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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。7 Z" C. A, L5 {- W. i
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。3 o3 t ?6 F8 I7 X; K! j
竞赛大纲 中国大学生数学竞赛竞赛大纲 7 a! i; E5 o" d) E. j5 z
0 r4 D6 J& W }& h$ \7 ?. ] (2009年首届全国大学生数学竞赛)
3 m7 J _( X1 c" k n: c
9 N5 R. ^2 `( w9 M+ t 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。 7 ]5 n& |, X. f$ Y/ u
6 v7 i% {4 a: S1 h
一、竞赛的性质和参赛对象 % Z( [( K- i# D) s0 s# }
4 r: ^% x2 r3 z" D, _& C7 H. w
“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。
1 x6 p4 Q5 J. \7 J
/ F a0 {; V* p6 F5 @: H' x$ W “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。
; |& Y+ P" V2 D4 B : C5 c& k& ~ y9 `; o
二、竞赛的内容
2 H' ^: U0 V. l5 P6 u: h0 N + Q% V1 b7 ]4 C1 z* T! p+ _! E7 c
“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。
+ u8 ]; c* X) e9 Z
' U0 g' Z1 i3 A" Y j' Y# H (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:
* X7 r/ c1 j1 K7 r' ~ : s* F' P3 J0 Z) H
Ⅰ、数学分析部分 , B. [1 s. A9 ~. y
( W9 M- m/ B- n7 t 一、集合与函数
8 v1 N) e) L+ w/ E
. d) z" @( L' j; 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. 8 n) V' E6 Q2 P* u( n
( L3 m3 H8 y9 Q
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.
5 Y/ A6 C! ~) R# K6 l9 Q, @- g 9 W8 M9 R5 T/ o) ?
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.
* ~1 n. G3 b6 V3 i- w ) [2 `6 S" B0 v1 l% w
二、极限与连续 3 @6 t0 f4 o" r4 z1 |, l$ x
! {7 b: x4 X* A9 Q/ M" @6 \' f
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). # L5 Z5 p! I' {+ v9 z
* |! T, q' x4 x1 r( Z+ D
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.
$ G0 R6 l+ v2 }2 {. [4 Y% ~, s
# t3 ~' \6 z$ Y0 T2 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.
3 i% p9 h& c& h) @# Z. b B. o8 S
& m; W8 U6 V8 R+ `" m* ?+ |7 ~ 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).
/ x9 u# b- U# E) m9 O2 L* P & z! v) i1 d% g1 _3 k# x
三、一元函数微分学 , S8 x. `+ l# {2 Q
/ d0 s$ r6 t0 h 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. 8 J! c. q- R" ?( u) ~
/ n) R! ?; p$ q1 [! \2 V6 ?
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). + v( W# v0 w) k% _ W* C7 T2 ~
, N* n0 s! |% h- A$ S 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. " ]/ f% ~8 O* c5 n' l4 v, m7 w
; z* f% P! r# s0 W9 ^6 I. V! z 四、多元函数微分学
$ f3 G( {9 r7 P# b " z, O* \' A+ J; @$ X
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.
5 T$ N3 U% d+ c8 m$ Y" T# _) g
6 j4 l$ S! b! V 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.
. v/ B- A, e6 ]' p% ^ : v' I2 x$ u: N7 M
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). ; k8 ]( }2 Q4 ^6 @! J
8 X) u' ]. l) R7 h; M
4.极值问题(必要条件与充分条件),条件极值与Lagrange乘数法. " z% ~9 ? _) P* H" H- @5 M' \
0 u! e- f9 |& i. `& h4 r 五、一元函数积分学
+ Z* C N) @, i l' i $ `9 a- u. o& T9 D: `
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. 2 G+ E$ ^4 C4 |" J
+ R# W- [2 I4 a) |/ p
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.
4 n9 Z9 h) ^# F ( _7 ^& _$ N$ v& j9 J
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. % i( ]) u% m) l+ Z, R; X
' c* [, L7 j/ {" V5 | 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.
8 U- B7 i5 _2 _+ W7 j1 v0 }$ k: Z* i / R( Q; ?/ G. O
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. 9 v. W7 u, S6 _+ D) g
- @# B8 W e" V% _ 六、多元函数积分学 + C. {2 P4 z! p8 T7 C
, w, y6 I$ X6 k! {' l# a0 O6 \+ B4 L
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). 7 ]1 ~' k9 c; w+ D
" B# e+ G M Y" h 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% u, y: h- |+ {1 Y7 N 8 t+ g' v( u. q0 o5 s
3.重积分的应用(体积、曲面面积、重心、转动惯量等).
\& c9 d1 ^' q8 T" D
# `. o) B/ S1 h x& ` 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.
# J. f# Q$ ^* e9 o+ i . B( O- F% a) |: ^
5.第一型曲线积分、曲面积分的概念、基本性质、计算.
3 S* ^1 s& S% ?# @# z0 i % K' b+ H4 O' @3 k+ Q7 f+ N- B& M9 a
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.
. [! i9 g. H/ y
" ?1 k: F8 T2 [- { 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.
8 j) R; e8 c9 p5 O9 z/ J
! G4 t5 @" C# R! N2 [ 七、无穷级数 ! f& Z$ X% A* x( X, n2 z; |! u
) e! T, [1 G; g: U
1. 数项级数 ' S4 V1 Z, A% ^' A8 N
5 v2 m& `. E) L! N6 T2 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.
3 Y! m/ m' o+ P1 ?! S
+ D) m! f+ W% l; m8 C! E5 g0 j 2. 函数项级数
/ V4 x# [% O3 g$ E% H' G% h8 h
: o7 O# Y E2 V3 Q# Z. 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. |' Z+ G2 {5 c9 I5 d9 z
& N) A$ d# M6 k4 x9 a, O( B: _' _
3.幂级数
9 J0 t9 R4 }7 m( Y/ a! J
; ?! j6 e1 u P7 v) Y% h 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.
" R2 Q: d0 P6 e$ k0 D, O& J 7 y; n1 R% d1 J8 \! D# P0 a" m5 ^
4.Fourier级数 7 }4 s# c' L) T& e
, }- k2 f4 ?0 M- }- l. l! ~
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. # | K; E: F2 r4 U1 [8 F% m
1 k2 o$ _ r2 Q3 O Ⅱ、高等代数部分
! G* b' ~! A3 u. g" {) C
% [9 C! [- Y1 U/ K 一、 多项式 & ?5 A# T& n. N3 T* g: c
7 Z* w h; G+ A/ `2 \& m 1. 数域与一元多项式的概念 9 P+ \( I% s: Q' A1 e1 p
/ t; b/ K. k! A; c! T6 M1 W! S, | 2. 多项式整除、带余除法、最大公因式、辗转相除法
- t! X# o' ?# v
7 v% f% Z3 Q1 a; I8 y 3. 互素、不可约多项式、重因式与重根.
( Q: J/ L4 s2 x# W* S, o0 D7 h' r. d
$ l4 A. [) w, K$ j4 |- A' b 4. 多项式函数、余数定理、多项式的根及性质.
* ~& O: V5 P, l( w' P 8 ]" s9 I- @) V H
5. 代数基本定理、复系数与实系数多项式的因式分解. 4 h& y7 Y; Y1 r- D6 a3 ?1 J1 h: O
; C2 m: ?' b9 k$ Z
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. : E3 i3 M6 F; P7 Z( O
0 K& K3 F" [8 ~# ~1 t- e% z
7. 多元多项式及对称多项式、韦达(Vieta)定理.
8 N, z$ N& Q0 _% _
: ^+ G& Q! w0 R& B 二、 行列式
* D+ ?# i& y6 r3 ?
. L: Q) t3 D1 R7 R7 e |, ]3 T* d; i 1. n级行列式的定义.
. m3 P- e8 o% m( e9 W0 D
7 C0 K2 y! X: p7 L 2. n级行列式的性质.
" z1 ], @" i7 w
7 P2 D, l* ^; v% h 3. 行列式的计算.
! o) ^8 f8 P1 z. F$ N $ ?+ v H) W+ f0 `# O! D0 o
4. 行列式按一行(列)展开. 9 I4 g R0 r$ {
8 s. b1 i/ O4 {, d 5. 拉普拉斯(Laplace)展开定理. ( u2 k! d, F* x- n9 h; s, w
1 f6 G- Q$ n- | 6. 克拉默(Cramer)法则.
+ {# ?3 B1 d0 i' K " G7 I$ u M9 q) p0 {: a
三、 线性方程组
! ]% j4 {: g! ~. w
7 c+ y7 }- p" p! f1 S+ m4 @0 g 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.
" j' B! i- L, [" J8 d) j . L1 ~: \0 E) m
2. n维向量的运算与向量组.
- X0 W7 s7 L, c7 b . _+ }; H; H4 k) w# I( g
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.
' _0 b9 S8 h2 @# x/ B 1 u8 G: G" V+ W, W
4. 向量组的极大无关组、向量组的秩.
# _' B! W7 {% M( N; l6 A7 z6 d7 {: k 3 i4 r4 q+ U n8 R
5. 矩阵的行秩、列秩、秩、矩阵的秩与其子式的关系. : K3 T! K7 i" d
5 Z0 l2 L: Q% x) i$ \% A
6. 线性方程组有解判别定理、线性方程组解的结构. 3 }. v, q. v, H" \6 ^# P# Y8 T
0 y1 x" c0 j5 v. }- G+ u
7. 齐次线性方程组的基础解系、解空间及其维数
, U# {. Y6 ?6 F/ Y0 d; P6 t
3 z2 q3 N/ J6 u4 L 四、 矩阵 7 |+ H- W* k9 N
" M9 h6 B# e' z( w
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. 4 W4 j6 H$ [! Y5 r. G2 U
/ b( g0 z* x% s% b8 ]% c
2. 矩阵乘积的行列式、矩阵乘积的秩与其因子的秩的关系. 6 {! y+ {5 k6 k- Y( P: s9 y+ a
) h$ ~/ h4 O* Y; p1 y" C! s 3. 矩阵的逆、伴随矩阵、矩阵可逆的条件.
( n3 O: y0 J1 J9 h $ P$ }9 w3 m c1 [6 c
4. 分块矩阵及其运算与性质. . g7 \. J' I$ S
" L% U8 G* V% o$ w2 m9 ~) v" c$ \! N) `
5. 初等矩阵、初等变换、矩阵的等价标准形. 7 o/ i ?. w, Z; J% R
d, t( s6 b, T) D 6. 分块初等矩阵、分块初等变换.
P/ p6 M% q. z
# h) ]# r0 x! _* ] 五、 双线性函数与二次型
, S s# W8 L( @& M0 m' T
b/ ^# y4 f1 Y8 x 1. 双线性函数、对偶空间 . Z6 p( O, K1 A; a3 h8 x J
$ k. Z. _( {0 G
2. 二次型及其矩阵表示. . _2 I" h( Z% i0 z# }" P& Z7 o5 ~. [
! p B* R! F! I& [& W: V 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.
]) P2 p/ [9 `; F/ }1 \/ U' U: E ) W5 A" |. G) V3 a0 j
4. 复数域和实数域上二次型的规范形的唯一性、惯性定理.
z) H A0 e( `& H
& j$ U. t9 Z% D$ { 5. 正定、半正定、负定二次型及正定、半正定矩阵
' r! `, n* n6 \9 Z! K1 J9 N
0 {1 D; }8 z' ~) z 六、 线性空间 8 d+ |7 C3 w& d+ U) x) ?* C w
2 w( P) q" E- w& E ~! T8 ^4 ` 1. 线性空间的定义与简单性质.
' R) V* t( w5 w( q
& c4 S `8 i) s6 w% \6 o% g b4 T 2. 维数,基与坐标. % @% P' S' K% [2 v9 Q9 M7 h7 H
& W# M3 N7 m6 c( \
3. 基变换与坐标变换.
6 h1 X/ d+ E' V: L7 r% A6 R
! v4 t* E0 \2 y) L0 l 4. 线性子空间.
( E9 E5 {' |4 Q
* X! \' y# {# `. [# A t: l; s 5. 子空间的交与和、维数公式、子空间的直和.
# S4 e" l& r, b. O* }
9 W# L% s6 J. F# |8 q: [ 七、 线性变换 & Q D/ A l x- [# q
- C, f' [3 }- p7 J0 }) e6 a 1. 线性变换的定义、线性变换的运算、线性变换的矩阵.
" X& r: |7 H# | ' V4 } N- g& Q% j
2. 特征值与特征向量、可对角化的线性变换. & ~# u. n0 J2 n) p# N) k* F1 t
9 [. @9 \7 r( j/ I2 ~. ^
3. 相似矩阵、相似不变量、哈密尔顿-凯莱定理. 1 J) ]2 D6 u1 O, z- Z/ v
; E( |3 A4 x& N' ` 4. 线性变换的值域与核、不变子空间.
/ M( i5 O* a/ _5 N' N+ S1 c+ y, u 9 `% o+ z4 v6 V/ M" q. t* C
八、若当标准形 : c0 \* Q9 o, B
+ x5 _& l! r4 }+ K2 q: B) ] 1.矩阵.
6 k6 \ g4 O2 z" m1 W
. M" I# s, o% w 2. 行列式因子、不变因子、初等因子、矩阵相似的条件.
5 d$ n6 ? x1 U. F* k7 ` : k5 b3 O* L1 p* m- N
3. 若当标准形. 7 T+ z+ ^7 @% k7 Z7 s" [9 J2 i
1 _! {/ r% G- {, E( L/ a! t5 e8 M
九、 欧氏空间 - g# U9 k9 K2 B- }5 l4 y b, g$ Y7 }
1 `4 C: x& s; @1 ]
1. 内积和欧氏空间、向量的长度、夹角与正交、度量矩阵.
5 Y& ?4 [' `' l2 s( K; r & ^* [3 T. O* F7 G1 m6 s5 I- `/ c
2. 标准正交基、正交矩阵、施密特(Schmidt)正交化方法.
0 i$ W5 z- I, \# h. \ : R; Z5 p g# s1 J9 e
3. 欧氏空间的同构. 5 C. l* S' ]2 {3 O2 B" D: f
9 k% X( h4 e. R9 @
4. 正交变换、子空间的正交补.
1 e7 I/ Q. k8 x0 U/ t
6 a% B- Z) K, T: c5 m 5. 对称变换、实对称矩阵的标准形.
" a+ A Q1 m( N3 t# C$ t
, R) C% s& }- S7 Y9 r) A4 { 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. 1 ]! l6 v3 O0 \' p
! ~8 e) R/ Z5 L" Z 7. 酉空间.
. h; ]4 t. s) d4 p, c+ C& s * P! E G4 k% a
Ⅲ、解析几何部分
9 m$ |" S, G+ B2 A; a$ A& ` # d1 u; p9 T# h3 M: u
一、向量与坐标 6 ]8 {1 s' c6 G4 \8 r3 z, j
: X3 h: X) a/ x% Y6 b
1. 向量的定义、表示、向量的线性运算、向量的分解、几何运算.
% @; v5 j4 p+ V/ K4 S E T
' [% c: ~; P5 a9 Q8 `& X0 } 2. 坐标系的概念、向量与点的坐标及向量的代数运算. - T# ?. }+ s u# j# f
2 I0 f6 i$ @1 s% J# ] 3. 向量在轴上的射影及其性质、方向余弦、向量的夹角.
2 }( x% s9 @0 e% Y( l3 ?3 L5 a! Y
% K- |' x0 L- Y9 j4 C 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. # F9 S+ j, Y3 D7 W$ L2 x
& L5 Z; D! t: Z! J6 c 5. 应用向量求解一些几何、三角问题. & I" n9 g, P; _/ h
' t" X& `) l0 o% k 二、轨迹与方程 7 L3 \& @7 X/ e* @+ ^7 {0 x
' |: `$ J* i/ E9 P, D
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. - W4 m! P O& Q: a( Y" w3 y; @, F C
2 S( E5 @3 W3 d9 u3 F 2.空间曲线方程的普通形式和参数方程形式及其关系.
- p/ A. L7 x3 K7 O1 c4 d
& w3 M+ W% O& F: h T 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. + t! C0 w9 w+ E1 ^6 U( s& N4 Z
" m" e) I7 R7 ~! H5 k
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.
( X8 @5 D5 j7 t! x% d! B
# @& X4 m' n) L0 h8 A) w5 T 三、平面与空间直线
# Z; h9 D( e; a0 e9 a- |$ _ * ?9 c0 _. \7 s: m( `
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. , b& Z* U4 l- G7 X
( P2 n4 v; O( d* |* I3 _) K
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.
) F8 h1 y/ m2 h( p2 I* m, ^5 U1 F
) E; i% d' Q" F, U8 \. g 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.
" i9 N/ i9 n0 ]( _' O6 ?. e 6 g/ v; X7 N4 m$ b9 D
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. , i. C4 I* k/ [/ i$ O9 Z
% M( u* h) q' a3 u0 j( Z6 Z 四、二次曲面 , S7 F/ E, ^) [ y+ I- j
/ m; \$ \9 ]8 M \
1.柱面、锥面、旋转曲面的定义,求柱面、锥面、旋转曲面的方程. ' H" Y0 g- V2 y: W: e
2 F8 O# e" m t' ?' [0 B 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.
0 F% m: S7 O5 G 1 x( L! W1 |* S. y _
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.
. p* g6 {+ t7 d! o ) Z1 M& u1 @5 ~" L4 j( }6 F
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.
- Z" a1 M- a& ^6 w8 F- C
, k/ @. u+ t- }0 O* `. O 五、二次曲线的一般理论
: ~ }' B0 M3 V2 }. ] " j3 j4 O1 j5 M
1.二次曲线的渐进方向、中心、渐近线.
9 I5 V' T! J( W3 b: @ ; N5 q R/ y& F$ L
2.二次曲线的切线、二次曲线的正常点与奇异点. . F! j$ c5 a9 @) a6 W
3 T9 [6 L& G8 |, U( a6 e
3.二次曲线的直径、共轭方向与共轭直径.
# M& n. A5 L. n7 g n6 m e/ w* ?
4.二次曲线的主轴、主方向,特征方程、特征根.
" B9 n/ H+ H& v9 Y8 D3 [. _ 4 g+ D4 J0 [6 _0 v2 y, M) N
5.化简二次曲线方程并画出曲线在坐标系的位置草图. ( p9 K5 n, G1 p5 i
) }: e: B q7 A (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: 5 m5 O, Q Q6 f6 `% D5 z
& B f" n( G% s+ d 一、函数、极限、连续 ' y; J. }. B g1 j
" l( x( c& ?" w- ? 1. 函数的概念及表示法、简单应用问题的函数关系的建立. # z8 |2 V2 \3 |0 G/ F
8 k9 B& U6 a, n* n
2. 函数的性质:有界性、单调性、周期性和奇偶性.
; K$ s/ o |+ w, R $ m1 [4 H* @/ |4 _: A
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. : H* ?4 h' T% N q% |: p
* B' U7 y/ Q1 g- X
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. ! ~) o: h& s+ W) }; n
, }' b3 y+ b- q 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. 6 F' ~1 w, H9 S, U2 N
1 W7 R8 H4 A: @
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.
. W3 X3 }; P/ [$ P( E 3 B7 J$ c/ Q' s9 a; q& \
7. 函数的连续性(含左连续与右连续)、函数间断点的类型. * ^1 F$ _) O& j A( G
/ Z A8 e4 }: g$ D 8. 连续函数的性质和初等函数的连续性. - `" ~* ]0 \0 [2 }6 Y
4 Q% t$ O4 ]" j) N& ]6 E 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).
+ \- `$ N; t, h, F+ Q7 U3 t v$ ]
7 u) w5 s/ k- f* e1 g5 S 二、一元函数微分学
' f7 ]9 i7 D9 O) E9 i5 A" I; A . j" [5 M3 B, q
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. 9 v- W7 i% h: n1 s, [$ z
# Z3 G Z* g6 o3 u& z* C3 [$ y
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.
' s# @) c) c8 z& X! U9 _9 K. r 2 w+ a' X/ F) c- B3 m. \
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.
8 S% t$ H* C+ V- v1 k# u; m
) @& w, @1 S9 y$ [, ]+ i% B! d# b 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. % Y1 `% m4 g, W5 D; [) u% x) I
9 t l6 B9 I/ W' I4 W) @4 X 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.
" y( w9 ?8 Y/ s! F
( c z* @% s7 |6 i; k7 ] 6. 洛必达(L’Hospital)法则与求未定式极限.
7 ?9 _3 Q" ^$ Q, G* y! [ h7 I4 v R8 L1 V- a/ I* ~2 r$ j
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. - C- ~! t& P1 H- D% o* a7 h
- F) }, }+ `) _5 I. O8 Q
8. 函数最大值和最小值及其简单应用. " R7 F1 f u: @) e) B- z
8 F! A% {0 u4 S# L2 M
9. 弧微分、曲率、曲率半径. 3 c7 H# p" h2 j9 x4 H8 T, K
! m/ B' m! n% R/ s. F
三、一元函数积分学 7 H; W9 |+ G" J3 m/ V) S
! w, X: ]9 o& n' j$ F/ Y
1. 原函数和不定积分的概念.
7 i* X; T+ ]- Y/ Q * @9 o1 }0 O% {7 J% J' g3 O- O$ M# R' ^
2. 不定积分的基本性质、基本积分公式. $ c+ X B9 P3 O' M& d: D+ o
0 M6 E8 H1 b0 B+ Q/ S
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.
0 o3 ?: ~$ E% Q: m, |1 R# e
+ O7 P* |6 B0 r; L 4. 不定积分和定积分的换元积分法与分部积分法.
: G2 f% [" S3 ?) _6 l& v " ~, F" @+ d. r8 f
5. 有理函数、三角函数的有理式和简单无理函数的积分. : {: R6 P) T% a3 z! t
4 X8 H' B, t" Z. ]; L6 M6 M3 A 6. 广义积分. ! L3 [8 v/ G9 J, Q
, _8 A H6 N/ C% Y9 l, `" Y# r2 G) h 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. 0 }% D0 v2 J+ T; x1 w3 @( R5 [4 k, P, Z
- z! q \) a- ]6 ~" p" t
四.常微分方程 : V7 y0 ?3 ]+ T$ G) W6 Z
/ H5 Q7 ^, E2 d+ L( r( P
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. 7 p D9 k% O8 @
, o7 j% S- H5 w* C; K9 w 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.
& ?9 d% ~- V& |1 |1 B1 g2 {8 G& ~ 7 L* k- y) S" @* r+ B' D; y
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: .
8 C4 n% ~ |# I) a , j4 i* ^) X6 Y; T( ?. F( i0 K
4. 线性微分方程解的性质及解的结构定理.
8 {4 g% n- B9 M+ r, y* [ # ~5 \/ H4 i9 j1 `% }% }
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. / P/ x) M" n% c# S, I, ?5 N0 l
/ C9 Z+ p, c) h1 u( V 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 9 Y# @" Z2 p; C# ?! g% z% f
, { J8 [& l! u/ G
7. 欧拉(Euler)方程. $ g" J# | U' @& E: {8 V
. {- {5 }& K8 b
8. 微分方程的简单应用 9 f: Q7 J5 ?! Y4 p
$ f. h J- s; q
五、向量代数和空间解析几何
. S7 S& f8 q8 _- p* j; B $ n8 |! E6 H3 j- \5 R: j
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. ; A( ]1 s( S' R! w" q+ g* d
. C% I* [1 H* h6 Q- J7 V/ @0 ~ 2. 两向量垂直、平行的条件、两向量的夹角.
1 i6 h$ L, M& C) ] 1 q( r( `8 _; t! j+ C! Y
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.
; X5 T) x. I+ w7 I" N2 ]) O 5 S1 s9 N! Q! O$ H3 J# Y0 y
4. 曲面方程和空间曲线方程的概念、平面方程、直线方程.
& n! |% ~/ x( F3 O0 [# w , h/ D% H1 n) {* P( ]3 U1 U
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.
( j8 K6 |7 B( Q4 `
L( m0 T, y/ A 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. 6 P, e6 q0 @% p) L: a& q y
% e& U' @% c9 h+ S
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. ! E) _# [4 N5 w$ `' Q
' F- Q9 e6 p" i% Y 六、多元函数微分学 , z; h) n0 K7 P) q4 Y
+ i; `1 h3 y1 r- o 1. 多元函数的概念、二元函数的几何意义. 1 D @4 T- A9 |# _/ B" J
# R& o# }+ A% M 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. 0 {. ]' B" j3 y) i
7 V7 u. C1 x N' \
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.
0 \& C$ v9 n+ @ $ g$ o& U" f9 c
4. 多元复合函数、隐函数的求导法. " b+ S. [9 t8 S5 ^; L2 h/ Z# ]$ _
& L/ Z! V5 m I4 g' Q
5. 二阶偏导数、方向导数和梯度.
* C( s( y% T8 J# v ?" o% y: a ! V, e8 ^! D6 \6 L( p1 M# S" J
6. 空间曲线的切线和法平面、曲面的切平面和法线. ; }9 x3 ^) E' k/ Y2 d0 w+ Q* q
1 v* y: m0 s% v' ^6 p0 x 7. 二元函数的二阶泰勒公式.
5 G# ?$ }8 q& F8 z 2 u2 m3 K5 F9 g$ q
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.
+ A* a, U5 `/ K. I- G, Y n) V - r3 ~+ y7 _$ v/ _7 D" i. H
七、多元函数积分学 ! L* u, [9 Z2 S3 D' h+ n0 g
# {* s' f: U0 h x 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).
: p1 k) e) Z$ {! b4 H3 ^8 R
2 I ~* L' f* _3 T9 W8 f& r/ o 2. 两类曲线积分的概念、性质及计算、两类曲线积分的关系.
+ M4 ~. u, X" e$ E+ p4 T ' @8 }# n7 I W5 Q
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. * Y+ k R" M; h) s' ^
. H4 @8 [: Z/ x 4. 两类曲面积分的概念、性质及计算、两类曲面积分的关系. , Z# J4 l4 c! S: f8 E r. [3 u
" }& x( e% c& r/ E5 p% M% E6 d
5. 高斯(Gauss)公式、斯托克斯(Stokes)公式、散度和旋度的概念及计算. 0 g8 t& m4 b, K6 Z" j! J* \+ c
, p' o$ l* j2 |+ f
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) C4 X9 ^: Z* o0 w, M
: l/ c$ @& Z$ ?) Z* c
八、无穷级数 ( O$ `" f9 S- g( h* R
* u3 p' ]( t. o: y* p- m 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. 7 B# [0 _* t& _, t6 J
; u* U8 b( f) t, R: N; [- `
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. A7 \$ G$ ?3 j6 v. |4 E
1 G/ R/ ?8 F8 {# I7 }
3. 任意项级数的绝对收敛与条件收敛.
+ ~3 O3 c2 l; X9 B
; k( f" |1 l/ @ 4. 函数项级数的收敛域与和函数的概念. / u6 q4 w6 w/ U8 ]* ?9 ^# U2 e1 ]
! v% r( D0 i, T" }
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.
7 e: |, E2 U4 @" C/ z
/ V3 u1 I& b0 ]; u3 r K9 D' b) G2 E0 o 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. & h$ ^( H7 ?) _% e
0 S$ S5 h! z$ P2 T6 M# y 7. 初等函数的幂级数展开式.
+ c( U6 p6 ]$ ?7 z. W ' i/ T% u1 ~; y2 R/ V. ~, D
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。
/ y K" Q' p: _$ O ( U" {& s. ^$ V! Q; Z3 f$ T$ }
大家加油啊!拿这个奖很容易的!' ]5 i+ \+ @' ~$ k# u6 j- `7 C
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