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2009年,中国大学生数学竞赛(通称为“全国大学生数学竞赛”)开始举办。该比赛由中国数学会主办、国防科学技术大学承办。该比赛将推动高等学校数学课程的改革和建设,提高大学数学课程的教学水平,激励大学生学习数学的兴趣,发现和选拔数学创新人才。' a+ Z" B: Y/ B9 U# o9 i/ r
竞赛用书 该比赛指导用书为《大学生数学竞赛指导》,由国防科技大学大学数学竞赛指导组组织编写,已经由清华大学出版社出版。
# `6 y0 A Z O7 ^5 Z* a9 e, L竞赛大纲 中国大学生数学竞赛竞赛大纲 ; l4 Z: R' m8 q1 Z8 p- ~- {/ B
$ ~' V5 t6 H+ B! l$ I- t
(2009年首届全国大学生数学竞赛)
3 h# b( w _7 h% a8 C+ Q5 [% O% y! ?
3 b* X, N+ I1 q8 O 为了进一步推动高等学校数学课程的改革和建设,提高大学数学课程的教学水平,激励大学生学习数学的兴趣,发现和选拔数学创新人才,更好地实现“中国大学生数学竞赛”的目标,特制订本大纲。
$ N/ W4 C7 Y( Z" `: Q, y1 H3 [3 Y# g; j3 [5 n
一、竞赛的性质和参赛对象 1 z8 o- {# b) Q3 \ u1 ?
, o) v7 C2 a/ X3 L0 g' T
“中国大学生数学竞赛”的目的是:激励大学生学习数学的兴趣,进一步推动高等学校数学课程的改革和建设,提高大学数学课程的教学水平,发现和选拔数学创新人才。
) T+ H* h2 z, t
5 k, G+ M( i' e/ u* C e “中国大学生数学竞赛”的参赛对象为大学本科二年级及二年级以上的在校大学生。
2 U: }# ^; ^% ~+ b$ p; \0 q) K1 B% _4 Y3 B: O. W/ J4 c
二、竞赛的内容
$ S# E% R0 m# |7 N: i7 s* @! O- ?: S2 U* {$ }7 {# @- Z! I% M$ c) D
“中国大学生数学竞赛”分为数学专业类竞赛题和非数学专业类竞赛题。 9 _, G6 K2 s/ w
3 Y/ P N8 s5 b: h W9 P" T
(一)中国大学生数学竞赛(数学专业类)竞赛内容为大学本科数学专业基础课的教学内容,即,数学分析占50%,高等代数占35%,解析几何占15%,具体内容如下: 3 ] g& w5 i* t/ O- \# P
2 m6 r% @/ }8 |& K1 |! A
Ⅰ、数学分析部分 . b" h" f! B0 k" s6 k$ t- y ?
3 ~5 q {5 C+ h, M 一、集合与函数 " \4 ?4 r) `5 O
/ N2 r" Q4 {' `: }# z
1. 实数集、有理数与无理数的稠密性,实数集的界与确界、确界存在性定理、闭区间套定理、聚点定理、有限覆盖定理. , ]% D: I1 L) Z/ J
' @. C3 B. J/ I- ^
2. 上的距离、邻域、聚点、界点、边界、开集、闭集、有界(无界)集、上的闭矩形套定理、聚点定理、有限覆盖定理、基本点列,以及上述概念和定理在上的推广.
) f9 E- U; Y' h
* G" J& ?, V2 F 3. 函数、映射、变换概念及其几何意义,隐函数概念,反函数与逆变换,反函数存在性定理,初等函数以及与之相关的性质.
5 l! ?" L/ u1 g7 b0 X$ h6 x4 ?8 {9 V' {* R
二、极限与连续
3 @& v# O0 m- D7 e: H; w, P" n$ l* T. h
1. 数列极限、收敛数列的基本性质(极限唯一性、有界性、保号性、不等式性质). / H+ P- \/ @% F) H! d
$ H+ x% T! e! r, f 2. 数列收敛的条件(Cauchy准则、迫敛性、单调有界原理、数列收敛与其子列收敛的关系),极限及其应用.
}: m* t! W/ @0 k5 O6 Z' a
8 P9 L+ n/ c; ~, x- _$ S$ n 3.一元函数极限的定义、函数极限的基本性质(唯一性、局部有界性、保号性、不等式性质、迫敛性),归结原则和Cauchy收敛准则,两个重要极限及其应用,计算一元函数极限的各种方法,无穷小量与无穷大量、阶的比较,记号O与o的意义,多元函数重极限与累次极限概念、基本性质,二元函数的二重极限与累次极限的关系. ' c& \5 f _2 }2 _" U
! \6 x4 A9 D+ m- [$ i ~ 4. 函数连续与间断、一致连续性、连续函数的局部性质(局部有界性、保号性),有界闭集上连续函数的性质(有界性、最大值最小值定理、介值定理、一致连续性). - T% Z- o: f4 x1 k. p
% ]4 F# b$ {' X2 j 三、一元函数微分学
, g6 Q' D% d6 R5 r( R7 J; k. s7 ]9 R% } \
1.导数及其几何意义、可导与连续的关系、导数的各种计算方法,微分及其几何意义、可微与可导的关系、一阶微分形式不变性. % b, c1 t. s" {3 P+ z* k* L$ J
- V. a% y& V- b. K7 _
2.微分学基本定理:Fermat定理,Rolle定理,Lagrange定理,Cauchy定理,Taylor公式(Peano余项与Lagrange余项).
' {7 s. [. i5 r( J8 [ i7 g7 K8 _7 J/ F! A" X; q6 K
3.一元微分学的应用:函数单调性的判别、极值、最大值和最小值、凸函数及其应用、曲线的凹凸性、拐点、渐近线、函数图象的讨论、洛必达(L'Hospital)法则、近似计算. ) G+ J$ h8 s! v0 [/ k3 R; B
- g) Y7 J) G! E" A% U: x 四、多元函数微分学 " B5 l" | j, c# b$ Y! r- ?+ w3 c
& M% M0 \# L n9 c
1. 偏导数、全微分及其几何意义,可微与偏导存在、连续之间的关系,复合函数的偏导数与全微分,一阶微分形式不变性,方向导数与梯度,高阶偏导数,混合偏导数与顺序无关性,二元函数中值定理与Taylor公式.
/ g9 `+ l0 W" X+ d! X
4 f6 M4 M) i* t8 F9 G0 ] 2.隐函数存在定理、隐函数组存在定理、隐函数(组)求导方法、反函数组与坐标变换. . j: G9 a# Q9 d- h
9 ~: B* a0 P& | 3.几何应用(平面曲线的切线与法线、空间曲线的切线与法平面、曲面的切平面与法线).
4 R3 {. N# l7 n8 l$ ?" c
9 [, C% U% K) d, \# ?5 ? 4.极值问题(必要条件与充分条件),条件极值与Lagrange乘数法. 7 \0 T* {1 B. x# ]* k* {) g
4 c1 d) n- v7 b! Q0 K- h- U
五、一元函数积分学
, \) R9 ~1 d# j5 }: X8 u' L6 g0 K' W( B; O4 l( d9 j7 t! S
1. 原函数与不定积分、不定积分的基本计算方法(直接积分法、换元法、分部积分法)、有理函数积分:型,型. % q$ O+ L# A6 z6 |8 W! n( P! l
" g/ _( G- p# L( g, Z 2. 定积分及其几何意义、可积条件(必要条件、充要条件:)、可积函数类. ?/ M) J- C8 |2 k, X8 O
( H1 P( x- ~3 l. [' X
3. 定积分的性质(关于区间可加性、不等式性质、绝对可积性、定积分第一中值定理)、变上限积分函数、微积分基本定理、N-L公式及定积分计算、定积分第二中值定理. 4 B' z+ z4 E$ p2 K6 b# e: J
6 H2 J" [' Q# W6 ^; Q) S! c7 D 4.无限区间上的广义积分、Canchy收敛准则、绝对收敛与条件收敛、非负时的收敛性判别法(比较原则、柯西判别法)、Abel判别法、Dirichlet判别法、无界函数广义积分概念及其收敛性判别法.
2 P A5 c; [, h0 M/ m( S6 t% t- F4 K" a& }: K: `
5. 微元法、几何应用(平面图形面积、已知截面面积函数的体积、曲线弧长与弧微分、旋转体体积),其他应用. ) u. e$ f% _( t
( [. R; F2 Z; n/ P& a
六、多元函数积分学
+ m' M) v$ f0 G3 C4 W7 g$ a( g% U6 P. ^, k ?
1.二重积分及其几何意义、二重积分的计算(化为累次积分、极坐标变换、一般坐标变换).
4 c9 d, |1 Z; Y+ W& l9 @/ D& f$ b
, m3 c+ l0 P& N. @/ n1 f 2.三重积分、三重积分计算(化为累次积分、柱坐标、球坐标变换). . k; S, y i1 U7 J- R6 }
* a% G9 h. D" w" T: Y
3.重积分的应用(体积、曲面面积、重心、转动惯量等).
1 J, m# W2 I1 Q+ x# u$ k) ~0 z) p R: {, \$ N
4.含参量正常积分及其连续性、可微性、可积性,运算顺序的可交换性.含参量广义积分的一致收敛性及其判别法,含参量广义积分的连续性、可微性、可积性,运算顺序的可交换性. . y$ z7 T% H# d6 x0 x1 M
) O$ t& X. y6 t* `
5.第一型曲线积分、曲面积分的概念、基本性质、计算.
# V# A! P: X. Y+ ? _) V) |; ?0 ~5 D; j4 O* {8 b+ p
6.第二型曲线积分概念、性质、计算;Green公式,平面曲线积分与路径无关的条件. 8 {+ }# s x b5 o; k
. d" Q3 e2 }, l' N$ X 7.曲面的侧、第二型曲面积分的概念、性质、计算,奥高公式、Stoke公式,两类线积分、两类面积分之间的关系.
( |9 F( ?* a5 R. M. H$ k0 i/ Q5 q, @% ^0 B5 Z9 e2 o3 c% M
七、无穷级数
. r: v3 W. q4 j: A
% l& J% N. K' T' C5 |; j 1. 数项级数
; j9 x/ a& g' y1 J+ ]# y
1 ?: T! j1 ]# n$ _0 q6 v 级数及其敛散性,级数的和,Cauchy准则,收敛的必要条件,收敛级数基本性质;正项级数收敛的充分必要条件,比较原则、比式判别法、根式判别法以及它们的极限形式;交错级数的Leibniz判别法;一般项级数的绝对收敛、条件收敛性、Abel判别法、Dirichlet判别法. 8 v: C% I; V( Y6 u; \! g* }
B) j% ~; L- F( y+ Z; y6 G 2. 函数项级数 , k z. ~" j# Y8 d+ v: r! R
! E `6 d0 j, u$ e$ y9 M
函数列与函数项级数的一致收敛性、Cauchy准则、一致收敛性判别法(M-判别法、Abel判别法、Dirichlet判别法)、一致收敛函数列、函数项级数的性质及其应用.
! C" v( E1 w# c. _ A T4 |
1 k5 H1 V) b9 ~. o 3.幂级数 $ v8 C6 P: s4 P# _! O% N
8 l; k' J' s* _
幂级数概念、Abel定理、收敛半径与区间,幂级数的一致收敛性,幂级数的逐项可积性、可微性及其应用,幂级数各项系数与其和函数的关系、函数的幂级数展开、Taylor级数、Maclaurin级数.
& `) X1 j+ S% v# I" p8 t
/ P1 ` C5 G' E. m' e* ^0 M 4.Fourier级数
5 \, a: g( n+ O1 h z, a
8 y8 O6 j$ X1 X/ `. N! y2 l3 W 三角级数、三角函数系的正交性、2及2周期函数的Fourier级数展开、 Beseel不等式、Riemanm-Lebesgue定理、按段光滑函数的Fourier级数的收敛性定理. : @, U, b! J) o- t, I9 F, i
5 G0 k% i4 a8 K' y* ]" H
Ⅱ、高等代数部分
9 U9 _, I# l; U5 W+ |* U9 h
5 u) r, U* U1 p7 { 一、 多项式 1 l& t4 ?. z% V1 w1 e+ u8 O6 N
& V! \& {" ]- A& T# _ 1. 数域与一元多项式的概念
- W2 r* l$ K1 p4 z
: b. F3 F! }- G J7 T 2. 多项式整除、带余除法、最大公因式、辗转相除法
: L* _! O5 }2 s( c
* q" ~& B1 [$ j6 A3 N 3. 互素、不可约多项式、重因式与重根. + @7 \# O8 w+ w7 f2 d% {
" k& C" O; \! T: M 4. 多项式函数、余数定理、多项式的根及性质. 1 w; {; t) {7 G! T A4 p% F) j' Q; \
/ T0 N2 A/ m* [" X! V2 o" Z
5. 代数基本定理、复系数与实系数多项式的因式分解.
2 G# l# w- L9 Q6 g; ~8 h! b1 ?
1 t+ p+ _- [+ g: H# v 6. 本原多项式、Gauss引理、有理系数多项式的因式分解、Eisenstein判别法、有理数域上多项式的有理根. - x+ S1 u v4 S" W, T- a
' R$ b2 _4 J' H2 q1 b, s
7. 多元多项式及对称多项式、韦达(Vieta)定理.
. w' ^' K* g* \, s# _, N0 i9 s4 Y% F. i* P7 w$ X
二、 行列式 * C1 z! L) f' Q4 C3 A, X
0 L7 Y. g" L% c' j 1. n级行列式的定义. / M+ s3 S4 e, ~/ s2 w$ U
6 ?- V/ L) n* f% |3 B. ? 2. n级行列式的性质.
( R/ }% l* G9 H& A. |- O: Q
7 U! D5 n& D1 x- N 3. 行列式的计算.
8 G4 J. J# @5 U1 U4 P( Y. m0 g3 w5 G
4. 行列式按一行(列)展开.
/ M+ Q1 I* _" Y# n; z) F/ S, Y* f$ w7 `
5. 拉普拉斯(Laplace)展开定理. ; H: ]% c0 X& V; D$ N/ S4 ^7 S
+ _* t& m9 m: f+ j, X" M 6. 克拉默(Cramer)法则. ! o7 i; n# }+ i( ?
1 D( Z9 H. i) Y" x 三、 线性方程组
! u- Q) l) X: e! |# L6 x" i A5 b, S9 J1 d
1. 高斯(Gauss)消元法、线性方程组的初等变换、线性方程组的一般解. 4 }! \$ |: Z3 z- ^0 b& t0 M
$ G. S6 _* d, ?; D) n, Z: X, w4 k 2. n维向量的运算与向量组.
5 g5 j5 Y0 z w. T- x! o0 y; `& K7 Z9 W2 ^: u U
3. 向量的线性组合、线性相关与线性无关、两个向量组的等价. % D* a7 N/ [; w5 Y2 A7 Q
% K- C: F. P, C& U" G5 g0 _' x( @
4. 向量组的极大无关组、向量组的秩. 6 W4 j. O; e- t) s2 ?
9 h1 c2 s( [1 U% R 5. 矩阵的行秩、列秩、秩、矩阵的秩与其子式的关系. 5 B8 }0 i1 k( M4 ^( B* O4 n* ^ J1 C
v1 ?4 j# n; i0 h5 _& g 6. 线性方程组有解判别定理、线性方程组解的结构.
) {1 e" F: G. o! v3 Z1 a' ?: r& l# ?. G0 l) }
7. 齐次线性方程组的基础解系、解空间及其维数
g4 e% l8 K+ {: t4 S, |8 M- W7 c& S$ m
四、 矩阵
8 f3 X& s* p" x7 l6 L3 Q
0 C- o4 @5 x0 _ 1. 矩阵的概念、矩阵的运算(加法、数乘、乘法、转置等运算)及其运算律. 2 A6 {* w1 m5 T9 v" o
# Z3 q5 L* V# f- h# Z8 x1 n
2. 矩阵乘积的行列式、矩阵乘积的秩与其因子的秩的关系.
; E- e- z6 r6 ^: x; ~& W- r5 _1 I4 H$ S7 v! a- e9 T' Z" O8 B, g+ C
3. 矩阵的逆、伴随矩阵、矩阵可逆的条件. ) _0 v8 j# [ J* d
" [3 a) J3 c5 E 4. 分块矩阵及其运算与性质.
$ p8 E' f% T5 c6 n- C
5 R! E" \+ Z, ]6 P$ G; J. D7 h* X 5. 初等矩阵、初等变换、矩阵的等价标准形.
" H' E) I+ J4 B6 b2 `
6 l; e {+ t6 ]( n# ]5 J: V/ X 6. 分块初等矩阵、分块初等变换. & j' [- ?9 o8 l5 M
" d$ _: n0 R2 y 五、 双线性函数与二次型 9 @ H! I, N5 y7 n x
8 a- {) j& X3 x- d 1. 双线性函数、对偶空间 6 v4 B4 G/ c: \- M
; L; B4 n* ^/ c% g" u8 V4 ~3 y8 I 2. 二次型及其矩阵表示. / H6 ^8 E+ ]8 x5 j, t: I8 w
3 o/ H1 c+ m; z' P. o$ g
3. 二次型的标准形、化二次型为标准形的配方法、初等变换法、正交变换法.
5 O8 t; |% g, G: d" R2 _: q& K2 C# d* {( f$ m. Y
4. 复数域和实数域上二次型的规范形的唯一性、惯性定理. & E8 f1 W. T: t) ~' t
4 u- P5 b4 g( t! s$ X! o 5. 正定、半正定、负定二次型及正定、半正定矩阵
, U, W: n; G" k* ^
* b K- ?5 Q3 r5 O' @# ?% N8 H j. f& z 六、 线性空间
5 M9 g6 h2 h. m; u/ j8 j' t+ @, Q( l
: r, ]% K! j6 E8 R4 V1 R7 v. N& U 1. 线性空间的定义与简单性质.
N4 O! c( O. V) p4 D1 y J, C" s3 e: w, f1 V4 u2 M# b" G
2. 维数,基与坐标. 2 ?0 Y7 C. z5 I( A$ J: y
% W+ W1 p, r4 f' X( h; _
3. 基变换与坐标变换.
" S( c( \, s, Y7 }" P f' w) d7 U1 E" b8 G: v9 g4 F* o3 _
4. 线性子空间.
4 B4 ^. I6 V* z2 a3 v# Y. @. m0 J% d3 I$ X2 }3 V8 W7 C
5. 子空间的交与和、维数公式、子空间的直和. " l% f4 P _$ l* I+ V3 |
/ c4 S/ a! L2 c* o# P! B9 ]2 M
七、 线性变换
" Z/ n E' A# g$ H
6 X$ H w2 c1 N$ @) ~ L/ Z2 J } 1. 线性变换的定义、线性变换的运算、线性变换的矩阵.
4 g& t/ W) d. D" N0 z( k
2 A# u7 @+ P; d( ^ 2. 特征值与特征向量、可对角化的线性变换.
! q& g: }# j J( j& z, V& I b
* n1 F$ `* o/ A! l9 P- g$ |% t 3. 相似矩阵、相似不变量、哈密尔顿-凯莱定理. 3 T8 D$ v4 J7 B: ]9 t G8 F5 u
( s0 Q! }! Y/ u: { 4. 线性变换的值域与核、不变子空间. ( S. w0 G: o% Y9 g) ~! v
( G& G- X0 `, _* z6 C 八、若当标准形
2 F7 i7 _4 p# W* F: z* T0 k4 Z) T* r/ B1 X: [, n8 y- a
1.矩阵.
# k4 m1 {3 d9 N% D# e' p- m; g" U- H" |) k5 d
2. 行列式因子、不变因子、初等因子、矩阵相似的条件. & s- m. k/ D4 v
* K% P$ R' i. |8 p' N% _3 Z
3. 若当标准形. * e$ X" d8 p; k2 ^8 K- v' {" u
% ^/ J3 \; N! x5 {0 E5 |! ^7 b7 } 九、 欧氏空间
# c' v; S' @2 |" A0 u0 k( [7 R" ]0 m: y) K
1. 内积和欧氏空间、向量的长度、夹角与正交、度量矩阵. $ S5 S$ @/ v7 p4 f
2 x/ W! C+ i1 q) U r+ T9 q6 C- x 2. 标准正交基、正交矩阵、施密特(Schmidt)正交化方法. ' D& e5 k- E- `- [: M: y* s' @
2 F% L- o6 |2 N/ V' u: V
3. 欧氏空间的同构.
. f9 j. n; {' a$ n
0 V; G3 y9 k, [$ H S 4. 正交变换、子空间的正交补.
# x0 l( y; e* G1 \" E# U' q2 d9 t9 g
5. 对称变换、实对称矩阵的标准形.
9 s! c: b, t' a" l9 R- G/ m6 g' y) i L( m
6. 主轴定理、用正交变换化实二次型或实对称矩阵为标准形. ) h+ ]. L) g: e+ Y- y8 g3 \4 }) ^2 U
3 |; N/ `2 ?6 V7 E 7. 酉空间. 1 u4 l' L8 Y/ q( Z0 x% R, @
+ Y7 g- t6 @" h) i0 g8 j& [
Ⅲ、解析几何部分
- ]5 f8 T* o2 Q6 G) x
, w! `; o" s* F 一、向量与坐标 3 p3 J) `: n1 z% Z: I! h4 V
0 m. Z( s, s( d$ F% h1 R
1. 向量的定义、表示、向量的线性运算、向量的分解、几何运算.
! l- f+ u" P; p9 | X% U. b1 v& o$ K. i# }. {7 R
2. 坐标系的概念、向量与点的坐标及向量的代数运算.
2 Q( W/ v9 e5 T: ^8 m8 k' A% K8 a* P0 x) |9 w* d8 D- s" T
3. 向量在轴上的射影及其性质、方向余弦、向量的夹角. 5 R' h- f6 K7 l/ z7 N3 {; J/ C
) @5 o8 y% k0 l2 s- ^( p9 F K 4. 向量的数量积、向量积和混合积的定义、几何意义、运算性质、计算方法及应用. * ]% o& N% L t7 A. D
7 G0 r/ n3 G# b
5. 应用向量求解一些几何、三角问题. 8 b$ P9 D1 z1 V" O) ]" i8 I8 J
$ o3 b. W* d% p; D! w( p4 ]0 U
二、轨迹与方程
8 e' H2 H G4 b; {4 ^
k% S! t0 m8 u4 L 1.曲面方程的定义:普通方程、参数方程(向量式与坐标式之间的互化)及其关系.
! p& J0 x) a5 d% O& R
% b6 b2 C) {" M6 r 2.空间曲线方程的普通形式和参数方程形式及其关系. $ L. Y+ P, r6 j" _1 ^1 u
8 h5 o+ O8 n8 \- Q* ?! Z- J
3.建立空间曲面和曲线方程的一般方法、应用向量建立简单曲面、曲线的方程. ( \) L+ F" t7 E$ Y# [8 H
# I t" I( t. |. L, o 4.球面的标准方程和一般方程、母线平行于坐标轴的柱面方程.
0 p! i* q* }0 @- S3 {( }* B2 C2 w8 I$ d/ N
三、平面与空间直线
( a1 R+ v4 y- a* x: W) W" i
9 [ H8 a4 _0 ~ i" U! X% }# q: T+ B& T 1.平面方程、直线方程的各种形式,方程中各有关字母的意义. 9 i3 j; O* N; @: ~2 d J/ C% E
& K1 r- x. \. G: `; _& i F7 W 2.从决定平面和直线的几何条件出发,选用适当方法建立平面、直线方程.
: W9 E5 Z3 ?5 p! R o3 m* r' c% W: j
3.根据平面和直线的方程,判定平面与平面、直线与直线、平面与直线间的位置关系. - j' g2 t3 }$ O' L
, V+ a% A, G: w# }
4. 根据平面和直线的方程及点的坐标判定有关点、平面、直线之间的位置关系、计算他们之间的距离与交角等;求两异面直线的公垂线方程.
5 X( L5 `& w6 O. r' v, J7 m& E7 D- Z' {- d
四、二次曲面 2 d5 j! S8 \5 f
1 t+ D3 P3 J6 X7 k, Y8 y
1.柱面、锥面、旋转曲面的定义,求柱面、锥面、旋转曲面的方程.
' k* P. Z! u, n. e0 k7 u1 N
/ z5 y3 a6 j5 ~0 @! Y6 Z8 }0 u1 T 2.椭球面、双曲面与抛物面的标准方程和主要性质,根据不同条件建立二次曲面的标准方程. 7 E- V |# Q( o. ^# U; l# @
, C# L) S0 ]7 D) G, V/ X; y, f' s 3.单叶双曲面、双曲抛物面的直纹性及求单叶双曲面、双曲抛物面的直母线的方法.
+ J0 N' f1 `! l) Q& X2 Z/ Z1 Z+ ~0 k0 R$ Z Z
4.根据给定直线族求出它表示的直纹面方程,求动直线和动曲线的轨迹问题.
9 z$ p h6 D4 v0 R! J
& p9 [7 X' w3 C, p$ X/ B- Q 五、二次曲线的一般理论 ' y3 a) M& c( k9 C j
" R4 q- T }8 k+ D% S @/ ` 1.二次曲线的渐进方向、中心、渐近线. 9 Q8 L3 q4 b6 U& X/ z) y4 K
2 H0 _; [! o: V' s5 A' b2 X 2.二次曲线的切线、二次曲线的正常点与奇异点. & H; c/ q4 Q2 C- C1 w
( X5 S9 m1 i; C$ V
3.二次曲线的直径、共轭方向与共轭直径. & }' @. [& o- r6 _6 D9 n
# I, I4 q( W# U+ E- C% \, `9 B+ {
4.二次曲线的主轴、主方向,特征方程、特征根.
) k p4 F* u s' f, s# _! i" {" y, u6 l+ m" C
5.化简二次曲线方程并画出曲线在坐标系的位置草图. % L8 C- x% U6 B& m1 T, N% f: b
# r8 G. `" j/ R (二)中国大学生数学竞赛(非数学专业类)竞赛内容为大学本科理工科专业高等数学课程的教学内容,具体内容如下: _3 d6 y2 ]* T; z
0 H: F0 ^* i8 b3 u3 e9 k
一、函数、极限、连续 ; E7 U) @/ b: S
q/ H7 R* y) {* N# o. o 1. 函数的概念及表示法、简单应用问题的函数关系的建立. - g& a4 g0 y% q* }* G, p, p; P
$ ^+ y$ {1 d7 |
2. 函数的性质:有界性、单调性、周期性和奇偶性. 3 l- q t3 ~/ {7 u0 a7 C6 Z0 |
# i( s+ M" B* \/ S3 r1 Y7 c
3. 复合函数、反函数、分段函数和隐函数、基本初等函数的性质及其图形、初等函数. + u) ]: n# N' B+ L4 ]% G: R
' i! r$ v; c) W$ B8 m
4. 数列极限与函数极限的定义及其性质、函数的左极限与右极限. ; U. j/ ^0 j H9 h. z
/ |) D. n# n% f. X7 [6 a J 5. 无穷小和无穷大的概念及其关系、无穷小的性质及无穷小的比较.
3 O% I) ~# {; W. C8 G4 n( ~9 l! t, Q5 g1 q& Z
6. 极限的四则运算、极限存在的单调有界准则和夹逼准则、两个重要极限.
: R( g3 _) ^" K% S w
1 U" }# t" @( Z/ ]/ j 7. 函数的连续性(含左连续与右连续)、函数间断点的类型. 8 N# K/ N/ s7 Q: k% \& ]: {5 w; d1 A
. c6 u$ g+ C8 L- g
8. 连续函数的性质和初等函数的连续性.
0 \" U Y* r6 P
4 ?2 p7 ?" c5 J* Z/ @; G 9. 闭区间上连续函数的性质(有界性、最大值和最小值定理、介值定理).
3 l6 o& T5 Q: d) {! _
" J) b) p$ j9 @% Q 二、一元函数微分学 ! e6 g: E. ]3 S% d
$ n! N+ H- s3 m( y( R 1. 导数和微分的概念、导数的几何意义和物理意义、函数的可导性与连续性之间的关系、平面曲线的切线和法线. 8 B [1 V9 L& H* ?
: @$ ~3 Y+ X; B) U$ M
2. 基本初等函数的导数、导数和微分的四则运算、一阶微分形式的不变性.
7 [5 |3 N0 D8 R
$ v& n/ X* W8 b' y* l( i 3. 复合函数、反函数、隐函数以及参数方程所确定的函数的微分法.
! o+ Q @9 w% n8 ?% r, p+ @; v) c( _1 C1 F
4. 高阶导数的概念、分段函数的二阶导数、某些简单函数的n阶导数.
8 E. Q0 n3 H+ X
3 {. D2 ?6 J2 N0 p$ ~ 5. 微分中值定理,包括罗尔定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理和泰勒定理.
M8 [% d4 I" ]0 k8 ]/ L1 G* n8 t( S$ i* E9 m6 q; |) p
6. 洛必达(L’Hospital)法则与求未定式极限. 3 Z c/ B( f* U4 P5 X% [
- R5 z$ \3 P+ N. f, [; J" h 7. 函数的极值、函数单调性、函数图形的凹凸性、拐点及渐近线(水平、铅直和斜渐近线)、函数图形的描绘. 4 s& E2 I9 r+ i8 H
' m A) b; i$ H+ p 8. 函数最大值和最小值及其简单应用. $ g7 M( K3 K9 f1 ^& J
& e K6 x" v' Y$ d- f, N; D 9. 弧微分、曲率、曲率半径.
) F2 t' K0 p% x1 \9 e+ x3 o7 Z0 x7 E" A0 Y2 O6 ?/ M4 K
三、一元函数积分学 9 y* O# K+ l8 e6 G: {
+ I' V& Q& T$ g) c @! i% a! S
1. 原函数和不定积分的概念.
- H- W% r) ^. l( U1 c' i$ K0 r4 P
2. 不定积分的基本性质、基本积分公式.
: r9 H& y( E5 j1 [( w" ^3 @ S4 e
, H2 g; [5 m# K3 R* @) M 3. 定积分的概念和基本性质、定积分中值定理、变上限定积分确定的函数及其导数、牛顿-莱布尼茨(Newton-Leibniz)公式. ) R0 w0 l8 v! x0 R0 t
$ b: X5 h* x5 l6 ?# ] 4. 不定积分和定积分的换元积分法与分部积分法. 7 s3 m% Z* r* }
/ N$ g3 V6 M! {2 X( y
5. 有理函数、三角函数的有理式和简单无理函数的积分. 7 x2 D0 {1 [. _# v& ^+ a6 h) J
/ L# a D% @/ ^: G4 z
6. 广义积分. ' h! t, f' @. y5 Y( ^# p
* ]* c9 [4 G: Y9 m- G9 @* r" @ 7. 定积分的应用:平面图形的面积、平面曲线的弧长、旋转体的体积及侧面积、平行截面面积为已知的立体体积、功、引力、压力及函数的平均值. ; e) K: K* ]$ D, j% u
2 H. [4 ^9 T5 X1 J! p, a E7 O" } 四.常微分方程 ' g( N. g2 s$ }
8 c+ I3 @+ q/ C7 e# T" _
1. 常微分方程的基本概念:微分方程及其解、阶、通解、初始条件和特解等.
. M+ U& o& f& w1 h
; @* P |7 S. V 2. 变量可分离的微分方程、齐次微分方程、一阶线性微分方程、伯努利(Bernoulli)方程、全微分方程. . @6 o# O9 N; s: U W: L8 r) c1 f
. R1 ^) |/ n- m$ w 3. 可用简单的变量代换求解的某些微分方程、可降阶的高阶微分方程: . # G0 {. g3 U8 ^% x$ S8 E a3 e! X( u
( [" A0 H6 Q# Q! F8 }4 j# R+ q" U2 F 4. 线性微分方程解的性质及解的结构定理. * f; i5 Y+ |+ s
& {# J! ? j. ~; q- I+ j% Q 5. 二阶常系数齐次线性微分方程、高于二阶的某些常系数齐次线性微分方程. $ _, b, I. O2 Y( y7 f K% X
9 K6 C9 f, d& ~9 {- o" Y2 r
6. 简单的二阶常系数非齐次线性微分方程:自由项为多项式、指数函数、正弦函数、余弦函数,以及它们的和与积
6 U! F( \6 P& F4 q) ?# T& B) [/ @1 e" p4 C$ u/ ?* B
7. 欧拉(Euler)方程. & a0 M' _+ q2 p" N n& B# T
- M' ?$ o D, { @! P
8. 微分方程的简单应用
# Z2 I1 R- v# @. W9 v& ~4 d/ h& C" }1 N
五、向量代数和空间解析几何
+ s" ]- P! a/ m+ H8 B0 X. [
) `0 z* Y% b0 w9 a, ?# Z3 g 1. 向量的概念、向量的线性运算、向量的数量积和向量积、向量的混合积. % `" }8 f) e+ Y; @) l
6 U5 t8 _% T# `% E) l. R 2. 两向量垂直、平行的条件、两向量的夹角. % t# y3 F7 @& l+ _. B5 H
; p( L7 [9 }+ e 3. 向量的坐标表达式及其运算、单位向量、方向数与方向余弦.
' x# {1 K1 d6 I2 a: @8 D
' S6 t: x# i& h1 P7 |' R# ~1 O 4. 曲面方程和空间曲线方程的概念、平面方程、直线方程.
/ ~' [1 T8 i6 Z( |; c+ A5 q, N
$ o! n8 ?4 J" f. x/ V# i( W$ ] 5. 平面与平面、平面与直线、直线与直线的夹角以及平行、垂直的条件、点到平面和点到直线的距离. 6 D: d5 F6 m7 o- g
3 ?& Z7 |% H2 D2 _1 L
6. 球面、母线平行于坐标轴的柱面、旋转轴为坐标轴的旋转曲面的方程、常用的二次曲面方程及其图形.
- j: h5 s$ s, \6 ~$ Y9 c2 A8 a8 n
7. 空间曲线的参数方程和一般方程、空间曲线在坐标面上的投影曲线方程.
+ B5 a3 Y7 m. e: y; H$ Q ]/ `7 b, h3 ]( N
六、多元函数微分学 9 R/ N. [" V P4 o$ P2 [; v6 G3 v
d* z$ X4 z- P* b0 R
1. 多元函数的概念、二元函数的几何意义.
% B/ j) e; w8 P1 s+ d5 j% v) _8 Y: v1 t
2. 二元函数的极限和连续的概念、有界闭区域上多元连续函数的性质.
9 @9 Q' g$ B: A( T, i
8 z r5 ] e$ Y 3. 多元函数偏导数和全微分、全微分存在的必要条件和充分条件. , n( I7 w2 ^* Q8 ^. B5 Y
' x$ L: m, F; m6 j7 O6 C1 { 4. 多元复合函数、隐函数的求导法.
( K$ U- o) v) g U, O9 I0 O
5 E* O' ?7 N4 F. o 5. 二阶偏导数、方向导数和梯度.
6 ] M# }. h2 M$ l+ L
8 G6 O3 i2 t/ B" e, q 6. 空间曲线的切线和法平面、曲面的切平面和法线.
D6 n4 c9 q: k# h5 }* s% ~2 [
2 Y2 w- J% h+ [" }/ ` V0 x 7. 二元函数的二阶泰勒公式.
, J4 v6 `6 [+ f
% V% G% b" D- M' k 8. 多元函数极值和条件极值、拉格朗日乘数法、多元函数的最大值、最小值及其简单应用. 1 l. r" A5 D" A8 p ^: N
" C9 L" a2 K! b5 J% G; n 七、多元函数积分学 1 B3 j4 o2 V7 M: M. B5 U) g
1 _! o+ |1 D4 X6 Q9 f& D 1. 二重积分和三重积分的概念及性质、二重积分的计算(直角坐标、极坐标)、三重积分的计算(直角坐标、柱面坐标、球面坐标). * q' W& H3 P2 P# m* l. d
6 G. e$ d+ r. M: Y% m 2. 两类曲线积分的概念、性质及计算、两类曲线积分的关系.
% e* | w0 A& b8 z+ o( O/ O1 I) S v1 c4 E+ e5 t
3. 格林(Green)公式、平面曲线积分与路径无关的条件、已知二元函数全微分求原函数.
* i" M3 G6 t8 b3 B) s3 T6 l7 A6 u. N% k4 i- U; E, ]
4. 两类曲面积分的概念、性质及计算、两类曲面积分的关系. ) N; ]* {5 }7 n) N' N! `' v
9 e8 ~' j% e- m& {& Z 5. 高斯(Gauss)公式、斯托克斯(Stokes)公式、散度和旋度的概念及计算.
4 H X2 K. w2 @1 [. B: @# P5 u/ V* N8 d" Y# A4 f, G
6. 重积分、曲线积分和曲面积分的应用(平面图形的面积、立体图形的体积、曲面面积、弧长、质量、质心、转动惯量、引力、功及流量等) 5 E8 w; Y4 d- E; G. G8 c
+ R' H" \( r4 n0 X8 _ 八、无穷级数
3 ?1 l6 }8 k7 ?, x2 a# L0 D! {$ Z+ |* o) z" I K/ K
1. 常数项级数的收敛与发散、收敛级数的和、级数的基本性质与收敛的必要条件. : M; l) U2 b9 v
+ ^; X3 z( D% _# X* _% f 2. 几何级数与p级数及其收敛性、正项级数收敛性的判别法、交错级数与莱布尼茨(Leibniz)判别法. * t3 C6 h% r/ C3 ^( T
8 u, ~2 {: I1 L3 a$ v2 d- ^$ S 3. 任意项级数的绝对收敛与条件收敛.
, f! S- v* d8 j \/ R) I# L* W0 e/ W- l: C+ Y1 U) R
4. 函数项级数的收敛域与和函数的概念. % \ F# ?" J9 U; z# p
9 H/ F% x P# r 5. 幂级数及其收敛半径、收敛区间(指开区间)、收敛域与和函数.
c4 O8 H9 ?. x) F; Y3 w/ e8 h
7 A, m/ @% y& {' s) u. R 6. 幂级数在其收敛区间内的基本性质(和函数的连续性、逐项求导和逐项积分)、简单幂级数的和函数的求法.
+ P- J7 i, v4 M
1 V t! f. f2 t 7. 初等函数的幂级数展开式. : y3 `0 H0 _; c
# m5 Y2 F9 R$ B2 |& P A
8. 函数的傅里叶(Fourier)系数与傅里叶级数、狄利克雷(Dirichlei)定理、函数在[-l,l]上的傅里叶级数、函数在[0,l]上的正弦级数和余弦级数。
" D2 {1 i9 D3 S( W" q1 ?* _2 j5 m/ R3 V$ y- K" D5 P# d
大家加油啊!拿这个奖很容易的!
# h2 v6 P; R9 j5 O/ M: L |
zan
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