数学分析课件汇总
合集下载
数学分析完整版本ppt课件
返回
牛 顿（I.Newton 1642.12.25—1727.3.3）
英国数学家和物理学家出生在一个农民家庭，出生前父亲就去世了， 三岁母亲改嫁，由外祖母抚养。1661年入剑桥大学，1665年获学士学位， 1668年获硕士学位。由于他出色的成就，1669年巴鲁（Barrow）把数学 教授的职位让给年仅26岁的牛顿。1703 年被选为英国皇家学会会长。牛 顿一生成就辉煌，堪称科学巨匠。最突出的有四项重大贡献：创立微积 分，为近代数学奠定了基础，推动了整个科学技术的发展。他发现了力 学三大定律，为经典力学奠定了基础；他发现了万有引力为近代天文学 奠定了基础；他对光谱分析的实验，为近代光学奠定了基础 。他的巨著 《自然哲学的数学原理》影响深远，他被公认为历史上伟大的科学家。可 惜他晚年研究神学，走了弯路。
n
n
1
i
2
n
1 n
它的面积
ΔSi
(1
i2 n2
)
1 n
所求的总面积
Sn
n (1 i1
i2 n2
)
1 n
1
1 n3
n
i
2
i 1
1
2n
2 3n 6n 2
1
2 3
我 们 分 别 取 n=10, 50, 100 用 计 算 机 把 它 的 图 象 画 出 来 ， 并 计
算出面积的近似值：
clf, n=10; x=0:1/n:1;
四．小结： 学习定积分，不仅要理解、记住定积分的定义，还要学习建立定积分概念
的基本思想，我们以后的学习中还会遇到其它类型的积分，比如勒贝格积分、
斯蒂疌斯积分等，只要理解了定积分的思想，其他类型的积分就很容易理解了。
现在我们再来总结一下定积分建立的的思想和方法：从定积分的实例和概念中
《数学分析华师大》课件
《数学分析华师大》PPT 课件
数学分析是一门重要的数学学科，涵盖了诸多内容，从函数性质到微积分应 用等。本课件将带您深入了解数学分析的各个方面。
导言
学科介绍
数学分析是研究数学对象的性质和变化规律的一门学科。
重要性
它为其他数学学科提供了理论基础，并在科学研究和实际应用中发挥着关键作用。
应用领域
数学分析在物理学、工程学、经济学等众多领域有广泛的应用。
了解连续函数的定义和性质，探索连
续函数的局部性质和级数定义。
3
间断点
研究间断点的各种类型，包括可去间
复合函数
4
断和跳跃间断。
学习复合函数的概念和性质，掌握复 合函数的求导和求极限的方法。
导数与应用
1 导数的定义
深入研究导数的定义和 性质，掌握导数的计算 方法和应用。
2 最值与极值
3 曲线的变化
研究函数的最大值和最 小值，探索极值的判定 条件和优化问题的解法。
函数定义、性质和图像， 理解函数的各种特性和变换。
研究二维和三维曲线曲面的性 质，包括弧长、曲率和曲面积 分。
指数函数
探索指数函数的性质和应用， 了解指数增长和衰减的规律。
极限与连续性
1
极限的概念
深入研究极限的定义和性质，掌握极
连续函数
2
限运算和极限存在的条件。
极坐标和指数形式
研究极坐标和指数形式的复数 表示，深入理解复数的乘方和 开方。
微分方程
1 常微分方程
学习常微分方程的基本概念和解法，掌握常微分方程在实际问题中的应用。
2 偏微分方程
了解偏微分方程的基本概念和分类，研究常见偏微分方程的解法。
3 数值方法
探索数值方法在微分方程求解中的应用，包括欧拉方法和龙格-库塔方法。
数学分析是一门重要的数学学科，涵盖了诸多内容，从函数性质到微积分应 用等。本课件将带您深入了解数学分析的各个方面。
导言
学科介绍
数学分析是研究数学对象的性质和变化规律的一门学科。
重要性
它为其他数学学科提供了理论基础，并在科学研究和实际应用中发挥着关键作用。
应用领域
数学分析在物理学、工程学、经济学等众多领域有广泛的应用。
了解连续函数的定义和性质，探索连
续函数的局部性质和级数定义。
3
间断点
研究间断点的各种类型，包括可去间
复合函数
4
断和跳跃间断。
学习复合函数的概念和性质，掌握复 合函数的求导和求极限的方法。
导数与应用
1 导数的定义
深入研究导数的定义和 性质，掌握导数的计算 方法和应用。
2 最值与极值
3 曲线的变化
研究函数的最大值和最 小值，探索极值的判定 条件和优化问题的解法。
函数定义、性质和图像， 理解函数的各种特性和变换。
研究二维和三维曲线曲面的性 质，包括弧长、曲率和曲面积 分。
指数函数
探索指数函数的性质和应用， 了解指数增长和衰减的规律。
极限与连续性
1
极限的概念
深入研究极限的定义和性质，掌握极
连续函数
2
限运算和极限存在的条件。
极坐标和指数形式
研究极坐标和指数形式的复数 表示，深入理解复数的乘方和 开方。
微分方程
1 常微分方程
学习常微分方程的基本概念和解法，掌握常微分方程在实际问题中的应用。
2 偏微分方程
了解偏微分方程的基本概念和分类，研究常见偏微分方程的解法。
3 数值方法
探索数值方法在微分方程求解中的应用，包括欧拉方法和龙格-库塔方法。
大学数学分析ppt课件
世界上最好的课堂在老人的脚下.
Having a child fall asleep in your arms is one of the most peaceful feeling in the world. 让一个孩子在你的臂弯入睡,你会体会到世间最安宁的感觉.
Being kind is more important than being right. 善良比真理更重要.
§1 微分中值定理 §2 L’Hospital法则 §3 Taylor公式和插值多项式 §4 函数的Taylor公式及其应用 §5 应用举例 §6 方程的近似求解
第六章 不定积分
§1 不定积分的概念和运算法则 §2 换元积分法和分部积分法 §3 有理函数的不定积分及其应用
目 录 （上册）
第七章 定积分
You should never say no to a gift from a child. 永远不要拒绝孩子送给你的礼物.
Sometimes all a person needs is a hand to hold and a heart to understand. 有时候,一个人想要的只是一只可握的手和一颗感知的心.
➢通过严格的训练，具备熟练的运算能力与技巧；
➢注重微积分的应用，掌握数学模型的思想与方法， 提高应用微积分这一有力的数学工具分析问题、解 决问题的能力。
目 录 （上册）
第一章 集合与映射
§1 集合 §2 映射与函数
第二章 数列极限
§1 实数系的连续性 §2 数列极限 §3 无穷大量 §4 收敛准则
Love ,not time,heals all wounds. 治愈一切h,but I'm tougher. 生活是艰苦的,但我应更坚强.
Having a child fall asleep in your arms is one of the most peaceful feeling in the world. 让一个孩子在你的臂弯入睡,你会体会到世间最安宁的感觉.
Being kind is more important than being right. 善良比真理更重要.
§1 微分中值定理 §2 L’Hospital法则 §3 Taylor公式和插值多项式 §4 函数的Taylor公式及其应用 §5 应用举例 §6 方程的近似求解
第六章 不定积分
§1 不定积分的概念和运算法则 §2 换元积分法和分部积分法 §3 有理函数的不定积分及其应用
目 录 （上册）
第七章 定积分
You should never say no to a gift from a child. 永远不要拒绝孩子送给你的礼物.
Sometimes all a person needs is a hand to hold and a heart to understand. 有时候,一个人想要的只是一只可握的手和一颗感知的心.
➢通过严格的训练，具备熟练的运算能力与技巧；
➢注重微积分的应用，掌握数学模型的思想与方法， 提高应用微积分这一有力的数学工具分析问题、解 决问题的能力。
目 录 （上册）
第一章 集合与映射
§1 集合 §2 映射与函数
第二章 数列极限
§1 实数系的连续性 §2 数列极限 §3 无穷大量 §4 收敛准则
Love ,not time,heals all wounds. 治愈一切h,but I'm tougher. 生活是艰苦的,但我应更坚强.
数学分析课件
长度的计算
利用定积分可以计算曲线的长度，以及物体的周长。
06
高阶导数与高阶积分
高阶导数的计算与性质
高阶导数的计算方法
定义法：根据导数的定义，对函数进行多次求 导，适用于简单的函数。
莱布尼茨法则：利用已知的导数公式，通过递 推关系计算高阶导数，适用于较复杂的函数。
高阶导数的计算与性质
线性性质：若$f(x)$和$g(x)$的$n$阶导数存在 ，则$(a f+b g)^{(n)}=a f^{(n)}+b g^{(n)}$ 。
数学分析课件
目录
• 数学分析概述 • 数学分析的基本性质 • 极限理论及其应用 • 微分学及其应用 • 定积分及其应用 • 高阶导数与高阶积分 • 数学分析中的重要定理与问题
01
数学分析概述
定义与意义
定义
数学分析是研究函数、序列、极限、 微积分等概念与方法的分支，是数学 的基础学科。
意义
数学分析在数学领域中占据重要地位 ，为其他数学分支提供基础理论和工 具，也是许多实际应用领域的基础。
THANKS。
积分的基本性质
积分具有可加性、可减性、可乘性和可除性 。
积分的基本公式
积分的基本公式包括求导公式、微分公式、 乘积公式、幂函数公式等。
积分的方法
积分的方法包括换元法、分部积分法、有理 函数积分法等。
积分的应用：面积、体积、长度
面积的计算
利用定积分可以计算曲线下面积，以及平面图 形面积。
体积的计算
利用定积分可以计算旋转体的体积，以及立体 的体积。
分区求和法：将积分区间划分为若干小区间，在每个小 区间上应用牛顿-莱布尼茨公式计算积分，再求和得到 总积分值。
数学分析PPT
从而 r r ∫ a dl = ∫∫ rota dS .
L S
Yunnan University
§3. 场论初步
注：散度与坐标的选择无关. r r r u r 例1. 设a = 3i + 20 j − 15k , 对下列数量场ϕ 分别求出
gradϕ 及div (ϕ a ) , 其中ϕ = ( x 2 + y 2 + z
2 2
3 − 2 2
)
+ 15 z ( x + y + z
2 2
3 − 2 2
)
例 2.
设 u ( x , y , z ) = xyz .
(1)求u ( x , y , z ) 在点P1 ( 0, 0, 0 ) , P2 ( 1,1,1) 及P3 ( 2,1,1) 处 r r r u r 沿b = 2i + 3 j − 4k的方向导数。
( )
( )
( )
∂P ∂Q ∂R = ∫∫∫ + + dV x ∂y ∂z V ∂
r ∂P ∂Q ∂R 向量 + + 称为向量a的散度，它形成一个数量场，记为 ∂x ∂y ∂z r ∂P ∂Q ∂R . diva = + + ∂x ∂y ∂z
Yunnan University
( )
( )
( )
r ∂R ∂Q ∂P ∂R ∂ Q ∂R , , 称向量 − − − 为向量a的旋度， ∂y ∂z ∂z ∂x ∂x ∂y r 记为rot a .
Yunnan University
§3. 场论初步
即 r i r ∂ rot a = ∂x P r j ∂ ∂y Q r u k ∂ . ∂z R
《数学分析》课件
函数与极限
函数
函数是数学分析中的基本概念之一，它是一个从定义域到值域的映射。根据定义域和值域的不同，函数可以分为 不同的类型，如连续函数、可微函数等。
极限
极限是数学分析中描述函数在某一点的行为的工具。极限的定义包括数列的极限和函数的极限，它们都是描述函 数在某一点附近的行为。极限的概念是数学分析中最重要的概念之一，它是研究函数的连续性、可导性、可积性 等性质的基础。
复合函数的导数
复合函数的导数是通过对原函数进行 求导，再乘以中间变量的导数得到的 。
微分及其应用
微分的定义
微分是函数在某一点附近的小变化量 ，可以理解为函数值的近似值。
微分的应用
微分在近似计算、误差估计、求切线 、求极值等方面有着广泛的应用。例 如，在求极值时，可以通过比较一阶 导数在极值点两侧的正负性来确定极 值点。
数列的极限
总结词
数列极限的定义与性质
详细描述
数列极限是数学分析中的一个基本概念，它描述了数列随 着项数的增加而趋近于某个固定值的趋势。极限具有一些 重要的性质，如唯一性、四则运算性质、夹逼定理等。
总结词
数列极限的证明方法
详细描述
证明数列极限的方法有多种，包括定义法、四则运算性质 、夹逼定理、单调有界定理等。这些方法可以帮助我们证 明数列的极限并理解其性质。
含参变量积分的概念与性质
含参变量积分的概念
含参变量积分是指在积分过程中包含一个或多个参数的积分。这种积分在处理一些具有参数的物理问题时非常有 用。
含参变量积分的性质
含参变量积分具有一些重要的性质，如参数可分离性、参数连续性、参数积分区间可变性等。这些性质使得含参 变量积分在解决实际问题时更加灵活和方便。
反常积分与含参变量积分的计算方法
数学分析课件
算一些复杂的极限表达式。
连续性
01 02
连续性的定义
连续性是函数的一种性质，它描述了函数在某一点处的变化情况。如果 函数在某一点处的左右极限相等且等于该点的函数值，则函数在该点处 连续。
连续性的性质
连续性具有一些重要的性质，如局部保序性、介值定理等。这些性质在 数学分析中有着广泛的应用。
03
连续性的判定
判定一个函数是否连续，可以通过计算该函数的左右极限并检查它们是
否相等来实现。此外，还可以利用连续性的性质进行判定。
导数
导数的定义
导数是函数的一种性质，它描述了函 数在某一点处的切线斜率。导数的定 义包括函数在某一点的导数和函数在 某区间的导数。
导数的性质
导数的计算
计算导数的方法有很多种，如直接法、 乘积法则、复合函数求导法则等。这 些方法可以帮助我们计算一些复杂的 导数表达式。
电子工程
在电子工程中，数学分析用于信号处理、图像处 理和通信系统设计。
计算机科学
在计算机科学中，数学分析用于算法设计、数据 分析和人工智能等领域。
06 数学分析的习题与解答
CHAPTER
习题的选择与解答
精选习题
选择具有代表性的数学分析题目，涵盖各个知识点，难度适中， 适合学生巩固所学内容。
详细解答
极限的计算方法
计算极限的方法有很多种，如直接代入法、分解因式法、等价无穷小替换法、洛必达法则 等。根据不同的情况选择合适的方法可以简化计算过程。
导数问题
导数的定义
导数描述了函数在某一点处的切线斜率，是函数局部性质的一种体现。导数可以分为一阶导数、二阶导数等，高阶导 数可以用来研究函数的拐点、凸凹性等性质。
03 数学分析的定理与证明
连续性
01 02
连续性的定义
连续性是函数的一种性质，它描述了函数在某一点处的变化情况。如果 函数在某一点处的左右极限相等且等于该点的函数值，则函数在该点处 连续。
连续性的性质
连续性具有一些重要的性质，如局部保序性、介值定理等。这些性质在 数学分析中有着广泛的应用。
03
连续性的判定
判定一个函数是否连续，可以通过计算该函数的左右极限并检查它们是
否相等来实现。此外，还可以利用连续性的性质进行判定。
导数
导数的定义
导数是函数的一种性质，它描述了函 数在某一点处的切线斜率。导数的定 义包括函数在某一点的导数和函数在 某区间的导数。
导数的性质
导数的计算
计算导数的方法有很多种，如直接法、 乘积法则、复合函数求导法则等。这 些方法可以帮助我们计算一些复杂的 导数表达式。
电子工程
在电子工程中，数学分析用于信号处理、图像处 理和通信系统设计。
计算机科学
在计算机科学中，数学分析用于算法设计、数据 分析和人工智能等领域。
06 数学分析的习题与解答
CHAPTER
习题的选择与解答
精选习题
选择具有代表性的数学分析题目，涵盖各个知识点，难度适中， 适合学生巩固所学内容。
详细解答
极限的计算方法
计算极限的方法有很多种，如直接代入法、分解因式法、等价无穷小替换法、洛必达法则 等。根据不同的情况选择合适的方法可以简化计算过程。
导数问题
导数的定义
导数描述了函数在某一点处的切线斜率，是函数局部性质的一种体现。导数可以分为一阶导数、二阶导数等，高阶导 数可以用来研究函数的拐点、凸凹性等性质。
03 数学分析的定理与证明
《数学分析》PPT课件
2 345
当n无限增大时,xn 无限接近于1.
8
数列的极限
研究数列{1 (1)n1 }当 n 时的变化趋势. n
当n无限增大时, xn无限接近于1.
“无限接近”意味着什么?
如何用数学语言刻划它.
|
xn
1|
(1 (1)n1
1)1 n
1 n
xn 1 可以要多么小就多么小,只要n充分大,
则要看 xn 1小到什么要求.
n
yn
b,
且 a b, 则存在 N , 当 n N时，有 xn yn .
26
• Thm 3.6 若对任意正整数 n, 有xn yn ,
且
lim
n
xn
a,
lim
n
yn
b,
则 a b.
• Remark
（1）因为数列的前有限项不影响数列的 极限，故上不等式的条件可减弱为：
“若 N 0,
当 n N 时，xn yn ”；
积仍为无穷大;
∗ 用无零值有界变量去除无穷大仍为无穷大.
例 求 lim ( x 1 x) x
解 lim ( x 1 x) x
32
无穷小与无穷大
注 (1) 无穷大是变量,不能与很大的数混淆; (2)切勿将 lim f ( x) 认为极限存在.
x x0
(3) 无穷大与无界函数的区别: 它们是两个不同的概念. 无穷大一定是无界函数, 但是无界函数 未必是某个过程的无穷大.
9
数列的极限
|
xn
1 |
1 n
给定
1 100
,
由
1 n
1, 100
只要 n 100时,有
xn
1
1, 100
当n无限增大时,xn 无限接近于1.
8
数列的极限
研究数列{1 (1)n1 }当 n 时的变化趋势. n
当n无限增大时, xn无限接近于1.
“无限接近”意味着什么?
如何用数学语言刻划它.
|
xn
1|
(1 (1)n1
1)1 n
1 n
xn 1 可以要多么小就多么小,只要n充分大,
则要看 xn 1小到什么要求.
n
yn
b,
且 a b, 则存在 N , 当 n N时，有 xn yn .
26
• Thm 3.6 若对任意正整数 n, 有xn yn ,
且
lim
n
xn
a,
lim
n
yn
b,
则 a b.
• Remark
（1）因为数列的前有限项不影响数列的 极限，故上不等式的条件可减弱为：
“若 N 0,
当 n N 时，xn yn ”；
积仍为无穷大;
∗ 用无零值有界变量去除无穷大仍为无穷大.
例 求 lim ( x 1 x) x
解 lim ( x 1 x) x
32
无穷小与无穷大
注 (1) 无穷大是变量,不能与很大的数混淆; (2)切勿将 lim f ( x) 认为极限存在.
x x0
(3) 无穷大与无界函数的区别: 它们是两个不同的概念. 无穷大一定是无界函数, 但是无界函数 未必是某个过程的无穷大.
9
数列的极限
|
xn
1 |
1 n
给定
1 100
,
由
1 n
1, 100
只要 n 100时,有
xn
1
1, 100
《数学分析》课件 (完整版)
第十一章 广义积分
§1 无穷限广义积分
定积分的两个限制
积分区间的有界性 被积函数的有界性 实践中，我们却经常要打破这两个限制。如：关于级数收敛的Cauchy积分判别法；概率统计中，随机变量的空间通常是无限的；第二宇宙速度；物理中的 函数；量子运动；‥‥‥
无穷限积分的定义
设函数 在 有定义，在任意有限区间 上可积。若 存在，则称之为 在 上的广义积分，记为 此时亦称积分 收敛；若 不存在，则称积分 发散。
P.S. 为一符号，表示的是一无穷积分；而当它收敛时，还有第二重意义，可用来表示其积分值。
1. 2. 当 ， 均收敛时，定义 显然， 的值与 的选取无关。
类似地，我们可以给出其它无穷积分的定义：
特别地，我们若可利用Taylor公式，求得
则
时 收敛， 时 发散， 时,只能于 时推得 收敛。
Question
我们将参照物取为幂函数 ，而有了上述的比较判别法；那么，将参照物取为指数函数 ，结果又如何呢？ 无穷限的广义积分有着与级数非常类似的比较判别法，都是通过估计其求和的对象大小或收敛于0的速度而判断本身的敛散性；而且，我们还有Cauchy积分判别法，使某些级数的收敛与某些无穷限积分的收敛等价了起来。那么，是否可以将关于级数中结论推广至无穷限积分中来呢？某些结论不能推广的原因是什么呢？
1. 结合律
对于收敛级数，可任意加括号，即
2. 交换律
仅仅对于绝对收敛的级数，交换律成立 而对于条件收敛的级数，是靠正负抵消才可求和的，故重排后结果将任意。可见，绝对收敛才是真正的和。
定理 10.19 若级数 绝对收敛，其和为 ，设 为 的任意重排，则 亦绝对收敛，且和仍为
第十章 数项级数
§5 无穷级数与代数运算 有限和中的运算律，如结合律，交换律，分配律，在无穷和中均不成立。具体地，我们有下面的一些结论。
§1 无穷限广义积分
定积分的两个限制
积分区间的有界性 被积函数的有界性 实践中，我们却经常要打破这两个限制。如：关于级数收敛的Cauchy积分判别法；概率统计中，随机变量的空间通常是无限的；第二宇宙速度；物理中的 函数；量子运动；‥‥‥
无穷限积分的定义
设函数 在 有定义，在任意有限区间 上可积。若 存在，则称之为 在 上的广义积分，记为 此时亦称积分 收敛；若 不存在，则称积分 发散。
P.S. 为一符号，表示的是一无穷积分；而当它收敛时，还有第二重意义，可用来表示其积分值。
1. 2. 当 ， 均收敛时，定义 显然， 的值与 的选取无关。
类似地，我们可以给出其它无穷积分的定义：
特别地，我们若可利用Taylor公式，求得
则
时 收敛， 时 发散， 时,只能于 时推得 收敛。
Question
我们将参照物取为幂函数 ，而有了上述的比较判别法；那么，将参照物取为指数函数 ，结果又如何呢？ 无穷限的广义积分有着与级数非常类似的比较判别法，都是通过估计其求和的对象大小或收敛于0的速度而判断本身的敛散性；而且，我们还有Cauchy积分判别法，使某些级数的收敛与某些无穷限积分的收敛等价了起来。那么，是否可以将关于级数中结论推广至无穷限积分中来呢？某些结论不能推广的原因是什么呢？
1. 结合律
对于收敛级数，可任意加括号，即
2. 交换律
仅仅对于绝对收敛的级数，交换律成立 而对于条件收敛的级数，是靠正负抵消才可求和的，故重排后结果将任意。可见，绝对收敛才是真正的和。
定理 10.19 若级数 绝对收敛，其和为 ，设 为 的任意重排，则 亦绝对收敛，且和仍为
第十章 数项级数
§5 无穷级数与代数运算 有限和中的运算律，如结合律，交换律，分配律，在无穷和中均不成立。具体地，我们有下面的一些结论。
数学分析课件绪论
事实上：在整个有理数系中到处都是空隙。从而有理数 系不能刻画连续量。即不能作为连续量的数学表示。 那么，用什么量来表示连续量呢？
思路：扩充有理数系，使新数系是“连续的”
问题：如何扩充？
一个直接的想法：在有理数系中加进一些数， 让它们对应于那些空隙，即把数轴上的空隙都填 满了，这样就可以得到一个“连续”的数系。
•与原来有理数的运算是否一致？ 大小关系是否不变？ •填多少? •怎么算填满了？
问题：如何判断一个数系是连续的？ （即：找出连续量的数学特征。）
Dedekind的名著《连续性与无理数》中写道： “经过长期徒劳的思考，我终于发现，它的实 质是很平凡的。直线上的一点，把直线分成 左右两部分，连续性的本质就在于返回去： 把直线分割成左右两部分，必有唯一的分点”
量
最小的单位，不能分。 离散量 例如：位移： 2、在数学上的表示：正整数：1, 2, 3…… 千米 米cmmm微米纳米…… 或者说：正整数是离散量的数学模型。 1、没有最小的单位，无限可分
连续量 2、连续量的数学表示？ 要能进行运算--需要数系的概念
• 集合：把某些东西作为一个整体,称为一个集合, 其中的每一个东西称为这个集合的一个元素. 常见的数集：正整数集，整数集，有理数集， 实数集, 等. • 数系：定义了若干种运算的数集，这些运算满 足一定的规律. 例如：正整数集 N+ 及其上的加 法和乘法运算和在一起构成了正整数系. 1、运算； 2、数集S对运算的封闭性;
7 2 例如： 3 3 3
7 写成 3.6666 3
7 3 0.6666 3
对有尽小数，我们用循环为 0 的有尽小数表示， 而不用循环节为 9的无穷小数表示。
例: 记
1 而不用 0.5 0.50000 是有尽小数， 2
数学分析ppt课件
有限覆盖定理
总结词
有限覆盖定理是实数完备性定理中的另一个 重要结论，它涉及到实数集的覆盖问题。
详细描述
有限覆盖定理说明，任意一个开覆盖${(a_n, b_n)}$的实数集都可以被有限个开区间覆盖 。换句话说，对于任意一个实数集$S$，都 存在有限的开区间${(a_1, b_1), (a_2, b_2), ldots, (a_n, b_n)}$，使得$S subseteq cup_{i=1}^{n} (a_i, b_i)$。这个定理在证 明紧空间的性质和实数完备性中起到了关键 作用。
3
实数系中的基本运算
实数系中可以进行加法、减法、乘法和 除法等基本运算，这些运算具有交换律 、结合律、分配律等性质。此外，实数 系中还可以定义绝对值、最大值、最小 值等概念。
极限理论
01
极限的定义
极限是数学分析中的一个基本概念，它描述了当自变量趋向某一值时，
函数值的变化趋势。极限的定义包括数列极限和函数极限两种形式。
详细描述
介绍向量值函数和空间曲线的定义，通过实例说明向量值函 数和空间曲线的性质，并解释其在数学分析中的重要性和应 用。
06
实数完备性定理
区间套定理
总结词
区间套定理是实数完备性定理中的一个 重要组成部分，它描述了闭区间套的性 质。
VS
详细描述
区间套定理指出，如果存在一个闭区间套 ，即一列闭区间${[a_n, b_n]}$，满足 $a_n < b_n$且$a_n < a_{n+1} < b_{n+1} < b_n$（对任意$n$），则该区 间套中至少存在一个实数。这个定理在数 学分析中有着广泛的应用，例如在证明连 续函数的性质和极限理论中。
17-1 数学分析全套课件
z
P•
O
dh Q•
S
y x
前页 后页 返回
例1 试求抛物面 z a x2 b y2 在点 P( x0, y0, z0 ) 处 的切平面方程与法线方程，其中 z0 a x02 b y02 .
例2 曲面z ( x2 y2 ) 3 在何处的切平面平行
于平面2x 2 y z 0，写出切平面方程
y0 )
fx ( 0x0,, y0x)2x
x2 y2
在 (0, 0)的连续性与可微型
y
2f
y ( 0x0 , y0
前页
)y
后页
0
返回
本次课内容
z f ( x, y) 在 ( x0 , y0 )可微定义 z f ( x0 x, y0 y) f ( x0, y0 )
A x B y o( ),
（1） fx ( x0 , y0 )与 fx ( x0 , y0 ) 存在
（2） lim (x,y )(0,0)
f ( x0 ,
y0 )
fx ( x0 , y0 )x x2 y2
f y ( x0 ,
y0 )y
0
f ( x, y) f ( x0, y0 ) f x ( , y) ( x x0 ) f y ( x0,) ( y y前0 )页. 后页 返回
前页 后页 返回
定理 17.4 曲面 z f ( x, y) 在点 P( x0, y0, f ( x0, y0 )) 存在不平行于 z 轴的切平面的充要条件是: 函数 f 在点 P0( x0 , y0 ) 可微. 此时，切平面方程为
z z0 fx ( x0, y0 )( x x0 ) f y ( x0, y0 )( y y0 ),
f
数学分析 第一章ppt
(1) y log(x 1) arctan 1 cos x
2
(2) y f ( x)
g ( x)
, 其中f ( x) 0, g ( x)为初等函数
3
(3) y 1 x x x
2
2016/8/27
解:
（ 1 ）初等函数 （2）初等函数 因为y f ( x)
2016/8/27
2
; 对于
(5)对于反正弦函数 y arcsin x和反余弦函数
（ 例1：求函数y log （x1 ） 16 x ）的定义域。
2
解:
16 x 2 0 x 1 0 x 1 1
?
1 x 2或2 x 4 定义域为： D (1， 2) （2， 4）
2016/8/27
解:
x （ 1 ）y 与y x是两个不同的函数 ,因为前者 x 的定义域为 (,0) (0,), 后者的定义域为 （ ， ），两个函数定义域不 同.
2
(2) y lg( x )与y 2 lg x是两个不同的函数，
2
因为前者的定义域为 (,0) (0,), 后者的定义域为（ 0， ），两个函数定 义域不同 .
S X \ S，其中S是X的一个子集
C X
有限集与无限集
若集合S由n个元素组成，n是确定的非负整数，则称
集合S为有限集。
不是有限集的集合称为无限集，前面所说的N,Z,Q,R 都是无限集。
无限集:可列集合不可列集
可列集：若一个无限集上的元素可以按某种规律排成一个序列，或者可以表示成 { } 如 正整数集
(4)反余切函数arc cot x
数学分析课件
对于一个给定函数来说，局部与整体是 一个事物的两个方面，二者是对立的统一。
因此，微分与积分具有密切关系，积分 问题是由函数的局部性质研究整体性质。建 立二者关系的桥梁是
微积分基本定理——牛顿-莱布尼茨公式。
极限：人类认识无限的必要手段
由于生理的原因，人类只能看到有限时 间、有限范围内的事物；只能判断、测量在 一定时间段内事物的变化量与平均变化速度。 要认识无限变化的事物，要确定事物瞬时变 化的情况等，极限是一个有效工具。
2020/1/23
我 的 教 学 观
2
我的教学观
鱼 渔道 知识 方法 思想 What How Why
SZU
Introduction
1 数学分析的产生与发展 2 数学分析的对象、工具与内容 3 如何学习数学分析
SZU
1
数学分析的产生与发展
The Invention and Development of Mathematical Analysis
3
如何学习数学分析
How to Study Mathematical Analysis
……
也有更多的不能具体通过代数式表示、 但却具有实际意义的函数，以及一般的 抽象函数。
微积分：研究连续性变化
连续性变化的情况涉及到每一个瞬间， 涉及到“无穷小”的时间段内的变化情况， 人类是无法精确捕捉到的。如何研究？
动画片如何表现连续动作？ 切片！很短时间内的一种静止画面。
“微小的差异”是微分积分的奥秘！
The Objects, Tools, and Contents of Mathematical Analysis
对象：函数 内容：微分、积分，以及连接微分
与积分的桥梁——微积分基 本定理。 工具：极限
数学分析课件
P(a, b)
(a +θh, b +θk)
Q(a + h, b + k)
Φ(t ) = f (a + th, b + tk) 证 令 f (a + h, b + k) f (a, b) = Φ(1) Φ(0) 于是 上连续， 由定理的条件知 Φ(t) 在 [ 0, 1 ] 上连续，在 ( 0, 1 ) 内可微. 于是根据一元函数中值定理， 内可微 于是根据一元函数中值定理， 存在 θ 使得 P (a +θh, b +θ Φ(1) Φ(0) = Φ′(θ )
注意：这里的两个二阶混合偏导数是相等的. 注意：这里的两个二阶混合偏导数是相等的.
从上面两个例子看到， 注意 从上面两个例子看到，有
2z 2z , = x y y x
但这一结论并不总成立. 但这一结论并不总成立.
例如 f (x, y) =
x2 y2 2 2 xy 2 , x + y ≠0 2 x +y 0, x2 + y2 = 0
复合函数的高阶偏导数： 复合函数的高阶偏导数：
2z 设z = f ( x , y ), x = ( s , t ), y = ψ ( s , t ), 计算 2 . s z z x z y , = + s x s y s 2 z z = ( z x + z y ) = ( ) 2 s x s y s s s s
二 者 不 等
问题： 问题：备怎样的条件才相等？ 具备怎样的条件才相等？ 具 具备怎样的条件才相等
定理17.7 定理17.7 若 f ( x,y) 和 f ( x,y) 都在点( x , y ) 连续, 则 xy yx 0 0
(a +θh, b +θk)
Q(a + h, b + k)
Φ(t ) = f (a + th, b + tk) 证 令 f (a + h, b + k) f (a, b) = Φ(1) Φ(0) 于是 上连续， 由定理的条件知 Φ(t) 在 [ 0, 1 ] 上连续，在 ( 0, 1 ) 内可微. 于是根据一元函数中值定理， 内可微 于是根据一元函数中值定理， 存在 θ 使得 P (a +θh, b +θ Φ(1) Φ(0) = Φ′(θ )
注意：这里的两个二阶混合偏导数是相等的. 注意：这里的两个二阶混合偏导数是相等的.
从上面两个例子看到， 注意 从上面两个例子看到，有
2z 2z , = x y y x
但这一结论并不总成立. 但这一结论并不总成立.
例如 f (x, y) =
x2 y2 2 2 xy 2 , x + y ≠0 2 x +y 0, x2 + y2 = 0
复合函数的高阶偏导数： 复合函数的高阶偏导数：
2z 设z = f ( x , y ), x = ( s , t ), y = ψ ( s , t ), 计算 2 . s z z x z y , = + s x s y s 2 z z = ( z x + z y ) = ( ) 2 s x s y s s s s
二 者 不 等
问题： 问题：备怎样的条件才相等？ 具备怎样的条件才相等？ 具 具备怎样的条件才相等
定理17.7 定理17.7 若 f ( x,y) 和 f ( x,y) 都在点( x , y ) 连续, 则 xy yx 0 0
数学分析PPT课件汇总
常常应用闭区间套定理将这个数“套”。怎样
应用闭区间套定理呢？首先构造一个具有性质 P*的闭区间，性质P*要根据性质P来定。其次，
通常采用二等分法，将此闭区间二等分，至少 有一个闭区间具有性质P*，然后继续使用二等
分法得到满足闭区间套定理条件的和具有性质 P*的闭区间列。根据闭区间套定理，就得到唯 一一个具有性质P的数。
数学分析课件
数学分析课程组
黄金大米，又名“金色大米”，是一 种转基 因大米 ，通过 转基因 技术将 胡萝卜 素转化 酶系统 转入到 大米胚 乳中可 获得外 表为金 黄色的 转基因 大米
§ 4.2 闭区间连续函数整体性质的证明
根据有限覆盖定理（4.1 定理 3），存在有限个开区间，设有 n 个开区间
即 M 0,x a,b | f x | M 。
证法：由已知条件得到函数 f (x) 在[a,b]的每一点的某个
邻域有界.要将函数 f (x) 在每一点的邻域有界扩充到在闭区
间[a,b]有界，可应用有限覆盖定理，从而得到 M >0.
数学分析课件
数学分析课程组
黄金大米，又名“金色大米”，是一 种转基 因大米 ，通过 转基因 技术将 胡萝卜 素转化 酶系统 转入到 大米胚 乳中可 获得外 表为金 黄色的 转基因 大米
例如：若
I=（0，1），
S
n
1 ,1 1
n
N
，事实上，
x 0,1, m N,使 1 x,有x 1 ,1 S,
m 1
m1
例：
I
(0,1),
S
n
1
1
,
1 n
n
N ,
则
S
没有覆盖区间
I.
事实上， n N, n 1, 1 数(学0分,1)析,课S 件中没有开数区学分间析课包程含组 着 1 .
应用闭区间套定理呢？首先构造一个具有性质 P*的闭区间，性质P*要根据性质P来定。其次，
通常采用二等分法，将此闭区间二等分，至少 有一个闭区间具有性质P*，然后继续使用二等
分法得到满足闭区间套定理条件的和具有性质 P*的闭区间列。根据闭区间套定理，就得到唯 一一个具有性质P的数。
数学分析课件
数学分析课程组
黄金大米，又名“金色大米”，是一 种转基 因大米 ，通过 转基因 技术将 胡萝卜 素转化 酶系统 转入到 大米胚 乳中可 获得外 表为金 黄色的 转基因 大米
§ 4.2 闭区间连续函数整体性质的证明
根据有限覆盖定理（4.1 定理 3），存在有限个开区间，设有 n 个开区间
即 M 0,x a,b | f x | M 。
证法：由已知条件得到函数 f (x) 在[a,b]的每一点的某个
邻域有界.要将函数 f (x) 在每一点的邻域有界扩充到在闭区
间[a,b]有界，可应用有限覆盖定理，从而得到 M >0.
数学分析课件
数学分析课程组
黄金大米，又名“金色大米”，是一 种转基 因大米 ，通过 转基因 技术将 胡萝卜 素转化 酶系统 转入到 大米胚 乳中可 获得外 表为金 黄色的 转基因 大米
例如：若
I=（0，1），
S
n
1 ,1 1
n
N
，事实上，
x 0,1, m N,使 1 x,有x 1 ,1 S,
m 1
m1
例：
I
(0,1),
S
n
1
1
,
1 n
n
N ,
则
S
没有覆盖区间
I.
事实上， n N, n 1, 1 数(学0分,1)析,课S 件中没有开数区学分间析课包程含组 着 1 .
(完整版)数学分析全套课件(华东师大)
证明
由于x
<
y, 故存在非负整数n，使得x n
< yn.令r
1 2
(xn
yn
)
则r为有理数，且有x xn < r < yn y,即得x < r < y.
例2 设a,b R,证明: 若对任何正数e有a < b e ,则a b.
证明 用反证法.假若结论不成立 ，则根据实数的有序性
有a > b.令e a - b,则e为正数且a b e , 这与假设 a < b e矛盾.从而必有a b.
§3 函数概念
1.函数概念
❖定义
设数集DR, 则称映射f : D R为定义在D上的函数, 通常简记为
yf(x), xD, 其中x称为自变量, y称为因变量, D称为定义域, 记作Df, 即DfD.
说明:
记为函号了数f叙的和述记f(x方号)的便是区可, 常别以用:任前记意者号选表“取示f(的x自), 变除x量了Dx用”和或f因“外变y, 还量f(可xy)之,用x间“D的g””对来 应表、法示“则 定F”义,、而在“后D者”上表等的示,函此与数时自, 函这变数时量就应x对记理应作解的y为函g由(数x它)、值所.y确F定(x的)、函y数f(x.)
的集合, RR常记作R2.
3.实数集 ❖两个实数的大小关系
• 定义1
给定两个非负实数
x a0.a1a2 Lan L, y b0 .b1b2 Lbn L,其中a0 ,b0为非负整数， ak ,bk (k 1,2,L)为整数，0 ak 9,0 bk 9. 若有ak bk , k 1,2,L,则称x与y相等，记为x y；
称有理数xn a0.a1a2 Lan为实数x的n 位不足近似，
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
x 0,1, m N , 使 1 1 x, 有x ,1 S , m 1 m 1
1 1 , n N , 则 S 没有覆盖区间 I. 例： I (0,1), S n 1 n
1 数学分析课件 1 数学分析课程组 n N , n 1 , ( 0 , 1 ), 事实上， S 中没有开区间包含着 . n n
n
则存在唯一数 l属于所有的闭区间 即 an , bn l ， n1
且 lim a n lim bn l .
n n
数学分析课件 数学分析课程组
§ 4.1 实数连续性定理
证：由条件⑴知： a1 a2 an bn b2 b1 ， 即 an 是单调增加有上界 b1 的数列，
数学分析课件
数学分析课程组
§ 4.1 实数连续性定理
致密性定理 定理5：(致密性定理) 有界数列 an 必有收敛的子数列 an
数学分析课件
数学分析课程组
§ 4.1 实数连续性定理
聚点定理
定义：
是一个定点 E或 E , 若点 设 E 是数轴上的无限点集，
的任意领域内都含有 E 的无限多个点， 则称点 是点集 E 的聚点。
1 例： A n N ，有一个聚点 0， n n n B 1 有两个聚点 1 与-1， n 1
§ 4.1 实数连续性定理
定理3：(有限覆盖定理)
若开区间集 S 覆盖了闭区间[a,b]，则 S 中存在有限个 开区间也覆盖了闭区间[a,b].
一般来说，如果我们已知在闭区间[a,b]上每一点的某个邻域 内都具有性质P，每一点的邻域（开区间）集覆盖了[a,b]，为了 将性质P扩充到整个闭区间[a,b]上，这时，可用有限覆盖定理， 将覆盖[a,b]的无限个邻域换成有限个邻域。
数学分析课件 数学分析课程组
则称 是数集 E 的下确界， 表为 inf E .
§ 4.1 实数连续性定理
有限数集必存在上, 下确界: 它的上 ,下确界分别就 是有限数集的最大数和最小数 . 若无限数集存在上( 下) 确界,它的上(下)确界也可能不属于该数集
n 例如 : sup n 1 n N 1
I=（0，1）的聚点组成闭区间[0，1]，
注：有限点集没有聚点
数学分析课件 数学分析课程组
§ 4.1 实数连续性定理
定理4：(聚点原理)
数轴上有界无限点集E至少有一个聚点。
定义：设 E 是数轴上的点集， 是一个定点，若 点 的任意邻域内都含有 E 的不同于 的一点，则 称点 是点集 E 的聚点。
bn 是单调减少有下界 a1的数列。
根据公理： an 收敛， bn 收敛。 设 lim a n l ,
n
由⑵知： limbn a n lim bn lim a n 0
n n n
即： lim a n lim bn l
n n
n
盾，所以 l 是唯一的。□
数学分析课件 数学分析课程组
§ 4.1 实数连续性定理
在什么情况下应用闭区间套定理？一般来说， 证明某定理需要找到具有某种性质P的一个数， 常常应用闭区间套定理将这个数“套”。怎样 应用闭区间套定理呢？首先构造一个具有性质 P*的闭区间，性质P*要根据性质P来定。其次， 通常采用二等分法，将此闭区间二等分，至少 有一个闭区间具有性质P*，然后继续使用二等 分法得到满足闭区间套定理条件的和具有性质 P*的闭区间列。根据闭区间套定理，就得到唯 一一个具有性质P的数。
第四章 实数的连续性
§ 4.1 实数连续性定理 § 4.2 闭区间连续函数整体性质的证明
§ 4.1 实数连续性定理
闭区间套定理
定理1：(闭区间套定理)
若有闭区间列 an , bn , 且： ⑴ a1 , b1 a2 , b2 an , bn ⑵ lim bn a n 0
数学分析课件 数学分析课程组
Байду номын сангаас
确界定理
§ 4.1 实数连续性定理
上确界定义：
设 E 数集，若，有下列性质：
⑴. x E x ⑵. 0, x0 E x0 , 则称 是数集 E 的上确界，表为 sup E .
下确界定义：
设 E , 若，有下列性质： ⑴ E x ⑵ 0, x0 E x0
定理2：(确界定理)
若非空数集 E 有上界(下界),则数集 E 存在 唯一的上确界(下确界).
数学分析课件 数学分析课程组
§ 4.1 实数连续性定理
有限覆盖定理
定义： 若 x I , 开区间集 S 至少存在一个开区间 S ，使
x , 则称开区间集 S 覆盖了区间 I。
1 例如：若 I=（0，1） ， S ,1 n N ，事实上， n 1
数学分析课件 数学分析课程组
§ 4.1 实数连续性定理
对任意取定的 k， n， bn 单调减少， an 单调增加， 于是： a k lim a n l lim bn bk
n n
即： ak l bk ,
即 l 属于所有的闭区间。
证明 l 是唯一性，应用反证法。假设还有 l l 也属于所有的 闭区间，从而对任意 n N , 有l , l an , bn , 有0 l l bn an . 根据极限的不等式性质有：limbn a n l l 0 ， 与条件⑵矛
1 1 , n N , 则 S 没有覆盖区间 I. 例： I (0,1), S n 1 n
1 数学分析课件 1 数学分析课程组 n N , n 1 , ( 0 , 1 ), 事实上， S 中没有开区间包含着 . n n
n
则存在唯一数 l属于所有的闭区间 即 an , bn l ， n1
且 lim a n lim bn l .
n n
数学分析课件 数学分析课程组
§ 4.1 实数连续性定理
证：由条件⑴知： a1 a2 an bn b2 b1 ， 即 an 是单调增加有上界 b1 的数列，
数学分析课件
数学分析课程组
§ 4.1 实数连续性定理
致密性定理 定理5：(致密性定理) 有界数列 an 必有收敛的子数列 an
数学分析课件
数学分析课程组
§ 4.1 实数连续性定理
聚点定理
定义：
是一个定点 E或 E , 若点 设 E 是数轴上的无限点集，
的任意领域内都含有 E 的无限多个点， 则称点 是点集 E 的聚点。
1 例： A n N ，有一个聚点 0， n n n B 1 有两个聚点 1 与-1， n 1
§ 4.1 实数连续性定理
定理3：(有限覆盖定理)
若开区间集 S 覆盖了闭区间[a,b]，则 S 中存在有限个 开区间也覆盖了闭区间[a,b].
一般来说，如果我们已知在闭区间[a,b]上每一点的某个邻域 内都具有性质P，每一点的邻域（开区间）集覆盖了[a,b]，为了 将性质P扩充到整个闭区间[a,b]上，这时，可用有限覆盖定理， 将覆盖[a,b]的无限个邻域换成有限个邻域。
数学分析课件 数学分析课程组
则称 是数集 E 的下确界， 表为 inf E .
§ 4.1 实数连续性定理
有限数集必存在上, 下确界: 它的上 ,下确界分别就 是有限数集的最大数和最小数 . 若无限数集存在上( 下) 确界,它的上(下)确界也可能不属于该数集
n 例如 : sup n 1 n N 1
I=（0，1）的聚点组成闭区间[0，1]，
注：有限点集没有聚点
数学分析课件 数学分析课程组
§ 4.1 实数连续性定理
定理4：(聚点原理)
数轴上有界无限点集E至少有一个聚点。
定义：设 E 是数轴上的点集， 是一个定点，若 点 的任意邻域内都含有 E 的不同于 的一点，则 称点 是点集 E 的聚点。
bn 是单调减少有下界 a1的数列。
根据公理： an 收敛， bn 收敛。 设 lim a n l ,
n
由⑵知： limbn a n lim bn lim a n 0
n n n
即： lim a n lim bn l
n n
n
盾，所以 l 是唯一的。□
数学分析课件 数学分析课程组
§ 4.1 实数连续性定理
在什么情况下应用闭区间套定理？一般来说， 证明某定理需要找到具有某种性质P的一个数， 常常应用闭区间套定理将这个数“套”。怎样 应用闭区间套定理呢？首先构造一个具有性质 P*的闭区间，性质P*要根据性质P来定。其次， 通常采用二等分法，将此闭区间二等分，至少 有一个闭区间具有性质P*，然后继续使用二等 分法得到满足闭区间套定理条件的和具有性质 P*的闭区间列。根据闭区间套定理，就得到唯 一一个具有性质P的数。
第四章 实数的连续性
§ 4.1 实数连续性定理 § 4.2 闭区间连续函数整体性质的证明
§ 4.1 实数连续性定理
闭区间套定理
定理1：(闭区间套定理)
若有闭区间列 an , bn , 且： ⑴ a1 , b1 a2 , b2 an , bn ⑵ lim bn a n 0
数学分析课件 数学分析课程组
Байду номын сангаас
确界定理
§ 4.1 实数连续性定理
上确界定义：
设 E 数集，若，有下列性质：
⑴. x E x ⑵. 0, x0 E x0 , 则称 是数集 E 的上确界，表为 sup E .
下确界定义：
设 E , 若，有下列性质： ⑴ E x ⑵ 0, x0 E x0
定理2：(确界定理)
若非空数集 E 有上界(下界),则数集 E 存在 唯一的上确界(下确界).
数学分析课件 数学分析课程组
§ 4.1 实数连续性定理
有限覆盖定理
定义： 若 x I , 开区间集 S 至少存在一个开区间 S ，使
x , 则称开区间集 S 覆盖了区间 I。
1 例如：若 I=（0，1） ， S ,1 n N ，事实上， n 1
数学分析课件 数学分析课程组
§ 4.1 实数连续性定理
对任意取定的 k， n， bn 单调减少， an 单调增加， 于是： a k lim a n l lim bn bk
n n
即： ak l bk ,
即 l 属于所有的闭区间。
证明 l 是唯一性，应用反证法。假设还有 l l 也属于所有的 闭区间，从而对任意 n N , 有l , l an , bn , 有0 l l bn an . 根据极限的不等式性质有：limbn a n l l 0 ， 与条件⑵矛