
- •Утверждаю
- •Перечень вопросов для подготовки к экзамену
- •Теоретические вопросы
- •Дайте определения основных понятий теории множеств, операций над множествами.
- •Дайте определения высказывания, простого и составного высказывания, логических операций. Приведите примеры высказываний. Дайте определения логических операций с помощью таблиц истинности.
- •Дайте определение формулы логики. Сформулируйте основные равносильности логических формул. Определение логической формулы:
- •Дайте определение квантора. Сформулируйте правило построения отрицаний высказываний с кванторами.
- •Сформулируйте основную форму принципа математической индукции. Опишите метод математической индукции.
- •Опишите структуру множества действительных чисел. Дайте определение модуля действительного числа, его геометрическую интерпретацию. Дайте понятие комплексного числа.
- •Дайте описание метода построения множества комплексных чисел.
- •Действия над комплексными числами
- •Геометрическая модель
- •Модуль и аргумент
- •Сопряжённые числа
- •Представление комплексных чисел Алгебраическая форма
- •Тригонометрическая и показательная формы
- •Формула Муавра и извлечение корней из комплексных чисел
- •Дайте определение алгебраической и тригонометрической формы комплексного числа. Сформулируйте правила операций над комплексными числами в алгебраической и тригонометрической форме.
- •Дайте определение матрицы, ее видов (нулевая, единичная, квадратная, диагональная, симметрическая матрица). Приведите примеры.
- •Нулевая матрица
- •Единичная матрица
- •Диагональная матрица
- •Примеры
- •Квадратная матрица и смежные определения
- •Перечислите линейные операции над матрицами, опишите их свойства, приведите примеры.
- •Свойства линейных операций над матрицами
- •Дайте понятие определителя матрицы. Сформулируйте правила вычисления определителей второго и третьего порядка.
- •Назовите основные свойства определителей квадратных матриц. Дайте определения алгебраического дополнения и минора элемента матрицы. Опишите метод вычисления определителей порядков выше третьего.
- •Свойства обратной матрицы
- •Сформулируйте теорему Гаусса и следствия из нее. Опишите метод Гаусса решения неоднородных и однородных слау.
- •Сформулируйте теорему Крамера. Дайте описание метода Крамера для решения слау.
- •Дайте определения линейных операций над векторами, перечислите их свойства. Сформулируйте правила выполнения линейных операций над векторами в координатной форме.
- •Дайте определение скалярного произведения векторов, назовите его свойства и механический смысл. Сформулируйте правило вычисления скалярного произведение в координатной форме.
- •Дайте определения линейной комбинации векторов, линейной зависимости и линейной независимости системы векторов. Сформулируйте теоремы о линейной зависимости и линейной независимости векторов.
- •Сформулируйте определение и свойства векторного произведения векторов. Опишите вывод формулы вычисления векторного произведения векторов в координатной форме.
- •Сформулируйте определение смешанного произведение трех векторов, перечислите его свойства. Сформулируйте критерий компланарности трех векторов.
- •Дайте описание предмета и задач аналитической геометрии на плоскости. Перечислите способы задания кривой на плоскости.
- •Дайте понятие полярных координат. Установите связь между полярными и декартовыми координатами. Дайте понятие параметрического задания кривой. Приведите примеры линий, заданных параметрически.
- •Дайте описание вывода уравнений прямой на плоскости.
- •Опишите способы взаимного расположения двух прямых на плоскости. Назовите формулы для вычисления угла между прямыми.
- •Дайте определение кривых второго порядка. Дайте определение эллипса, его фокусов, эксцентриситета, директрис. Запишите уравнения эллипса, опишите его геометрические свойства.
- •Дайте определение гиперболы, ее фокусов, эксцентриситета, директрис. Запишите уравнения гиперболы, опишите ее геометрические свойства.
- •Дайте определение параболы, ее фокуса, эксцентриситета, директрисы. Запишите уравнения параболы, опишите ее геометрические свойства.
- •Дайте описание основных преобразований систем координат на плоскости (параллельный перенос координатных осей, поворот координатных осей).
- •Дайте описание метода приведения общего уравнения кривой второго порядка к каноническому виду.
- •Дайте понятие уравнений поверхности и линии в пространстве. Приведите примеры.
- •Опишите способы взаимного расположения двух плоскостей. Назовите формулы для вычисления угла между плоскостями, расстояния от точки до плоскости.
- •Дайте описание вывода уравнений прямой в пространстве (векторно-параметрическое уравнение прямой; параметрические уравнения прямой; каноническое уравнение прямой).
- •Дайте описание вывода уравнений прямой в пространстве (уравнение прямой, проходящей через две данные точки; прямая как пересечение двух плоскостей).
- •Опишите способы взаимного расположения двух прямых в пространстве. Назовите формулу для вычисления угла между прямыми в пространстве.
- •Раскройте сущность понятия предела последовательности (на примере), дайте определение предела последовательности, объясните его геометрический смысл.
- •Перечислите основные элементарные функции, изобразите их графики. Дайте определение сложной функции.
- •Дайте определение предела функции и его геометрическую интерпретацию. Приведите пример вычисления предела функции по определению.
- •Геометрическая интерпретация определения предела функции
- •Дайте определение бесконечно малой и бесконечно большой функций, перечислите их основные свойства, приведите примеры.
- •Бесконечно малая величина
- •Бесконечно большая величина
- •Свойства бесконечно малых
- •Сформулируйте и докажите критерий существования конечного предела.
- •Сформулируйте теоремы о единственности предела функции, о пределе суммы, произведения и частного двух функций, следствия из них. Приведите доказательство одной из этих теорем.
- •Назовите формулы замечательных пределов. Дайте понятие неопределенности. Приведите примеры раскрытия неопределенностей.
- •Дайте различные определения непрерывности функции в точке, перечислите основные свойства функций, непрерывных в точке.
- •Дайте определения односторонних пределов функции, точки разрыва функции, приведите классификацию точек разрыва функции.
- •Раскройте сущность понятия функции, непрерывной на интервале и на отрезке. Сформулируйте теорему Больцано-Коши, теорему Вейерштрасса. Докажите одну из этих теорем.
- •Дайте определение обратной функции. Сформулируйте теорему о непрерывности обратной функции. Приведите примеры взаимно обратных функций. Определение
- •Существование
- •Примеры
- •Свойства
- •Сформулируйте основные определения, связанные с понятием производной. Сформулируйте и докажите теорему о связи между непрерывностью и дифференцируемостью функции в точке.
- •Сформулируйте теоремы о нахождении производной суммы, произведения и частного двух функций, о производной сложной и обратной функции. Докажите одну из этих теорем.
- •Дайте определения функций, заданных параметрически и неявно, опишите метод нахождения производных таких функций.
- •Раскройте сущность понятия дифференциала, перечислите его свойства. Докажите свойство инвариантности формы дифференциала. Дайте понятие дифференциалов высших порядков.
- •Инвариантность формы дифференциала
- •Сформулируйте и докажите теоремы Лагранжа и Ролля.
- •Сформулируйте и докажите теорему Коши (дифференциального исчисления).
- •Сформулируйте и докажите правило Лопиталя и следствия из него.
Модуль и аргумент
Модулем (абсолютной величиной) комплексного числа называется длина радиус-вектора соответствующей точки комплексной плоскости (или, что то же, расстояние между точкой комплексной плоскости, соответствующей этому числу, и началом координат).
Модуль
комплексного числа
обозначается
и
определяется выражением
.
Часто обозначается буквами
или
.
Если
является вещественным
числом,
то
совпадает
с абсолютной
величиной этого
вещественного числа.
Для
любых
имеют
место следующие свойства модуля. :
1)
,
причём
тогда
и только тогда, когда
;;
2)
(неравенство
треугольника);
3)
;
4)
.
Из
третьего свойства следует
,
где
.
Данное свойство модуля вместе с первыми
двумя свойствами вводят на множестве
комплексных чисел структуру
двумерного нормированного
пространства над
полем
.
5)
Для пары комплексных чисел
и
модуль
их разности
равен
расстоянию между соответствующими
точками комплексной плоскости.
Угол
(в
радианах) радиус-вектора точки,
соответствующей числу
,
называется аргументом числа
и
обозначается
.
Из этого определения следует, что
;
;
.
Для комплексного нуля значение аргумента не определено, для ненулевого числа аргумент определяется с точностью до
, где
— любое целое число.
Главным значением аргумента называется такое значение , что
. Часто главное значение обозначается
[4]. Главное значение аргумента обратного числа отличается знаком от аргумента исходного:
.
Сопряжённые числа
Геометрическое представление сопряжённых чисел
Если
комплексное число
,
то число
называется сопряжённым (или
комплексно сопряжённым) к
(обозначается
также
).
На комплексной плоскости сопряжённые
числа получаются зеркальным отражением
друг друга относительно вещественной
оси. Модуль сопряжённого числа такой
же, как у исходного, а их аргументы
отличаются знаком.
Переход к сопряжённому числу можно рассматривать как одноместную операцию; перечислим её свойства.
(сопряжённое к сопряжённому есть исходное).
Обобщение:
,
где
—
произвольный многочлен с вещественными
коэффициентами.
Значимость
сопряжения объясняется тем, что оно
является образующей группы
Галуа
.
Представление комплексных чисел Алгебраическая форма
Запись
комплексного числа
в
виде
,
,
называется алгебраической
формой комплексного
числа.
Сумма
и произведение комплексных чисел могут
быть вычислены непосредственным
суммированием и перемножением таких
выражений, как обычно раскрывая скобки
и приводя подобные, чтобы представить
результат тоже в стандартной форме (при
этом надо учесть, что
):
Тригонометрическая и показательная формы
Если
вещественную
и
мнимую
части
комплексного числа выразить через
модуль
и
аргумент
(
,
),
то всякое комплексное число
,
кроме нуля, можно записать в тригонометрической
форме
Также может быть полезна показательная форма записи комплексных чисел, тесно связанная с тригонометрической через формулу Эйлера:
где
—
расширение экспоненты для
случая комплексного показателя степени.
Отсюда вытекают следующие широко используемые равенства: