㈠ 数学分析的重点章节有哪些
上册:极限,等价无穷小,三种间断点,上下确界,聚点,导数,微分中值定理,洛必达法则,泰勒公式极其展开式,不定积分与定积分的计算方法,
下册:幂级数,一致收敛,偏导数与全微分,隐函数的条件极值,无穷积分与瑕积分的收敛与发散,含参变量积分,二重积分,第二型曲线积分,
差不多这么多,具体还要看老师偏向哪一面
㈡ 数学分析
第七章 实数的完备性
目的与要求:使学生掌握反映实数完备性的六个基本定理,能准确地加以表述,并深刻理解其实质意义;明确六个基本定理是数学分析的理论基础,并能应用基本定理证明闭区间上的连续函数性质和一些有关命题.了解数列上极限和下极限的概念及其与数列极限的关系.
重点与难点:重点是实数完备性基本定理的证明,难点是实数完备性基本定理的应用.
第一节 关于实数集完备性的基本定理
一 区间套定理与柯西收敛准则
1 区间套
定义1 区间套: 设 是一闭区间序列. 若满足条件
(1) 对 , 有 , 即 , 亦即
后一个闭区间包含在前一个闭区间中;
(2) . 即当 时区间长度趋于零.
则称该闭区间序列为闭区间套, 简称为区间套 .
区间套还可表达为:
, .
我们要提请大家注意的是, 这里涉及两个数列 和 , 其中 递增, 递减.
例如 和 都是区间套. 但 、
和 都不是.
2 区间套定理
定理7.1(区间套定理) 设 是一闭区间套. 则在实数系中存在唯一的点 , 使对 有 . 简言之, 区间套必有唯一公共点.
证明 (用单调有界定理证明区间套定理)
由假设(1)知,序列 单调上升,有上界 ;序列 单调下降,有下界 .因而有
, . .
再由假设(2)知
,
记 . 从而有
.
若还有 满足 ,令 ,得 .故 是一切 的唯一公共点.证毕.
注: 这个定理称为区间套定理.关于定理的条件我们作两点说明:
(1)要求 是有界闭区间的这个条件是重要的.若区间是开的,则定理不一定成立.如
.
显然有 , 但 .
如果开区间套是严格包含: ,这时定理的结论还是成立的.
(2) 若 ,但 ,此时仍有 , ,但 ,于是对任意的 , ,都有 .
全序集中任一区间长趋于零的区间套有非空交集,则称该全序集是完备的,该定理刻划实数集是完备的.该定理也给出通过逐步缩小搜索范围,找出所求点的一种方法.
推论 设 为一区间套, .
则 当 时,恒有 .
用区间套定理证明其他命题时,最后常会用到这个推论.
3 数列的柯西收敛准则的证明
数列的柯西收敛准则:
数列 收敛的充要条件是: , ,当 时,有 .
(后者又称为柯西(Cauchy)条件,满足柯西条件的数列又称为柯西列,或基本列.)
证明 必要性
设 .由数列极限定义, , ,当 时有
, ,
因而 .
充分性 按假设, , ,使得对一切 有 ,
即在区间 内含有 中除有限项外的所有项.
据此,令 ,则 ,在区间 内含有 中除有限项外的所有项.记这个区间为 .
再令 ,则 ,在区间 内含有 中除有限项外的所有项.记
,它也含有 中除有限项外的所有项,
且满足 及 .
继续依次令 ,照以上方法得一闭区间列 ,其中每一个区间都含有 中除有限项外的所有项,且满足 , ,
即 是区间套.由区间套定理,存在唯一的一个数 ( ).
现在证明数 就是数列 的极限.事实上,由区间套定理的推论,
当 时,恒有 .
因此在 内含有 中除有限项外的所有项,这就证得 .
二 聚点定理与有限覆盖定理
1 聚点
定义2 设 是无穷点集. 若在点 (未必属于 )的任何邻域内有 的无穷多个点, 则称点 为 的一个聚点.
数集 有唯一聚点 , 但 ;
开区间 的全体聚点之集是闭区间 ;
设 是 中全体有理数所成之集, 易见 的聚点集是闭区间 .
2 聚点概念的另两个等价定义
定义 对于点集 ,若点 的任何 邻域内都含有 中异于 的点,即
,则称点 为 的一个聚点.
定义 若存在各项互异的收敛数列 ,则其极限 称为 的一个聚点.
3 以上三个定义互相等价的证明:
证:定义2 定义 显然成立.
定义 定义 由定义 ,取 , ;
再取 则 ,且显然 ;
……
一般取 则 ,且显然 与 互异;
……
无限地重复以上步骤,得到 中各项互异的数列 ,
且由 ,易见 .
定义 定义2 , ,当 时,必有
,且因 各项互不相同,故 内含有 中无限多个点.[证毕]
4 聚点定理
定理 7.2 (魏尔斯特拉斯聚点定理 Weierstrass ) 直线上的任一有界无限点集 至少有一个聚点 ,即在 的任意小邻域内都含有 中无限多个点( 本身可以属于 ,也可以不属于 ).
证 因为 为有界无限点集,故存在 ,使得 ,记 .
现将 等分为两个子区间.因为 为有界无限点集,故两个子区间中至少有一个含有 中无穷多个点,记此区间为 ,则 ,且
.
再将 等分为两个子区间.则两个子区间中至少有一个含有 中无穷多个点,记此区间为 ,则 ,且
.
将此等分区间的手续无限地进行下去,得到一个闭区间列 ,它满足
, ,
即 是区间套,且每一个闭区间中都含有 中无穷多个点.
由区间套定理,存在唯一的一个数 ( ).
于是由区间套定理的推论, 当 时,恒有 .
从而 内含有 中无穷多个点,按定义2 , 为 的一个聚点.
5 致密性定理.
推论:任一有界数列必有收敛子列.
证 设 为有界数列.若 中有无限多个相等的项,则由这些项组成的子列是一个常数列,而常数列总是收敛的.
若 中不含有无限多个相等的项,则 在数轴上对应的点集必为有
界无限点集,故由聚点定理,点集 至少有一个聚点,记为 .于是按定
义 ,存在 的一个收敛的子列以 为极限.
作为致密性定理的应用,我们用它重证数列的柯西收敛准则的充分性
证明 充分性
由已知条件: , ,当 时,有 .欲证 收敛.
首先证 有界. 取 ,则 , 有
特别地, 时
设 ,则 ,
再由致密性定理知, 有收敛子列 ,设 .
对任给 ,存在 ,当 时,同时有
,和
因而当取 时,得到
故 .
6 海涅–博雷尔(Heine–Borel) 有限覆盖定理:
1. 定义(覆盖 )
设 为数轴上的点集 , 为开区间的集合(即 的每一个元素都是形如 的开区间). 若 中任何一点都含在 中至少一个开区间内,则称 为 的一个开覆盖,或称 覆盖 .
若 中开区间的个数是无限(有限)的,则称 为 的一个无限开覆盖(有限开覆盖).
例 覆盖了区间 , 但不能覆盖 ;
覆盖 , 但不能覆盖 .
2. 海涅–博雷尔Heine–Borel 有限复盖定理:
定理7.3 (有限覆盖定理) 设 是闭区间 的一个无限开覆盖,即 中每一点都含于 中至少一个开区间 内.则在 中必存在有限个开区间,它们构成 的一个有限开覆盖.
证明 (用区间套定理证明有限覆盖定理)用反证法
设 为闭区间 的一个无限开覆盖.假设定理的结论不成立:即
不能用 中有限个开区间来覆盖.
对 采用逐次二等分法构造区间套 , 的选择法则:取“不能用 中有限个开区间来覆盖”的那一半.
由区间套定理, .
因为 ,所以 使
记 由推论,当 足够大时, 有
这表示 用 中一个开区间 就能覆盖,与其选择法则相违背.所以 必能用 中有限个开区间来覆盖.
说明 当 改为 时,或者 不是开覆盖时,有限覆盖定理的结论不一定成立.
例如:
1) : .
是开区间 的一个无限开覆盖,但不能由此产生 的有限覆盖.
2) : .
是 的一个无限覆盖,但不是开覆盖,由此也无法产生 的有限覆盖.
三 实数完备性基本定理的等价性
1 实数完备性基本定理的等价性
至此,我们已经介绍了有关实数完备性的六个基本定理,即
定理1(确界原理)非空有上(下)界的数集必有上(下)确界.
确界存在定理(定理1.1)揭示了实数的连续性和实数的完备性. 与它等价的还有五大命题,这就是以下的定理1.2至定理1.6.
定理2 (单调有界定理) 任何单调有界数列必定收敛.
定理3 (区间套定理) 设 为一区间套:
1)
2) .
则存在唯一一点
定理4 (有限覆盖定理) 设 是闭区间 的一个无限开覆
盖,即 中每一点都含于 中至少一个开区间 内.则在 中必存
在有限个开区间,它们构成 的一个有限开覆盖.
定理5 (聚点定理) 直线上的任一有界无限点集 至少有一个聚点 ,即在 的任意小邻域内都含有 中无限多个点( 本身可以属于 ,也可以不属于 ).
定理6 (柯西准则) 数列 收敛的充要条件是: ,只要 恒有 .(后者又称为柯西(Cauchy)条件,满足柯西条件的数列又称为柯西列,或基本列.)
这些定理构成极限理论的基础.我们不仅要正确理解这六大定理的含义,更重要的还要学会怎样用它们去证明别的命题.下面通过证明它们之间的等价性,使大家熟悉使用这些理论工具.
2 实数完备性基本定理等价性的证明
证明若干个命题等价的一般方法.即循环论证,当然也可以用其他的方法进行,下面我们按循环论证来进行实数完备性基本定理等价性的证明:
定理1(确界原理) 定理2 (单调有界定理) 定理3 (区间套定理) 定理4 (有限覆盖定理) 定理5 (聚点定理) 定理6 (柯西准则) 定理1(确界原理)
其中 定理1(确界原理) 定理2 (单调有界定理),定理2 (单调有界定理) 定理3 (区间套定理)与定理3 (区间套定理) 定理4 (有限覆盖定理)分别见定理2.9, 7.1与7.3; 定理4 (有限覆盖定理) 定理5 (聚点定理)和定理5 (聚点定理) 定理6 (柯西准则) 定理1(确界原理)作为练习自证;而定理6 (柯西准则) 定理1(确界原理)见下例.
例1 用“数列柯西收敛准则” 证明“确界原理” :
即 非空有上界数集必有上确界 ;非空有下界数集必有下确界 .
证 (只证“非空有上界数集必有上确界”)
设 为非空有上界数集 . 由实数的阿基米德性,对任何正数 ,存在整数 ,使得 为 的上界,而 不是 的上界,即存在 ,使得 .
分别取 , ,则对每一个正整数 ,存在相应的 ,使得 为 的上界,而 不是 的上界,故存在 ,使得 .
又对正整数 , 是 的上界,故有 .再由 得
;同理有 .从而得 .
于是,对任给的 ,存在 ,使得当 时有 .
由柯西收敛准则,知数列 收敛.记 .
下面证明 就是 的上确界.首先,对任何 和正整数 有 ,
由 得 ,即 是 的上界.其次, 对任何 ,
由 及 ,对充分大的 同时有 , .
又因 不是 的上界, 故存在 ,使得 .
再结合 , 得 .
这说明 为 的上确界.
同理可证:非空有下界数集必有下确界.
作业 P168 1,2,3,4,5,6,7.
第二节 闭区间上连续函数性质的证明
在本节中,将利用关于实数完备性的基本定理来证明第四章第二节中给出的闭区间上连续函数的基本性质
一 有界性定理
若函数 在闭区间 上连续,则 在 上有界
证法 一 ( 用区间套定理 ). 反证法. 参阅[3]P106—107
证法 二 ( 用致密性定理). 反证法.
证明: 如若不然, 在 上无界, , ,使得 ,对于序列 ,它有上下界 ,致密性定理告诉我们 使得 ,由 在 连续,及 有
,
矛盾.
证法 三 ( 用有限复盖定理 ).
证明:(应用有限覆盖定理) 由连续函数的局部有界性(定理4.2)对每一点 都存在邻域 及正数
使 ,
考虑开区间集
显然 是 的一个无限开覆盖,由有限开覆盖定理,存在 的一个有限点集
覆盖了 ,且存在正整数
使对一切 有 ,
令 则对 , 必属于某 , ,
即证得 在 上有上界.
二 最大、最小值定理
若函数 在闭区间 上连续, 则 在 上取得最大值和最小值.
证 ( 用确界原理 ) ( 只证取得最大值 )
令 , , 如果 达不到 ,则恒有 .
考虑函数 ,则 在 上连续,因而有界,设 是 的一个上界,则
,
从而 ,
这与 是上确界矛盾,因此 ,使得 .
类似地可以证明达到下确界.
三 介值性定理
设 在闭区间 上连续,且 若 为介于 与 之间的任何实数 或 ,则存在 使 .
证法一 (应用确界定理)
不妨设 ,令
则 也是 上连续函数, , ,于是定理的结论转为: 存在 ,使 这个简化的情形称为根的存在性定理(定理4.7的推论)
记 ,显然 为非空有界数集
故有确界定理, 有下确界,
记 .因 , 由连续函数的局部保号性, ,使在 内 ,在 内 .由此易见 , ,即 .
下证 .倘若 ,不妨设 ,
则又由局部保号性,存在 使在其内 ,特别有
,
但此与 矛盾,则必有 .
几何解释: 直线 与曲线 相交.把 轴平移到 ,则问题成为零点存在问题.这启发我们想办法作一个辅助函数,把待证问题转化为零点存在问题.辅助函数如何作?
① 从几何上, , 启示我们作
函数 ;
② 从结果 着手.
利用零点定理证:令 ,则 在 上连续,往下即转化为零点存在问题.
证法二 ( 用区间套定理 ) .
这里我们证明与介值性定理等价的“零点定理 ”.
命题(零点存在定理或根的存在性定理)
设函数 在闭区间 上连续,即 ,且 与 异号,则在 内至少存在一点 使得 .即方程 在 内至少存在一个实根.
证明 设 , .将 二等分为 、 ,
若 则 即为所求;若 ,当 时取 否则取 ,将所取区间记为 ,从而有 , .如此继续,如某一次中点 有 终止( 即为所求);否则得
满足:(1) ;
(2) ;
(3) ,
由闭区间套定理知, 唯一的 , ,且
由 在 处的连续性及极限的保号性得
, ,
这种先证特殊、再作辅助函数化一般为特殊,最后证明一般的方法是处理数学问题的常用方法,以后会经常用到.
四 一致连续性定理
若函数 在闭区间 上连续, 则 在 上一致连续.
证法 一 ( 用有限复盖定理) .
证明: 由 在闭区间 上连续性, ,对每一点 ,都存在 ,使当 时,有
(2)
考虑开区间集合
显然 是 的一个开覆盖,由有限覆盖定理,存在 的一个有限子集
覆盖了 . 记
对 , , 必属于 中某开区间,设 ,
即 ,此时有
故由(2)式同时有 和
由此得 .所以 在 上一致连续.
证法二 ( 用致密性定理).
证明: 如果不然, 在 上不一致连续,
, , , ,而 .
取 ,( 为正整数) , ,
而 ,当 取遍所有正整数时,得数列 与 .
由致密性定理,存在 的收敛子序列 ,设 ,
而由 ,可推出
又得 .
再由 在 连续,在 中令 ,得
,
与 矛盾.所以 在 上一致连续.
作业 P172 1,2,3,4, 5.
第三节 上极限和下极限
一 上(下)极限的定义
对于数列,我们最关心的是其收敛性;如果不收敛,我们希望它有收敛的子列,这个愿望往往可以实现.例如: .
一般地,数列 ,若 : ,则称 是数列 的一个极限点.如点例 有2个极限点.数列 的最大(最小)极限点如果存在,则称为该数列的上(下)极限,并记为 ( ).如 , .
例1 求数列 的上、下极限
例2 设 ,求上、下极限.
二 上(下)极限的存在性
下面定理指出,对任何数列 ,它的上(下)极限必定存在.
定理1 每个数列 的上极限和下极限必定唯一,且
= ,
= .
三 上下极限和极限的关系
.
定理2 存在极限则 的上极限和下极限相等,
即 = = .
四 上(下)极限的运算
普通的极限运算公式对上(下)极限不再成立.例如:
.
一般地有: ,当 收敛时,等号成立.
作业 p175 1,2,3.
㈢ 求数学分析(大一上)的常用知识点与思想!急!!!!
你去网络文库理学部分去下载,那里有大量关于数学分析的思想、技巧和方法的总结,而且是免费的。
㈣ 数学分析课程的重点是哪些部分,学习时需要重点注意掌握什么
数学分析每个章节都是重点! 不过在一些垃圾的学校,他们会把实数的完备性,定积分的可积性理论,柯西级数,以及反常重积分,n重积分以及场论……这些可能会淡化,一带而过,甚至是根本不上,数学分析简直当做高等数学来上。 我只能说这些学校是在误人子弟,数学分析真正的精髓部分不上。 所以要想学好数学分析就必须要靠自己,数学分析需要掌握最重要的技能就是利用定义来证明,这也就是所谓的“分析”,这也正式数学分析和高等代数的区别之处。 学习数学分析很重要的一点就是证明,然而最基本的就是书上的定理的证明。我想问一下:书上的每个定理你是否会证明?如果你的答案是肯定的,那么相信你的数学分析一定学得很好。 书上的定理都会了,再去做一些题目。 推荐几本书:裴礼文的《数学分析中的典型问题和方法》。 当然你想做难一点的有周明强的《数学分析习题演练》。 总之一句话,数学分析中全是重点。
㈤ 第十章的大致内容是什么🙏
数学分析中的重要基础知识:
求函数的极限的各种各样的方法,
讨论函数的连续性,
研究函数的可导性。
㈥ 学过数学分析的前辈进来指点一下!!!
学了还是好的 建议你学一下 对以后的课程还是有帮助滴
㈦ 陈纪修 数学分析有几章
第一章 集合与映射
第一章 第一节 集合(1)(2)(3)
第一章 第二节 映射与函数(1)(2)(3)
第二章 数列极限
第二章 第一节 实数系的连续性(1)(2)
第二章 第二节 数列极限(1)(2)(3)(4)
第二章 第三节 无穷大量(1)(2)
第二章 第四节 收敛准则(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)
第三章 函数极限与连续函数
第三章 第一节 函数极限(1)(2)(3)(4)(5)(6)
第三章 第二节 连续函数(1)(2)(3)(4)(5)
第三章 第三节 无穷小量与无穷大量的阶(1)(2)(3)
第三章 第四节 闭区间上的连续函数(1)(2)(3)
第四章 微分
第四章 第一节 微分和导数(1)
第四章 第二节 导数的意义和性质(1)(2)
第四章 第三节 导数四则运算和反函数求导法则(1)(2)
第四章 第四节 复合函数求导法则及其应用(1)(2)(3)
第四章 第五节 高阶导数和高阶微分(1)(2)(3)
第五章 微分中值定理及其应用
第五章 第一节 微分中值定理(1)(2)(3)(4)
第五章 第二节 L’Hospital 法则(1)(2)
第五章 第三节 Taylor 公式和插值多项式(1)(2)(3)
第五章 第四节 函数的Taylor 公式及其应用(1)(2)(3)
第五章 第五节 应用举例(1)(2)(3)
第五章 第六节 方程的近似求解(1)
第六章 不定积分
第六章 第一节 不定积分的概念和运算法则(1)
第六章 第二节 换元积分法和分部积分法(1)(2)(3)(4)
第六章 第三节 有理函数的不定积分及其应用(1)(2)(3)(4)
第七章 定积分
第七章 第一节 定积分的概念和可积条件(1)(2)(3)(4)(5)
第七章 第二节 定积分的基本性质(1)(2)
第七章 第三节 微积分基本定理(1)(2)(3)(4)
第七章 第四节 定积分在几何计算中的应用(1)(2)(3)(4)(5)
第七章 第五节 微积分实际应用举例(1)(2)
第七章 第六节 定积分的数值计算(1)
第八章 反常积分
第八章 第一节 反常积分的概念和计算(1)(2)
第八章 第二节 反常积分的收敛判别法(1)(2)(3)
第九章 数项级数
第九章 第一节 数项级数的收敛性(1)(2)
第九章 第二节 上极限与下极限(1)(2)
第九章 第三节 正项级数(1)(2)(3)
第九章 第四节 任意项级数(1)(2)(3)(4)
第九章 第五节 无穷乘积(1)(2)
第十章 函数项级数
第十章 第一节 函数项级数的一致收敛性(1)(2)(3)(4)
第十章 第二节 一致收敛级数的判别与性质(1)(2)(3)(4)(5)
第十章 第三节 幂级数(1)(2)
第十章 第四节 函数的幂级数展开(1)(2)(3)(4)
第十章 第五节 用多项式逼近连续函数(1)
第十一章 Euclid空间上的极限与连续
第十一章 第一节 Euclid空间上的极限和连续(1)(2)(3)(4)
第十一章 第二节 多元连续函数(1)(2)(3)
第十一章 第三节 连续函数的性质(1)(2)
第十二章 多元函数的微分学
第十二章 第一节 偏导数与全微分(1)(2)(3)(4)(5)(6)
第十二章 第二节 多元复合函数的求导法则(1)(2)
第十二章 第三节 中值定理与Taylor公式(1)(2)
第十二章 第四节 隐函数(1)(2)(3)(4)
第十二章 第五节 偏导数在几何中的应用(1)(2)(3)
第十二章 第六节 无条件极值(1)(2)(3)
第十二章 第七节 条件极值问题与Lagrange乘数法(1)(2)(3)
第十三章 重积分
第十三章 第一节 有界闭区域上的重积分(1)(2)(3)
第十三章 第二节 重积分的性质与计算(1)(2)(3)(4)
第十三章 第三节 重积分的变量代换(1)(2)(3)(4)(5)(6)
第十三章 第四节 反常重积分(1)(2)(3)
第十三章 第五节 微分形式(1)(2)
第十四章 曲线积分、曲面积分与场论
第十四章 第一节 第一类曲线积分与第一类曲面积分(1)(2)(3)(4)
第十四章 第二节 第二类曲线积分与第二类曲面积分(1)(2)(3)(4)
第十四章 第三节 Green公式、Gauss公式和Stokes公式(1)(2)(3)(4)(5)
第十四章 第四节 微分形式的外微分(1)(2)
第十四章 第五节 场论初步(1)(2)(3)(4)
第十五章 含参变量积分
第十五章 第一节 含参变量的常义积分(1)(2)
第十五章 第二节 含参变量的反常积分(1)(2)(3)(4)(5)
第十五章 第三节 Euler积分(1)(2)(3)
第十六章 Fourier 级数
第十六章 第一节 函数的Fourier级数展开(1)(2)
第十六章 第二节 Fourier级数的收敛判别法(1)(2)(3)
第十六章 第三节 Fourier级数的性质(1)(2)(3)
㈧ 数学分析的第三册
书号:9787302145721
作者:徐森林、金亚东、薛春华
定价:25元
出版日期:2007-4-1
出版社:清华大学出版社 第三册内容包括无穷级数,函数项级数,幂级数,用多项式一致逼近连续函数,含参变量积分,Fourier分析.书中配备大量典型实例,习题分练习题、思考题与复习题三个层次,供广大读者使用.
本套书可作为理工科大学或师范大学数学专业的教材,特别是基地班或试点班的教材,也可作为大学教师与数学工作者的参考书. 前言Ⅰ
第12章无穷级数
12.1数项级数
12.2正项级数的判别法
12.3一般级数
12.4级数的乘法
12.5无穷乘积
复习题12
第13章函数项级数
13.1函数项级数的一致收敛
13.2极限函数与和函数的重要性质
复习题13
第14章幂级数、用多项式一致逼近连续函数
14.1幂级数的重要性质
14.2函数的幂级数展开式
14.3用多项式一致逼近连续函数
复习题14
第15章含参变量积分
15.1含参变量的正常积分
15.2含参变量广义积分的一致收敛
15.3含参变量广义积分的性质
15.4Γ函数与B函数
复习题15
第16章Fourier分析
16.1周期函数的Fourier级数及收敛定理
16.2平方平均收敛
16.3Fourier积分与Fourier变换
16.4Fourier级数的Ces?ro求和
复习题16
参考文献