从零开始读懂微积分

从零开始读懂微积分
作 者: 唐舜
出版社: 北京大学出版社
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作者简介

  唐舜,首都师范大学教授,2011年在法国巴黎第十一大学取得数学博士学位,随后在德国马克斯-普朗克数学研究所从事博士后研究工作,曾在有近200年历史的国际著名数学期刊《克雷尔杂志》和《伦敦数学会进展》独立发表学术论文,担任美国数学会《数学评论》和德国《数学文摘》评论员。担任中国科协“英才计划”以及北京青少年科技俱乐部指导教师,曾指导中学生获得北京市青少年科技创新大赛二等奖。所讲授的《解析几何》课程B站播放量超过22万;撰写的“知乎”数学科普专栏阅读总量超过60万,订阅人数超过4200。

内容简介

本书通过一系列重要的数学地标,系统地梳理了微积分理论,既包含课堂上没讲授的数学通识内容,又包含对一些复杂知识点的细致拆解,还包含微积分在现实生活中的应用,帮助读者开阔数学视野、提高数学思维、加深对数学的理解。全书共分为四篇:第一篇“数学通识,一些你应该了解的观点和事实”为读者构建数学学习的理念和方法;第二篇“从有限到无穷,初等数学与高等数学的分水岭”解释高等数学何以称为高等?大学数学内容与中学数学内容相比是否存在一个明确的分水岭?为微积分的引入做好铺垫;第三篇“从局部到整体,微积分的华彩乐章”是全书核心,借助“局部—整体原则”讨论函数极限、连续性、无穷小及其比较、导数与微分、微积分基本定理、多元函数微积分等;第四篇“以简单代复杂,微积分的实践之路”包括泰勒展开、傅里叶展开、最小作用量原理,以及极值问题在数学、工程学、人工智能等领域的应用。

图书目录

目录

第1章天赋还是勤奋

1.1没什么特别的人类

1.2难以测量的直觉

第2章想象力是最大的武器

2.1哥贝克力石阵

2.2规天矩地

2.3数字崇拜

第3章数字背后的逻辑

3.1谁更有钱

3.2一一映射

3.3快速计算比赛场次

3.4汉字简化

3.5基数与序数

第4章区分抽象与还原

4.1抽象的数学处理

4.2生动的数学还原

4.3抽象与还原之争

第5章文明的进步

5.1古巴比伦数字

5.2古埃及数字

5.3古代中国的算筹

5.4印度人的贡献

5.5一场生物学制造的意外

第6章背离经验的科学

6.1相对论的拼图

6.2缺损棋盘问题

6.3失效的经验

第7章数学应该怎样学(I)

7.1逻辑感

7.2一道解三角形题的本质

7.3计算三角函数值的标准做法

7.4“三段式”论证

7.5你知道有几只病狗吗

第8章数学应该怎样学(II)

8.1结构感知力

8.2回归求知的本心

第9章史上最大的“逻辑漏洞”

9.1真相是什么

9.2阿基米德的证明

9.3数学走上神坛

第10章无穷的困境

10.1芝诺悖论

10.2阿基里斯与乌龟

10.3飞矢不动

10.4理性与感观

第11章第一次尝试

11.1伽利略的悖论

11.2抽象与演绎的冲突

11.3伽利略的选择

第12章无法回避的难题

12.1封闭的疆域

12.2几何能做的也有限

12.3数学界的思想解放

第13章探寻之路

13.1实数的模型

13.2混乱的状况

13.3柯西与极限

13.4柯西收敛准则

第14章实数轴的重生

14.1康托尔的实数模型

14.2 1.000等于0.999吗

14.3坚实的基础

第15章芝诺悖论的数学终结

15.1可数无穷集合

15.2不平凡的可数集

15.3实数集合不可数

15.4迟到的荣耀

第16章给长度一个交代

16.1长度的数学本质

16.2升级版长度

16.3勒贝格测度

第17章分析学的三条路径和一种范式

17.1从有限到无穷

17.2从局部到整体

17.3以简单代替复杂

第18章归结原则和两个重要极限

18.1第一个重要极限:

18.2从数列过渡到函数

18.3第二个重要极限:

18.4“收敛速度”可以求出来吗

18.5怎样跑赢通货膨胀

18.6第二个重要极限的证明

第19章连续性的陷阱

19.1狄利克雷函数

19.2无穷振荡曲线

19.3不可求长曲线

19.4魏尔斯特拉斯函数

第20章微分的前世今生

20.1切线与微分

20.2导数:差商的极限

20.3微分在今天的含义

20.4导数等于微商吗

第21章自然的数学法则

21.1函数[ex]的特性

21.2指数函数与等角螺线

21.3自然界中的等角螺线

21.4等角螺线与地图投影

第22章分割的艺术

22.1黎曼积分

22.2性质与实用的平衡

22.3黎曼积分的性质

22.4可积性判定准则

22.5勒贝格积分

第23章微分与积分的统一

23.1面积如何求导

23.2变限积分:连续函数的原函数

23.3牛顿-莱布尼兹公式

23.4增强版微积分基本定理

23.5微分中值定理与积分中值定理的统一

第24章多元函数的世界

24.1方向导数

24.2空间直线有斜率吗

24.3偏导数——方向导数衍生品

24.4从切线到切平面

24.5梯度

24.6积分也有方向

24.7斯托克斯公式

第25章泰勒展开

25.1微分法

25.2密切法

25.3插值法

25.4幂级数的春天

第26章傅里叶展开

26.1最小二乘法

26.2正交投影法

26.3三角级数的魅力

第27章最小作用量原理

27.1光的折射定律

27.2笛卡儿的解释

27.3费马最小时间原理

第28章最优逼近——泰勒展开的第四张面孔

28.1局部与整体的再一次拥抱

28.2最优逼近多项式

28.3逆矩阵的秘密

28.4最优逼近多项式的极限

第29章最佳近似——超定方程组的现实选择

29.1纯代数的方案

29.2利用费马定理求极值点的方案

29.3造福人类的CT技术

第30章最小损失——人工智能的决策法门

30.1直线拟合的损失函数

30.2梯度下降

30.3梯度下降法的变体