
- •Введение.
- •Раздел 1. Число. Переменная. Функция.
- •Действительные числа. Числовая последовательность. Предел числовой последовательности.
- •1.2. Величина. Область изменения величины.
- •1.3. Упорядоченная переменная величина.
- •1.4. Функция.
- •1.5. Способы задания функции.
- •1.6. Элементарные функции. Свойства функций.
- •1.7. Некоторые свойства графиков функций.
- •1.8. Предел функции.
- •Основные теоремы о пределах функций.
- •Некоторые важные пределы.
- •1.9. Вычисление пределов.
- •1.10. Непрерывность функции.
- •Раздел 2. Производная функции.
- •2.1. Понятие производной.
- •2.2. Таблица производных элементарных функций, свойства производных.
- •2.3. Нахождение производных функции.
- •2.4. Физический и геометрический смысл производной.
- •Раздел 3. Дифференциал функции.
- •3.1. Общие понятия.
- •Свойства дифференциала функции.
- •3.2. Нахождение дифференциала функций одной переменной.
- •3.3. Геометрический смысл дифференциала.
- •3.4. Применение дифференциала.
- •3.5. Производные и дифференциалы высших порядков.
- •3.6. Применение производных и дифференциалов высших порядков.
- •Раздел 4. Частные производные и частные дифференциалы функций.
- •4.1. Функция двух переменных.
- •4.2. Частное и полное приращение функции двух переменных.
- •4.3. Частные производные функции двух переменных.
- •4.4. Нахождение частных производных функции нескольких переменных.
- •4.5. Частные дифференциалы функции нескольких переменных.
- •4.6. Полный дифференциал функции.
- •4.7. Скалярное поле.
- •Раздел 5. Неопределенный интеграл.
- •5.1. Первообразная. Неопределенный интеграл.
- •5.2. Геометрический смысл неопределенного интеграла.
- •5.3. Таблица основных интегралов
- •5.4. Свойства неопределенного интеграла
- •5.5. Методы интегрирования
- •5.6. Проверка правильности нахождения неопределенного интеграла.
- •Раздел 6. Определенный интеграл.
- •6.1.Понятие определенного интеграла.
- •6.2. Геометрическая и физическая интерпретация определенного интеграла.
- •6.3. Формула Ньютона-Лейбница.
- •6.4. Несобственный интеграл.
- •6.5. Свойства определенного интеграла
- •6.6. Методы интегрирования
- •6.7. Применение определенного интеграла.
- •6.8. Понятие двойного интеграла.
- •Раздел 7. Дифференциальные уравнения.
- •7.1. Дифференциальное уравнение, виды дифференциальных уравнений.
- •7.2. Способы составления дифференциального уравнения.
- •7.3. Дифференциальные уравнения первого порядка.
- •7.3.1. Дифференциальные уравнения 1-го порядка с разделяющимися переменными.
- •7.3.2. Однородные дифференциальные уравнения первого порядка.
- •7.3.3. Линейные дифференциальные уравнения первого порядка.
- •7.4. Дифференциальные уравнения второго порядка.
- •7.4.1. Простейшие дифференциальные уравнения второго порядка.
- •7.4.2. Дифференциальные уравнения второго порядка вида .
- •7.4.3. Линейные однородные дифференциальные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами.
- •Раздел 8. Понятие о рядах.
- •8.1. Числовой ряд.
- •8.2. Функциональный ряд. Ряд Тейлора.
- •8.3. Ряд Фурье и интеграл Фурье
- •Раздел 9. Введение в математические методы оптимизации.
- •9.1. Оптимизация производства.
- •9.2. Транспортная задача.
- •9.3. Введение в теорию массового обслуживания. Формулы Эрланга.
- •Раздел 10. Задачи по высшей математике для самостоятельной работы.
- •Нахождение пределов функций
- •10.2. Вычисление производных и дифференциалов функций
- •10.2.1. Нахождение производных функций
- •10.2.2. Найти производные неявных функций
- •10.2.3. Найти частные производные и полные дифференциалы функций
- •10.3. Осуществить приближенные вычисления
- •11.1.2. Реология
- •11.1.3. Гемодинамика
- •11.1.4. Биофизика клетки.
- •11.1.5. Электрография.
- •11.2. Медицинская электроника.
- •11.3. Фармакология.
- •11.4. Стоматология.
- •11.5. Биология.
- •Раздел 8. Понятие о рядах. 51
- •Раздел 9. Введение в математические методы оптимизации. 57
- •Раздел 10. Задачи по высшей математике для самостоятельной работы. 68
- •Раздел 11. Примеры задач с применением высшей математики. 82
1.5. Способы задания функции.
Табличный способ задания функции.
При этом способе выписываются в определенном порядке значения аргумента и соответствующие значения функции.
-
х
х1
х2
…
Хn
y
Y1
Y2
…
yn
Примером таких таблиц могут служить таблицы тригонометрических функций, таблицы логарифмов, результаты экспериментов.
2. Графический способ задания функции.
Если в прямоугольной системе координат на плоскости изобразить в виде линии некоторую совокупность точек так, что , где x – абсциссы точек, а y – ординаты, то такая совокупность точек называется графиком функции (рис. 1).
Рис. 1.
Откладывая на оси абсцисс необходимое значение x и восстанавливая перпендикуляр из точки x до пересечения с кривой, а затем, проводя прямую, параллельную оси абсцисс до пересечения ее с осью ординат, получим значение функции в точке x.
3. Аналитический способ задания функции.
При аналитическом способе задания функция представляется аналитическим выражением, то есть через совокупность известных математических операций, которые производятся в определенной последовательности над числами и символами, обозначающими постоянные и переменные величины.
Примером аналитических выражений могут
служить:
,
.
1.6. Элементарные функции. Свойства функций.
К основным элементарным функциям относятся:
Степенная функция:
, где a – действительное число.
Показательная функция:
, где а – положительное число не равное единице.
Логарифмическая функция:
, где а – основание логарифма – положительное число, не равное единице.
Тригонометрические функции:
,
,
,
.
Обратные тригонометрические функции:
,
,
,
.
Кроме основных элементарных функций к
элементарным относятся функции,
полученные из последних путем конечного
числа операций сложения, вычитания,
умножения и деления функции на функцию,
а также взятия функции от функции (или
сложные функции):
.
Вспомним область определения и графики основных элементарных функций:
Степенная функция.
.
а) а – целое положительное число. Область определения (-∞, ∞).
Примерный вид функции на рис.2 и рис.3.
Рис.2. Рис.3.
б) а – целое отрицательное число. Функция определена для всех х за исключением т. х=0. Примерный вид функции показан на рис.4 и рис.5.
Рис.4. Рис.5.
Приведем также примеры степенных функций при дробно-рациональных значениях а (рис. 6,7,8).
Рис.6. Рис.7. Рис.8.
Показательная функция: ; а>0 и а ≠ 1.
Она определена при всех значениях х. Пример функции показан на рис.9.
Рис.9.
Логарифмическая функция: ; а>0 и а≠1.
Область определения функции (0, ∞). График функции показан на рис.10.
Рис.10.
Тригонометрические функции.
Графики этих функций показаны на рис. 11, 12, 13, 14.
Рис.11. Рис.12.
Рис. 13. Рис.14.
Функции
и
определены для всех х. Функция
определена везде, кроме точек
,
(k=0; ±1; ±2…). Функция
также определена везде, кроме точек
,
(k=0; ±1; ±2…).
Исходя из графиков, мы видим, что функции бывают периодические и непериодические.
Определение: Функция
,
называется периодической, если
существует такое постоянное число Т,
при прибавлении или вычитании которого
от аргумента значение функции не
изменятся, т.е.
,
.
Наименьшее такое число Т называется периодом функции.
Все тригонометрические функции –
периодические. Непосредственно
из определения следует, что функции
,
– периодические с периодом
.
Функции
и
имеют период
.
Функции бывают возрастающие и убывающие.
Определение: Функция называется возрастающей в интервале, если большему значению аргумента из этого интервала соответствует большее значение функции, то есть при ∆Х>0 приращение функции ∆У>0.
Функция называется убывающей в интервале, если большему значению аргумента из этого интервала соответствует меньшее значение функции, то есть при ∆Х>0 приращение функции ∆У<0.