
СеверинВП ДУ первого порядка
.pdf
Производные основных элементарных функций даны в табл. 5.1.
Таблица 5.1 – Производные элементарных функций
f (x) |
f (x) |
||
|
|
|
|
xa |
a xa 1 |
||
ln x |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
x |
||
|
|
||
|
|
|
|
f (x) |
f (x) |
|
|
ax |
ax ln a |
ex |
ex |
|
|
sin x |
|
|
cos x |
arcsin x |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
1 x2 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
cos x |
|
sin x |
arccos x |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
1 x2 |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
tg x |
|
|
|
1 |
|
|
|
arctg x |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
cos2 x |
1 |
x2 |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
ctg x |
|
|
1 |
|
|
|
arcctg x |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
sin2 x |
|
|
|
|
1 x2 |
|
|
|||||||||
sh x |
|
|
|
ch x |
Arsh x |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
x2 1 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ch x |
|
|
|
sh x |
Arch x |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
x2 1 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
th x |
|
|
|
1 |
|
|
|
Arth x |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
ch 2 x |
1 |
x2 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
cth x |
|
1 |
|
|
|
Arcth x |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
sh2 x |
1 |
x2 |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
В этой таблице a – некоторый числовой постоянный параметр. Структура таблицы позволяет установить аналогию и отличие между производными тригонометрических и гиперболических функций, а также производными обратных тригонометрических и обратных ги-
91

перболических функций. Здесь обозначены гиперболические и обратные гиперболические функции:
sh x |
|
ex e x |
, |
||
2 |
|
||||
|
|
|
|||
th x |
ex e x |
|
, |
||
ex e x |
|||||
|
|
Arsh x ln(x x2 1) ,
Arth x 12 ln 11 xx ,
ch x |
ex e x |
, |
|
|
||
2 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
||
cth x |
|
ex e x |
|
, |
|
|
|
ex e x |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Arch x ln(x |
|
|
x2 1) , |
Arcth x 12 ln11 xx .
Логарифмическое дифференцирование: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
1) y uv , |
|
ln y v lnu , (ln y) |
1 |
y , |
y y(v lnu) , |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
y |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
y y v ln u v |
|
|
|
u ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) y |
u1 u2 un |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
v v |
2 |
v |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ln y lnu1 lnu2 lnun lnv1 lnv2 ln vm , |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
||||
y y |
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
u |
|
u |
|
|
|
v |
|
v |
|
|
|
v |
. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
u2 |
2 |
un |
|
n |
|
v1 |
1 |
v2 |
2 |
|
vm |
m |
||||||||
|
u1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
П р а в и л а и н т е г р и р о в а н и я . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Неопределенный интеграл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (x)dx F(x) C , |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где F (x) |
– |
|
первообразная |
подынтегральной |
функции |
|
f (x) , |
F (x) f (x) ; C – произвольная постоянная. Первообразные основных элементарных функций приведены в табл. 5.2.
92

Таблица 5.2 – Основные первообразные
|
f (x) |
|
F(x) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xa |
|
xa 1 |
|
||||||
|
|
a 1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
ln |
|
x |
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
x |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||||
|
cos x |
|
sin x |
|||||||
|
|
|
|
|||||||
|
sin x |
cos x |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
tg x |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
cos 2 x |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
|
ctg x |
|||||||
|
|
|
|
|
||||||
|
sin2 x |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (x) |
|
|
F(x) |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a x |
|
|
|
|
|
a x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
ln a |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ex |
|
|
|
|
|
ex |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
ln |
|
tg |
x |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
sin x |
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln |
tg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
cos x |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
|
|
|
|
arcsin |
|
|
x |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
a2 x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
a |
|||||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
arctg |
x |
|
|||||||||||||||
|
|
a2 x2 |
|
a |
a |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ch x |
|
sh x |
|
|
|
ln(x |
|
x2 a2 ) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
x2 a2 |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
sh x |
|
ch x |
|
|
|
ln |
x |
|
x2 a2 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
x2 a2 |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
th x |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
ln |
|
x a |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ch 2 x |
|
x2 a2 |
|
|
|
|
2a |
x a |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
1 |
|
cth x |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
ln |
1 x |
|
||||||
|
sh2 x |
|
|
1 x2 |
|
|
2 |
1 x |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В этой таблице a – некоторый числовой постоянный параметр. Противоположность действий дифференцирования и интегриро-
вания: |
|
f (x)dx f (x) , |
|
|
|
|
d |
|
df (x) f (x) C . |
||
|
|
||||
|
dx |
|
|
93

Интеграл суммы
[u(x) v(x)]dx u(x)dx v(x)dx .
Постоянный множитель можно выносить за знак интеграла:
Cf (x)dx C f (x)dx .
Интегрирование методом внесения под знак дифференциала. Если
f (x)dx F(x) C ,
то при произвольной функции (x)
f [ (x)]d(x) F[ (x)] C .
Формула интегрирования по частям
udv uv vdu .
Интегрирование методом замены переменных
f (x)dx f [ (t)] (t)dt ,
где t (x) – новая переменная, x (t) – обратная функция. Теорема Барроу
x
d f (t)dt f (x) . dx a
Формула Ньютона-Лейбница
b
f (x)dx F (b) F (a) .
a
94
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Агафонов С.А. Дифференциальные уравнения : учебник для вузов / С.А. Агафонов, А.Д. Герман, Т.В Муратова ; под ред. В.С. Зарубина, А.П. Крищенко. – 3-е изд. – М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 352 с.
2.Арнольд В.И. Обыкновенные дифференциальные уравнения : учеб. пособ. / В.И. Арнольд. – М. : Наука, 1984. – 271 с.
3.Краснов М.Л. Обыкновенные дифференциальные уравнения : учеб. пособ. / М.Л. Краснов. – М. : Высш. шк., 1983. – 128 с.
4.Краснов М.Л. Сборник задач по обыкновенным дифференциальным уравнениям : учеб. пособ. / М.Л. Краснов, А.И. Киселев, Г.И. Макаренко. – 3-е изд., испр. и доп. – М. : Высш. шк., 1978. – 287 с.
5.Матвеев Н.М. Сборник задач и упражнений по обыкновенным дифференциальным уравнениям : учеб. пособ. / Н.М. Матвеев. – М. : РОСВУЗИЗДАТ, 1962. – 391 с.
6.Понтрягин Л.С. Обыкновенные дифференциальные уравнения / Л.С. Понтрягин. – 5-е изд. – М. : Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1982. –
331 с.
7.Понтрягин Л.С. Дифференциальные уравнения и их приложения / Л.С. Понтрягин. – М. : Наука, 1988. – 208 с.
8. Призва Г.Й. Диференціальні рівняння та їх застосування / Г.Й. Призва. – 2-е вид., перероб. і доп. – К. : Вища школа, 1992. – 96 с.
9.Сенчук Ю.Ф. Математический анализ для инженеров : учеб. пособ. : Ч. 1 / Ю.Ф. Сенчук. – Х. : НТУ «ХПИ», 2004. – 408 с.
10.Сенчук Ю.Ф. Математический анализ для инженеров : учеб. пособ. : Ч. 2 / Ю.Ф. Сенчук. – Х. : НТУ «ХПИ», 2006. – 408 с.
11.Тихонов А.Н. Дифференциальные уравнения / А.Н. Тихонов, А.Б. Васильева, А.Г. Свешников. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1985. – 231 с.
12.Федорюк М.В. Обыкновенные дифференциальные уравнения :
95
учеб. пособ. / М.В. Федорюк. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1985. – 448 с.
13.Филиппов А. Ф. Сборник задач по дифференциальным уравнениям : учеб. пособ. / А.Ф. Филиппов. – 7-е изд. – М. : Наука. Гл. ред.
физ.-мат. лит., 1992. – 128 с.
14.Эльсгольц Л. Э. Обыкновенные дифференциальные уравнения
:учебник / Л.Э. Эльсгольц. – СПб. : Лань, 2002. – 220 с.
15.Эрроусмит Д. Обыкновенные дифференциальные уравнения. Качественная теория с приложениями / Д. Эрроусмит, К. Плейс ; пер. с англ. Т.Д. Вентцель. – М. : Мир, 1986. – 245 с.
96

Навчальне видання
СЕВЕРИН Валерій Петрович
АНАЛІЗ СИСТЕМ НА ОСНОВІ ДИФЕРЕНЦІАЛЬНИХ РІВНЯНЬ ПЕРШОГО ПОРЯДКУ
Навчально-методичний посібник для студентів напрямків 6.040302 «Інформатика»,
6.040303 «Системний аналіз»
Російською мовою
Роботу до видання рекомендував М. І. Безменов
В авторській редакції
План 2012 р., п. 3
Підп. до друку ___.___.___. Формат 60×84 1/16. Папір друк. №2. Друк – ризографія. Гарнітура Times New Roman. Ум. друк. арк. ___. Наклад 100 прим. Зам. №____. Ціна договірна.
____________________________________________________________________
Видавничий центр НТУ «ХПІ» Свідоцтво про державну реєстрацію ДК № 3657 від 24.12.2009 р.
61002, Харків, вул. Фрунзе, 21
Друкарня НТУ «ХПІ», 61002, Харків, вул. Фрунзе, 21