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工程科学基础 1

1 数学 2

考试大纲 2

复习指导 3

复习内容 5

1.1 空间解析几何 5

1.1.1 向量代数 6

1.1.2 平面 9

1.1.3 直线 11

1.1.4 柱面 旋转曲面 二次曲面 14

1.1.5 空间曲线 15

1.2 微分学 16

1.2.1 函数与极限 17

1.2.2 连续 23

1.2.3 导数 26

1.2.4 微分及其应用 30

1.2.5 中值定理与导数的应用 31

1.2.6 偏导数 全微分 35

1.3 积分学 41

1.3.1 不定积分与定积分 42

1.3.2 广义积分 52

1.3.3 定积分的应用 54

1.3.4 重积分 56

1.3.5 重积分的应用 63

1 3.6 曲线积分 65

1.4 无穷级数 67

1.4.1 数项级数 68

1.4.2 幂级数 泰勒级数 71

1.4.3 傅里叶级数 76

1.5 常微分方程 79

1.5.1 微分方程的基本概念 79

1.5.2 可分离变量的方程 80

1.5.3 齐次微分方程 81

1.5.4 一阶线性方程 82

1.5.5 全微分方程 83

1.5.6 几种可降阶的方程 83

1.5.7 线性微分方程解的性质及解的结构定理 85

1.5.8 二阶常系数齐次线性微分方程 85

1.6 线性代数 86

1.6.1 行列式 87

1.6.2 矩阵 94

1.6.3 n维向量 106

1.6.4 线性方程组 114

1.6.5 矩阵的相似 120

1.6.6 二次型 123

1.7 概率与数理统计 128

1.7.1 随机事件与概率 129

1.7.2 古典概型 131

1.7.3 一维随机变量的分布和数字特征 134

1.7.4 矩、协方差与相关系数 147

1.7.5 数理统计的基本概念 149

1.7.6 参数估计——点估计 152

1.7.7 参数估计——区间估计 154

1.7.8 假设检验 156

仿真习题 158

习题答案 170

2 物理学 175

考试大纲 175

复习指导 175

复习内容 177

2.1 热学 177

2.1.1 气体状态参量 178

2.1.2 平衡态 178

2.1.3 理想气体状态方程 178

2.1.4 理想气体的压强和温度的统计解释 179

2.1.5 能量按自由度均分原理 180

2.1.6 理想气体内能 181

2.1.7 平均碰撞频率和平均自由程 181

2.1.8 麦克斯韦速率分布律 182

2.1.9 功、热量、内能 185

2.1.10 热力学第一定律及其对理想气体等值过程和绝热过程的应用 186

2.1.11 循环过程 190

2.1.12 热力学第二定律及其统计意义 192

2.2 波动学 195

2.2.1 机械波的产生和传播 195

2.2.2 描述波的物理量 196

2.2.3 一维简谐波表达式 197

2.2.4 波的能量、能流、能流密度 199

2.2.5 波的衍射 201

2.2.6 波的干涉 201

2.2.7 驻波 203

2.2.8 声波与声强级 204

2.2.9 机械波的多普勒效应 205

2.3 光学 206

2.3.1 相干光的获得 207

2.3.2 光程与光疏媒质、光密媒质 207

2.3.3 杨氏双缝干涉 208

2.3.4 薄膜干涉 209

2.3.5 迈克耳孙干涉仪 212

2.3.6 惠更斯—菲涅尔原理 213

2.3.7 单缝衍射 213

2.3.8 光学仪器分辨本领 215

2.3.9 衍射光栅与光谱分析 215

2.3.10 X射线衍射与布喇格公式 217

2.3.11 自然光和偏振光 217

2.3.12 布儒斯特定律 218

2.3.13 马吕斯定律 219

2.3.14 双折射现象 219

仿真习题 221

习题答案 229

3 化学 233

考试大纲 233

复习指导 234

复习内容 234

3.1 物质结构 234

3.1.1 原子结构 234

3.1.2 元素周期律、周期表及其微观基础 240

3.1.3 化学键、分子结构与晶体结构 244

3.2 溶液 253

3.2.1 稀溶液的依数性 253

3.2.2 溶液中的酸碱电离平衡 255

3.2.3 多相离子平衡 262

3.3 氧化还原与电化学 265

3.3.1 氧化还原反应的基本概念 265

3.3.2 氧化还原反应方程式的书写与配平 265

3.3.3 原电池 266

3.3.4 电极电位 267

3.3.5 浓度对电极电位的影响 268

3.3.6 电极电位的应用 269

3.3.7 电解 270

3.3.8 金属腐蚀与防护 271

3.4 化学反应速率与化学平衡 273

3.4.1 化学反应速率 273

3.4.2 化学热力学简介 276

3.4.3 化学平衡 287

3.5 有机化合物及有机高分子化合物 292

3.5.1 有机化合物 293

3.5.2 有机高分子化合物 299

仿真习题 304

习题答案 310

4 理论力学 312

考试大纲 312

复习指导 312

复习内容 313

4.1 静力学 313

4.1.1 静力学基本概念 313

4.1.2 力的分解、力的投影、力对点的矩与力对轴的矩 316

4.1.3 汇交力系的合成与平衡 317

4.1.4 力偶理论 317

4.1.5 一般力系的简化与平衡 319

4.1.6 物体系统的平衡 325

4.1.7 平面桁架 327

4.1.8 摩擦 328

4.2 运动学 331

4.2.1 点的运动 332

4.2.2 刚体的平行移动与定轴转动 337

4.2.3 点的合成运动 339

4.2.4 刚体的平面运动 343

4.3 动力学 347

4.3.1 动力学基本定律和质点运动微分方程 348

4.3.2 动量定理 350

4.3.3 动量矩定理 353

4.3.4 动能定理 357

4.3.5 达朗伯原理 361

4.3.6 单自由度系统的振动 364

仿真习题 372

习题答案 387

5 材料力学 389

考试大纲 389

复习指导 390

复习内容 397

5.1 轴向拉伸与压缩 397

5.1.1 引言 397

5.1.2 轴向拉伸与压缩 397

5.1.3 轴向拉伸（压缩）杆横截面上的内力 398

5.1.4 轴向拉压杆横截面上的应力 399

5.1.5 轴向拉压杆斜截面上的应力 399

5.1.6 材料的力学性能 399

5.1.7 强度条件 401

5.1.8 轴向拉压杆的变形 胡克定律 401

5.2 剪切 407

5.2.1 剪切的实用计算 407

5.2.2 挤压的实用计算 408

5.2.3 剪应力互等定理 剪切胡克定律 409

5.3 扭转 415

5.3.1 扭转的概念 415

5.3.2 扭矩和扭矩图 416

5.3.3 圆杆扭转时的剪应力及强度条件 416

5.3.4 圆杆扭转时的扭转角计算及刚度条件 417

5.4 截面图形的几何性质 421

5.4.1 静矩与形心 421

5.4.2 惯性矩和惯性积 422

5.4.3 惯性半径 422

5.4.4 平行移轴公式 423

5.4.5 形心主轴和形心主惯矩 423

5.4.6 常用简单图形的惯矩（图5.4 -5） 423

5.5 弯曲 424

5.5.1 弯曲内力 425

5.5.2 弯曲应力 431

5.5.3 弯曲变形 437

5.6 应力状态分析和强度理论 439

5.6.1 应力状态的概念 439

5.6.2 平面应力状态分析的解析法 440

5.6.3 平面应力状态分析的应力圆法 441

5.6.4 一点的最大正应力和最大剪应力 442

5.6.5 广义胡克定律 442

5.6.6 强度理论 443

5.7 组合变形 447

5.7.1 概述 447

5.7.2 斜弯曲 447

5.7.3 拉伸或压缩与弯曲的组合变形 449

5.7.4 扭转和弯曲的组合 450

5.8 压杆稳定 453

5.8.1 压杆稳定性的概念 454

5.8.2 细长压杆的临界力公式 454

5.8.3 欧拉公式适用范围 454

5.8.4 经验公式和临界应力总图 455

5.8.5 压杆的稳定校核 456

5.8.6 提高压杆稳定性的措施 456

仿真习题 458

习题答案 474

6 流体力学 483

考试大纲 483

复习指导 483

复习内容 484

6.1 流体的主要物性与流体静力学 484

6.1.1 流体的连续介质模型 484

6.1.2 流体的密度 485

6.1.3 流体的黏性 485

6.1.4 流体的压缩性和膨胀性 486

6.1.5 作用在流体上的力 486

6.1.6 流体静压强及其特性 487

6.1.7 重力作用下流体静压强的分布规律 488

6.1.8 静止液体作用在平面上的总压力 490

6.2 流体动力学基础 492

6.2.1 研究流体运动的基本概念 492

6.2.2 恒定总流的连续性方程 494

6.2.3 恒定总流的能量方程 494

6.2.4 恒定总流的动量方程 499

6.3 流动阻力和水头损失 501

6.3.1 实际流体流动的两种型态——层流和紊流 501

6.3.2 均匀流基本方程 502

6.3.3 圆管中的层流运动 503

6.3.4 圆管中的紊流运动 504

6.3.5 局部水头损失 508

6.3.6 减小阻力的措施 509

6.4 孔口、管嘴、管道流动 509

6.4.1 薄壁小孔口恒定出流 509

6.4.2 管嘴的恒定出流 510

6.4.3 有压管道恒定流 511

6.5 明渠恒定流 515

6.5.1 概述 515

6.5.2 明渠均匀流的形成条件和水力特征 515

6.5.3 明渠均匀流的水力计算 516

6.5.4 水力最优断面 516

6.5.5 无压圆管均匀流的水力计算 517

6.5.6 明渠恒定非均匀流的流动状态 518

6.6 渗流、井和集水廊道 519

6.6.1 概述 519

6.6.2 渗流基本定律 519

6.6.3 集水廊道 520

6.6.4 单井 521

6.7 相似原理和量纲分析 522

6.7.1 流动相似的基本概念 523

6.7.2 相似准则 524

6.7.3 相似原理的应用 525

6.7.4 量纲分析 526

仿真习题 527

习题答案 533

工程技术基础 534

7 电工电子技术 535

考试大纲 535

复习指导 535

复习内容 536

7.1 电磁学概念 536

7.1.1 电荷与电场 536

7.1.2 库仑定律 537

7.1.3 高斯定律 537

7.1.4 电流与磁场 538

7.1.5 安培环路定律 539

7.1.6 电磁感应定律 539

7.1.7 洛仑兹力 540

7.2 电路知识 541

7.2.1 电路组成 541

7.2.2 电路的基本物理过程 541

7.2.3 理想电路元件及其约束关系 542

7.2.4 电路模型 544

7.2.5 基尔霍夫定律 545

7.2.6 支路电流法 546

7.2.7 电压源与电流源模型的等效互换 547

7.2.8 等效电源定理 548

7.2.9 叠加原理 550

7.2.10 正弦交流电的时间函数描述 551

7.2.11 正弦交流电的相量表示 551

7.2.12 复阻抗及阻抗 553

7.2.13 交流电路功率及功率因数 555

7.2.14 正弦交流电路相量分析 557

7.2.15 三相电路及用电安全 560

7.2.16 电路暂态及一阶电路暂态分析 563

7.2.17 电路频率特性 566

7.3 电动机与变压器 570

7.3.1 理想变压器 570

7.3.2 变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换原理 571

7.3.3 三相异步电动机转矩 572

7.3.4 三相异步电动机接线、启动、反转及调速方法 574

7.3.5 三相异步电动机运行特性 577

7.3.6 简单继电—接触控制电路 578

7.4 模拟电子技术 581

7.4.1 晶体二极管 581

7.4.2 二极管单相整流电路 582

7.4.3 双极型晶体三极管 584

7.4.4 共射极放大电路 585

7.4.5 射极跟随器与阻抗变换 589

7.4.6 运算放大器 592

7.4.7 反相运算放大电路 593

7.4.8 同相运算放大电路 595

7.4.9 运算放大电路的非线性应用——电压比较器 596

7.5 数字电子技术 597

7.5.1 逻辑门及逻辑功能 597

7.5.2 简单组合逻辑电路 598

7.5.3 触发器 599

7.5.4 数字寄存器 601

7.5.5 数字移位寄存器 602

7.5.6 脉冲计数器 603

仿真习题 605

习题答案 620

8 信号与信息技术 627

考试大纲 627

复习指导 627

复习内容 627

8.1 信号与信息 627

8.2 信号的分类 628

8.2.1 模拟信号与数字信号 628

8.2.2 连续信号与离散信号 629

8.2.3 采样信号与采样保持信号 629

8.2.4 确定性信号与不确定性信号 629

8.3 模拟信号与信息 630

8.4 模拟信号描述方法 630

8.4.1 模拟信号的时域描述 630

8.4.2 模拟信号的频域描述与频谱 632

8.5 模拟信号处理 634

8.5.1 模拟信号滤波 634

8.5.2 模拟信号增强 635

8.5.3 模拟信号变换 637

8.6 数字信号与信息 638

8.7 数字信号的逻辑编码与逻辑演算 640

8.8 数字信号的数值编码与数值运算 643

8.9 数字信号的显示编码 645

8.9.1 二—十进制编码（BCD码） 645

8.9.2 二进制—十进制译码（七段数码显示器） 646

仿真习题 647

习题答案 653

9 计算机技术 657

考试大纲 657

复习指导 657

复习内容 658

9.1 计算机系统 658

9.1.1 计算机的发展 658

9.1.2 未来计算机的发展趋势 658

9.1.3 计算机的分类 659

9.1.4 计算机的特点 659

9.1.5 计算机的组成 659

9.1.6 计算机硬件系统 660

9.1.7 计算机软件系统 662

9.1.8 操作系统 662

9.1.9 支撑软件和计算机语言 666

9.1.10 数模转换和模数转换 669

9.2 信息表示 670

9.2.1 不同计数制及相互的转换 670

9.2.2 数值数据在计算机中的表示 675

9.2.3 ASCII码和汉字编码 677

9.2.4 多媒体数据在计算机内的表示 678

9.2.5 存储器的容量单位 680

9.2.6 计算机病毒 681

9.2.7 信息安全 682

9.3 常用操作系统 684

9.3.1 Windows操作系统的发展 684

9.3.2 进程与处理机管理 685

9.3.3 存储管理 686

9.3.4 设备管理 687

9.3.5 文件管理 687

9.3.6 作业管理 688

9.4 计算机网络 689

9.4.1 计算机网络的概念 689

9.4.2 计算机网络功能 689

9.4.3 计算机网络分类 690

9.4.4 计算机网络的组成 691

9.4.5 计算机网络体系结构与协议 691

9.4.6 局域网 694

9.4.7 广域网 694

9.4.8 因特网（Internet） 695

9.4.9 网络的管理 698

9.4.10 网络安全 699

9.4.11 Windows XP中的网络应用 699

仿真习题 701

习题答案 704

工程管理基础 706

10 工程经济 707

考试大纲 707

复习指导 708

复习内容 709

10.1 资金的时间价值 709

10.1.1 资金时间价值的概念 709

10.1.2 利息及其计算 709

10.1.3 名义利率和实际利率 710

10.1.4 现金流量及现金流量图 711

10.1.5 资金等值计算的公式及应用 712

10.1.6 复利系数表的应用 714

10.2 项目经济评价中的财务效益费用估算 715

10.2.1 项目经济评价概述 715

10.2.2 财务效益与费用估算 716

10.3 资金来源与融资方案 721

10.3.1 项目资金筹措的主要方式 721

10.3.2 资金成本 724

10.3.3 债务偿还的主要方式 727

10.4 财务分析 728

10.4.1 财务分析的内容 728

10.4.2 基本财务分析报表的编制 728

10.4.3 盈利能力分析 734

10.4.4 偿债能力分析 737

10.4.5 财务生存能力分析 738

10.4.6 财务基准收益率 739

10.5 经济费用效益分析 739

10.5.1 经济费用效益 739

10.5.2 经济评价报表和评价指标 741

10.6 不确定性分析 742

10.6.1 盈亏平衡分析 742

10.6.2 敏感性分析 744

10.7 方案经济比选 747

10.7.1 方案比选的类型 747

10.7.2 方案比选的经济方法 748

10.7.3 计算期与互斥方案比选 750

10.8 改扩建项目经济评价特点 752

10.9 价值工程 753

10.9.1 价值工程的概念 753

10.9.2 价值工程的实施步骤 755

仿真习题 760

习题答案 764

11 法律法规 767

考试大纲 767

复习指导 768

复习内容 768

11.1 中华人民共和国建筑法 768

11.1.1 总则 768

11.1.2 建筑许可 769

11.1.3 建筑工程发包与承包 769

11.1.4 建筑工程监理 770

11.1.5 建筑工程安全生产管理 771

11.1.6 建筑工程质量管理 771

11.1.7 法律责任 771

11.2 中华人民共和国安全生产法 772

11.2.1 总则 772

11.2.2 生产经营单位的安全生产保障 772

11.2.3 从业人员的权利和义务 773

11.2.4 安全生产的监督管理 774

11.2.5 生产安全事故的应急救援与调查处理 774

11.3 中华人民共和国招标投标法 775

11.3.1 总则 775

11.3.2 招标 776

11.3.3 投标 777

11.3.4 开标、评标和中标 778

11.3.5 法律责任 780

11.4 中华人民共和国合同法 780

11.4.1 一般规定 780

11.4.2 合同的订立 781

11.4.3 合同的效力 783

11.4.4 合同的履行 784

11.4.5 合同的变更和转让 785

11.4.6 合同权利义务的终止 785

11.4.7 违约责任 786

11.4.8 合同争议的解决 787

11.5 中华人民共和国行政许可法 788

11.5.1 总则 788

11.5.2 行政许可的设定 789

11.5.3 行政许可的实施机关 789

11.5.4 行政许可的实施程序 790

11.5.5 行政许可的费用 791

11.5.6 监督检查 791

11.5.7 法律责任 791

11.6 中华人民共和国节约能源法 792

11.6.1 总则 792

11.6.2 节能管理 793

11.6.3 合理使用与节约能源 793

11.6.4 节能技术进步 794

11.6.5 激励措施 794

11.6.6 法律责任 795

11.7 中华人民共和国环境保护法 795

11.7.1 总则 795

11.7.2 环境监督管理 796

11.7.3 保护和改善环境 796

11.7.4 防治环境污染和其他公害 797

11.7.5 法律责任 797

11.8 建设工程勘察设计管理条例 797

11.8.1 总则 798

11.8.2 资质资格管理 798

11.8.3 勘察设计发包与承包 798

11.8.4 勘察设计文件的编制与实施 799

11.8.5 监督管理 800

11.9 建设工程质量管理条例 800

11.9.1 总则 800

11.9.2 建设单位的质量责任和义务 800

11.9.3 勘察、设计单位的质量责任和义务 801

11.9.4 施工单位的质量责任和义务 802

11.9.5 工程监理单位的质量责任和义务 803

11.9.6 建设工程质量保修 803

11.10 建设工程安全生产管理条例 804

11.10.1 总则 804

11.10.2 建设单位的安全责任 804

11.10.3 勘察、设计、监理及其他有关单位的安全责任 805

11.10.4 施工单位的安全责任 805

11.10.5 监督管理 807

11.10.6 生产安全事故的应急救援和调查处理 808

仿真习题 809

习题答案 815