- •ВВЕДЕНИЕ
- •§ 1. Матрицы и простейшие операции над ними
- •Операции над матрицами
- •§ 2. Определители, их основные свойства и методы вычисления
- •2.1 Определители второго порядка
- •Свойства определителей второго порядка
- •2.2 Определители третьего порядка
- •2.3 Понятие об определителях высших порядков
- •§ 3. Обратная матрица и ее вычисление
- •4.2 Метод Крамера
- •4.3 Метод Гаусса
- •§ 5. Векторы, линейные операции над векторами
- •Линейные операции над векторами
- •§ 6. Проекция вектора на ось. Теоремы о проекциях
- •§ 7. Линейная зависимость векторов. Базис
- •7.1 Базис на плоскости и в пространстве
- •7.2 Прямоугольный Декартов базис. Декартова система координат
- •7.3 Направляющие косинусы вектора
- •7.4 Радиус-вектор
- •7.5 Условие коллинеарности двух векторов
- •7.6 Простейшие задачи
- •§ 8. Скалярное произведение векторов
- •8.2 Косинус угла между векторами
- •§ 9. Векторное произведение векторов
- •§ 10. Смешанное произведение трех векторов
- •§ 2. Прямая на плоскости
- •2.1 Общее уравнение прямой и его исследование
- •2.4 Уравнение прямой, проходящей через две данные точки
- •2.6 Уравнение прямой в отрезках
- •2.7 Нормальное уравнение прямой
- •2.8 Расстояние от точки до прямой
- •§ 3. Плоскость
- •3.1 Общее уравнение плоскости
- •3.2 Неполные уравнения плоскости
- •3.3 Уравнения плоскости в отрезках
- •3.4 Нормальное уравнение плоскости
- •3.6 Расстояние от точки до плоскости
- •§ 4. Прямая в пространстве
- •4.1 Уравнение линии в пространстве
- •4.2 Векторное уравнение прямой. Параметрические уравнения прямой
- •4.3 Канонические уравнения прямой
- •4.4 Уравнения прямой, проходящей через две точки
- •4.6 Прямая и плоскость в пространстве
- •§ 5. Плоские кривые второго порядка
- •5.1 Окружность
- •5.2 Эллипс
- •5.3 Гипербола
- •5.4 Парабола
- •§ 6. Преобразование системы координат на плоскости
- •6.1 Параллельный перенос осей координат
- •6.2 Поворот осей координат на угол α
- •§ 7. Полярная система координат на плоскости
- •8.1 Сфера
- •8.2 Цилиндрические поверхности
- •8.3 Конические поверхности
- •8.4 Поверхность вращения
- •8.5 Эллипсоид
- •8.6 Гиперболоид
- •8.7 Параболоид
- •Глава III МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
- •§ 1. Логическая символика, множества и операции над ними
- •§ 2. Функции и их классификация
- •Элементарные функции
- •§ 3. Абсолютные величины и соотношения, связанные с ними
- •Свойства модуля действительного числа
- •§ 4. Последовательность. Характер изменения переменных величин
- •§ 5. Понятие о пределе переменной
- •§ 6. Окрестность точки
- •§ 7. Предел функции в точке
- •§ 8. Односторонние пределы функции в точке
- •§ 9. Свойства функций, имеющих предел
- •§ 10. Бесконечно малые и бесконечно большие функции
- •§ 11. Основные теоремы о пределах
- •§ 13. Первый замечательный предел
- •§ 14. Второй замечательный предел
- •§ 15. Сравнение бесконечно малых функций
- •§ 16. Непрерывность функции
- •§ 17. Операции над непрерывными функциями
- •§ 18. Свойства функций, непрерывных на отрезке
- •§ 19. Производная функции одной переменной
- •19.2 Основные свойства производной
- •19.3 Производная сложной функции
- •19.4 Производная обратной функции
- •19.5 Производная функции, заданной параметрическими уравнениями
- •19.6 Геометрический смысл производной
- •19.7 Уравнения касательной и нормали к линии
- •19.8 Дифференцирование элементарных функций
- •19.9 Производная степенно-показательной функции
- •19.10 Дифференцирование неявной функции
- •19.11 Производные высших порядков
- •19.12 Правила Лопиталя
- •19.13 Основные теоремы для дифференцируемых функций
- •19.14 Необходимые и достаточные условия монотонности функции. Экстремумы функции
- •19.15 Наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке
- •19.16 Выпуклость и вогнутость функции
- •19.17 Формула Тейлора
- •§ 20. Дифференциал функции одной переменной
- •20.1 Дифференциал и его геометрический смысл
- •20.2 Свойства дифференциала функции
- •20.3 Дифференциал сложной функции. Свойство инвариантности
- •20.4 Приближенное вычисление с помощью дифференциала
- •20.5 Дифференциалы высших порядков
- •§ 21. Функции многих переменных
- •21.1 Понятие функции нескольких переменных
- •21.2 Непрерывность функции двух переменных
- •21.3 Дифференцирование функции двух переменных
- •21.5 Полный дифференциал функции двух переменных
- •21.6 Приближенное вычисление с помощью полного дифференциала
- •21.7 Производные высших порядков функции двух переменных
- •21.9 Неявная функция. Дифференцирование неявной функции
- •21.10 Градиент функции многих переменных и его свойства
- •21.11 Экстремум функции нескольких переменных
- •Глава IV НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ
- •1.1 Понятие первообразной и неопределенного интеграла
- •1.2 Таблица основных интегралов
- •1.3 Основные свойства неопределенного интеграла
- •1.4 Геометрический смысл неопределенного интеграла
- •§ 2. Основные методы интегрирования
- •2.1 Интегрирование методом разложения
- •2.2 Интегрирование методом замены переменной
- •2.3 Интегрирование по частям
- •§ 3. Интегрирование простейших рациональных дробей
- •§ 4. Интегрирование дробно-рациональных функций
- •Глава V ОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ
- •§ 1. Задача о площади криволинейной трапеции
- •§ 2. Понятие определенного интеграла
- •§ 3. Свойства определенного интеграла
- •§ 5. Формула Ньютона-Лейбница
- •§ 6. Замена переменной в определенном интеграле
- •§ 7. Интегрирование по частям в определенном интеграле
- •8.1 Вычисление площади в Декартовых координатах
- •8.2 Вычисление площади в полярных координатах
- •§ 9. Длина дуги плоской кривой
- •9.1 Вычисление длины дуги в Декартовых координатах
- •9.3 Вычисление длины дуги кривой в полярной системе координат
- •§ 10. Объем тела
- •ПЕРЕЧЕНЬ КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ
- •КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
- •Вариант 1
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Контрольная работа № 3
- •Вариант 2
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Контрольная работа № 3
- •Вариант 3
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Контрольная работа № 3
- •Вариант 4
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Контрольная работа № 3
- •Вариант 5
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Контрольная работа № 3
- •Вариант 6
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Контрольная работа № 3
- •Вариант 7
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Контрольная работа № 3
- •Вариант 8
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Контрольная работа № 3
- •Вариант 9
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Контрольная работа № 3
- •Вариант 10
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Контрольная работа № 3
- •ПРИЛОЖЕНИЕ
- •Список рекомендуемой литературы
211
3)оценить в процентах относительную погрешность, полученную при замене приращения функции ее дифференциалом;
4) составить уравнение касательной плоскости к поверхности z 2xy y2 5x в точке C(3; 4; z(3; 4)) .
Контрольная работа № 3
1. Найти неопределенные интегралы. Результаты проверить дифференцированием:
|
|
|
|
sin x |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx ; |
б) |
x |
|
sin 4x dx ; |
|
||
3 |
3 2 cos x |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
в) |
|
|
x2 x 1 |
|
|
|
dx ; |
г) |
|
( |
|
x 1)(6 |
x 1) |
dx . |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
4 |
2x |
2 |
|
3 |
|
|
3 x2 |
|
||||||||
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Пользуясь формулой Ньютона-Лейбница, вычислить определенный интеграл:
e 1
ln(x 1) dx .
0
3.Вычислить длину кардиоиды 3(1 cos ) .
4.Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями:
6 sin 3 , 3 ( 3) .
5.Вычислить объем тела, образованного вращением фигуры, ограниченной графиками функций (ось вращения – ось Ox ):
y x2 , y2 x 0 .
Вариант 10
Контрольная работа № 1
1. Даны вершины A( 6; 5) , B(6; 0) , C(9; 4) треугольника. Требуется найти:
1)длину стороны BC ;
2)площадь треугольника ABC ;
3)уравнение стороны BC ;
4)уравнение высоты, проведенной из вершины A ;
5)длину высоты, проведенной из вершины A ;
212
6) угол B в радианах с точностью до 0,01. Сделать чертеж.
2. Составить уравнения сторон треугольника, если известно, что ее серединой является точка P( 1; 1) , а две другие стороны треугольника задаются
уравнениями 5x 2 y 5 0 и |
3x 2 y 7 0 . |
3.Точки A(1; 2) и C(3; 6) являются противоположными вершинами квадрата. Определить координаты двух других вершин квадрата.
4.Составить уравнение линии, расстояние каждой точки которой от точки
F(0; 1) втрое больше, чем от прямой y 9 0 . Сделать чертеж.
5. Через фокус параболы y2 8x и через ту ее точку, абсцисса которой равна 0,5 , а ордината положительна, проведена прямая. Вычислить расстоя-
ние от центра окружности |
x2 y2 6x 4 y 3 0 |
до этой прямой. Сделать |
||
чертеж. |
|
|
|
|
6. Дано уравнение параболы |
y2 3x 10 y 16 0 |
. Сделать параллельный |
||
перенос осей координат так, чтобы в новой системе координат XO1Y уравне- |
||||
ние параболы приняло вид |
x2 |
ay или |
y2 ax . |
Построить обе системы |
координат и параболу. |
|
|
|
|
7. Решить систему линейных алгебраических уравнений:
3x y 2z 4 0,2x y 2z 3 0,
x 2 y 5z 4 0,
а) используя правило Крамера; б) используя матричный метод; в) используя метод Гаусса.
8. Даны векторы a {7; 2; 1}, b {4; 3; 5}, c {3; 4; 2}, d {2; 5; 13} в
некотором базисе. Показать, что векторы a , b , c образуют базис, и найти координаты вектора d в этом базисе.
9. Даны вершины A1 (6; 6; 2) , A2 (5; 4; 7) , A3 (2; 4; 7) , A4 (7;3; 0) пирамиды.
Требуется найти средствами векторной алгебры:
1)длину ребра A1 A2 ;
2)угол между ребрами A1 A2 и A1 A4 ;
213
3)площадь грани A1 A2 A3 ;
4)объем пирамиды;
5)уравнение высоты, опущенной из вершины A4 на грань A1 A2 A3 .
Контрольная работа № 2
1. Найти указанные пределы (не пользуясь правилом Лопиталя):
а) |
lim |
|
x4 |
10x2 |
3 |
; |
б) |
lim |
3x2 10x 3 |
; |
|
||||||
|
|
|
|
4 3x2 |
8 |
2x2 5x 3 |
|
|
|||||||||
|
x 2x |
|
|
x 3 |
|
|
|||||||||||
в) |
lim |
2 |
x2 |
4 |
; |
|
г) |
lim |
cos 4x cos2 4x |
; |
|||||||
|
|
|
|
3x2 |
|
|
|
3x sin 6x |
|
||||||||
|
x 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 0 |
|
|
||||
д) |
lim |
|
2x |
4 x |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
2x |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
x 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Функция y f (x) задана различными аналитическими выражениями для
различных областей изменения независимой переменной. Найти точки разрыва функции, если они существуют. Построить график функции.
|
x 2, |
|
x 2; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 x 0; |
|
|
|
|
|
||||||
|
y 2 x, |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
2 |
2, |
|
x 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3. |
Найти производные |
dy |
: |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
dx |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
а) |
y |
|
|
|
|
|
; |
б) |
y |
|
; |
||||||
|
6 |
x2 4x 5 |
|
sin 2 10x |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
2 |
|
||
|
в) |
y ln ctg |
|
|
|
; |
г) |
y 1 4x |
|
arcsin 2x ; |
||||||||
|
2 |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
д) 3x y xy ln 3 15 . |
|
|
|
|
|
||||||||||||
4. |
Найти |
|
dy |
и |
d 2 y |
для функции, заданной параметрически: |
||||||||||||
|
dx |
dx |
2 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
x ln t, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
t |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2 |
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Продифференцировать данные функции, используя правило логарифмического дифференцирования:
214
а) y (tg x)4ex ; |
б) y |
(x2 3)4 5 (x3 16)2 |
. |
|
|||
|
|
7 (x5 10)2 |
6. Найти указанные пределы,
а) lim tg ( x2) ; x 1 ln(1 x)
используя правило Лопиталя:
б) |
lim |
|
tg x |
1 x2 |
||
. |
||||||
|
x |
|
||||
|
x 0 |
|
|
|
7. |
На линии |
y 3x3 |
6x2 |
2x 5 |
найти точку, в которой касательная к |
|||||||||||
этой линии перпендикулярна прямой |
7x 14 y 10 0 . |
|
|
|
||||||||||||
8. |
Исследовать методами дифференциального исчисления и построить гра- |
|||||||||||||||
фики функций: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5x2 |
|
|
|
||
|
а) |
y 1 x |
2 |
x |
4 |
8; |
|
|
|
б) |
y |
|
. |
|
||
|
|
|
|
|
|
x2 25 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
9. |
Вычислить приближенно с помощью дифференциала: |
|
|
|||||||||||||
|
а) |
y x2 |
|
15 , |
x 1,97 ; |
|
|
б) |
y x15 , |
x 1,998 . |
||||||
10. |
Найти частные производные дz , |
дz |
функции z z(x; y) : |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
дx |
дy |
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
z ln(x2 |
3y2 ) ; |
|
|
|
б) |
z arcsin |
|
x |
. |
|||||
|
|
|
|
x |
y |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
11. а) Найти производную сложной функции |
z f ( (t); (t)) : |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
f (x; y) x2 ln y , |
(t) 1 t , |
(t) 2t . |
|
||||||||
|
б) |
Найти частные производные |
дz |
, |
дz сложной функции |
|||||||||||
|
|
|||||||||||||||
|
|
z f (u; v); (u; v) : |
|
дu |
дv |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
f (x; y) arctg (x y) , |
(u; v) u cos v , |
(u; v) v sin u . |
12.Дана функция z xy 2 y2 2x и две точки A(1; 2) и B(0,97 ; 2,03) . Требуется:
1)вычислить значение функции в точке B ;
2)вычислить приближенное значение z1 функции в точке B , исходя из значения z0 функции в точке A и заменив полное приращение функции при переходе от точки A к точке B полным дифференциалом;
3)оценить в процентах относительную погрешность, полученную при замене приращения функции ее дифференциалом;
--------------------------------------------------
© Тимофеев В.А., Тимофеев А.А., 2014