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

Adaptatsionny_Kurs_Kulik

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
23.02.2015
Размер:
2.83 Mб
Скачать

k,

k

Учитывая периодичность тангенса, перенесѐм параллельно график вдоль оси

Z .

Ox

на

График функции y tg x называется тангенсоидой.

 

 

 

 

 

IV. График функции

y ctg x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y ctg x получим из графика функции

Так как ctg x tg x

, то график функции

 

 

2

 

 

 

 

 

 

y tg x

его параллельным

переносом вдоль оси

Ox

на

 

 

 

и симметричным

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

отображением полученного графика относительно оси

Ox :

 

 

 

 

 

График функции y ctg x называется котангенсоидой.

82

5. Соотношения между тригонометрическими фукнкциями одного аргумента

Для единичной окружности: sin y ;

cos x . Но

y

2

x

2

1.

 

 

 

 

 

 

Отсюда: sin

2

cos

2

1

основное тригонометрическое тождество.

 

 

tg sin ,

ctg

cos

 

ctg

1

 

 

tg ctg 1 .

 

 

sin

tg

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разделим последовательно

равенство

sin

2

cos

2

1

на cos

2

0

 

 

 

получим:

и

sin

2

 

 

0

,

 

1 tg2

 

1

 

 

;

 

1 ctg2

 

1

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2

 

sin2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По этим формулам

можно найти значения всех тригонометрических функций по

заданному значению одной функции.

6. Формулы тригонометрических функций суммы и разности двух чисел

Синус суммы:

sin sin cos cos sin

синус разности:

sin sin cos cos sin

косинус суммы:

cos cos cos sin sin

косинус разности:

cos cos cos sin sin

тангенс суммы:

tg

tg tg

;

1

tg tg

 

 

 

 

тангенс разности:

tg

tg tg

.

1

tg tg

 

 

 

 

;

;

;

;

7. Формулы двойного аргумента

cos 2

 

 

sin 2 2sin cos

cos

2

sin

2

1 2sin

 

 

 

 

tg 2

2 tg

 

 

1 tg

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

2

 

 

.

2cos

2

 

1

;

8.Формулы преобразования суммы и разности тригонометрических функций

впроизведение и наоборот

Формулы суммы и разности одноимѐнных тригонометрических функций:

sin sin cos cos

2sin

 

cos

 

;

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

2cos

 

cos

 

;

2

 

2

 

 

 

 

 

 

sin sin

cos cos

2sin

 

cos

 

;

2

2

 

 

 

2sin sin ; 2 2

83

tg tg

sin cos cos

;

tg tg

sin cos cos

.

Формулы преобразования произведения тригонометрических функций в сумму:

sin cos sin

sin cos cos

1

cos

2

 

 

1

 

cos

2

 

 

 

1

sin

2

 

 

cos ; cos ; sin .

ОБРАТНЫЕ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ

Функция

y arcsin x

На интервале

 

 

 

 

 

 

 

 

Арксинус числа

2 a

;

 

функция

y sin

2

 

 

 

 

 

 

 

 

– это такое число

 

x

возрастает.

из интервала

 

 

 

 

 

 

 

;

2

 

 

, синус которого равен

a .

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

,

arcsin a

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a 1.

 

 

sin a,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arcsin a arcsin a

sin arcsin a a, a 1

Функция

y arccos x

На интервале 0; функция y cos x

Арккосинус числа a – это такое число интервала 0; , косинус которого равен a .

убывает. из

 

 

0; ,

 

 

arccos a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos a,

a

1.

 

 

 

 

 

arccos a arccos a

 

 

cos arccos a a, a 1

84

Функция y arctg x

На интервале ;

2

Арктангенс числа

 

функция

y tg x

 

 

 

2

 

 

a – это такое число

возрастает.

из

 

 

 

;

 

, тангенс которого равен

интервала

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

;

 

,

arc tg a

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg a.

 

 

 

arc tg a arc tg a

 

 

 

tg arc tg a a

 

 

 

 

 

a

.

Функция

y arcctg x

На интервале 0; функция y ctg x

убывает.

Арккотангенс числа a

– это такое число

из

интервала 0; , котангенс которого равен a .

 

 

 

0; ,

 

arc ctg a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ctg a.

 

 

 

 

 

 

 

arcctg a arcctg a

 

 

ctg arc ctg a a

85

 

 

 

Приложение 4

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ

 

1. ПРОИЗВОДНАЯ

 

Число b называется пределом функции f x при x , стремящемся к

a x a , если

для любого 0 можно найти такое 0 , что при выполнении неравенства

x a

выполняется и неравенство f x b :

lim f x b . Читают так: предел эф от икс при

 

x a

 

 

икс, стремящемся к a равен b .

 

 

 

Производной функции y f x в точке x0

называется предел отношения

приращения функции в точке x0 f x f x0

x f x0 к приращению аргумента

x

, если приращение аргумента стремится к нулю

x 0 : y

 

 

f

 

x lim

f x

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

Для обозначения производной употребляют символы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

 

df

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

или

f

x , или dx

, или

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Читают так:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

- игрек штрих,

 

 

 

 

 

 

 

f x

- эф штрих от икс,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

- дэ игрек по дэ икс,

 

 

 

 

 

df x

- дэ эф от икс по дэ икс.

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Действие нахождения производной называется дифференцированием.

Производные некоторых элементарных функций:

.

C 0 ,

C const

x 1

x

n

 

nx

n 1

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

, x 0

 

 

x

2

x

 

 

 

 

 

 

 

1

, x 0

x

 

 

 

2

 

x

Правило

U V U V

CU CU ,

C const

 

 

 

 

UV

U V UV

 

2. ПРАВИЛА ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ

Как читать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример

 

 

 

 

 

 

Производная суммы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

x

 

 

x

 

 

 

 

 

x

1

 

 

 

 

(разности) функций равна

 

 

x

 

2

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сумме (разности)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

производных функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Постоянный множитель

 

5

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

5 1

 

 

 

4

можно выносить за знак

4x

 

4 x

 

 

4 5x

20x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

производной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Производная произведения

x 2 x

 

 

x 2 x

 

x

 

 

x 2

 

2

 

 

2

2

 

 

равна сумме произведений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

производной первой функции

 

 

 

 

 

 

 

2

2x x 2

 

 

 

 

на вторую и производной

x

 

2 x

 

 

 

 

 

1

0 x2 2x x 2 3x2

4x

второй функции на первую

86

 

 

 

 

 

 

U

 

U V V U

 

 

 

V

2

 

 

V

 

 

 

Производная отношения двух функций равна дроби, в числителе которой разность произведений производной числителя на знаменатель и производной знаменателя на числитель, а в знаменателе – квадрат знаменателя функции

1x

 

1

x

2

 

 

 

 

1 x x 1

 

0 x 1 1

 

x2

 

x2

 

 

 

 

1

x2

3. ПРОИЗВОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ФУНКЦИЙ

1

2

3

4

5

6

7

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x

 

cos x

 

 

 

e

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arcsin x

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos x

 

sin x

 

a

 

a

 

ln a , a 0

 

 

 

 

 

 

 

 

arccos x

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

, x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

tgx

 

2

 

 

 

 

ln x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arc tgx

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

cos

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ctgx

 

 

1

 

 

loga x

 

 

1

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arc ctgx

 

 

1

 

 

 

 

2

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x ln a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0, a 0, a 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ПРОИЗВОДНАЯ СЛОЖНОЙ ФУНКЦИИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица производных функций ( U функция от x ):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Производная функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y C const

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y C 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y U n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

U

n

 

nU

n 1

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

1

 

 

 

1

U ,

U 0

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

U

 

 

 

1

 

U , U

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y aU

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y a

 

 

a ln a U , a

 

 

 

 

 

 

y eU

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

U

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y e

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y loga U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y loga U

 

 

 

 

U ,

 

U 0, a 0, a 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U ln a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

87

9

10

11

12

13

14

15

16

17

y lnU

y sinU

y cosU

y tgU

y ctgU

y arcsinU

y arccosU

y arctgU

y ar c ctgU

 

 

1

U

, U 0

 

y lnU

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosU

U

 

 

 

 

y sinU

 

 

 

 

 

sinU U

 

 

y cosU

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

U

 

 

 

 

y tgU

 

2

U

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

U

 

y ctgU

2

U

 

 

 

 

sin

 

 

 

 

 

 

y arcsinU

 

 

 

 

1

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 U 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

U

y arccosU

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 U

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

U

 

 

y arctgU

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1 U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

U

y arc ctgU

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

1 U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. МЕХАНИЧЕСКИЙ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ПРОИЗВОДНОЙ

Механический смысл производной: скорость движения

 

является производной

от пути S по времени t :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dS

S

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или от координаты x по времени t

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

x

 

.

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Геометрический смысл производной: значение производной

в

точке x0 равно

тангенсу угла наклона касательной к графику функции в точке

x0

,

т.е.

равно угловому

коэффициенту k касательной:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

k tg f x0

 

 

 

 

Уравнение касательной к графику функции y f x в точке с абсциссой x0 :

y f x0 f x0 x x0 .

88

89

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

 

3

 

Механика

 

Глава 1

Кинематика

4

 

 

1.1

Физические тела и механическое движение

4

1.2

Материальная точка. Траектория

5

 

Упражнение 1

6

1.3

Скорость. Равномерное прямолинейное движение

6

1.4

Измерение физических величин. СИ

8

1.5

Алгоритм решения задач

10

 

Упражнение 2

11

1.6

Скалярные и векторные физические величины

12

 

Упражнение 3

16

1.7

Ускорение. Равнопеременное прямолинейное движение

17

1.8

Графики скорости для прямолинейного движения

20

 

Упражнение 4

21

1.9

Свободное падение

22

1.10

Движение тела, которое брошено горизонтально на высоте

23

 

h

 

1.11

Движение тела, которое брошенного под углом к горизонту

24

 

Упражнение 5

24

1.12

Равномерное движение тела по окружности

25

 

Упражнение 6

27

Глава 2

Динамика

28

2.1

Законы Ньютона

28

2.2

Силы в механике

29

2.3

Примеры решения задач на законы Ньютона

31

 

Упражнение 7

36

Глава 3

Элементы статики

37

3.1

Равновесие твѐрдых тел, которые не имеют оси вращения

37

3.2

Равновесие твѐрдого тела, которое имеет закреплѐнную ось

 

 

вращения

37

 

Упражнение 8

38

3.3

Гидроаэростатика

39

 

Упражнение 9

42

90

Глава 4

Законы сохранения

44

4.1

Закон сохранения импульса

44

 

Упражнение 10

45

4.2

Работа. Мощность. КПД

46

4.3

Энергия. Закон сохранения энергии

47

 

Упражнение 11

49

Глава 5

Механические колебания и волны

52

5.1

Свободные колебания. Характеристики

механических 52

 

колебаний

 

5.2

Гармонические колебания

57

5.3

Энергия колебательного движения

61

 

Упражнение 12

62

5.4

Механические волны

64

5.5

Звук

65

 

Упражнение 13

66

Приложения

 

 

1

Элементы векторной алгебры в физике

68

2

Движение жидкостей. Уравнение Бернулли

76

3

Тригонометрические функции

79

4

Дифференциальное исчисление

86

91