这是 James Stewart 编写的经典微积分教材之一,书名为 "Calculus: Concepts and Contexts, Multivariable"(多变量微积分)。这是一本专注于多变量微积分的教材,属于 James Stewart 的微积分系列,广泛用于大学数学课程,特别是工程、物理、数学及其他科学领域的学生。
书籍特点
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专注多变量微积分:
- 本书内容专注于多变量微积分(Multivariable Calculus),涵盖向量、偏导数、多重积分、向量场和 Stokes 定理等内容。
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概念与应用并重:
- 强调数学概念的直观理解,同时通过实际应用展示微积分在科学和工程领域的广泛用途。
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结构清晰:
- 章节安排合理,从基础概念到高级应用逐步展开,适合学生循序渐进地学习。
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丰富的例题与练习:
- 每章提供大量例题,并附有详细解答步骤,帮助学生掌握解题方法。练习题分层次设计,适合不同水平的学习者。
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几何直观性:
- 本书特别注重通过图形和几何解释来帮助学生理解多变量微积分的抽象概念,例如三维曲面、梯度场和向量场。
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应用广泛:
- 包含物理、工程和经济学等领域的实际应用问题,展示多变量微积分的实用性。

主要内容
本书的内容涵盖了多变量微积分的核心主题,包括:
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向量和几何:
- 向量的基本运算
- 点积与叉积
- 空间中的直线与平面
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向量值函数:
- 曲线的参数化
- 曲线的切线与弧长
- 向量值函数的微分与积分
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多变量函数:
- 多变量函数的定义与图形
- 偏导数与梯度向量
- 方向导数与切平面
- 二阶偏导数与 Hessian 矩阵
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多重积分:
- 双重积分与三重积分
- 极坐标、柱坐标和球坐标系下的积分
- 多重积分的应用(如体积、质量中心)
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向量场与积分定理:
- 线积分与曲面积分
- 格林定理、散度定理与 Stokes 定理
适用人群
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大学生:
- 特别适合正在学习多变量微积分的大学生,尤其是工程、物理、数学或计算机科学专业的学生。
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AP Calculus BC 学生:
- 对于已经掌握 AP Calculus BC 内容的学生,这本书是进一步学习多变量微积分的理想教材。
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自学者:
- 适合希望自学多变量微积分的学习者,书中的例题和练习题能够帮助学生逐步掌握相关知识。
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研究生入门:
- 对于需要复习多变量微积分基础的研究生(如应用数学、物理或工程领域),这本书也非常实用。
优点
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概念清晰:
- 强调从概念到应用的完整学习路径,帮助学生真正理解多变量微积分的核心思想。
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例题丰富:
- 每章都提供大量例题,涵盖从基础到复杂的各种情况,适合不同水平的学生。
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几何直观性强:
- 通过图形和几何解释,使得抽象的数学概念更易于理解。
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应用导向:
- 包含许多实际应用案例,展示多变量微积分在不同领域的实用性。
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适合教学与自学:
- 既可用于课堂教学,也可作为自学参考书,适应性强。
缺点
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对基础要求较高:
- 本书假设读者已经熟练掌握单变量微积分的知识,因此对于基础较弱的学生可能会有一定的挑战。
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内容较为简洁:
- 与 James Stewart 的其他微积分书籍相比,这本书的内容更简洁,可能需要搭配其他参考书以获得更全面的学习体验。
与其他教材的对比
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与《Calculus: Early Transcendentals》相比:
- 《Calculus: Early Transcendentals》涵盖了单变量和多变量微积分的所有内容,适合完整学习微积分的学生。
- 本书则专注于多变量部分,更适合已经学习过单变量微积分的学生。
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与《Multivariable Calculus》(作者同为 James Stewart)相比:
- 本书内容更为简洁,强调概念和上下文的联系。
- 《Multivariable Calculus》则更为详尽,适合需要深入研究的学生。
使用建议
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复习单变量微积分:
- 在学习本书前,确保对单变量微积分(如导数、积分)的基础知识有扎实的掌握。
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结合练习题:
- 认真完成每章的练习题,并对照答案解析,巩固所学知识。
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配合其他资源:
- 如果遇到难以理解的内容,可以参考其他教材(如《Calculus: Early Transcendentals》)或在线学习资源(如 Khan Academy)。
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注重几何直观性:
- 在学习多变量微积分时,借助图形工具(如 MATLAB 或 GeoGebra)帮助理解三维空间中的概念。
"Calculus: Concepts and Contexts, Multivariable" 是一本经典的多变量微积分教材,适合大学生和自学者使用。它内容清晰、例题丰富,强调几何直观性和实际应用,是深入学习多变量微积分的优秀选择。如果你希望掌握向量、偏导数、多重积分和向量场等知识,这本书将为你提供全面的指导。
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