大学高等数学竞赛大纲.doc

中国大学生数学竞赛竞赛大纲(初稿) 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。 一、竞赛的性质和参赛对象 “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。 “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。 二、竞赛的内容 “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。 （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： 一、函数、极限、连续 函数的概念及表示法、简单应用问题的函数关系的建立. 函数的性质：有界性、单调性、周期性和奇偶性. 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. 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. 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. 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. 函数的连续性（含左连续与右连续）、函数间断点的类型. 连续函数的性质和初等函数的连续性. 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). 二、一元函数微分学 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. 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. 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. 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. 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. 6. 洛必达(L’Hospital)法则与求未定式极限. 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. 8. 函数最大值和最小值及其简单应用. 9. 弧微分、曲率、曲率半径. 三、一元函数积分学 原函数和不定积分的概念. 不定积分的基本性质、基本积分公式. 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. 不定积分和定积分的换元积分法与分部积分法. 有理函数、三角函数的有理式和简单无理函数的积分. 广义积分. 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． 四.常微分方程 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. 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. 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： . 线性微分方程解的性质及解的结构定理. 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. 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 欧拉(Euler)方程. 微分方程的简单应用 五、向量代数和空间解析几何 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. 两向量垂直、平行的条件、两向量的夹角. 向量的坐标表达式及其运算、单位向量、方向数与方向余弦. 曲面方程和空间曲线方程的概念、平面方程、直线方程. 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. 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. 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. 六、多元函数微分学 多元函数的概念、二元函数的几何意义. 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. 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. 多元复合函数、隐函数的求导法. 二阶偏导数、方向导数和梯度. 空间曲线的切线和法平面、曲面的切平面和法线. 二元函数的二阶泰勒公式. 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. 七、多元函数积分学 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). 两类曲线积分的概念、性质及计算、两类曲线积分的关系. 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. 两类曲面积分的概念、性质及计算、两类曲面积分的关系.