編輯推薦
這是一本關於數學的哲學著作。它首先涉及形而上學的內容:數學是關於什麼的?它有研究對象嗎?這個研究對象是什麼?數、集閤、點、綫、函數等等是什麼?然後有關於語義學的內容:數學陳述的含義是什麼?數學真理的本質是什麼?以及關於認識論的:數學足如何被認識的?它的方法論足什麼?觀察牽涉其中嗎?抑或它隻是純心靈的活動?如何裁決數學傢之間的爭論?什麼是證明?證明是絕對確定的、不受理性懷疑的嗎?數學的邏輯是什麼?存在不可知的數學真理嗎?
數學因其是一個一成不變的領域而聞名遐邇,與哲學(在這方麵)能有多不同就有多不同。在這裏,事物似乎被一勞永逸地安排在一個一成不變的基礎上。真是如此嗎?數學中有沒有革命,使那些長期存在的信念被拋棄?考慮到數學在自然和社會科學中被應用——以及被需求的程度,看起來基本上是一種心靈活動的數學,如何對科學所研究的物理的、人類的和社會的世界有所說明呢?為什麼不瞭解很多數學就不能很深入地理解世界(自然科學意義上的)?對於數學這說明瞭什麼?對於物理的、人類的和社會的世界,這又說明瞭什麼呢?
數學哲學屬於一個大類,這個大類包括物理學哲學、生物學哲學、心理學哲學、語言哲學、邏輯哲學甚或關於哲學的哲學。其主題是探討與某個學術領域相關的哲學問題,內容包括該領域的形而上學、認識論、語義學、邏輯和方法論……數學哲學傢需要對數學本身,對作為人的數學傢,對數學得以應用的世界提齣看法,這是一個很高的要求。
斯圖爾特?夏皮羅
斯圖爾特?夏皮羅寫瞭一本非常好的、非常有用的數學哲學教科書。這本書也是我們所迫切需要的,因為,雖然有一些概述數學哲學的教材,但它們都已經過時瞭。夏皮羅著作的優點在於:(1)本書的一大部分(大約1/3)帶給讀者的是當代數學哲學的最新成就;(2)它還古老的邏輯主義—形式主義—直覺主義的爭論以本來的麵目,即把它看作曆史的一段,而不是看作人們關於數學所能支持的3種主要觀點。
《符號邏輯文摘》(Bulletin of Symbolic Loglc)
內容簡介
《高等數學學習指導(理工類)(上下冊閤訂本)》是根據國傢教育部非數學類專業數學基礎課程教學指導分委員會製定的《工科類本科數學基礎課程教學基本要求》,麵嚮大專院校理工科的本、專科學生編寫的針對高等數學教材的學習指導書,是上海市教委2006年批準的本科《高等數學》重點課程建設項目的一個組成部分.參照的高等數學教材是同濟大學應用數學係主編的《高等數學》。
《高等數學學習指導(理工類)(上下冊閤訂本)》共分12章,分彆是函數與極限、導數與微分、微分中值定理與導數的應用、不定積分、定積分、定積分的應用、微分方程、空間解析幾何與嚮量代數、多元函數微分學及其應用、重積分、麯綫積分與麯麵積分、無窮級數.每章是由內容要點迴顧、典型例題選講、A,B,C三級練習題練習、自測試題測試等5部分組成.其中,內容要點迴顧的重點放在如何理解相應內容和應注意事項,以及揭示知識的內在聯係上,可以幫助學生更好地復習和鞏固本章的知識;在例題和習題的選擇上,既注意瞭知識的覆蓋麵,又注意突齣瞭各章的基本要求,題目內容基本符閤全國理工科類本科院校《高等數學》課程的教學基本要求.所以無論讀者使用何種理工科高等數學教材都可以使用本指導書。
作者簡介
斯圖爾特一夏皮羅(stewart Shapiro),俄亥俄州立大學的哲學教授,同時也是蘇格蘭聖·安德魯斯大學的定期訪問教授。他是當今一位重要的數學哲學傢,其思想屬於結構主義,認為數學的研究對象是結構而不是個體。這種思想被認為是源自德國偉大的數學傢理查德·戴德金,是當代數學哲學中較為有影響的一派。夏皮羅的主要著作包括《數學哲學:結構與本體論》、《數學哲學:對數學的思考》,以及《沒有基礎主義的基礎:一個二階邏輯的案例》。他還是《牛津數學哲學與邏輯手冊》的主編。
內頁插圖
目錄
上冊
第1章 函數與極限
內容要點
例題選講
練習題
自測題
分析數學的化身——歐拉
習題答案與參考解答
第2章 導數與微分
內容要點
例題選講
練習題
自測題
劍橋大學永遠的驕傲——牛頓
習題答案與參考解答
第3章 微分中值定理與導數的應用
內容要點
例題選講
練習題
自測題
業餘數學傢之王——費馬
習題答案與參考解答
第4章 不定積分
內容要點
例題選講
練習題
自測題
法國科學院院士——柯西
習題答案與參考解答
第5章 定積分
內容要點
例題選講
練習題
自測題
伯努利傢族的數學傢——丹尼爾
習題答案與參考解答
第6章 定積分的應用
內容要點
例題選講
練習題
自測題
“歐洲最大的數學傢”——一拉格朗日
習題答案與參考解答
第7章 微分方程
內容要點
例題選講
練習題
自測題
“法國的牛頓”——拉普拉斯
習題答案與參考解答
上冊綜閤測試題及參考解答
下冊
第8章 空間解析幾何與嚮量代數
內容要點
例題選講
練習題
自測題
解析幾何學奠基人——笛卡爾
習題答案與參考解答
第9章 多元函數微分學及其應用
內容要點
例題選講
練習題
自測題
德國人的驕傲——萊布尼茲
習題答案與參考解答
第10章 重積分
內容要點
例題選講
練習題
自測題
數學奇纔——麥剋勞林
習題答案與參考解答
第ll章麯綫積分與麯麵積分
內容要點
例題選講
練習題
自測題
德國的數學全纔——高斯
習題答案與參考解答
第12章 無窮級數
內容要點
例題選講
練習題
自測題
在沙漠裏彈琴的數學大師——傅立葉
習題答案與參考解答
下冊綜閤測試題及參考解答
精彩書摘
第一部分 概觀
第1章 什麼使數學如此有趣(對一個哲學傢)?
1.異性相吸?
穿越整個曆史,哲學傢總是被數學所特彆吸引。據說柏拉圖學院的入口處刻著以下語句:“不懂幾何學者勿入。”按照柏拉圖的哲學,數學是瞭解宇宙本身而不是它的錶麵現象的真正訓練。柏拉圖通過反思數學在理性的知識獲取中的地位而得到他的觀點(見第3章,第2—3節)。在大規模學科分類之前,很多數學傢也是哲學傢。立刻會浮現在腦海裏的是笛卡兒(Rene Deseartes)、萊布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz)和帕斯卡(Blaise Paseal)這些名字,緊接著齣現的有波爾查諾(Bernard Bolzano)、羅素(Bertrand Russell)、懷特海(Alfred North Whitehead)、希爾伯特(David Hilbert)、弗雷格(Gottlob Frege)、丘奇(Alonzo Chtlrch)、哥德爾(Kurt Godel)和塔斯基(Alfred Tarski)。而到最近,幾乎每位哲學傢都瞭解數學的狀況,並對它抱有相當專業的興趣。
理性主義是一種經久不衰的哲學流派,它的特徵就是試圖把已知的數學方法論推廣到整個知識領域。理性主義者對數學享有的似乎不可動搖的基礎及其在純理性中的基本原則印象深刻。他們力圖使所有知識都有這樣的立足之處。科學、倫理學以及類似學科也應該這樣進行:僅從理性中提供關於其命題的嚴格證明。理性主義源自柏拉圖,在17世紀和18世紀初葉,憑藉笛卡兒、斯賓諾莎(Baruch Spinoza)和萊布尼茨的著作而繁榮起來。
前言/序言
歡迎使用這本高等數學的學習指導書,本書是根據2004年國傢教育部非數學類專業數學基礎課程教學指導分委員會製定的《工科類本科數學基礎課程教學基本要求》,麵嚮大專院校理工科的本、專科學生編寫的針對高等數學教材的學習指導書,是上海市教委2006年批準的本科《高等數學》重點課程建設項目的一個組成部分.參照的高等數學教材是同濟大學應用數學係主編的《高等數學》.
隨著世界範圍內計算工具和計算技術的發展,工程技術領域早已脫離瞭繁瑣復雜的手工計算,代之而起的是計算機眾多的計算軟件——MATLAB,Mathmetica,MathCAD,SSPS……甚至可以毫不誇張地說:在21世紀,誰不懂得計算機及其計算軟件,誰就不懂得工程計算!因此,理工科《高等數學》課程學什麼、怎麼學的問題一直是高教界目前議論最多的問題之一。加強數學概念的教學,領會其思想及內涵,能夠舉一反三地運用數學知識建立實際計算問題的數學模型,是所有數學從業者對數學教育的共識,我們編寫這本《高等數學學習指導》的目的,就是通過本書的學習使學生能夠通過對數學概念的理解,領會高等數學的思想及內涵;通過對例題的學習和習題的練習,學會高等數學的一些計算方法,從而能夠用高等數學的方法解決實際問題。本書是通過內容要點迴顧、典型例題選講、A,B,C三級練習題練習、自測試題測試的方法提供輔導的,典型例題、各級練習題、測試題的選擇都基本符閤全國理工科院校《高等數學》課程的教學基本要求。
精品導讀:探索高等數學的奧秘與應用 本書旨在為廣大理工科學習者提供一套全麵、深入且極具實戰價值的高等數學學習輔助材料。不同於傳統教材的理論堆砌,本導讀係列聚焦於如何高效理解、靈活運用高等數學的核心概念與方法,特彆針對初學者和希望鞏固基礎的學習者設計。 第一部分:夯實基礎——解析微積分的精髓(涵蓋上冊核心內容) 高等數學是構建現代科學與工程知識體係的基石。本導讀係列的第一部分,專注於對微積分基礎理論進行細緻入微的剖析與梳理,確保學習者建立起堅實而清晰的數學直覺。 第一章:函數與極限——數學思維的起點 本章深入探討函數的本質、性質(奇偶性、周期性、單調性、有界性等)及其重要的錶示方法。特彆強調瞭極限這一微積分學的核心概念,不僅僅停留在ε-δ語言的證明層麵,更注重培養讀者對“無限接近”過程的直觀理解。 關鍵點剖析: 極限存在的條件、無窮小與無窮大階的比較。通過大量精選的實例,演示如何運用洛必達法則、等價無窮小替換等技巧,快速準確地求解復雜極限。 幾何意義的解讀: 將函數的極限與麯綫的漸近性、連續性在幾何圖形上進行直觀的對應,幫助學習者建立起“動態變化”的數學視角。 第二章:連續性與導數——變化率的精確度量 導數是描述瞬時變化率的強大工具。本章係統講解瞭函數的連續性判定,這是導數存在性的重要前提。隨後,我們將導數的定義拓展至實際應用場景。 導數法則的係統梳理: 詳細闡述瞭基本初等函數的求導法則、復閤函數求導(鏈式法則)以及隱函數和參數方程的求導方法。著重於對這些法則背後的數學邏輯進行闡釋,避免死記硬背。 高階導數與應用: 介紹瞭二階導數在判斷函數凹凸性、尋找拐點中的作用,為後續的函數圖像繪製打下堅實基礎。 微分的概念: 區分瞭微分與增量的差異,並強調瞭利用微分進行近似計算的實用價值。 第三章:中值定理與導數的應用——探尋函數的行為模式 本章是理論與實踐的交匯點。通過羅爾定理、拉格朗日中值定理和柯西中值定理的深入學習,我們得以從代數的角度理解導數在函數性質分析中的威力。 利用導數研究函數: 詳細指導如何利用一階導數判斷函數的增減性、極值點,以及利用二階導數判斷函數的凹凸性和拐點。通過“極值判定定理”的實際操作,讓學習者能夠精確描繪任何復雜函數的性態。 洛必達法則的進階使用: 不僅限於0/0和∞/∞型,本章還輔導瞭其他不定型(如 $0 cdot infty, 1^infty, 0^0$ 等)如何通過代數變形轉化為洛必達可解的形式。 函數圖像的精準繪製: 通過一個係統性的步驟流程,指導讀者如何綜閤利用極限、導數、中值定理等所有知識點,繪製齣具有精確數學意義的函數圖像。 第二部分:積分學的理論構建與技術(涵蓋下冊核心內容) 積分學是對“纍積”和“量度”問題的數學解答,是工程計算和物理建模的核心工具。本導讀係列的第二部分,旨在使學習者熟練掌握定積分和不定積分的計算技巧,並理解定積分在幾何與物理中的廣泛應用。 第四章:不定積分——微積分的逆運算 本章是學習定積分計算技巧的基石。重點在於區分和掌握各類積分技巧,這往往是學習者感到最睏難的部分。 積分技巧的分類與訓練: 係統講解瞭換元積分法(第一類和第二類)、分部積分法的適用條件和操作流程。為每種方法提供瞭大量遞進式的例題,確保理解其內在機製而非簡單套用公式。 特殊函數的積分: 詳細介紹瞭有理函數積分(通過待定係數法和部分分式分解)、三角有理式積分以及簡單的無理函數積分(三角換元法等)的求解路徑。 第五章:定積分及其應用——量化纍積效應 定積分的定義(黎曼和的概念)是本章的理論核心。本章進一步深化瞭微積分基本定理(牛頓-萊布尼茨公式)的理解和應用。 微積分基本定理的精確運用: 強調瞭原函數存在性的重要性,並演示瞭如何利用牛頓-萊布尼茨公式高效計算定積分。 幾何應用: 詳細講解瞭定積分在計算平麵圖形麵積、鏇轉體的體積、麯綫上弧長等基礎幾何問題中的應用。對每種應用場景都提供瞭清晰的公式推導和步驟解析。 物理與工程中的應用舉例: 引入瞭變力做功、質心、形心、壓力等物理量計算的實例,展示定積分作為“無限求和”工具的強大能力。 第六章:廣義積分——拓展積分的疆界 本章將積分的概念擴展到更廣闊的範圍,以應對實際問題中可能齣現的無限區間或積分函數在某點無界的復雜情況。 無窮區間上的積分(第一類廣義積分): 探討瞭如何利用極限來定義和判斷這類積分的收斂性。 積分含有間斷點的積分(第二類廣義積分): 重點闡述瞭在積分區間內某點函數趨於無窮時,如何使用極限判定其斂散性。 判彆法介紹: 簡要介紹比較判彆法和極限比較判彆法在判斷廣義積分斂散性中的高效性,幫助學習者快速識彆積分的類型。 總結與學習建議 本導讀係列不側重於艱深的理論推導,而是將重點放在“如何應用”和“如何理解”上。每章後附有精選的“易錯點辨析”與“思維導圖總結”,旨在幫助學習者在復雜的公式和概念中構建清晰的知識網絡。通過對基礎概念的反復夯實和對經典例題的細緻剖析,本導讀期望成為學習者在高等數學學習旅程中,最可靠、最實用的工具書。