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

Шведенко Начала математического анализа 2011

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
12.11.2022
Размер:
5.86 Mб
Скачать

261

eSLI U FUNKCIJ x = x(t) I y = y(t) ESTX WTORYE PROIZ-

WODNYE x = x(t) I y = y(t), TO U FUNKCII y = y(t(x)) I/ILI

x = x(t(y)) SU]ESTWUET I WTORAQ PROIZWODNAQ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y00

y0 0

y_0

t0 x

y(t)

 

1

 

 

y(t)x(t); x(t)y(t)

1

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

xx = ( x)x

= ( x)

( ) =;

x(t)

x(t)

(x(t))

2

x(t)

I/ILI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xyy00 = (xy0 )y0 = (x_y0 )t0(y) =;

x(t)

 

 

1

 

=

x(t)y(t);y2(t)x(t)

 

1

 

 

y(t)

y(t)

 

 

 

 

 

y(t)

 

 

(y(t))

 

(W PERWOM SLU^AE t = t(x), A WO WTOROM t = t(y)).

kRATKO FORMULY PERWOJ I WTOROJ PROIZWODNYH FUNK-

CIJ y = y(x) I x = x(y) PRI IH PARAMETRI^ESKOM ZADANII

(x = x(t) ZAPISYWA@T W WIDE y = y(t)

 

y0 = y , y00 =

yx;yx

 

x0 =

x

, x00 =

xy

;xy

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

y3

 

 

 

 

 

nAPRIMER, FUNKCII y = y(x) I x = x(y), OPREDELQEMYE

PRINADLEVNOSTX@ TO^KI (x y) \LLIPSU

 

x2

+

y2

= 1, IME@T

 

 

2

b

2

PROIZWODNYE1:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y0 = y =

b cos t

 

 

,

x0 =

x

= ;a sin t

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

;a sin t

 

 

 

 

 

y

 

 

 

b cos t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y00

=

yx;y x

= (;b sin t)(;a sin t);b cos t(;a cos t) =

 

 

 

b

 

 

,

 

 

x

3

 

 

 

 

 

 

 

( a sin t)

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

; 3

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

sin

 

 

 

 

 

 

 

a

t

b

 

 

;t

 

a

 

 

t

 

 

b

 

t

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

x00

=

xy ;xy

= (;

 

 

cos )

 

cos

; (;

 

 

 

sin )(;

 

sin

) =

 

 

 

 

 

.

 

 

y

3

 

 

 

 

 

 

 

(b cos t)

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

; 3

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

cos

 

1 zNA^ENIE t W NIH OPREDELQETSQ (S TO^NOSTX@ DO SLAGAEMOGO, KRAT- arcsin yb ESLI x >0

<

;

 

x

b

8arccos

ESLI y >0

a

NOGO 2 ) PO PRAWILU: t = >

 

arcsin y ESLI x< 0

>:2 ; arccos xa ESLI y <0:

262

V.7. kAK WY^ISLQ@T DIFFERENCIAL DLINY

GLADKOJ LINII

(

 

 

 

 

 

 

 

 

dLINU

l(a b) U^ASTKA GLADKOJ LINII L:

x = x(t)

t

2

I,

 

y = y(t)

 

 

 

 

MEVDU EE TO^KAMI Pa I Pb , OTWE^A@]IMI ZNA^ENIQM t = a I t = b PROMEVUTKA I, OPREDELQ@T KAK TO^NU@ WERHN@@ GRANX DLIN WSEWOZMOVNYH WPISANNYH W \TOT U^ASTOK LOMANYH 1.

iZ DANNOGO OPREDELENIQ WYTEKAET, ^TO ESLI a < b < c, TO l(a b) + l(b c) = l(a c) | SWOJSTWO ADDITIWNOSTI DLINY2.

hOTQ POLU^ITX FORMULU DLINY l(a b) U^ASTKA GLADKOJ LINII METODAMI LI[X DIFFERENCIALXNOGO IS^ISLENIQ (BEZ PRIWLE^ENIQ INTEGRALXNOGO) NE UDAETSQ, MOVNO WY^ISLITX DIFFERENCIAL dl DLINY l(a t) (U^ASTKA GLADKOJ LINII S PE- REMENNOJ KONE^NOJ TO^KOJ) KAK FUNKCII PEREMENNOJ t.

pRIRA]ENIE Ml \TOJ FUNKCII, OTWE^A@]EE PRIRA]ENI@ Mt > 0 W KAKOJ-LIBO TO^KE t0 , ESTX DLINA U^ASTKA GLADKOJ LINII MEVDU TO^KAMI Pt0 I Pt0 +Mt , T. E. (SOGLASNO DANNOMU WY[E OPREDELENI@) TO^NAQ WERHNQQ GRANX DLIN WSEWOZMOV- NYH LOMANYH, WPISANNYH W \TOT U^ASTOK.

1 pOSLEDOWATELXNYMI WER[INAMI L@BOJ TAKOJ LOMANOJ SLUVAT TO^KI GLADKOJ LINII, OTWE^A@]IE ZNA^ENIQM t = t0 t1 : : : tn;1 tn , PRI PROIZWOLXNOM WYBORE ZNA^ENIJ t1 : : : tn;1 tn 2I (I ^ISLA n \TIH ZNA^ENIJ), POD^INENNOM LI[X USLOWI@ a = t0 < t1 < < tn;1 < tn = b. pOD DLINOJ LOMANOJ PONIMA@T SUMMU DLIN SOSTAWLQ@]IH EE PRQMO-

LINEJNYH OTREZKOW.

2 wOT EGO DOKAZATELXSTWO: L@BAQ LOMANAQ, WPISANNAQ W U^ASTOK GLADKOJ DUGI MEVDU TO^KAMI Pa I Pb , PRODOLVENNAQ LOMANOJ, WPI- SANNOJ W U^ASTOK MEVDU TO^KAMI Pb I Pc, ESTX LOMANAQ, WPISANNAQ W U^ASTOK MEVDU TO^KAMI Pa I Pc , PRI \TOM L@BAQ LOMANAQ, WPISANNAQ W U^ASTOK GLADKOJ DUGI MEVDU TO^KAMI Pa I Pc , DOBAWLENIEM K NEJ WER- [INY W TO^KE Pb PREOBRAZUETSQ (S NEUMENX[ENIEM DLINY) W LOMANNU@ UKAZANNOGO WIDA. oSTAETSQ PRIMENITX SWOJSTWO ADDITIWNOSTI DLQ LO- MANYH, WYTEKA@]IM IZ SAMOGO OPREDELENIQ DLINY LOMANOJ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

263

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dLQ NA^ALA NADO NAJTI DLINU

l TAKOJ LOMANOJ. tAK KAK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

EE WER[INAMI SLUVAT TO^KI

( (

 

n;1)

( n;1))

( ( n)

( n)),

( ( 0)

( 0))

 

( (

1)

( 1))

 

 

 

x t

y t

x t

y t

: : : x t

 

 

y t

x t

y t

GDE t0 < t1 <

 

< tn;1 < tn = t0 +Mt

(RIS. 20), DLINA \TOJ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LOMANOJ WY^ISLQETSQ KAK SUMMA DLIN SOSTAWLQ@]IH EE PRQ-

MOLINEJNYH OTREZKOW:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ml = q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x(t1)

x(t0))2 +(y(t1)

y(t0))2 +

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+q(x(tn) x(tn;1))2 +(y(tn) y(tn;1))2 .

y

x=x(t) y=y(t)

x

t

t

t

t + t t

0

1

n1

0

rIS. 20

pREOBRAZUQ PRAWU@ ^ASTX POSLEDNEGO RAWENSTWA, PRIME- NIW K KAVDOJ IZ RAZNOSTEJ, STOQ]IH POD ZNAKAMI RADIKALOW

TEOREMU lAGRANVA (SM. S. 209), MOVNO PRIJTI K RAWENSTWU

Ml = q

 

(t1

 

 

 

 

 

(x(c1))2 +(y(c1))2

 

t0) +

 

 

 

c

e

;

 

 

 

 

 

 

 

(tn ;tn;1),

 

+ q(x(cn))2 +(y(cn))2

 

 

 

 

 

 

 

e

 

264

GDE c1 I c1 | NEKOTORYE (WNUTRENNIE) TO^KI OTREZKA [t0 t1],

cn I ecn |e NEKOTORYE (WNUTRENNIE) TO^KI OTREZKA [tn;1 tn].

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

pUSTX TEPERX " | L@BOE (SKOLX UGODNO MALOE) POLOVI- TELXNOE ^ISLO. w SILU NEPRERYWNOSTI NA PROMEVUTKE I

PROIZWODNYH x = x(t), y = y(t) SU]ESTWUET TAKOE POLOVI-

TELXNOE ^ISLO , ^TO PRI WYPOLNENII NERAWENSTW 0 <Mt <

NERAWENSTWA jx(t) ;x(t0)j < 2" I jy(t) ;y(t0)j < 2" WYPOLNQ@TSQ PRI L@BOM ZNA^ENII t MEVDU t0 I t0 +Mt.

oSNOWYWAQSX NA \TIH NERAWENSTWAH, MOVNO UTWERVDATX:

KAVDAQ IZ WELI^IN q(x(c1))2 +(y(ec1))2 , : : : ,q(x(cn))2 + (y(ecn))2

OTLI^AETSQ OT WELI^INY q(x(t0))2 +(y(t0))2 MENX[E, ^EM NA "

(RIS. 21)1.

y(t0)

y(c1)

x(t0) x(c1)

rIS. 21

1 tAK KAK DLINA KAVDOGO IZ DWUH OTREZKOW, IZOBRAVENNYH NA RIS. 21 SPLO[NOJ LINIEJ, OTLI^AETSQ OT DLINY PUNKTIRNOGO OTREZKA MENX[E, ^EM NA 2" , DLINY UKAZANNYH DWUH OTREZKOW RAZLI^A@TSQ MEVDU SOBOJ

MENX[E, ^EM NA ".

265

w SOOTWETSTWII S \TIM OKAZYWAETSQ, ^TO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ml

 

 

(x(t0))2 +(y(t0))2 Mt =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cq

 

 

 

 

 

;

;q

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

=

 

(x(c ))2

+(y(c ))2

(t

1

 

 

t )

 

(x(t ))2

+(y(t ))2

(t

1

 

t ) +

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

0

 

 

 

0

0

 

 

 

0

 

 

 

 

. . . . . . . . . e. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

;q

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

(x(cn))2

+ (y(cn))2

 

(tn

 

tn;1)

 

 

(x(t0))2 +(y(t0))2

(tn

 

tn;1) <

 

 

 

 

 

 

c

 

 

< " (t1 ;t0) + + " (tn ;tn;1) = " Mt,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

T. E. DLINA Ml L@BOJ LOMANOJ, WPISANNOJ W WYDELENNYJ U^AS-

TOK1 GLADKOJ LINII, I WELI^INA (x(t0))2 +(y(t0))2 Mt RAZLI-

^A@TSQ MENX[E, ^EM NA " Mt.

 

 

sLEDUET WYWOD:

 

def

 

 

DLINA Ml = sup Ml U^ASTKA GLADKOJ LI-

NII L : x = x(t) t

 

I, SOOTWETSTWU@]EGO IZMENENI@

t OT

y = y(t)

2

 

c

 

(

t0 DO t0 +Mt, OTLI^AETSQ OT WELI^INY q(x(t0))2 + (y(t0))2 Mt,

PROPORCIONALXNOJ Mt, NE BOLX[E, ^EM NA " Mt, A \TO (W SILU PROIZWOLXNOSTI WYBORA ^ISLA " > 0) OZNA^AET, ^TO WELI^I-

NA q(x(t0))2 +(y(t0))2 Mt, I ESTX DIFFERENCIAL DLINY GLADKOJ LINII L (W TO^KE, OTWE^A@]EJ ZNA^ENI@ t = t0 ) WWIDU PROIZWOLXNOSTI ZNA^ENIQ t0 2 I DIFFERENCIALU DLINY GLADKOJ LINII L MOVNO PRIDATX WID2

dl =q(x(t))2 +(y(t))2 dt .

w SLU^AE GLADKOJ LINII, QWLQ@]EJSQ GRAFIKOM FUNKCII y = f(x) (IME@]EJ NEPRERYWNU@ PROIZWODNU@ NA PROMEVUT-

KE I OSI x), ROLX PEREMENNOJ (PARAMETRA) t WYPOLNQET x, I DIFFERENCIAL DLINY dl PREOBRAZUETSQ K WIDU

1 oTWE^A@]IJ IZMENENI@ t W PREDELAH OTREZKA [t0 t0 +Mt]. 2 pOSKOLXKU dt =Mt (W SILU NEZAWISIMOSTI PEREMENNOJ t).

266

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dl =q

 

dx

.

 

 

 

 

 

1 +(f 0(x))2

pRI ZADANII GLADKOJ LINII L W POLQRNYH KOORDINATAH:

(

 

 

 

 

 

 

 

 

r = r(t)

t

2

I, WYRAZITX DIFFERENCIAL DLINY POZWOLQ@T

' = '(t)

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FORMULY PEREHODA

x = r cos ' W SOOTWETSTWII S KOTORYMI

 

 

 

 

y = r sin '

x = r cos ' + r(; sin ')'

x2 + y2 = r2 + r2'2, A POTOMU

(y = r sin ' + r(cos ')'

 

dl =q(r(t))2 +(r(t)'(t))2 dt

W SLU^AE VE ZADANIQ GLADKOJ LINII URAWNENIEM r = r(') (ROLX PARAMETRA t WYPOLNQET POLQRNYJ UGOL ')

dl =q(r0('))2 + (r('))2 d' .

kRIWIZNA GLADKOJ LINII

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kRIWIZNOJ

GLADKOJ LINII L:

x = x(t)

t

2

I, W TO^KE Pt0

 

 

 

y = y(t)

 

 

(OTWE^A@]EJ ZNA^ENI@ t0 IZ PROMEVUTKA I) NAZYWA@T WZQ- TYJ PO ABSOL@TNOJ WELI^INE PREDEL, K KOTOROMU STREMITSQ PRI Mt ! 0 OTNO[ENIE MMl WELI^INY UGLA, NA KOTORYJ PO- WORA^IWAETSQ KASATELXNAQ K GLADKOJ LINII L PRI PEREHODE OT TO^KI Pt0 K TO^KE Pt0+Mt , K DLINE U^ASTKA GLADKOJ LINII

MEVDU \TIMI TO^KAMI (RIS. 22,

def

lim

M .

A): k =

 

 

Mt!0

Ml

dLQ POLU^ENIQ FORMULY KRIWIZNY GLADKOJ LINII L NE- OBHODIMO POTREBOWATX, ^TOBY ZADA@]IE EE FUNKCII x = x(t) I y = y(t) IMELI NA PROMEVUTKE I (IZMENENIQ PEREMENNOJ t)

WTORYE PROIZWODNYE x(t) I y(t).

267

rIS. 22

pOSKOLXKU KASATELXNAQ K GLADKOJ LINII L W TO^KE Pt0

IMEET URAWNENIE

y

;

y t

 

 

 

 

 

x

;

x t

 

 

 

UGOL

 

 

t

 

 

 

 

EE NAKLONA

 

 

 

(

0)

 

=

 

 

 

( 0)

,

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y t

 

 

 

 

 

 

x t

0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K OSI x RAWEN 8

 

 

 

 

(

0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y t

0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

ESLI x t

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg x t

0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

0)

6

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A POTOMU

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>arcctg y t

 

 

 

 

ESLI y(t0)

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y t

 

 

 

Mt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y t

0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>( 0

+ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

(

0)

M

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

arctg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg

 

 

 

 

 

 

 

 

= arctg

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M =8

 

x t

 

 

 

Mt

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

x t

0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x t

0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 0

+ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x t

 

 

 

Mt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x t

0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x t

0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>arcctg

 

 

(

0 + )

 

 

 

 

arcctg

 

 

 

(

 

= arcctg

0

(

M

 

 

 

M

t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t + o(

 

 

 

<

 

 

y t

 

 

 

Mt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

0 + )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y t

0)

x t

 

 

 

 

 

 

 

y t

 

x t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

(

 

( 0)

;

 

(

 

0) (

0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.

W L@BOM SLU^AE M

 

 

 

 

 

x t

 

2

 

y t

 

 

2

 

 

Mt

 

o Mt

 

 

 

PRI

 

Mt

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0))

 

 

 

 

+ ( )

 

 

 

 

 

 

 

!

sLEDUET WYWOD:

 

 

 

 

 

 

 

( (

0))

 

+( (

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y(t

)x(t ); y(t

)x(t

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

Mt+ o(Mt)

 

 

y(t

 

)x(t )

;

y(t

)x(t )

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

(x(t

))2+(y(t

))2

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

= lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

0

 

3

0

,

Ml

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mt!0

Mt!0

 

 

 

 

(x(t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mt+o(Mt)

 

 

 

 

 

 

 

x t

 

2

 

 

 

y t

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)) +(y(t

))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0)) )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(( ( 0)) +( (

 

 

 

 

A POTOMU KRIWIZNA GLADKOJ LINII L:

 

 

x = x(t) t

2

I, W TO^KE,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

= y(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 a SLEDOWATELXNO, I x(t0+Mt) 6= 0PRI L@BOM DOSTATO^NO MALOM Mt. 2 a SLEDOWATELXNO, I y(t0+Mt) 6= 0PRI L@BOM DOSTATO^NO MALOM Mt.

268

OTWE^A@]EJ ZNA^ENI@ t = t0 , WY^ISLQETSQ PO FORMULE

k = jy(t0)x(t0);y(t0)x(3t0)j . ((x(t0))2+(y(t0))2)2

w ^ASTNOSTI, ESLI GLADKAQ LINIQ L ZADANA KAK GRAFIK FUNKCII y = f(x), IME@]EJ NA PROMEVUTKE I OSI x WTORU@ PROIZWODNU@, TO DLQ KRIWIZNY \TOJ GLADKOJ LINII W L@BOJ

 

 

 

f 00

x

 

EE TO^KE (x0 f(x0)) SPRAWEDLIWA FORMULA

k =

j

 

( 0)j

3

 

.

 

 

(1+(f 0(x0))2)2

 

oBRATNU@ KRIWIZNE WELI^INU r = k1 NAZYWA@T RADIUSOM KRIWIZNY (DANNOJ GLADKOJ LINII W DANNOJ EE TO^KE). oB_QS- NQETSQ \TO TEM, ^TO OKRUVNOSTX RADIUSA r IMEET (W L@BOJ TO^KE) KRIWIZNU k = 1r RIS. 22, B).

nAPRIMER,

 

W PROIZWOLXNO WZQTOJ TO^KE (a cos t0 b sin t0)

\LLIPSA

x2

+

 

y2

= 1 (S. 259) EGO KRIWIZNA RAWNA

 

 

 

2

 

b

2

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =

 

 

 

 

ab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2

sin

2 t

 

+

b2

 

 

2 t

0)

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A TAK KAK

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2(1;cos 2t0)

 

 

b2(1+cos 2t0)

 

 

 

a2

sin

2 t

0 +

b2

cos

2 t

=

+

=

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

a2 +b2

;

 

a2

;b2

cos 2t0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TO W SLU^AE1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

 

 

 

 

a > b) NAIBOLX[EE ZNA^ENIE k =

 

KRIWIZNY

b

NABL@DAETSQ W TO^KAH ( a 0) (PRI t0 = 0 I t0 = ), A NAI-

 

 

 

= a

 

 

 

 

 

 

(0

 

) (

 

 

 

 

0

= 2

 

0

= 2 ).

MENX[EE k

 

1

 

| W TO^KAH

 

 

 

b

 

PRI t

 

 

 

 

I t

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 sOOTWETSTWU@]EM TRADICIONNOMU IZOBRAVENI@ \TOGO \LLIPSA (S FOKUSAMI, RASPOLOVENNYMI NA OSI x).

269

Приложение I

Как формируется символический язык

Логика 1 (в той ее части, которую называют формальной) есть наука о формах языкового выражения мысли и способах построения умозаключений.

Высказывания и предикаты

Исходное понятие формальной логики высказывание2. Ему можно дать следующее пояснение.

Высказывание есть мысленное образование, грамматически являющееся повествовательным предложением, а по содержащемуся в нем смыслу истиной или ложью 3.

Записываться высказывания могут словами, формулами, их сочетаниями, а выделяться кавычками или скобками (которые могут опускаться). Вот некоторые примеры:

“Квадрат имеет пять вершин” ; 2×2 =11 ;sin x

 

;

 

2 < 3

 

“Волга впадает в Каспийское море” ; lim

x

= 1;

x→0

 

 

“В 1947 г. на Земле разбился корабль инопланетян”.

Вопрос о том, является ли высказыванием (истинным или ложным) данное повествовательное предложение, решается в зависимо-

сти от того, как понят его смысл. Например, предложение “Дождь идет” становится высказыванием лишь при конкретизации места и вре-

мени наблюдения; напротив, предложение “Речка движется и не дви-

жется” (слова из некогда популярной песни) является ложным высказыванием даже без уточнения, о какой речке идет речь. Высказывание “ 2×2 = 11” при записи чисел в троичной системе становится истинным.

1Основоположником логики (греч. λoγoς´ слово, разум) считают древнегреческого философа Аристотеля (Aριστ oτ ελης´ , 384 – 322 гг. до

Р.Х.). Принципы логики были изложены им в его “Аналитиках” [1].

2Высказывания называют еще суждениями и утверждениями.

3Чем именно истиной или ложью в момент обсуждения может

оставаться неизвестным.

270

Анализируя высказывания, в каждом из них можно выделить предметы и то, что говорится об этих предметах . Если предметы, входящие в высказывание (все или часть из них) заменить буквенными символами, придав им смысл предметных переменных, то в результате возникает то, что называют высказывательной формой.

Например, высказывание “ 2 < 3” (в котором предметами

служат числа 2 и 3, а говорится о них то, что первое меньше второго) приводит к высказывательным формам x < 3”, “ 2 < y” и “ x < y” (первые две содержат одну, а третья две предметные переменные). Наоборот, придание переменым x и y значений, например, x = 5, y = 7, преобразует полученные высказывательные формы в высказывания: “ 5 < 3”

(ложное), “ 2 < 7” и “ 5 < 7” (оба истинные).

Следует подчеркнуть: высказывательная форма не является высказываением, но становится им (оказываясь либо

истинным, либо ложным) после присвоения предметным переменным каких-либо (допустимых по смыслу) конкретных значений.

Отличие высказывательной формы от высказывания часто сравнивают ([22], с. 34) с отличием бланка документа от документа как такового: бланк документа не является документом, но становится

им после заполнения всех предусмотренных граф.

Так как после вычленения из высказывания участвующих в нем предметов от него остается то, что говорится

об этих предметах (т. е. сказуемое), высказывательные формы называют еще предик´атами1. Далее термины высказывтельная форма и предикат будут считаться синонимами.

1 Лат. praedicatum сказанное. Чаще предикат определяют более

отвлеченно как функцию одной или нескольких переменных, значениями которой являются (в зависимости от значений переменных) конкретные высказывания.