哈嘍,大傢好,我是寶刀君,很高興我們在這裡相遇,希望我的出現,可以給大傢的考研帶來好運~

今天我們聊一聊高數。

高數這門課,基本都是在大學一年級時開設的,是在那個學生們剛剛擺脫瞭高考的壓榨時開設的,是在那個學生們開始逐漸擺脫傢庭的監管和老師的督促後,悄然無息的開設的。

高數的出現,把那些信奉“等你們上瞭大學後就輕松瞭”理論的學生,打瞭個措手不及,讓他們開始傻瞭眼。

於是乎,各種有關“戲謔高數”的段子不脛而走,像什麼“從前有顆樹,上面掛瞭好多人,那棵樹叫高數”,“給喜歡的女生講高數,從打開課本的那一刻開始,我決定放棄她”等等…..

玩笑歸玩笑,但是我們確實能看到大一學生掛的最多的科目是高數這個事實,這是為什麼呢?

一方面,從學生端來講,大一新生剛剛步入大學校園,一切都是新鮮的,娛樂的興趣高於埋頭苦讀的決心,於是乎,很多學生錯誤的用初高中的學習方式來對待高數,也就是“光課堂聽課,下瞭課根本不練”。

他們低估瞭大學數學的知識點,不明白高數的知識點是一環套一環的。

初高中時,數學知識點比較少,也許你一節課聽完,下去不做,一整天的時光裡,依然有大把的自習課時間來聽習題課來學習。

可是大學裡,每次課的知識點都是不一樣的,環環相扣,一節課的知識點沒聽懂就自信滿滿的去聽下節課,其結果隻能是在課堂上昏昏欲睡,不知所雲。

長此以往,本應是學知識的高數課,卻淪陷成解決失眠問題的理療課,真是可悲啊!

另一方面,從教師授課端來講,說句不好聽的話,一個數理學院裡,真正踏踏實實耐心教這門課的老師,又有幾個人呢?

屈指可數。

有些老師理論很高深,但是難以用通俗易懂的形式進行教學課程研究;

有些老師純粹是混日子,為瞭取悅學生不給他打考評打低,就故意透漏期末考試試題信息給學生,以此奪得學生的喜歡;

還有一些老師,教學功底有望提升,不知道怎麼講這門課。

寶刀君不才,今天鬥膽談談我對這門課的一些看法,希望對學習高等數學的學生有幫助。

首先,整個高等數學,它的研究對象是函數。

高數的研究對象-研究工具-研究目的

這就是為什麼大多數課本裡,第一章一般都是“函數、極限與連續”。

函數我們初高中學過,這個概念講的是變量之間確定的對應關系。

變量之間是否有函數關系,就看是否存在一種對應規則,使得其中一個量或者幾個量定瞭,另一個量也就唯一被確定。

前者,我們稱之為一元函數。

後者,我們稱之為多元函數。

在函數傢族裡,常見的初等函數有:反 對 冪 三 指,這個“反”,是“反三角函數的反”。

初等函數,起不瞭什麼氣候,我們都很熟悉,但是如果他們聯合起來搞事情,那殺傷力就強瞭。

初等函數一旦團結起來,一旦結合起來,可以產生令考生頭疼的“熊孩子”。

例如:讓你計算分段點處的導數值,這需要用到求極限值,或者,讓你判斷該分段函數在定義域內是否是可積的。

例如,求極限過程中,常見的冪指函數,就是那個U(x)^V(x),它的出現,好多學生連第一步的恒等變形還沒做下去,就先自己倒下先幹為敬瞭。

例如,中值定理的證明,研究的就是在某一段區間上,是否有滿足條件的點存在?或者函數是否存在某一些性質?

再如,參數方程確定的函數,常常與隱函數求導結合在一起,還有變限積分函數,它把導數和積分結合在一起來考你,以及冪級數函數,求什麼和函數啦之類的題目,都是針對的函數。

這些函數之間除瞭結合,還可以互相轉化。

比如說求高階導數時,常常借助一個叫泰勒公式的工具,將其他函數(三角函數、指數函數等)轉化為冪函數!(後期會作為重點講)

為什麼要做這樣的轉化?

你可以簡單的理解為:冪函數對我們來講,求導和積分運算都相對簡單一些。

高等數學,研究的就是函數,研究這些函數在局部區域的性質。

像研究你這個函數究竟是不是連續的?是不是在某些點間斷的?如果有間斷,間斷點有幾個?函數的“三點一線”等等。

這些問題,我們都是借助於“極限”這個工具來操作的。

由於函數的連續性是通過極限定義的,所以判斷函數是否連續及函數間斷點的類型等問題,本質上仍是求極限。

在求極限這部分章節裡,你面對最多的,是函數結合後的熊孩子組成的各種未定式的極限題目。

一元函數的導數與微分概念中,你面對的是初等函數組合成的復合函數。

在一元函數積分學裡,你面對的是各種初等函數組合成的函數被一個下拉的S括在一起,然後就變成瞭尋找原函數求和的過程。

在那個尋找原函數額過程中,你將與湊微分法、分部積分法、換元積分法、倒代換法等等積分法則相遇。

在微分中值定理章節裡,你將學到各種微分中值定理,羅爾、拉格朗日、柯西、費馬各個粉墨登場,其目的,就是為瞭找函數在某一個區間上,是否有符合某一條件的“點”。

在常微分方程中,可怕的是讓你針對一個實際問題建模,然後把函數關系寫出來,再求解方程。

以上,是一元函數學習的內容,屬於高數上冊。

高數下冊,講的是多元函數,你依然會碰到多元函數的求導問題、極值問題、多元函數的積分問題、二重積分三重積分,在這裡,你將遇到格林、高斯、斯托克斯這些歷史上的前輩們。

一元多元微積分學結束時,還有一個無窮級數,包括常數項級數和函數項級數。

讀到這裡,你可以看出,高等數學為什麼叫微積分學瞭,求導和積分是它的兩大主要運算,借助於極限這個工具,我們可以研究函數在局部區域的性質,研究函數的在一個區間的連續性。

因此,也有人說,高等數學就是三大運算,極限運算、求導運算、積分運算,這句話是有道理的。

也就是說,高等數學研究的是函數的局部問題,關註的是函數的連續性,那麼那些跳躍的點之間的變化,我們該如何研究它呢?

比如說,在同一個二維坐標系下,一個點A是(-2,-5),另一個點B是(3,5),那麼你怎麼用函數描述這兩個點之間的變化關系呢?

哈哈,這不是高等數學的研究范疇啦,你在大一學的那門線性代數,就是為瞭解決這個問題而產生的,用矩陣來描述“點”的這種運動,這是線性代數的使命。

OK,瞭解完高等數學這門課研究的是什麼之後,跟著寶刀君,讓我們開始一段新的學習高數之旅吧~

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打油詩

附:寶刀君的微信公眾號:教書匠寶刀君(ID:BDJ0501),主要記錄自己的讀書筆記、理財筆記、成長歷程等;