2017年4月9日 星期日

[書評] 大學微積分解題方法

雖然這本書的編排頗具凡異的風格,也就是非常詭異,不過光是聽到這本出版自凡異,內容奇特似乎也不是什麼特別的事情了。

內容分為十四章,每章各編列數題,主要用途是澄清學習微積分時常會遭遇的學習困難或是盲點,共計兩百道問題或疑難。

撇開學習上的功能外,它本身也對於教師而言極具工具性意義,我強烈建議需要擔任微積分教學工作的助教或教授們(或對於自修微積分有興趣/中學教師們添購這本小冊子)。它協助我們彙整反例、以釐清數學術語的內涵與外延。對我自身而言,多變數函數的偏導函數是非常繁複的章節,這些章節的反例特多,而且不易構作,而這本書一口氣將我容易混淆的所有知識一併澄清。

此處我將一些我鍾愛、教學上應當特別交代清楚的例子列舉如下:

  1. 若$f$在$P$的偏導數存在且連續,則$f$在$P$點連續;反之不然。而且將前提弱化為偏導數存在是不行的。
  2. 若$f$在$P$點的偏導數存在且連續,則$f$在$P$的全微分存在;反之不然。前提弱化為偏導數存在是不行的;弱化為存在且有界也是不行的。
  3. 若$f$在$P$點的全微分存在,則$f$在$P$點的任意方向導數皆存在(但不一定連續);反之不然。
  4. 若$z=f(x,y)$的偏導數存在且連續,且$x=\phi\left(t\right)$與$y=\phi\left(t\right)$皆可微分,則全導數公式成立。前提弱化為偏導數存在是不行的。
反例如下:
  1. 前提弱化的反例:$f\left(x,y\right)=\left\{\begin{aligned} &\frac{x^2y}{x^4+y^2},&\left(x,y\right)\neq\left((0,0\right)\\&0,&\left(x,y\right)=\left(0,0\right)\end{aligned}\right.$
  2. 第一種弱化前提的反例:$f\left(x,y\right)=\sqrt{|xy|}$。
    第二種弱化前提的反例:$f\left(x,y\right)=\left\{\begin{aligned} &\frac{xy}{\sqrt{x^2+y^2}},&\left(x,y\right)\neq\left(0,0\right)\\&0,&\left(x,y\right)=\left(0,0\right)\end{aligned}\right.$
    「反之不然」的反例:$f\left(x,y\right)=\left\{\begin{aligned} &\left(x^2+y^2\right)\sin{\frac{1}{x^2+y^2}},&\left(x,y\right)\neq\left(0,0\right)\\&0,&\left(x,y\right)=\left(0,0\right)\end{aligned}\right.$
  3. 「反之不然」的反例:$f\left(x,y\right)=\left\{\begin{aligned} &x+y+\frac{x^3y}{x^4+y^2},&\left(x,y\right)\neq\left(0,0\right)\\&0,&\left(x,y\right)=\left(0,0\right)\end{aligned}\right.$
  4. 「弱化前提」的反例:$z=f\left(x,y\right)=\left\{\begin{aligned} &\frac{x^2y}{x^2+y^2},&\left(x,y\right)\neq\left(0,0\right)\\&0,&\left(x,y\right)=\left(0,0\right)\end{aligned}\right.$,
    其中$x\left(t\right)=t$、$y\left(t\right)=t$。

ISBN:9576943566
叢書系列:理工叢書
規格:平裝 / 普通級 / 單色印刷 / 初版
出版地:台灣
出版日期:2005/01/01

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