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章節 0-1
基礎與早期方法
課程基礎符號語言與全課共用的核心變形技巧。
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0.1 課程基礎與記號
建立符號、證明習慣與代數先備,為後續三角、數列與向量章節打底。
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1.1 方程結構與三角恆等式
以帶證明意識的代數變形鞏固方程結構與三角恆等式。
章節 2-3
證明與不等式
歸納法、次序推理、有理不等式、絕對值,以及初步經典不等式。
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3.1 不等式與絕對值
透過保留不等號方向、追蹤定義域,以及把絕對值理解為距離來解不等式。
章節 4
二項式定理
階乘、排列、組合、Pascal 恒等式,以及從二項式展開抽取係數。
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4.1 二項式係數與展開
連接排列、組合、Pascal 恒等式與二項式定理。
章節 5
數列
數列作為函數、遞推構造、等差與等比數列、有限和,以及初步應用遞推。
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5.1 數列、遞推與級數
把數列讀成定義在正整數上的函數,比較顯式與遞推定義,並推導等差與等比求和公式。
章節 6
複數
複數運算、共軛、模、極形式與指數形式、單位根,以及複平面幾何。
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6.1 複數、極形式與幾何
由有序對構造複數,使用共軛與極形式,並連接旋轉、單位根與複平面幾何。
章節 7
整數方法
整除、質數、最大公因數計算、Bézout 恆等式與整數線性方程。
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7.1 整除、最大公因數與整數方程
建立整除、質數、除法算法、歐幾里得算法、Bézout 恆等式、質因數分解,以及初步一次 Diophantine 方程。
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7.2 有理數與無理數
用有理數的封閉性、n 次根記號與 Euclid 引理,證明標準無理性結果。
章節 8
多項式方法
多項式運算、帶餘除法、多項式最大公因式、不可約性、有理函數、部分分式與 Vieta 公式。
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8.1 多項式運算與除法
把多項式定義為有限形式和,控制次數,證明帶餘除法,並使用餘式定理與因式定理。
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8.2 多項式最大公因式與不可約性
使用多項式 Euclidean algorithm、Bézout 恆等式、不可約性與依係數域而變的因式分解。
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8.3 有理函數、部分分式與 Vieta 公式
分解有理函數,在有限和中使用部分分式,並用 Vieta 公式連繫根與係數。
章節 9
向量與幾何
向量、範數、內積、投影、叉積,以及面積與體積的幾何。
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9.1 向量、範數、內積與投影
透過範數、內積、正交投影,以及 Cauchy–Schwarz 不等式和三角不等式,連繫座標與幾何。
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9.2 叉積、純量三重積與向量幾何
建立三維叉積,以純量三重積解釋有向體積,並解決向量幾何問題。
章節 10
直線、平面與曲線
直線與平面、距離與投影,以及參數曲線的速度向量和速率。
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10.1 直線、平面、投影與距離
用方向向量與法向量描述直線和平面,再推導交點、夾角、投影與距離。
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10.2 參數曲線與向量值函數
區分參數曲線與其軌跡,對向量值函數求導,並解釋方向、速度向量與速率。
章節 11
圓錐曲線
焦點定義、切線與反射、選讀的座標分類,以及精確的圓錐曲線軌跡與參數應用。
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11.1 拋物線:焦點、準線、切線與法線
由焦點與準線推導拋物線,再研究切線、法線、反射與參數軌跡。
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11.2 橢圓:焦點、反射與切線幾何
連繫橢圓的焦點—準線與距離和定義,並證明切線、反射及軌跡性質。
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11.3 雙曲線:焦點、漸近線與切線幾何
由到焦點的距離條件建立雙曲線的兩支,並分析漸近線、切線、反射與垂足軌跡。
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11.4 一般圓錐曲線、座標旋轉與分類
研習選讀的座標旋轉方法、二次型分類、退化圓錐曲線與正則點的切線方程。
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11.5 圓錐曲線軌跡與參數應用
用弦與切線參數求出精確軌跡,再連繫滾圓運動、速率與有理參數表示。