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2015研究生入学考试《数学力学基础》考试大纲

时间:2014-10-23   点击数:

科目代码、名称:

数学力学基础

专业类别:

■学术型 □专业学位

适用专业:

081402结构工程

(一)考试内容

一、力学基础

1.运动学

2.牛顿运动定律

3.质点动力学基本定理

4.刚体力学

二、振动与波动

1.机械振动

2.机械波

3.电磁振荡与电磁波

三、向量与空间几何

1.空间直角坐标系的建立、向量的概念及其线性运算

2.向量的数量积、向量积与混合积

3.平面、直线方程

4.点、直线、平面之间的位置关系

5.柱面、锥面、旋转面及空间曲线在坐标面上的投影

6.二次曲面、直纹面

四、Fourier级数

1.数项级数的敛散判别与性质

2.函数项级数与一致收敛性

3.幂级数

4. Fourier级数

五、多元微积分学及其应用

1.偏导数与微分

2.隐函数定理

3.二重和三重积分的计算

4.含参变量的积分和反常积分

5.曲线积分与Green公式

6.曲面积分与Gauss公式

六、线性变换与线性空间

1.线性变换的概念、性质与运算

2.线性变换的矩阵、特征值、特征向量

3.线性变换的特征多项式

4.线性空间的维数、基与向量坐标

5.线性空间的基变换与坐标变换

七、内空间与双线性函数

1.正交基和标准正交基的概念,Schmidt正交化过程

2.正交变换及其性质

3.实对称矩阵的特征值、特征向量及相似对角矩阵

4.双线性函数与二次型

5.化二次型为标准型

6.正定二次型与正定矩阵

(二)、考试要求

一、力学基础

1.掌握位矢、位移、运动方程、速度和加速度的概念及计算;理解质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度的定义和相关计算;了解一般曲线运动的切向加速度和法向加速度的概念及计算。

2.掌握牛顿运动三定律,变力作用下的质点动力学基本问题;理解惯性和非惯性参考系及力学相对性原理。

3.掌握功的概念、动量定理;理解保守力与非保守力、势能与势能曲线、势能函数与保守力的关系。

4.掌握能量守恒定律、动量定理和动量守恒定律;理解质心及质心运动定理。

5.掌握刚体的定轴转动、角位移、角速度、角加速度和力矩。理解转动惯量和平行轴定理。

6.掌握转动定理、刚体的角动量、角动量定理及角动量守恒定律;理解质点和刚体系统的机械能守恒。

二、振动与波动

1.掌握简谐运动的各物理量、简谐运动的动力学方程及简谐运动的能量,理解简谐运动的合成和拍。

2.掌握描写平面简谐波的波函数,了解波动微分方程,理解波的能量、能流及能流密度,了解惠更斯原理、波的衍射,理解波的叠加原理、波的干涉和驻波。

3.了解无阻尼自由振荡、阻尼与受迫振荡、电磁波的波动方程及电磁波的能量。

三、向量与空间几何

1.理解空间直角坐标系的建立,了解各卦限的位置、柱面坐标和球面坐标。

2.理解向量及其运算,掌握向量的数量积与向量积的计算。

3.了解曲面方程和曲线方程的概念,掌握空间平面方程和直线方程的求法。

4.了解点到直线和平面的距离公式、平面与平面的夹角、平行和垂直关系,理解直线

与平面的位置关系,能求直线与平面的交角,了解直线与直线的位置关系,能求两异面直线的夹角和距离。

5.了解柱面方程、锥面方程、旋转面方程及空间曲线在坐标面上的投影曲线的求法;理解二次曲面的名称及对应的标准方程形式,了解直纹面的定义和两种直纹面的验证。

四、Fourier级数

1.掌握数项级数收敛、发散和绝对收敛的概念、级数收敛的充分必要条件,收敛和绝对收敛的性质以及级数加法和乘法的运算法则。

2.熟练掌握正项级数敛散判别法,掌握一般项级数敛散判别法。

3.理解幂级数的概念并能够确定其收敛半径及收敛区间。

4.理解函数Fourier展开式的意义,掌握Fourier展开式的基本方法。了解Fourier级数的收敛性定理。

五、多元微积分学及其应用

1.理解偏导数的概念,掌握其计算法则,能够熟练计算多元函数的偏导数和复合函数的导函数,能计算给定函数在给定方向上的导函数。

2.理解隐函数存在定理并掌握隐函数的微分法。

3.理解多元函数的极值的意义,极值的充分必要条件,掌握求多元函数极值、条件极值的方法,并用于解决实际问题。

4.掌握二重积分和三重积分化累次积分的方法以及二重、三重积分的变量代换方法,能熟练计算二重和三重积分,并用于计算平面图形的面积、柱体体积、曲面面积及曲面所围成的立体体积。

5.了解含参变量正常积分的基本性质,了解含参变量的反常积分一致收敛判别法。

6.理解第一型和第二型曲线积分的意义、性质,能熟练计算曲线积分。

7.理解并掌握Green公式的意义,并能应用它计算曲线积分。

8.理解第一型和第二型曲面积分的意义、性质,能熟练计算曲线积分。

9.理解并掌握Gauss公式的意义,能够用于曲面积分或曲线积分的计算。

六、线性变换与线性空间

1.理解线性变换的运算及其性质。

2.理解线性变换的矩阵,了解线性变换与矩阵对应。

3.理解线性变换及其矩阵的特征值、特征向量、特征多项式的概念及性质,会求线性变换及矩阵的特征值和特征向量。

4.理解线性空间的维数、基和坐标。

5.掌握线性空间的基变换和坐标变换及过渡矩阵。

七、内积空间与双线性函数

1.理解正交基和标准正交基的概念,掌握标准正交基的求法,理解正交基下度量矩阵、向量坐标及内积的特殊表达。

2.掌握正交矩阵的概念和性质,了解正交矩阵与标准正交基的过渡矩阵之间的关系。

3.理解正交变换及其性质,了解正交变换和正交矩阵之间的关系。

4.熟悉实对称矩阵的特征值和特征向量的特殊性质,能够把实对称矩阵化为对角矩阵。

5.了解对称双线性函数与二次型的关系。

6.了解二次型的替换,理解矩阵的合同及合同标准形,能化简二次型。

7.理解正定二次型的概念,掌握正定二次型的判定条件及正定矩阵的判定。

(三) 考试时间、总分、考试方式、题型、分数比例

一、考试时间:180分钟

二、总分:150分

三、考试方式:闭卷,笔试

四、题型与分数比例:1、填空题:约30分;2、选择题:约15分;3、计算题:约60分。4、综合题:约30分;5、证明题:约15分。

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