同 济 高 数 · 第 一 ~ 五 章

微积分入门十四页
学习路径

这十五份有先后顺序。不要跳着看——后面每一份都靠前面那份撑着。

工 具 · 随 时 可 查

课本对照表 · 同济上册 44 节

上课翻到哪一节,就在这儿查有没有配套的图形页。全书 44 节一节不漏地标了状态:已有 / 待补 / 并入他页 / 不单独做。

下面那份卡片列表是推荐的学习顺序,这一份是按课本查的入口
唯一的规矩:「我看懂了」这句话不作数。
作数的只有一句 ——「我能说出它在什么情况下会错」。
第 一 步 · 先看图

左右极限:它到底是来解决什么问题的

八幕图形叙事。不讲定义,只讲一件事:不发明这个东西,我们会卡在哪里。两处可以动手拖。

结尾 6 道题,只画图,一个 ε 都不许写
第 二 步 · 立刻拿去用

间断点分类:为什么非要分成四种

把刚学的左右极限,用来给"坏点"分门别类。核心是一个可以拖的实验:这个断点,你能不能只动一个点就修好。

成品是一张决策树,学完要能合上书默画出来
第 三 步 · 收账

无穷小与无穷大:给"忽略"一个合法身份

专治两件事:把无穷小当成"很小的数",以及上一页多半栽过的「lim = ∞ 到底算不算存在」。从单摆方程凭什么把 sin θ 换成 θ 讲起。

两处动手:拖门槛 M、拖砖块数 n,看一座永远一米高的塔
第 四 步 · 把快慢量化

无穷小的比较:把"消失得更快"变成一个数

比无穷小要用除法,不能用减法。四个商对应四个名字。核心是一道人人踩的坑题——等价替换在加减法里为什么必错。

两处动手:拖 x 看四个商分头跑,拖步长看一阶和四阶差四千倍
第 五 步 · 还账

两个重要极限:从验钞机到印钞机

前面那张等价无穷小表一直是赊来的。这一页用单位圆把 sin x / x = 1 挤出来,再用单调有界给 e 开出生证明。

两处动手:拖单位圆看三块面积靠拢,拖 n 看它爬向 e 却撞不破 3
第 六 步 · 收口

闭区间上的连续函数:四个白拿的保证

前五页全在盯着一个点,这一页换成整段区间。交出「闭区间+连续」六个字,白拿有界、最值、零点、介值四条——删任何一个字,四条一起塌。

两处动手:三个开关亲手拆承重墙,拖滑块跑一遍真的二分法
第 七 步 · 跨章兑现

导数的定义:前六页的账,在这里一次结清

前六页一直在造工具,这一页第一次拿它干活——干的是一件在极限被发明之前根本不合法的事:算「某一瞬间」的速度。第 4 幕把前六页逐条对回定义式里。

核心动手:拖 Δx 压向 0,亲眼看割线转成切线
第 八 步 · 架桥

中值定理:从"一个点"通向"一整段"的桥

导数只管一个点,可你想知道的是一整段。中值定理是这两者之间唯一的桥——"导数为正所以递增"这句你从中学用到现在的话,其实是这一节才给的许可。

三处动手:四个开关拆罗尔的三条件、拖右端点看割线转、一键"减掉割线"看拉格朗日变回罗尔
第 九 步 · 兑现

导数的应用:不描点,也能知道它长什么样

先拆掉你用了十年的描点法(同样五个点能连出三条完全不同的曲线),再用 f′ 定升降、f″ 定弯法。核心规矩只有一条:导数等于零只是候选,必须验变号。

三处动手:三种连法、四个开关拆"极值点"、给 x³−3x 做一次完整体检
第 十 步 · 清账

泰勒公式:你的计算器里没有正弦

CPU 只会加减乘除,那 sin(1) 是怎么算出来的?答案是多项式。这一页把切线推广到任意阶,并把第四页那道人人踩坑的 (tan x − sin x)/x³ 彻底做对。

核心动手:拖阶数,看多项式一层层追上 sin x
第 十 一 步 · 说明书

洛必达法则:一台自动比阶机,附一份没人读的说明书

最容易被当成万能钥匙的一条。这一页有一半篇幅在讲怎么用错——尤其那条最深的坑:洛必达失效,和极限不存在,是两件完全不同的事。

核心动手:四个开关演四种翻车,再把洛必达和泰勒摆一起比
第 十 二 步 · 掉头

不定积分:把求导的箭头反过来

前十一页都在"已知位置求速度"。这一页反着走:已知速度,能不能倒推出位置?顺便讲透 +C——它不是装饰,是"你不知道车从哪儿出发"。

核心动手:拖 C 看一整族原函数上下平移,而每一点的斜率纹丝不动
第 十 三 步 · 合流

定积分:求面积和求导数,原来是同一件事

前十二页问的都是变化率,这一页问累积量——两个看起来毫不相干的问题,最后被微积分基本定理焊成了一件东西。整门课叫「微积分」,就是因为这一刻。

两处动手:拖条数看矩形逼近,拖右端点看「面积函数」的斜率就是被积函数
第 十 四 步 · 补地基

微分:给 dx 这个符号发身份证

回过头补第二章 2.5。dy/dx、∫f(x)dx、dΦ=f(x)dx —— 这个符号你用了五页,却从没被交代过它是什么。补完之后,dy/dx 才真的是一个商。

两处动手:拖正方形看主部与零头,拖 Δx 看曲线和切线的差怎么塌下去
配 套 · 这时候才写符号

左右极限 · 深度学习资料

ε-δ 定义逐个限定词拆开、崩坏测试、识别信号、双向证明、例题与速查表。前十四步走完再来,符号才有地方挂。

含 12 张配图 · 篇幅较长,建议分两次读
全部图里的颜色约定是同一套,看图不用读字:
橙色 = 从左边来 · 蓝色 = 从右边来
每页的幕与幕之间有几道闸门:一个问题,答案是折起来的。
先在心里(最好在纸上)答一遍,再点开对。直接点开的,等于没看。