Mục tiêu của môn học Toán cao cấp 3 nhằm rèn luyện tư duy toán học cho người học thông qua các nội dung phép tính vi phân, tích phân của hàm nhiều biến số; hướng dẫn cho người học tiế[r]
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT MÔN HỌC
Học kì 1, năm học: 2017– 2018 Lớp môn học: GE405401
I THÔNG TIN VỀ GIẢNG VIÊN
- Họ và tên: Huỳnh Ngọc Cảm - Chức danh, học hàm, học vị: Thạc sĩ
- Đơn vị công tác: Khoa Sư phạm Toán - Tin, Trường ĐH Đồng Tháp
- Điện thoại: 0918 999 681 - Email: huynhngoccamt@dthu.edu.vn
- Các hướng nghiên cứu chính: Lí thuyết tối ưu
II THÔNG TIN VỀ MÔN HỌC
- Tên môn học: GE4054 - Toán cao cấp 3
- Số tín chỉ: 2
- Tổng số giờ tín chỉ (LT/ThH/TH): 90(30/0/60)
- Mã môn học trước: GE4053- Toán cao cấp 2
Mục tiêu của môn học Toán cao cấp 3 nhằm rèn luyện tư duy toán học cho người học thông qua các nội dung phép tính vi phân, tích phân của hàm nhiều biến số; hướng dẫn cho người học tiếp thu những kiến thức cơ bản của những nội dung này; rèn luyện cho người học những kĩ năng sử dụng các công cụ của phép tính vi phân, tích phân của hàm nhiều biến biến để giải quyết các bài toán có liên quan; đồng thời bồi dưỡng năng lực
tự học và nghiên cứu khoa học cho người học
Cụ thể, người học cần đạt được những mục tiêu sau đây khi kết thúc môn học Toán cao cấp 3:
- Về kiến thức: Nắm được những nội dung tư duy toán học thông qua các nội dung phép tính vi phân, tích phân của hàm nhiều biến số và hiểu được những kiến thức cơ bản của nội dung phép tính vi phân, tích phân của hàm nhiều biến số
Trang 2- Về kĩ năng: Có kĩ năng sử dụng các công cụ và tư tưởng của phép tính vi phân, tích phân của hàm nhiều biến số để giải quyết các bài toán có liên quan, vào tự học và
nghiên cứu khoa học
- Về thái độ: Có thái độ chủ động trong tự học, tự nghiên cứu
2 Tổng quan về môn học
Môn học trình bày những kiến thức của Giải tích hàm nhiều biến, chủ yếu là hàm hàm hai biến và hàm ba biến Nội dung cụ thể của môn học bao gồm giới hạn và tính liên tục của hàm nhiều biến, đạo hàm và vi phân của hàm nhiều biến, tích phân bội, tích phân đường và tích phân mặt
Môn học này là một trong những môn học cơ sở trong chương trình đào tạo của Trường Đại học Đồng Tháp, được học sau khi người học đã học môn Toán cao cấp 2 Những nội dung tư duy, kiến thức, kĩ năng mà môn học này cung cấp và rèn luyện đóng vai trò nền tảng và cần thiết cho các sinh viên Khi kết thúc môn học, người học sẽ có một trình độ tư duy toán học nhất định, hiểu được những kiến thức cơ bản của phép tính vi phân, tích phân của hàm nhiều biến số Đồng thời người học sẽ có được kĩ năng sử dụng các công cụ và tư tưởng của nội dung phép tính vi phân, tích phân của hàm nhiều biến số
để giải quyết các bài toán có liên quan, vào tự học và nghiên cứu khoa học
III PHÂN PHỐI CHƯƠNG TRÌNH
LT ThH TH Chương 1 Giới hạn và đạo hàm của hàm nhiều biến
1.1 Không gian n và hàm nhiều biến
1.1.1 Không gian n
1.1.2 Hàm nhiều biến
1.2 Giới hạn và sự liên tục của hàm nhiều biến
1.2.1 Giới hạn hàm nhiều biến
1.2.2 Sự liên tục của hàm nhiều biến
1.3 Đạo hàm riêng và vi phân của hàm nhiều biến
1.3.1 Đạo hàm riêng của hàm nhiều biến
1.3.2 Vi phân của hàm nhiều biến
1.4 Áp dụng
10
20
Trang 3
1.4.1 Khai triến Taylor của hàm nhiều biến
1.4.2 Cực trị của hàm nhiều biến
Chương 2 Tích phân bội
2.1 Tích phân phụ thuộc tham số
2.1.1 Tích phân phụ thuộc tham số với cận hữu hạn
2.1.2 Tích phân phụ thuộc tham số với cận vô hạn
2.2 Tích phân 2 lớp
2.2.1 Khái niệm và tính chất
2.2.2 Cách tính tích phân 2 lớp
2.3 Tích phân 3 lớp
2.3.1 Khái niệm và tính chất
2.3.2 Cách tính tích phân 3 lớp
2.4 Áp dụng
2.4.1 Áp dụng trong hình học
2.4.2 Áp dụng trong vật lí
Chương 3 Tích phân đường và tích phân mặt
3.1 Lí thuyết trường
3.1.1 Trường vô hướng
3.1.2 Trường vectơ
3.2 Tích phân đường
3.2.1 Tích phân đường loại 1
3.2.2 Tích phân đường loại 2
3.3 Tích phân mặt
3.3.1 Tích phân mặt loại 1
3.3.2 Tích phân mặt loại 2
3.4 Áp dụng
3.4.1 Áp dụng trong hình học
3.4.2 Áp dụng trong vật lí
IV QUI ĐỊNH VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP
Trang 4Hình thức Trọng số Nội dung
1 Đánh giá tự học
và tự nghiên cứu
0,15
- Sinh viên tổ chức tự học theo nhóm ( 3-5 SV) hoặc theo cá nhân
- Nội dung thảo luận là lí thuyết theo đề cương chi tiết và bài tập trong tài liệu bài tập
- Mỗi nhóm hoặc cá nhân nộp sản phẩm tự học sau mỗi chương
2 Kiểm tra giữa
môn học
0,15 Mỗi SV tham gia 01 bài kiểm tra 45 phút, tự
luận, đề mở, nội dung là chương 1, 2
3 Thi kết thúc
môn học
0,7 SV tham gia kì thi kết thúc môn học với thời
gian làm bài 90 phút, tự luận, đề kín
Ngoài ra, SV tham gia sửa bài tập được cộng điểm khuyến khích là 0,5 điểm/1 lần vào trung bình điểm thường kì
V TÀI LIỆU HỌC TẬP
1 Tài liệu bắt buộc
[1] Nguyễn Đình Trí, Tạ Văn Đĩnh và Nguyễn Hồ Quỳnh, Toán học cao cấp: Phép tính
giải tích hàm nhiều biến số, Tập 3, Nhà xuất bản giáo dục, 2006
[2] Bài tập toán cao cấp 3, Khoa Toán học, Trường Đại học Đồng Tháp, Tài liệu lưu hành nội bộ
2 Tài liệu tham khảo
[1] Đậu Thế Cấp, Nguyễn Huỳnh Phán, Nguyễn Thái Sơn, Trần Đình Thanh, Giải tích
Toán học cao cấp,, Nhà xuất bản giáo dục, 2007
[2] Đỗ Công Khanh, Nguyễn Minh Hằng, Ngô Thu Lương, Toán cao cấp: Giải tích hàm
nhiều biến, Nhà xuất bản Đại học quốc gia TP.HCM, 2008
[3] Nguyễn Đình Trí, Tạ Văn Đĩnh và Nguyễn Hồ Quỳnh, Bài tập toán cao cấp: Phép
tính giải tích hàm nhiều biến số, Tập 3, Nhà xuất bản giáo dục, 2006
[4] Trần Văn Ân, Tạ Quang Hải, Đinh Huy Hoàng, Toán cao cấp, Tập 3, NXB Giáo dục,
2000
Trang 5[5] Trần Văn Ân, Tạ Quang Hải, Đinh Huy Hoàng, Bài tập toán cao cấp, Tập 3, NXB
Giáo dục, 2000
[6] Đinh Thế Lục, Phạm Huy Điển và Tạ Duy Phượng, Giải tích các hàm nhiều biến:
Những nguyên lí tính toán cơ bản và thực hành, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội,
2005
[7] Nguyễn Xuân Liêm, Giải tích, Tập 2, NXB Giáo dục, 2004
VI TỔ CHỨC DẠY HỌC
Thời
gian
Tiết 1 - Thảo luận đề
cương chi tiết
môn học
- Giới thiệu môn
học, tài liệu học
tập, các kiến
thức chuẩn bị
cho môn học
- Giúp sinh viên có thái độ đúng đắn đối với môn học
- Chuẩn bị các kiến thức cần thiết cho môn học
GV: Trình bày trên lớp SV: Trao đổi ý kiến
Tiết 2 1.1 Không gian
n và hàm nhiều biến
- Nắm được khái niệm n
và các khái niệm trong n
như điểm, dãy, sự hội tụ của dãy, khoảng cách giữa hai điểm
- Nắm được định nghĩa hàm nhiều biến (cụ thể cho hàm hai biến)
- Nắm được nội dung các tính chất của hàm nhiều biến
- Giải được bài tập từ 1.1.1 đến 1.1.3
- Chuẩn bị ở nhà:
+ GV: Chuẩn bị trước các nội dung giảng trên lớp
+ SV: Đọc trước tài liệu, chuẩn bị ý kiến thắc mắc, xem các bài tập
- Trên lớp:
+GV: Nêu các khái niệm và các kết quả liên quan
+SV: Tham gia xây dựng bài học: nêu thắc mắc, giải đáp thắc mắc, giải ví dụ liên quan
Trang 6Tiết 3-4 1.2 Giới hạn và
sự liên tục của
hàm nhiều biến
- Nắm được định nghĩa giới hạn hàm nhiều biến (2 biến), giới hạn lặp
- Các tính chất của giới hạn hàm nhiều biến
- Nắm được định nghĩa sự liên tục của hàm nhiều biến
- Nắm các tính chất của hàm liên tục nhiều biến
- Giải được bài tập từ 1.2.1 đến 1.2.7
- Chuẩn bị ở nhà:
+ GV: Chuẩn bị trước các nội dung giảng trên lớp + SV: Đọc trước các nội dung trong tài liệu, chuẩn bị
ý kiến thắc mắc, xem các bài tập
- Trên lớp:
+GV: Nêu các khái niệm và các kết quả liên quan
+SV: Tham gia xây dựng bài học: nêu thắc mắc, giải đáp thắc mắc, giải ví dụ liên quan
Tiết 5-6 1.3 Đạo hàm
riêng và vi phân
của hàm nhiều
biến
- Nắm định nghĩa đạo hàm riêng của hàm nhiều biến (cụ thể là hàm hai biến, ba biến)
- Nắm định nghĩa và cách tính đạo hàm hàm hợp
- Nắm định nghĩa đạo hàm hàm ẩn
- Nắm định nghĩa đạo hàm riêng cấp cao
- Nắm định nghĩa sự khả
vi của hàm hai biến
- Công thức vi phân toàn phân của hàm hai biến
- Nắm định nghĩa vi phân cấp cao của hàm hai biến
- Chuẩn bị ở nhà:
+ GV: Chuẩn bị trước các nội dung giảng trên lớp + SV: Đọc trước các nội dung trong tài liệu, chuẩn bị
ý kiến thắc mắc, xem các bài tập
- Trên lớp:
+GV: Nêu các khái niệm và các kết quả liên quan
+SV: Tham gia xây dựng bài học: nêu thắc mắc, giải đáp thắc mắc, giải ví dụ liên quan
Trang 7- Giải được các bài tập từ 1.3.1 đến 1.3.5
Tiết 7-8 1.4 Áp dụng - Nắm được các áp dụng
của hàm khả vi và đạo hàm riêng như áp dụng vi phân tính gần đúng, khai triển Taylor, bài toán tìm cực trị hàm nhiều biến
- Giải được các bài tập từ 1.4.1 đến 1.4.5
- Chuẩn bị ở nhà:
+ GV: Chuẩn bị trước các nội dung giảng trên lớp + SV: Đọc trước các nội dung trong tài liệu, chuẩn bị
ý kiến thắc mắc, xem các bài tập
- Trên lớp:
+GV: Nêu các khái niệm và các kết quả liên quan
+SV: Tham gia xây dựng bài học: nêu thắc mắc, giải đáp thắc mắc, giải ví dụ liên quan
Tiết 9-10 Bài tập chương
1
Rèn luyện kĩ năng vận dụng lí thuyết vào các bài tập cụ thể
- Chuẩn bị ở nhà:
+ SV: Giải các bài tập theo yêu cầu
- Trên lớp:
+SV: Trình bày các bài tập, nêu thắc mắc và giải đáp thắc mắc
+GV: Giải đáp thắc mắc Tiết
11-12
2.1 Tích phân
phụ thuộc tham
số
- Nắm định nghĩa tích phân phụ thuộc tham số với cận hữu hạn
- Nắm định nghĩa tích phân phụ thuộc tham số
- Chuẩn bị ở nhà:
+ GV: Chuẩn bị trước các nội dung giảng trên lớp + SV: Đọc trước các nội dung trong tài liệu, chuẩn bị
Trang 8với cận vô hạn, sự hội tụ, tiêu chuẩn Weierstrass
- Nắm điều kiện về tính liên tục và khả vi của tích phân phụ thuộc tham số với cận vô hạn
- Giải được các bài tập từ 2.1 1 đến 2.1.5
ý kiến thắc mắc, xem các bài tập
- Trên lớp:
+GV: Nêu các khái niệm và các kết quả liên quan
+SV: Tham gia xây dựng bài học: nêu thắc mắc, giải đáp thắc mắc, giải ví dụ liên quan
Tiết
13-14
2.2 Tích phân 2
lớp
- Nắm định nghĩa, tính chất và cách tính tích phân 2 lớp
- Nắm công thức đổi biến trong tích phân 2 lớp trong
hệ tọa độ Đề các và hệ tọa
độ cực
- Giải được các bài tập từ 2.2.1 đến 2.2.5
- Chuẩn bị ở nhà:
+ GV: Chuẩn bị trước các nội dung giảng trên lớp + SV: Đọc trước các nội dung trong tài liệu, chuẩn bị
ý kiến thắc mắc, xem các bài tập
- Trên lớp:
+GV: Nêu các khái niệm và các kết quả liên quan
+SV: Tham gia xây dựng bài học: nêu thắc mắc, giải đáp thắc mắc, giải ví dụ liên quan
Tiết
15-16
2.3 Tích phân 3
lớp
- Nắm định nghĩa, tính chất và cách tính tích phân 3 lớp
- Nắm công thức đổi biến trong tích phân 3lớp trong
hệ tọa độ Đề các, hệ tọa
độ trụ và hệ tọa độ cầu
- Chuẩn bị ở nhà:
+ GV: Chuẩn bị trước các nội dung giảng trên lớp + SV: Đọc trước các nội dung trong tài liệu, chuẩn bị
ý kiến thắc mắc, xem các bài tập
Trang 9- Giải được các bài tập từ 2.3.1 đến 2.3.5
- Trên lớp:
+GV: Nêu các khái niệm và các kết quả liên quan
+SV: Tham gia xây dựng bài học: nêu thắc mắc, giải đáp thắc mắc, giải ví dụ liên quan
Tiết
17-18
2.4 Áp dụng - Nắm được các ứng dụng
cơ bản của tích phân 2 lớp,
3 lớp trong hình học và trong vật lí
- Giải được các bài tập từ 2.4.1 đến 2.4.5
- Chuẩn bị ở nhà:
+ GV: Chuẩn bị trước các nội dung giảng trên lớp + SV: Đọc trước các nội dung trong tài liệu, chuẩn bị
ý kiến thắc mắc, xem các bài tập
- Trên lớp:
+GV: Nêu các khái niệm và các kết quả liên quan
+SV: Tham gia xây dựng bài học: nêu thắc mắc, giải đáp thắc mắc, giải ví dụ liên quan
Tiết
19-20
Bài tập chương
2
Rèn luyện kĩ năng vận dụng lí thuyết vào các bài tập cụ thể
- Chuẩn bị ở nhà:
+ SV: Giải các bài tập theo yêu cầu
- Trên lớp: +SV: Trình bày các bài tập, nêu thắc mắc và giải đáp thắc mắc
+GV: Giải đáp thắc mắc
Trang 10Tiết 21 Kiểm tra giữa kì (chương 1 và chương 2)
Tiết 22 3.1 Lí thuyết
trường
- Nắm định nghĩa và tích chất của trường vô hướng
và trường vetơ
- Giải được các bài tập từ 3.1.1 đến 3.1.5
- Chuẩn bị ở nhà:
+ GV: Chuẩn bị trước các nội dung giảng trên lớp + SV: Đọc trước các nội dung trong tài liệu, chuẩn bị
ý kiến thắc mắc, xem các bài tập
- Trên lớp:
+GV: Nêu các khái niệm và các kết quả liên quan
+SV: Tham gia xây dựng bài học: nêu thắc mắc, giải đáp thắc mắc, giải ví dụ liên quan
Tiết
23-24
3.2 Tích phân
đường
- Nắm định nghĩa, tính chất và cách tính của tích phân đường loại 1 và loại
2
- Nắm được định lí Green
- Nắm điều kiện để tích phân đường không phụ thuộc vào đường lấy tích phân
- Giải được các bài tập từ 3.2.1 đến 3.2.5
- Chuẩn bị ở nhà:
+ GV: Chuẩn bị trước các nội dung giảng trên lớp + SV: Đọc trước các nội dung trong tài liệu, chuẩn bị
ý kiến thắc mắc, xem các bài tập
- Trên lớp:
+GV: Nêu các khái niệm và các kết quả liên quan
+SV: Tham gia xây dựng bài học: nêu thắc mắc, giải đáp thắc mắc, giải ví dụ liên quan
Trang 11Tiết
25-26
3.3 Tích phân
mặt
- Nắm định nghĩa, tính chất và cách tính của tích phân mặt loại 1 và loại 2
- Nắm được định lí Stoke, định lí Ostrogradsky
- Giải được các bài tập từ 3.3.1 đến 3.3.4
- Chuẩn bị ở nhà:
+ GV: Chuẩn bị trước các nội dung giảng trên lớp + SV: Đọc trước các nội dung trong tài liệu, chuẩn bị
ý kiến thắc mắc, xem các bài tập
- Trên lớp:
+GV: Nêu các khái niệm và các kết quả liên quan
+SV: Tham gia xây dựng bài học: nêu thắc mắc, giải đáp thắc mắc, giải ví dụ liên quan
Tiết
27-28
3.4 Áp dụng - Nắm được các ứng dụng
cơ bản của tích phân đường và tích phân mặt trong hình học và trong vật lí
- Giải được các bài tập liên quan
- Chuẩn bị ở nhà:
+ GV: Chuẩn bị trước các nội dung giảng trên lớp + SV: Đọc trước các nội dung trong tài liệu, chuẩn bị
ý kiến thắc mắc, xem các bài tập
- Trên lớp:
+GV: Nêu các khái niệm và các kết quả liên quan
+SV: Tham gia xây dựng bài học: nêu thắc mắc, giải đáp thắc mắc, giải ví dụ liên quan
Tiết
29-30
Bài tập chương
3
Rèn luyện kĩ năng vận dụng lí thuyết vào các bài
- Chuẩn bị ở nhà:
Trang 12Tp Cao Lãnh, ngày 10 tháng 08 năm 2017
tập cụ thể + SV: Giải các bài tập theo
yêu cầu
- Trên lớp:
+SV: Trình bày các bài tập, nêu thắc mắc và giải đáp thắc mắc
+GV: Giải đáp thắc mắc