历时一年半,终于算是把常庚哲、史济怀两位老师编写的《数学分析教程》(第三版),配合着视频(对应于第二版的)看完了。
先说说什么是数学分析,什么又是高等数学?数学分析与高等数学的差别在于:数学分析是一个严格的系统,从基本的定义出发,讲清楚了所有相关内容的来龙去脉,重点在于体系的完整性,尽量向大家展示数学家们如何思考、构造、解决问题,即为什么这样算是对的;而高等数学,更多是教会你一些工程上常用的微积分知识如何计算,如何求导、如何积分、如何处理简单的级数。虽然讲这些内容计算时,也是讲了原理的,但是背后更深入的原理,比如一致连续性,有限覆盖定理,上下极限,求极限与求和何时可以交换次序,傅里叶级数为什么收敛等等就略去不谈了。对于一般的工科生,学一本高等数学,也就基本满足了以后课程和工作的需要了,由此更加可见高等数学编者的用心良苦,要在2个学期从庞大的数学分析中精选内容,对于微积分最宝贵的思想,要保留,对于其他一些需要严格的内容,模糊化(为了减少课时),最关键的计算,还得讲清楚。所以那些喷高等数学的人,等你成为过来人以后,就明白了。

再回到这本书本身。
先说优点吧,首先就是在没有引入实变函数、拓扑等内容的基础上,清楚、细致(除了实数那一块),自成体系的讲述了微积分的基本内容。没有那些讨厌的“这里不加证明的指出”。而且全书的错误也比较少,大多是引用其他定理时编号的错误,只有个别印刷错误。

其次,就是全书知识块非常明晰,1元微积分、多元微积分、级数3大块。分3个学期刚刚好。其中1元是基础,不仅要会算求导、积分,更重要的是理解极限、连续这些概念和积分中分割、求和、取极限的思想。其中“εδ”语言作为“量化”极限的语言,全书都会反复用到,更要熟练掌握,主要是相关的不等式放缩技巧。(以前上大学时,老师说不等式处理的难度要远远大于等式,现在看来果然是真理!)多元是对1元的自然扩展,但也得先讨论高维空间,在讨论微分和积分。其中由于在高维空间,所以又有了雅克比行列式、曲线积分和曲面积分以及场论的相关内容。这一部分其实我掌握的是比较差的,因为很少使用。而级数的讲解很好,从数项级数到函数项级数,再到反常积分和含参变量的积分一气呵成,而且他们之间有很多相似的内容和思路:先讨论是否收敛,然后是cauchy收敛原理和diriclet和Able判别法。对于函数项级数和含参变量的积分,都要使用一致收敛,然后讨论一致收敛到某个函数以后这个函数的连续、求导、积分性质等。
最后,相对于上一版,改进了一些问题的处理方法和一个证明错误,并调整了部分章节的顺序,个人觉得老师还是很用心想把这本书写好的。

缺点其实也是不少的:
1.读完以后感觉这像是1本老师写的书,而不是数学家写的书。原因何在??全书内容相对比较多,其中不少内容绝对是可以砍去的。比如关于数值分析的内容,还有一些只在“生长点”上泛泛而论的内容。个人觉得,数学家写的书,应该内容再精炼一些,同比可以参考已故的龚升老师的《简明微积分》,还有一本就是大名鼎鼎的baby rudin。书中的公式、定理太多,拉长了学习的跨度绝对不是好事。我记得以前听龚升老师的讲座时,老师就旗帜鲜明的指出定理太多绝对不好,而应该突出主要,忽略次要,强调定理之间的关系,勾勒出学科的脉络即可。一味的追求大而全不一定好。其实计算机也有这方面的例子,著名的K&R,很多,但是说清楚了C语言几乎所有的问题。
2。傅里叶级数的顺序,感觉处理的思路跟函数项级数、反常积分、含参变量的积分不太一样,似乎放到最后会好一些。
3.从老师上课的情况看,书中是有一些内容需要补充的。首先是常微分方程,作为微积分的一个重要的应用;其次是空间直角坐标系,空间曲线、曲面,这是高维微积分的补充,它们应该被列入正文之中(这一点万恶的高等数学就做的很好),还有就是简单的代数知识,比如向量机、混合积以及行列式等等。以及一些常用的不等式(如果有些不等式你不会,在很多题都不会做的)、三角函数公式等,可以作为附录列出。尽量使得内容自包,不依靠别的书籍(这也是国外的大部头书的特点)。
4.龚升《简明微积分》中多变量积分和曲线曲面积分,讲的更加一气呵成,而这里讲的稍微有点拖沓冗长。书中的有些例子(包括习题)都与龚升的《简明微积分》一样,不知道是否有相互借鉴之处。
5.课后题包括练习题的难度我就不喷了,我一直觉得应该向一些国外的教材学习,增加题目的数量,划分难度和等级,以便于学生自学。

最后,我没有任何不敬,史济怀老师几十年如一日的教课肯定是了解学生的,而本书的第一作者常庚哲老师似乎是带奥林匹克竞赛的,面对的都是万里挑一的人才,应该对本科生教育这方面投入的经历比较有限,不过他似乎对于第二版关于伯恩斯坦多项式的内容比较擅长,不知道作为第一作者的他,到底对这本有多大贡献呢?

下集预告:

看完数学分析以后,打算看复变函数及应用,台湾国立交通大学的开放课程。有人肯定觉得奇怪,我一个码农,天天看数学书到底是为啥(看的又慢,又没法直接提高工资)。其实我是有一份长长的书单的,一部分是数学书,一部分是专业知识书,另一部分是计算机书,他们共同构成了我的知识体系和发展方向,现在已经结婚,家里事情也很多,但我希望我能够坚持下去。

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