱引入了行列式的两条竖线。同年,德国数学家雅各比(Jacobi)著名论文《论行列式的形成与性质》发表,这标志着行列式系统理论的建成。

1693年4月,莱布尼茨在写给洛比达的一封信中使用并给出了行列式,并给出方程组的系数行列式为零的条件。同时代的日本数学家关孝和在其著作《解伏题元法》中也提出了行列式的概念与算法。
1750 年,瑞士数学家克莱姆 (G.Cramer,1704-1752) 在其著作《线性代数分析导引》中,对行列式的定义和展开法则给出了比较完整、明确的阐述,并给出了现在我们所称的解线性方程组的克莱姆法则。稍后,数学家贝祖 (E.Bezout,1730-1783) 将确定行列式每一项符号的方法进行了系统化,利用系数行列式概念指出了如何判断一个齐次线性方程组有非零解。
总之,在很长一段时间内,行列式只是作为解线性方程组的一种工具使用,并没有人意识到它可以独立于线性方程组之外,单独形成一门理论加以研究。
在行列式的发展史上,第一个对行列式理论做出连贯的逻辑的阐述,即把行列式理论与线性方程组求解相分离的人,是法国数学家范德蒙 (A-T.Vandermonde,1735-1796) 。范德蒙自幼在父亲的知道下学习音乐,但对数学有浓厚的兴趣,后来终于成为法兰西科学院院士。特别地,他给出了用二阶子式和它们的余子式来展开行列式的法则。就对行列式本身这一点来说,他是这门理论的奠基人。
1772 年,拉普拉斯在一篇论文中证明了范德蒙提出的一些规则,推广了他的展开行列式的方法。 继范德蒙之后,在行列式的理论方面,又一位做出突出贡献的就是另一位法国大数学家柯西。 
1815 年,柯西在一篇论文中给出了行列式的第一个系统的、几乎是近代的处理。其中主要结果之一是行列式的乘法定理。另外,他第一个把行列式的元素排成方阵,采用双足标记法;引进了行列式特征方程的术语;给出了相似行列式概念;改进了拉普拉斯的行列式展开定理并给出了一个证明等。
19 世纪的半个多世纪中,对行列式理论研究始终不渝的作者之一是詹姆士.西尔维斯特 (J.Sylvester,1814-1894) 。他是一个活泼、敏感、兴奋、热情,甚至容易激动的人,然而由于是犹太人的缘故,他受到剑桥大学的不平等对待。西尔维斯特用火一般的热情介绍他的学术思想,他的重要成就之一是改进了从一个次和一个次的多项式中消去 x 的方法,他称之为配析法,并给出形成的行列式为零时这两个多项式方程有公共根充分必要条件这一结果,但没有给出证明。
继柯西之后,在行列式理论方面最多产的人就是德国数学家雅可比 (J.Jacobi,1804-1851) ,他引进了函数行列式,即“雅可比行列式”,指出函数行列式在多重积分的变量替换中的作用,给出了函数行列式的导数公式。雅可比的著名论文《论行列式的形成和性质》标志着行列式系统理论的建成。由于行列式在数学分析、几何学、线性方程组理论、二次型理论等多方面的应用,促使行列式理论自身在 19 世纪也得到了很大发展。整个 19 世纪都有行列式的新结果。除了一般行列式的大量定理之外,还有许多有关特殊行列式的其他定理都相继得到。