Добавил:
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1-1 Высшая математика / visshaya_matematika_chast_IV

.pdf
Скачиваний:
87
Добавлен:
31.01.2021
Размер:
10.23 Mб
Скачать

§8. Основні формули інтегрального числення функцій однієї змінної

381

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

f (x) dx

(1)

g(x) dx

(2) ,

 

 

a

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

точка x = a – особлива точка функцій f (x) та g(x)

 

Ознаки

1) 0 ≤ f (x)≤ g(x) x (a, b]

 

 

а) інтеграл (2) збіжний

 

інтеграл (1) збіжний;

порівняння

б) інтеграл (1) розбіжний

 

інтеграл (2) розбіжний;

 

 

2) f (x) > 0, g(x) > 0 x (a, b]

 

 

lim

f (x)

= A> 0

 

інтеграли (1), (2) обидва

 

 

 

 

 

 

x

a

g(x)

 

 

 

 

 

 

збіжні або обидва розбіжні

 

 

 

Інтеграл для

1 dx

збігається, якщо

p < 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

порівняння

0 xp

 

 

 

p ≥ 1.

 

 

 

розбігається, якщо

 

f (x)

– знакозмінна функція на проміжку (a, b] ,

 

 

x = a

– особлива точка функції

f (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

Достатня ознака

f (x) dx

(1)

 

 

 

 

f (x)

dx

(2)

 

збіжності

a

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

інтеграл (2) збігається

інтеграл (1) збігається

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Абсолютно

f (x) dx

– абсолютно збіжний,

 

збіжний

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

інтеграл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

якщо f (x)

 

dx – збіжний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Умовно

f (x) dx

– умовно збіжний,

 

 

збіжний

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

інтеграл

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

якщо f (x)

 

dx – розбіжний, а f (x) dx – збіжний

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

382

 

 

 

 

 

 

Глава 7. Довідковий матеріал

 

 

§9. Деякі важливі криві та поверхні

 

 

 

 

9.1 Деякі важливі криві

 

 

 

 

 

 

 

Назва, рівняння

 

 

Графік

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алгебраїчні криві другого порядку

 

 

 

 

 

Еліпс

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

x

2

+ y

2

= 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2

 

b2

 

 

 

 

O

 

 

a

x

 

x = a cost ,

 

 

 

 

 

 

y = bsint.

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

При b = a

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коло x2 + y2 = a2

 

 

O

 

a

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гіпербола

 

 

y

 

 

 

 

 

x

2

y

2

= 1 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

a2

b2

 

 

b

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

= a cht ,

(для

 

 

 

 

 

 

 

 

y

= bsht

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

O

 

 

x

 

правої гілки)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

M

 

 

 

 

 

Парабола

 

d

 

 

 

3

 

 

 

 

r

 

 

 

 

y2 = 2px

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

O

 

p

, 0

 

x

 

 

 

 

 

 

 

2

 

F

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§9. Деякі важливі криві та поверхні

383

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

3

 

 

Алгебраїчні криві третього порядку

 

 

 

 

 

 

 

y

3a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

Декартів лист

 

 

 

 

 

x3 + y3 3axy = 0 ;

 

 

 

 

4

 

x =

3at

–a

O

 

 

 

1+ t

3 ,

 

x

 

 

 

 

 

–a

 

 

 

 

 

3a t2 .

 

 

 

 

 

y =

 

 

 

x+y+a = 0

 

 

 

1+ t

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

ЛоконАньєзі

 

 

a

 

5

 

(верзієра)

 

 

 

 

 

 

a

3

 

 

 

 

 

 

y = a2 + x2 .

 

 

O

x

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

6

Кубічна парабола

 

 

 

 

 

y = x3 .

 

 

O

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

Напівкубічна

 

 

 

 

7

 

парабола

 

 

 

 

 

y2 = x3 .

 

O

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

384

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 7. Довідковий матеріал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

Цисоїда Диоклеса

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

2

=

 

 

 

x

3

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a x

 

 

 

 

 

 

 

 

A

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

=

 

 

a t

2

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

+ t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

a x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

at3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

+ t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρ

 

=

 

asin2 ϕ

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Строфоїда

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

y

2

 

= x

2 a + x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a cos2ϕ

 

 

 

 

 

–a

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

ρ = −

 

 

cosϕ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алгебраїчні криві четвертого і вищих порядків

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кардіоїда

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2 + y2 2ax)2 = 4a (x2 + y2 ) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρ

= a(1+ cosϕ ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

2a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лемніската Бернуллі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

(x2

 

+ y2 )2 = a2 (x2 y2 ) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρ

2 = a2 cos2ϕ .

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

a x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§9. Деякі важливі криві та поверхні

 

385

1

 

 

2

 

 

 

3

 

12

Завиток Паскаля

a

a

 

(x2 + y2

2Rx)2 = a2 (x2 + y2 ) ;

 

 

O

2R

x

 

ρ = 2Rcosϕ

+ a .

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

Гіпоциклоїда (астроїда)

a

 

 

 

 

2

2

 

2

 

 

 

13

x 3 + y 3

= a 3 ;

 

 

 

 

 

 

3

t ,

O

a

x

 

 

 

 

 

x = acos

 

 

 

 

 

y = asin3 t.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

a

 

14

Трипелюсткова троянда

 

 

 

ρ = asin3ϕ

(ρ

0) .

O

 

ρ

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

15

Чотирипелюсткова троянда

 

 

 

ρ

= a sin2ϕ .

O

 

ρ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трансцендентні криві

 

 

 

 

Циклоїда

y

 

 

 

 

2a

 

 

16

x = a(t sint),

 

a

 

 

y = a(1cos t).

t

a

 

 

 

2π a x

 

 

 

O

π a

386

 

 

 

Глава 7. Довідковий матеріал

1

2

 

 

3

 

 

 

 

2аπ

 

Спіраль Архімеда

2аπ

17

2аπ

ρ = aϕ (ρ

0) .

 

O

ρ

 

Гіперболічна спіраль

 

M

 

 

 

18

 

ρ

 

a

ρ =

a

(ρ > 0) .

 

 

 

 

 

 

ϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ

O

 

 

ρ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

Логарифмічна спіраль

O

 

 

ρ

 

ρ

= ea ϕ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Евольвента (розгортка)

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

кола

 

 

 

 

 

 

 

x = a(cost + t sint),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

y = a (sint t cos t).

 

O

 

at

P(x,y)

 

 

 

 

 

 

 

A

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

Жезл

 

 

 

 

 

 

 

ρ

= a .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ

 

 

 

 

ρ

 

 

 

O

 

 

 

 

§9. Деякі важливі криві та поверхні

387

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

3

 

 

Трактриса

 

 

x = aln

a

a2 y2

+

y

 

 

 

 

 

y

 

A(0;a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

+

a2 y2 ;

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

t

 

 

,

O

P

x

 

 

x = a ln tg

2

+ cos t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = asint .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ланцюгова лінія

 

y

 

 

 

 

a

 

 

x

x

 

 

 

 

 

 

y =

 

e

a

+ e

a

=

 

 

 

23

2

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

x

 

= a ch a .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.2 Поверхні другого порядку

1.Сфера

x2 + y2 + z2 = a2

 

z

 

 

a

 

a

О

a

y

x

 

 

2. Еліпсоїд

x2

+

y2

+

z2

= 1.

a2

b2

c2

 

 

 

Еліпсоїд обертання (вісь обертання Oz: b = a ) :

x2 + y2

+

z2

= 1

a2

c2

 

 

z

 

c

 

a о

b

y

x

 

388

Глава 7. Довідковий матеріал

 

 

3. Гіперболоїди:

 

а) однопорожнинний

x

2

 

y

2

 

z

2

o

 

+

 

 

= 1 ;

a2

b2

c

2

 

 

 

б) двопорожнинний

x2 + y2 z2 = −1. a2 b2 c2

Гіперболоїди обертання (вісь обертання Oz: b = a ) :

а) однопорожнинний

x2 + y2

z2

= 1

;

a2

c2

 

 

 

б) двопорожнинний

x2 + y2 z2 = −1 a2 c2

§9. Деякі важливі криві та поверхні

4. Конус другого порядку

x2 + y2 z2 = 0 . a2 b2 c2

o

Круговий конус (вісь обертання Oz: b = a ) :

x2 + y2 z2 = 0 , a2 c2

зокрема при a = b = c = 1 :

x2 + y2 z2 = 0

5. Параболоїди:

а) еліптичний

x2

+

y2

= 2z , pq > 0 .

p

q

 

 

о

Параболоїд обертання (вісь обертання Oz: q = p ) :

x2 + y2 = 2 pz ;

б) гіперболічний

x

2

 

y

2

 

 

 

о

 

 

= 2z ,

pq > 0

p

q

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

389

x

390

 

 

 

 

Глава 7. Довідковий матеріал

 

 

6. Циліндри другого порядку:

а) еліптичний

 

 

x2

+

y2

= 1,

z .

 

a2

b2

 

 

 

о

Круговийциліндр(вісьобертан-

ня Oz: b = a ) :

x2 + y2 = a2 , z ;

б) гіперболічний

x2

 

y2

 

 

о

a2

b2 = 1,

z ;

 

в) параболічний

 

y2 = 2 px, p > 0, z

о

Соседние файлы в папке 1-1 Высшая математика