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MATH1525:科学与技术基础数学

建立科学与技术所需的代数和几何基础:函数、方程、三角学、向量、矩阵、数列、不等式、极坐标与对数,配有例题和完整练习解答。

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函数、方程与科学模型

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章节 1

函数、方程与科学模型

函数不仅是公式,还包括定义域;化简与复合后仍须保留定义域限制。 说明使方程变形可逆的假设;平方后检查候选值。

  • 函数、方程与科学模型

    本章假设读者熟悉带符号数和分数的运算以及分配律。学完后,你应能写出公式的定义域、区分等价方程与仅为必要条件的方程、对适当函数进行复合与求逆,并建立量纲一致的初等模型。这些技能为微积分中的极限和线性代数中的方程组作准备。

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章节 2

三角学、向量与科学坐标

弧度联系弧长与角坐标。反三角函数需要限制分支,三角方程却可能有许多周期解。

  • 三角学、向量与科学坐标

    本章假设你掌握第 1 章的方程、函数、平方根与定义域。我们将数与角度、周期变化及有方向的量联系起来。你将一致使用弧度,求解基本三角方程而不遗漏整族解,将向量分解为分量,并用矩阵表示一对联立方程。

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章节 3

多项式结构与坐标几何

因式揭示根与符号变化,重根则需要单独考虑零的情况。配方推导二次根、极值和几何形式。

  • 多项式结构与坐标几何

    本章假设你掌握第 1 章的定义域、方程等价、区间与函数。我们将在微积分前加强代数与几何。你将推导二次公式,利用多项式因子分析符号,在有理函数中保留排除点,并将几何描述转换为方程。

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章节 4

线性平衡与矩阵准备

坐标将直线和平面转化为标量方程。矩阵收集联立平衡,可逆消元保持所有解。

  • 线性平衡与矩阵准备

    本章假设你掌握方程、分数以及第 2 章的向量和点积。我们通过科学平衡为后续线性代数搭建桥梁。你将把多个守恒方程写成矩阵系统,用可逆行变换求解,描述所有自由选择,并在物理定义域中解释唯一解。三维坐标扩展此前的平面几何。

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章节 5

求和、乘积与有限结构

有限和列出加法,有限积列出乘法。端点与项数是其意义的一部分。 和具有线性性;积对乘法分配,而不对加法分配。

  • 求和、乘积与有限结构

    本章需要分数运算和分配律。完成后,你应能读写带指标的和与积,在不改变各项的情况下变换指标,推导简单的有限累积公式,并检查公式在端点的意义。这些技能用于数据摘要、重复变化和第 6 章的无穷级数。

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章节 6

无穷数列、级数与误差

数列收敛指整个尾部进入给定有限数的任意容许误差内。无穷级数收敛指有限部分和数列收敛。

  • 无穷数列、级数与误差

    本章需要第 5 章的有限和、基本不等式和幂。你应学会区分数列与级数,判断收敛的含义,通过部分和计算几何级数与裂项级数,并用误差界论证有限近似。无穷记号并不允许我们把无尽列表当成有限表达式处理。

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章节 7

恒等式、不等式与数学归纳法

恒等式需要定义域,方程需要解集。可逆步骤只在运算允许处证明等价。

  • 恒等式、不等式与数学归纳法

    本章需要代数展开、符号推理、基本三角学和第 5 章的记号。我们研究计算背后的逻辑:确定要证明什么、记录每步所需假设,并找出等号条件。你应学会验证恒等式和简单不等式,以及用归纳法证明关于每个正整数的陈述。

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章节 8

极坐标与复数

极坐标转换需要半径约定和考虑象限的角度。多个坐标对可能表示一个点,原点尤其如此。

  • 极坐标与复数

    本章需要直角坐标、弧度、基本三角恒等式和代数。我们在此前坐标章节的基础上增加两个新结构:点的极坐标描述与复数运算。你应能按正确象限转换坐标、解释简单极坐标轨迹、以直角和极形式计算复数,并求简单复数幂方程的全部根。

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  • G3 完整图解练习:极坐标对、圆与原点

    可选 G3 完整图解练习:理解极坐标对、绘制圆并检查原点,附完整解答。

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章节 9

幂、对数与乘法尺度

整数次幂是重复乘法和倒数。有理次幂需要根和符号约定;任意实指数律对正底数安全。

  • 幂、对数与乘法尺度

    第 1 章介绍了正底指数函数、作为其逆函数的对数和衰减模型。本章补充其代数发展,而不重复该模型。你应能区分整数、有理数与实数次幂,说明幂和对数律的安全假设,求解基本指数及对数方程和不等式,并将重复因子误差要求转换为整数阈值。

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