本教材是为一般院校非数学专业的学生编写的.考虑到这类院校学生的特点,这本教材从内容上作了一些改动.由于微积分这门课程已有近300年的历史,经过长时期的锤炼,对内容作重大精简的空间已经很小了.故所作的改动主要是相对当前流行的教材而言的.
时下国内流行的教材基本上是在20世纪50年代前苏联各类《高等数学》教材的基础上加工精练而成的,其内容大致都包括两部分: 微积分及数学分析,前者已被历史证明是一个强有力的工具,后者主要为前者奠定一个坚实的理论基础,其自身已发展为数学的一个强大的分支.在一般情况下,它们各有其重要性,但从教学的角度来看,作为教学内容,对不同的学习者,二者之间的分寸的确不易把握.
笛卡儿曾经说过,只有两种方法使人们得到真正的知识: 清晰的直觉和必要的推理.这句话对微积分的教学很有现实意义.直觉必须尽可能“清晰”,这是对微积分教材的基本要求,尽管做到这一点的难度很大; 而推理则应根据不同的对象确定其“必要”的程度.总的来说,应该在教学内容的安排上,尽可能使学者都能体会到这两者的作用.通过学习,能把微积分看成一个整体.所谓必要的推理,就是根据它们在整体中所处的地位给它一个合适的安排,而不是使学生只知道一些名词、一些彼此孤立的定理及其证明.
本书力图按此原则来安排内容.首先,对本书的核心内容——微分和积分基本上使其“返璞归真”.例如,为了描述不均匀(非线性)变化和不规则几何图形的某些性质,引入无穷小量及线性逼近的概念(微分)是很直观很自然的,但它的合理性则需要大量的推理,这就是极限理论.本书强调了前者,而对极限理论只作了我们认为是起码必要的推理.同样,在积分部分我们没有从黎曼达布和出发而直接从微分的反运算入手引入了定积分并推出了牛顿莱布尼茨公式,这样不仅节省了课时,而且突出了微积分的统一性,突出了微积分应用的有力工具——微元法.
对于微积分早期描述函数性态的一些直观性较强的命题,本书尽可能加以证明,以完成一个从直观到理性的认识过程,例如罗尔定理,微分和积分的中值定理,微积分基本定理,等等; 有一些属于数学分析范畴的命题则只给出直观的描述而不加证明,例如闭区间上连续函数的某些性质等; 还有少数直观性不强,但很有用的内容,例如洛必达法则,也给出了必要的推理说明.此外,在进行推理前,应说明这种推理的必要性,例如极限的惟一性,泰勒公式等.
人们得到的知识还必须在使用中加以巩固和深化,尤其是像微积分这种基础性的知识,因此计算和应用应该是不可缺少的内容.除了较多的例题之外,本书还附有大量的习题,这就需要有相应的习题课加以配合.近年来基本上取消习题课的消极后果已经有所体现,应当很好总结一下.
书中带*号的小字部分是供学生阅读的,不必在课堂上讲授.
编写本书的目的,只是试图为一般院校的学生提供一本比较合适的教材.由于我们自己在这方面的经验也很缺乏,因此特别需要广大师生的批评帮助,以期能不断改进.