
- •Передмова
- •Лекція №1 Похідна функції однієї змінної. Властивості.
- •Похідна, диференціювання та їх зв’язок.
- •Основні властивості диференційованих функцій.
- •3. Основні теореми диференціального числення для функції однієї змінної.
- •1. Теореми Роля і Лагранжа.
- •Похідна вищого ґатунку. Формула Тейлора.
- •Практичне заняття №1 Тема: Похідна. Диференційованість функції.
- •Практичне заняття №2 Тема: Властивості функцій диференційованих на відрізку.
- •Практичне заняття №3 Тема: Похідні та диференціали вищих порядків. Формула Тейлора.
- •Практичне заняття №4 Тема: Формула Тейлора. Обчислення границь за допомогою формули Тейлора.
- •1. Дослідження монотонності.
- •2. Необхідна і достатня умова локального екстремуму.
- •3. Опуклі функції.
- •4. Правило Лопіталя.
- •Практичне заняття №7 Тема: Дослідження функцій.
- •Скалярний добуток
- •2. Лінійні оператори.
- •3. Простори неперервних лінійних операторів. Норма оператора
- •Практичне заняття №8 Тема: Лінійний нормований простір зі скалярним добутком. Лінійні оператори.
- •Лекція №4 Похідна у напрямку. Частинні похідні. Повна похідна.
- •1. Похідна у напрямку.
- •2. Повна похідна
- •Практичне заняття №9 Тема: Частинні похідні. Похідна у напрямку. Повна похідна.
- •Лекція №5 Геометрична інтерпретація похідної відображення. Градієнт.
- •1. Геометрична інтерпретація похідної відображення.
- •2. Градієнт дійсної функції в евклідовому просторі. Механічний зміст градієнта.
- •Практичне заняття №10 Тема: Геометричний зміст похідної функції. Механічний зміст похідної.
- •Лекція №6 Диференціал. Загальні закони диференціювання
- •1. Диференціал
- •2. Загальні закони диференціювання.
- •Практичне заняття №11 Тема: Диференціал функції. Загальні закони диференціювання.
- •Лекція №7 Формула скінчених приростів
- •Теорема про скінчений приріст. Нижче всюди будемо припускати, що і - лінійні, нормовані, повні простори.
- •Достатні умови диференційованості функції. Спочатку узагальнимо означення частинної похідної та випадок декартового добутку нормованих просторів.
- •Лекція №8 Похідні вищих порядків. Формула Тейлора.
- •1. Похідні вищих порядків. Означення. Приклади в
- •2. Симетричність похідної вищого порядку
- •3. Формула Тейлора. Приклади в і
- •Практичне заняття №12 Тема: Похідна та диференціал вищого порядку. Формула Тейлора.
- •1. Дослідження внутрішніх екстремумів
- •2. Необхідні і достатні умови екстремуму у випадку
- •Практичне заняття №13 Тема: Дослідження екстремумів у випадку функцій кількох змінних.
- •Лекція №10 Теорема про неявну функцію
- •1. Теорема про неявну функцію
- •2. Обернена функція.
- •Лекція №11 Умовні екстремуми
- •Необхідна умова умовного локального екстремуму.
- •Випадок відображення
- •Достатня умова умовного локального екстремуму.
- •Практичне заняття №14 Тема: Умовні локальні екстремуми.
- •Література
Практичне заняття №2 Тема: Властивості функцій диференційованих на відрізку.
Основні відомості: Теореми Роля, Лагранжа, Коші.
Задачі:
Довести, що якщо рівняння
має додатній корінь
, то рівняння
також має додатній корінь і при тому менший
.
Довести, що якщо
диференційована разів на відрізку
і обертається на ньому в нуль в
точці, то існує таке
, що
.
Довести, що
, при умові
.
Довести, що якщо
диференційована та необмежена на скінченому інтервалі
, то її похідна також необмежена на цьому інтервалі.
Довести, що якщо диференційована на
, то існує така точка
, що
.
Нехай диференційована на
,
. Довести, що
в деякій точці
.
Вказівка: розглянути функцію
.
Функція неперервна на та диференційована на
. Довести, що якщо
, то
в деякій
.
Вказівка: розглянути
.
Завдання для самостійної роботи.
Довести, що між двома дійсними коренями многочлена з дійсними коефіцієнтами є корінь його похідної.
Довести, що якщо всі корені многочленна
з дійсними коефіцієнтами
дійсні, то його послідовні похідні
також мають лише дійсні корені.
Показати, що рівняння
не може мати двох різних коренів в інтервалі
.
Функція двічі неперервна диференційована на
та має на не менш трьох різних нулів. Довести, що існує
, що
.
Вказівка: використовувати задачу 3.3.
Довести
.
Довести
.
Довести
.
Довести, що
.
Довести, що
.
Довести
.
Довести, що якщо диференційована разів при
, а
при
, то і
при
.
Довести, що якщо та диференційовані разів при
та
,
при , то і
при .
Довести, що якщо
має в скінченому або нескінченому інтервалі
обмежену похідну
, то рівномірно неперервна на .
Довести, що якщо диференційована при
та
, то
.
Довести, що якщо диференційована на
, то
, де
.
Вказівка: використовувати теорему Коші.
Довести, що якщо функція диференційована на
, то існує така точка
, що
.
Вказівка: розглянути функцію
.
Нехай неперервна диференційована на
, та її похідна монотонна. Довести, що якщо
, то
.
Довести, що якщо задовольняє умовам теореми Роля на
і не є константа, то на цьому відрізку існують такі точки
та
, що
.
Довести, що якщо неперервна на і диференційована на та не є лінійна, то існує така точка , що
.
Довести, що якщо
при
, то
.
Довести, що єдина
, яка має постійну похідну
є функція
.
Що можна сказати про , якщо
?
Довести, що єдина функція
задовольняє рівнянням
є
- довільна константа.
Вказівка: розглянути
.
Довести, що якщо , то
, де
.
В умовах задачі 24 довести, що
.
Практичне заняття №3 Тема: Похідні та диференціали вищих порядків. Формула Тейлора.
Основні відомості:
Визначення похідної та диференціала n-го порядку.
Формула Тейлора.
Розклад в ряд Маклорена основних елементарних функцій.
Задачі:
За допомогою формули Лейбниця та основних формул:
1.
2.
3.
Розв’язати задачі:
Знайти
, якщо
, а - незалежна змінна.
Знайти , якщо
, а - функція деякої незалежної змінної.
За допомогою формули Тейлора розв’язати задачі:
2.1. Нехай
.
Довести, що
.
Вказівка. Довести за допомогою індукції.
2.2. Нехай
-
двічі диференційована функція та
Довести, що
.
Вказівка: Розглянути
Розкласти в ряд Маклорена до
.
Завдання для самостійної роботи.
Нехай
-
тричі диференційована функція. Знайти
та
якщо:
.
.
.
.
- тричі диференційована функція.
Розклавши функцію на найпростіші дроби
знайти
, де
- многочлен.
Нехай диференційована та задовольняє умові
, де має похідні всіх порядків. Довести, що має похідні всіх порядків.
Вважаючи незалежною змінною знайти :
Нехай
-
функція від
:
знайти
.
знайти
.
Нехай
та
, при чому
при
. Довести, що
при
.
Вказівка.
Нехай
- многочлен ступеня не вище . Довести, що
.
Розкласти за формулою Маклорена до
: