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附录

A. 常用数学公式表

A.1 代数公式

  1. 平方差公式: \(\(a^2 - b^2 = (a + b)(a - b)\)\)
  2. 完全平方公式: \(\((a \pm b)^2 = a^2 \pm 2ab + b^2\)\)
  3. 立方和公式: \(\(a^3 + b^3 = (a + b)(a^2 - ab + b^2)\)\)
  4. 立方差公式: \(\(a^3 - b^3 = (a - b)(a^2 + ab + b^2)\)\)
  5. 完全立方公式: \(\((a \pm b)^3 = a^3 \pm 3a^2b + 3ab^2 \pm b^3\)\)
  6. 二项式定理: \(\((a + b)^n = \sum_{k=0}^n \binom{n}{k} a^{n-k}b^k\)\) 其中 \(\(\binom{n}{k} = \frac{n!}{k!(n-k)!}\)\) 为组合数。
  7. 等差数列求和公式: \(\(S_n = \frac{n(a_1 + a_n)}{2} = na_1 + \frac{n(n-1)}{2}d\)\) 其中 a1 为首项,d 为公差。
  8. 等比数列求和公式: \(\(S_n = \frac{a_1(1-q^n)}{1-q} \quad (q \ne 1)\)\) 其中 a1 为首项,q 为公比。
  9. 一元二次方程 ax2 + bx + c = 0 的求根公式: \(\(x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}\)\)

A.2 三角函数公式

  1. 基本关系:
    • \[\sin^2 x + \cos^2 x = 1\]
    • \[\tan x = \frac{\sin x}{\cos x}\]
    • \[\cot x = \frac{\cos x}{\sin x}\]
    • \[\sec x = \frac{1}{\cos x}\]
    • \[\csc x = \frac{1}{\sin x}\]
    • \[\sec^2 x = 1 + \tan^2 x\]
    • \[\csc^2 x = 1 + \cot^2 x\]
  2. 诱导公式:
    • \[\sin(x + k\pi) = (-1)^k \sin x\]
    • \[\cos(x + k\pi) = (-1)^k \cos x\]
    • \[\tan(x + k\pi) = \tan x\]
    • \[\sin(\frac{\pi}{2} - x) = \cos x\]
    • \[\cos(\frac{\pi}{2} - x) = \sin x\]
    • \[\tan(\frac{\pi}{2} - x) = \cot x\]
  3. 和差角公式:
    • \[\sin(x \pm y) = \sin x \cos y \pm \cos x \sin y\]
    • \[\cos(x \pm y) = \cos x \cos y \mp \sin x \sin y\]
    • \[\tan(x \pm y) = \frac{\tan x \pm \tan y}{1 \mp \tan x \tan y}\]
  4. 倍角公式:
    • \[\sin 2x = 2\sin x \cos x\]
    • \[\cos 2x = \cos^2 x - \sin^2 x = 2\cos^2 x - 1 = 1 - 2\sin^2 x\]
    • \[\tan 2x = \frac{2\tan x}{1 - \tan^2 x}\]
  5. 半角公式:
    • \[\sin \frac{x}{2} = \pm \sqrt{\frac{1 - \cos x}{2}}\]
    • \[\cos \frac{x}{2} = \pm \sqrt{\frac{1 + \cos x}{2}}\]
    • \[\tan \frac{x}{2} = \pm \sqrt{\frac{1 - \cos x}{1 + \cos x}} = \frac{\sin x}{1 + \cos x} = \frac{1 - \cos x}{\sin x}\]
  6. 和差化积公式:
    • \[\sin x + \sin y = 2\sin \frac{x+y}{2} \cos \frac{x-y}{2}\]
    • \[\sin x - \sin y = 2\cos \frac{x+y}{2} \sin \frac{x-y}{2}\]
    • \[\cos x + \cos y = 2\cos \frac{x+y}{2} \cos \frac{x-y}{2}\]
    • \[\cos x - \cos y = -2\sin \frac{x+y}{2} \sin \frac{x-y}{2}\]
  7. 积化和差公式:
    • \[\sin x \cos y = \frac{1}{2}[\sin(x+y) + \sin(x-y)]\]
    • \[\cos x \sin y = \frac{1}{2}[\sin(x+y) - \sin(x-y)]\]
    • \[\cos x \cos y = \frac{1}{2}[\cos(x+y) + \cos(x-y)]\]
    • \[\sin x \sin y = -\frac{1}{2}[\cos(x+y) - \cos(x-y)]\]

A.3 导数公式

  1. 基本初等函数的导数公式 (参见 2.2.4 节)
  2. 高阶导数公式 (参见 2.3.3 节)

A.4 常用麦克劳林级数

(参见 3.1.4 节和 4.3 节)

B. 常用数学符号表

符号 含义
= 等于
不等于
近似等于
> 大于
< 小于
大于等于
小于等于
+
-
×, ·
÷, /
± 正或负
x
(a, b) 开区间
[a, b] 闭区间
(a, b] 半开半闭区间
[a, b) 半开半闭区间
无穷大
+∞ 正无穷大
-∞ 负无穷大
Δx x 的增量
dx x 的微分
dy/dx, y' y 关于 x 的一阶导数
d2y/dx2, y'' y 关于 x 的二阶导数
dny/dxn, y(n) y 关于 x 的 n 阶导数
∂y/∂x y 关于 x 的偏导数
求和
连乘
lim 极限
积分
闭路积分
属于
不属于
包含于
包含
包含于或等于
包含或等于
对任意的
存在
∃! 存在唯一
推出
等价于
因为
所以
垂直
平行
' 一阶导数或分
'' 二阶导数或秒
Δ 增量或三角形
根号
n√ n 次方根
e 自然对数的底数
π 圆周率
logax 以 a 为底 x 的对数
lnx 自然对数,以 e 为底 x 的对数
sinx 正弦函数
cosx 余弦函数
tanx 正切函数
cotx 余切函数
secx 正割函数
cscx 余割函数
arcsinx 反正弦函数
arccosx 反余弦函数
arctanx 反正切函数
arccotx 反余切函数
sinhx 双曲正弦函数
coshx 双曲余弦函数
tanhx 双曲正切函数
cothx 双曲余切函数
sechx 双曲正割函数
cschx 双曲余割函数
arsinhx 反双曲正弦函数
arcoshx 反双曲余弦函数
artanhx 反双曲正切函数
arcothx 反双曲余切函数

C. 希腊字母表

希腊字母 大写 小写 英文名称 常用含义
Α α alpha 阿尔法 角度;系数;角加速度
Β β beta 贝塔 角度;系数;磁通系数
Γ γ gamma 伽马 角度;比热容比;导纳;介质常数;伽马函数
Δ δ delta 德尔塔 增量;变分;判别式;偏差
Ε ε epsilon 伊普西隆 小量;介电常数
Ζ ζ zeta 泽塔 系数;坐标;齐塔函数
Η η eta 伊塔 效率;系数;介质的阻抗
Θ θ theta 西塔 角度;温度;相位角
Ι ι iota 约塔 微小,一点
Κ κ kappa 卡帕 系数;介质常数;绝热指数
Λ λ lambda 拉姆达 波长;体积;波松比;波长
Μ μ mu 米欧 微;磁导率;放大因数;动摩擦因数;黏度;介质常数;质量
Ν ν nu 磁阻;频率
Ξ ξ xi 克西 随机变量;(x,y,z)
Ο ο omicron 奥密克戎
Π π pi 圆周率;π键;连乘符号
Ρ ρ rho 电阻率;密度;极坐标中表示极径
Σ σ, ς sigma 西格玛 总和;表面密度;跨导;正应力
Τ τ tau 时间常数;切应力
Υ υ upsilon 宇普西隆
Φ φ phi 磁通;角;电势;透射率;波函数
Χ χ chi
Ψ ψ psi 普西 角;波函数
Ω ω omega 欧米伽 欧姆;角速度;交流电的电角度

D. 常用术语中英文对照表

中文 英文
函数 Function
极限 Limit
连续 Continuous
导数 Derivative
微分 Differential
中值定理 Mean Value Theorem
洛必达法则 L'Hôpital's Rule
单调性 Monotonicity
极值 Extremum
凹凸性 Concavity
拐点 Inflection Point
最值 Maximum/Minimum Value
渐近线 Asymptote
曲率 Curvature
参数方程 Parametric Equation
隐函数 Implicit Function
泰勒公式 Taylor's Formula
泰勒级数 Taylor Series
麦克劳林级数 Maclaurin Series
边际 Marginal
弹性 Elasticity
微分方程 Differential Equation
可分离变量 Separable Variables
一阶线性 First-Order Linear
齐次 Homogeneous
非齐次 Nonhomogeneous
通解 General Solution
特解 Particular Solution
初值问题 Initial Value Problem
积分因子 Integrating Factor
收敛 Converge
发散 Diverge
数学模型 Mathematical Model
相关变化率 Related Rates
弧微分 Arc Differential
曲率半径 Radius of Curvature
曲率中心 Center of Curvature
曲率圆 Circle of Curvature
二分法 Bisection Method
牛顿法 Newton's Method

E. 选学内容的补充说明

本教材中标记为“选学”的内容主要包括以下几部分:

  1. 极限的 ε-δ 定义和 ε-N 定义 (1.2.2, 1.3.1(2), 1.3.2(2))
  2. 泰勒中值定理 (3.1.4)
  3. 方程的近似求解 (3.7)
  4. 导数在经济学中的应用简介 (3.9)
  5. 导数应用的补充 (第四章)
  6. 数学建模初步 (第五章)

这些内容在一般的工科数学分析教材中通常不作为教学基本要求,但在实际应用中 (例如数值计算、数学建模等) 却有一定的重要性。此外,学习这些内容,也有助于加深对微分学基本概念和方法的理解,提高数学素养和应用能力。

对于这些选学内容,学生可以根据自己的兴趣和学习能力进行选择性学习。例如,如果想要深入理解极限的精确定义,可以学习 ε-δ 语言和 ε-N 语言;如果对数值计算感兴趣,可以学习方程的近似求解方法;如果对经济学感兴趣,可以学习导数在经济学中的应用。

在编写这些选学内容时,我尽可能地降低了学习的难度,简化了理论推导,并结合具体的例子进行讲解,方便读者理解。同时,我也在附录中对一些重要的概念和方法进行了补充说明,例如泰勒公式的意义和应用、洛必达法则的使用条件等。

F. 参考文献与拓展阅读

参考文献:

  1. 同济大学数学系. 高等数学 (第七版) [M]. 高等教育出版社, 2014.
  2. 陈纪修, 于崇华, 金路. 数学分析 (第二版) [M]. 高等教育出版社, 2004.
  3. 华东师范大学数学系. 数学分析 (第四版) [M]. 高等教育出版社, 2010.
  4. W. Rudin. 数学分析原理 (第三版) [M]. 机械工业出版社, 2004.
  5. T. M. Apostol. 数学分析 (第二版) [M]. 机械工业出版社, 2006.
  6. G. H. Hardy. 纯数学教程 (第十版) [M]. 人民邮电出版社, 2008.
  7. R. Courant, F. John. 微积分和数学分析引论 [M]. 科学出版社, 2001.
  8. J. Stewart. Calculus (8th Edition) [M]. Cengage Learning, 2015.
  9. G. B. Thomas, M. D. Weir, J. R. Hass. Thomas' Calculus (14th Edition) [M]. Pearson, 2017.

拓展阅读:

  1. 菲赫金哥尔茨. 微积分学教程 (第一卷) [M]. 高等教育出版社, 2006.
  2. 克莱鲍尔. 数学分析中的问题和定理 (第一卷) [M]. 浙江科学技术出版社, 1984.
  3. 吉米多维奇. 数学分析习题集 [M]. 人民教育出版社, 1978.
  4. 普里瓦洛夫. 复变函数论 [M]. 高等教育出版社, 1985.
  5. 卓里奇. 数学分析 (第一卷) [M]. 高等教育出版社, 2006.
  6. 阿黑波夫, 萨多夫尼奇, 丘巴里阔夫. 数学分析讲义 (第一册) [M]. 高等教育出版社, 2006.