其实高数研究的对象,是那5个普通的函数,以及它们的熊孩子!
哈喽,大家好,我是宝刀君,很高兴我们在这里相遇,希望我的出现,可以给大家的考研带来好运~
今天我们聊一聊高数。
高数这门课,基本都是在大学一年级时开设的,是在那个学生们刚刚摆脱了高考的压榨时开设的,是在那个学生们开始逐渐摆脱家庭的监管和老师的督促后,悄然无息的开设的。
高数的出现,把那些信奉“等你们上了大学后就轻松了”理论的学生,打了个措手不及,让他们开始傻了眼。
于是乎,各种有关“戏谑高数”的段子不胫而走,像什么“从前有颗树,上面挂了好多人,那棵树叫高数”,“给喜欢的女生讲高数,从打开课本的那一刻开始,我决定放弃她”等等.....
玩笑归玩笑,但是我们确实能看到大一学生挂的最多的科目是高数这个事实,这是为什么呢?
一方面,从学生端来讲,大一新生刚刚步入大学校园,一切都是新鲜的,娱乐的兴趣高于埋头苦读的决心,于是乎,很多学生错误的用初高中的学习方式来对待高数,也就是“光课堂听课,下了课根本不练”。
他们低估了大学数学的知识点,不明白高数的知识点是一环套一环的。
初高中时,数学知识点比较少,也许你一节课听完,下去不做,一整天的时光里,依然有大把的自习课时间来听习题课来学习。
可是大学里,每次课的知识点都是不一样的,环环相扣,一节课的知识点没听懂就自信满满的去听下节课,其结果只能是在课堂上昏昏欲睡,不知所云。
长此以往,本应是学知识的高数课,却沦陷成解决失眠问题的理疗课,真是可悲啊!
另一方面,从教师授课端来讲,说句不好听的话,一个数理学院里,真正踏踏实实耐心教这门课的老师,又有几个人呢?
屈指可数。
有些老师理论很高深,但是难以用通俗易懂的形式进行教学课程研究;
有些老师纯粹是混日子,为了取悦学生不给他打考评打低,就故意透漏期末考试试题信息给学生,以此夺得学生的喜欢;
还有一些老师,教学功底有望提升,不知道怎么讲这门课。
宝刀君不才,今天斗胆谈谈我对这门课的一些看法,希望对学习高等数学的学生有帮助。
首先,整个高等数学,它的研究对象是函数。
这就是为什么大多数课本里,第一章一般都是“函数、极限与连续”。
函数我们初高中学过,这个概念讲的是变量之间确定的对应关系。
变量之间是否有函数关系,就看是否存在一种对应规则,使得其中一个量或者几个量定了,另一个量也就唯一被确定。
前者,我们称之为一元函数。
后者,我们称之为多元函数。
在函数家族里,常见的初等函数有:反 对 幂 三 指,这个“反”,是“反三角函数的反”。
初等函数,起不了什么气候,我们都很熟悉,但是如果他们联合起来搞事情,那杀伤力就强了。
初等函数一旦团结起来,一旦结合起来,可以产生令考生头疼的“熊孩子”。
例如:让你计算分段点处的导数值,这需要用到求极限值,或者,让你判断该分段函数在定义域内是否是可积的。
例如,求极限过程中,常见的幂指函数,就是那个U(x)^V(x),它的出现,好多学生连第一步的恒等变形还没做下去,就先自己倒下先干为敬了。
例如,中值定理的证明,研究的就是在某一段区间上,是否有满足条件的点存在?或者函数是否存在某一些性质?
再如,参数方程确定的函数,常常与隐函数求导结合在一起,还有变限积分函数,它把导数和积分结合在一起来考你,以及幂级数函数,求什么和函数啦之类的题目,都是针对的函数。
这些函数之间除了结合,还可以互相转化。
比如说求高阶导数时,常常借助一个叫泰勒公式的工具,将其他函数(三角函数、指数函数等)转化为幂函数!(后期会作为重点讲)
为什么要做这样的转化?
你可以简单的理解为:幂函数对我们来讲,求导和积分运算都相对简单一些。
高等数学,研究的就是函数,研究这些函数在局部区域的性质。
像研究你这个函数究竟是不是连续的?是不是在某些点间断的?如果有间断,间断点有几个?函数的“三点一线”等等。
这些问题,我们都是借助于“极限”这个工具来操作的。
由于函数的连续性是通过极限定义的,所以判断函数是否连续及函数间断点的类型等问题,本质上仍是求极限。
在求极限这部分章节里,你面对最多的,是函数结合后的熊孩子组成的各种未定式的极限题目。
一元函数的导数与微分概念中,你面对的是初等函数组合成的复合函数。
在一元函数积分学里,你面对的是各种初等函数组合成的函数被一个下拉的S括在一起,然后就变成了寻找原函数求和的过程。
在那个寻找原函数额过程中,你将与凑微分法、分部积分法、换元积分法、倒代换法等等积分法则相遇。
在微分中值定理章节里,你将学到各种微分中值定理,罗尔、拉格朗日、柯西、费马各个粉墨登场,其目的,就是为了找函数在某一个区间上,是否有符合某一条件的“点”。
在常微分方程中,可怕的是让你针对一个实际问题建模,然后把函数关系写出来,再求解方程。
以上,是一元函数学习的内容,属于高数上册。
高数下册,讲的是多元函数,你依然会碰到多元函数的求导问题、极值问题、多元函数的积分问题、二重积分三重积分,在这里,你将遇到格林、高斯、斯托克斯这些历史上的前辈们。
一元多元微积分学结束时,还有一个无穷级数,包括常数项级数和函数项级数。
读到这里,你可以看出,高等数学为什么叫微积分学了,求导和积分是它的两大主要运算,借助于极限这个工具,我们可以研究函数在局部区域的性质,研究函数的在一个区间的连续性。
因此,也有人说,高等数学就是三大运算,极限运算、求导运算、积分运算,这句话是有道理的。
也就是说,高等数学研究的是函数的局部问题,关注的是函数的连续性,那么那些跳跃的点之间的变化,我们该如何研究它呢?
比如说,在同一个二维坐标系下,一个点A是(-2,-5),另一个点B是(3,5),那么你怎么用函数描述这两个点之间的变化关系呢?
哈哈,这不是高等数学的研究范畴啦,你在大一学的那门线性代数,就是为了解决这个问题而产生的,用矩阵来描述“点”的这种运动,这是线性代数的使命。
OK,了解完高等数学这门课研究的是什么之后,跟着宝刀君,让我们开始一段新的学习高数之旅吧~
全文完,感谢您的耐心阅读,坚持写文章不易,麻烦您顺手点个赞吧~