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Математика для менеджеров. Часть I. Учебное пособие

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101

ɌȿɆȺ ɎɍɇɄɐɂɂ ɇȿɋɄɈɅɖɄɂɏ ɉȿɊȿɆȿɇɇɕɏ

Ɇɧɨɝɢɦ ɷɤɨɧɨɦɢɱɟɫɤɢɦ ɹɜɥɟɧɢɹɦ ɩɪɢɫɭɳɚ ɦɧɨɝɨɮɚɤɬɨɪ ɧɚɹ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɶ ɂɫɫɥɟɞɨɜɚɧɢɟ ɬɚɤɢɯ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɟɣ ɩɨɬɪɟɛɨɜɚɥɨ ɫɨɜɟɪɲɟɧɫɬɜɨɜɚɧɢɹ ɦɚɬɟɦɚɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɚɩɩɚɪɚɬɚ ɜ ɱɚɫɬɧɨɫɬɢ ɜɜɟɞɟɧɢɹ ɩɨɧɹɬɢɹ ɮɭɧɤɰɢɢ ɧɟɫɤɨɥɶɤɢɯ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ

9.1. Ɉɫɧɨɜɧɵɟ ɩɨɧɹɬɢɹ

ɉɟɪɟɦɟɧɧɚɹ z ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɮɭɧɤɰɢɟɣ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ ɯ ɢ ɭ, ɟɫɥɢ ɤɚɠɞɨɣ ɩɚɪɟ ɡɧɚɱɟɧɢɣ ɯ ɢ ɭ ɜ ɧɟɤɨɬɨɪɨɣ ɨɛɥɚɫɬɢ ɢɯ ɢɡɦɟ ɧɟɧɢɹ ɩɨɫɬɚɜɥɟɧɨ ɜ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɢɟ ɨɞɧɨ ɡɧɚɱɟɧɢɟ z Ɏɭɧɤɰɢɨ ɧɚɥɶɧɭɸ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɶ z ɨɬ ɯ ɢ ɭ ɡɚɩɢɫɵɜɚɸɬ ɜ ɜɢɞɟ z=f(x,ɭ).

ɗɬɨ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬ ɧɟɤɨɬɨɪɭɸ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɶ ɜ ɩɪɨɫɬɪɚɧ ɫɬɜɟ R3.

ȼ ɷɤɨɧɨɦɢɱɟɫɤɢɯ ɢɫɫɥɟɞɨɜɚɧɢɹɯ ɱɚɫɬɨ ɢɫɩɨɥɶɡɭɟɬɫɹ ɩɪɨɢɡ ɜɨɞɫɬɜɟɧɧɚɹ ɮɭɧɤɰɢɹ Ʉɨɛɛɚ-Ⱦɭɝɥɚɫɚ z = Ax y ɝɞɟ z - ɜɟɥɢ

ɱɢɧɚ ɨɛɳɟɫɬɜɟɧɧɨɝɨ ɩɪɨɞɭɤɬɚ x - ɡɚɬɪɚɬɵ ɬɪɭɞɚ y - ɨɛɴɟɦ ɩɪɨ ɢɡɜɨɞɫɬɜɟɧɧɵɯ ɮɨɧɞɨɜ ɨɛɵɱɧɨ z ɢ y ɢɡɦɟɪɹɸɬɫɹ ɜ ɫɬɨɢɦɨɫɬɧɵɯ ɟɞɢɧɢɰɚɯ x - ɜ ɱɟɥɨɜɟɤɨ-ɱɚɫɚɯ $ , - ɩɨɫɬɨɹɧɧɵɟ Ɏɭɧɤɰɢɹ Ʉɨɛɛɚ-Ⱦɭɝɥɚɫɚ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɮɭɧɤɰɢɟɣ ɞɜɭɯ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ ] I [ \

Ƚɪɚɮɢɤɨɦ ɮɭɧɤɰɢɢ ɞɜɭɯ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ ݖ = (ݔ,ݕ) ɧɚɡɵ ɜɚɟɬɫɹ ɦɧɨɠɟɫɬɜɨ ɬɨɱɟɤ ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɚ (ݔ,ݕ,ݖ) ɚɩɩɥɢɤɚɬɚ ݖ ɤɨɬɨ ɪɵɯ ɫɜɹɡɚɧɚ ɫ ɚɛɫɰɢɫɫɨɣ ݔ ɢ ɨɪɞɢɧɚɬɨɣ ݕ ɮɭɧɤɰɢɨɧɚɥɶɧɵɦ ɫɨ ɨɬɧɨɲɟɧɢɟɦ ݖ = (ݔ,ݕ).

Ʌɢɧɢɟɣ ɭɪɨɜɧɹ ɮɭɧɤɰɢɢ ɞɜɭɯ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ

ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɦɧɨɠɟɫɬɜɨ ɬɨɱɟɤ ɧɚ ɩɥɨɫɤɨɫɬɢ ɬɚɤɢɯ ɱɬɨ ɜɨ ɜɫɟɯ

 

 

 

 

 

 

 

ݖ = (ݔ,ݕ)

ɷɬɢɯ ɬɨɱɤɚɯ ɡɧɚɱɟɧɢɟ ɮɭɧɤɰɢɢ ɨɞɧɨ ɢ ɬɨ ɠɟ ɢ ɪɚɜɧɨ

C

ɬɨ

z

 

 

ɟɫɬɶ

 

 

 

.

 

ɨɛ

 

 

 

 

Ƚɟɨɦɟɬɪɢɱɟɫɤɢɦ

 

 

 

 

 

 

 

(ݔ,ݕ) =

 

 

 

2

+y

2

 

 

 

ɪɚɡɨɦ ɮɭɧɤɰɢɢ z=x

 

 

 

 

 

 

ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɩɚɪɚɛɨɥɨɢɞ ɉɭɫɬɶ

z x2

 

2

z=a ɬɨɝɞɚ

x2+y2=a,

 

 

 

ɬ ɟ

y

ɥɢɧɢɹ ɩɟɪɟɫɟɱɟɧɢɹ ɩɥɨɫɤɨ

 

 

 

0

y

 

ɫɬɢ z=a

ɫ

 

ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɶɸ

 

z=x2+y2

ɟɫɬɶ ɨɤɪɭɠɧɨɫɬɶ

x

x2+y2=a ɪɚɞɢɭɫɚ R a ɉɭɫɬɶ ɭ ɬɨɝɞɚ z=x2 ɢ ɫɥɟɞɨɜɚɬɟɥɶ

ɧɨ ɩɪɢ ɩɟɪɟɫɟɱɟɧɢɢ ɩɥɨɫɤɨɫɬɢ Oɯz ɫ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɶɸ ɩɨɥɭɱɚɟɬɫɹ ɩɚɪɚɛɨɥɚ Ɇɟɬɨɞ ɫɟɱɟɧɢɣ ɞɚɟɬ ɜɨɡɦɨɠɧɨɫɬɶ ɥɭɱɲɟ ɩɪɟɞɫɬɚɜɢɬɶ ɫɟɛɟ ɝɟɨɦɟɬɪɢɱɟɫɤɢɣ ɨɛɪɚɡ ɞɚɧɧɨɣ ɮɭɧɤɰɢɢ

ɑɢɫɥɨ Ⱥ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɩɪɟɞɟɥɨɦ ɮɭɧɤɰɢɢz=f(x,ɭ) ɜ ɬɨɱɤɟ Ɇ0(ɯ0, ɭ0 ɟɫɥɢ ɞɥɹ ɤɚɠɞɨɝɨ ɱɢɫɥɚ İ! ɧɚɣɞɟɬɫɹ ɬɚɤɨɟ ɱɢɫɥɨ ȕ! ɱɬɨ ɞɥɹ ɜɫɟɯ ɬɨɱɟɤ Ɇ(ɯ,ɭ ɞɥɹ ɤɨɬɨɪɵɯ ɜɵɩɨɥɧɹɟɬɫɹ ɧɟɪɚ ɜɟɧɫɬɜɨ _ɆɆ0|<ȕ ɛɭɞɟɬ ɜɵɩɨɥɧɹɬɶɫɹ ɧɟɪɚɜɟɧɫɬɜɨ |f(x,ɭ)–A|< .

Ɉɛɨɡɧɚɱɢɦ lim f(x, y) A.

x x0 y y0

Ɏɭɧɤɰɢɹ z=f(x,ɭ) ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɨɣ ɜ ɬɨɱɤɟ

Ɇ0(ɯ0,ɭ0 ɟɫɥɢ ɢɦɟɟɬ ɦɟɫɬɨ ɪɚɜɟɧɫɬɜɨ lim f(x, y) f(x0, y0) .

x x0 y y0

9.2. ɑɚɫɬɧɵɟ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɵɟ ɢ ɩɨɥɧɵɣ ɞɢɮɮɟɪɟɧɰɢɚɥ -ɝɨ ɩɨɪɹɞɤɚ

ɉɪɨɢɡɜɨɞɧɚɹ ɨɬ ɮɭɧɤɰɢɢ z=f(x,ɭ) ɩɨ ɯ ɧɚɣɞɟɧɧɚɹ ɜ ɩɪɟɞ ɥɨɠɟɧɢɢ ɱɬɨ ɭ ɨɫɬɚɟɬɫɹ ɩɨɫɬɨɹɧɧɵɦ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɱɚɫɬɧɨɣ ɩɪɨ

ɢɡɜɨɞɧɨɣ ɨɬ z ɩɨ ɯ ɢ ɨɛɨɡɧɚɱɚɟɬɫɹ xz ɢɥɢ f'x (x,ɭ) Ⱥɧɚɥɨɝɢɱɧɨ

ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɢ ɨɛɨɡɧɚɱɚɟɬɫɹ ɱɚɫɬɧɚɹ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɚɹ z ɩɨ ɭ. ȼɵɪɚɠɟɧɢɟ dxz x dyz y ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɝɥɚɜɧɨɣ ɱɚɫɬɶɸ ɩɨɥɧɨɝɨ

ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɹ z ɢ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɩɨɥɧɵɦ ɞɢɮɮɟɪɟɧɰɢɚɥɨɦ ɮɭɧɤ ɰɢɢz=f(x,ɭ) ɢ ɨɛɨɡɧɚɱɚɟɬɫɹ dz:

dz xz x yz y .

ɉɨɥɚɝɚɹ z ɪɚɜɧɵɦ ɯ ɧɚɣɞɟɦ dx x ɚ ɩɪɢ z=y dy y .

ɉɨɷɬɨɦɭ dz

z

dx

z

dy .

 

 

 

dx

dy

Ɂɚɞɚɱɚ

 

ɇɚɣɬɢ ɩɨɥɧɵɣ ɞɢɮɮɟɪɟɧɰɢɚɥ ɮɭɧɤɰɢɢ

z 5x2 6y 3x2 y3 .

 

 

Ɋɟɲɟɧɢɟ ɋɧɚɱɚɥɚ ɧɚɣɞɟɦ ɱɚɫɬɧɵɟ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɵɟ

102

z 5x2 6y 3x2 y3 x 10x 0 3 2xy3 10x 6xy3,

z

z 5x2 6y 3x2 y3 y 0 6 3x2 3y2 6 9x2 y2.y

 

ɉɪɨɢɡɜɨɞɧɚɹ

z

ɧɚɣɞɟɧɚ ɜ ɩɪɟɞɩɨɥɨɠɟɧɢɢ ɱɬɨ ɭ ɩɨɫɬɨ

 

 

 

 

 

z

 

 

 

x

ɹɧɧɚ ɚ

 

ɧɚɣɞɟɧɚ ɜ ɩɪɟɞɩɨɥɨɠɟɧɢɢ ɱɬɨ ɯ ɩɨɫɬɨɹɧɧɚ ɉɨɥɭɱɚɟɦ

y

 

 

 

 

 

 

 

dz

z

dx

z

dy (10x 6xy3 )dx (9x2 y2 6)dy .

 

x

y

9.3. Ƚɪɚɞɢɟɧɬ ɮɭɧɤɰɢɢ ɉɪɨɢɡɜɨɞɧɚɹ ɩɨ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɸ

ɉɭɫɬɶ ɮɭɧɤɰɢɹz=f(x,ɭ) ɞɢɮɮɟɪɟɧɰɢɪɭɟɦɚɹ ɮɭɧɤɰɢɹ ɞɜɭɯ

ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ Ɍɨɝɞɚ ɜɟɤɬɨɪ gradz

z

i

z

j

ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɝɪɚɞɢ

x

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

ɟɧɬɨɦ ɮɭɧɤɰɢɢ z=f(x,ɭ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ɉɧ ɨɛɥɚɞɚɟɬ ɫɥɟɞɭɸɳɢɦɢ ɫɜɨɣɫɬɜɚɦɢ:

 

 

gradC 0,

c const,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

grad(U ) gradU grad ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

grad(CU ) CgradU, C const,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

grad(U ) gradU Ugrad ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

grad

U

gradU Ugrad .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɉɭɫɬɶ cos ,

cos – ɧɚɩɪɚɜɥɹɸɳɢɟ ɤɨɫɢɧɭɫɵ ɧɟɤɨɬɨɪɨɝɨ

ɜɟɤɬɨɪɚ ɬ ɟ cos i cos j Ɍɨɝɞɚ

z

 

 

z

cos

z

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɚɹ ɮɭɧɤɰɢɢ z=f(x,ɭ) ɜ ɞɚɧɧɨɦ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɢ .

9.4. ɗɤɫɬɪɟɦɭɦ ɮɭɧɤɰɢɢ ɞɜɭɯ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ

Ɏɭɧɤɰɢɹ z=f(x,ɭ) ɢɦɟɟɬ ɜ ɬɨɱɤɟ Ɇ0(ɯ0,ɭ0) ɦɚɤɫɢɦɭɦ ɟɫɥɢ ɜ ɨɤɪɟɫɬɧɨɫɬɢ ɷɬɨɣ ɬɨɱɤɢ ɜɵɩɨɥɧɹɟɬɫɹ ɪɚɜɟɧɫɬɜɨ f(x,ɭ)<f(x0,ɭ0).

103

Ⱥɧɚɥɨɝɢɱɧɨ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɦɢɧɢɦɭɦ ɮɭɧɤɰɢɢ z=f(x,ɭ) ɜ ɬɨɱɤɟ Ɇ0(ɯ0, ɭ0).

ɇɟɨɛɯɨɞɢɦɵɣ ɩɪɢɡɧɚɤ ɷɤɫɬɪɟɦɭɦɚ

ȿɫɥɢ Ɇ(ɯ0,ɭ0) – ɬɨɱɤɚ ɷɤɫɬɪɟɦɭɦɚ ɞɢɮɮɟɪɟɧɰɢɪɭɟɦɨɣ ɮɭɧɤɰɢɢ z=f(x,ɭ) ɬɨ

 

f(x0, y0) 0

ɢ

f(x0, y0) 0, ɬɨ ɟɫɬɶ df(x

, y ) 0.

 

x

 

y

0

0

 

 

 

 

Ⱦɨɫɬɚɬɨɱɧɵɣ ɩɪɢɡɧɚɤ ɷɤɫɬɪɟɦɭɦɚ

 

ɉɭɫɬɶz=f(x,ɭ)

– ɮɭɧɤɰɢɹ ɞɥɹ ɤɨɬɨɪɨɣ ɫɭɳɟɫɬɜɭɸɬ ɩɪɨ

ɢɡɜɨɞɧɵɟ ɩɟɪɜɨɝɨ

ɢ

ɜɬɨɪɨɝɨ

ɩɨɪɹɞɤɚ ɜ ɬɨɱɤɟ Ɇ(ɯ0,ɭ0):

 

 

 

 

(x0, y0 ) ɋɨɫɬɚɜɢɦ ɜɵɪɚɠɟɧɢɟ

A fxx

(x0, y0), B fxy(x0, y0 ), C fyy

ǻ Ⱥɋ–ȼ2.

ȿɫɥɢ ǻ! ɬɨ Ɇ(ɯ0, ɭ0) – ɬɨɱɤɚ ɷɤɫɬɪɟɦɭɦɚ ɚ ɢɦɟɧɧɨ ɬɨɱɤɚ ɦɚɤɫɢɦɭɦɚ ɩɪɢ A ɟɫɥɢ C ɬɨɱɤɚ ɦɢɧɢɦɭɦɚ ɩɪɢ A! ɢɥɢ ɋ! ȿɫɥɢ ǻ ɬɨ ɜ ɬɨɱɤɟ Ɇ ɧɟɬ ɷɤɫɬɪɟɦɭɦɚ

Ɂɚɞɚɱɚ ɂɫɫɥɟɞɨɜɚɬɶ ɧɚ ɷɤɫɬɪɟɦɭɦ ɡɚɞɚɧɧɭɸ ɮɭɧɤɰɢɸ

ݖ = 2ݔ ݔݕ + 3ݕ 2ݔ 11ݕ +1.

Ɋɟɲɟɧɢɟ ɇɚɯɨɞɢɦ ɱɚɫɬɧɵɟ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɵɟ

= (2ݔ ݔݕ +3ݕ 2ݔ 11ݕ + 1)= 4ݔ ݕ 2;

= (2ݔ ݔݕ +3ݕ 2ݔ 11ݕ + 1)= ݔ + 6ݕ 11;

ȼɨɫɩɨɥɶɡɨɜɚɜɲɢɫɶ ɧɟɨɛɯɨɞɢɦɵɦ ɭɫɥɨɜɢɟɦ ɷɤɫɬɪɟɦɭɦɚ ɧɚɯɨɞɢɦ ɫɬɚɰɢɨɧɚɪɧɵɟ ɬɨɱɤɢ Ⱦɥɹ ɷɬɨɝɨ ɪɟɲɚɟɦ ɫɢɫɬɟɦɭ ɭɪɚɜ ɧɟɧɢɣ

 

 

 

 

 

= 0,

 

 

4ݔ ݕ 2 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

ݔ +6ݕ 11 = 0,

 

 

 

 

 

= 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɨɬɤɭɞɚ

 

 

 

ɨɛɪɚɡɨɦ ɫɬɚɰɢɨɧɚɪɧɨɣ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɬɨɱ

 

Ɍɚɤɢɦ

 

 

 

ɤɚ

 

ݔ =

1;ݕ = 2.

 

 

 

 

 

(1;2)

ɇɚɯɨɞɢɦ ɡɧɚɱɟɧɢɹ ɱɚɫɬɵɯ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɵɯ ɜɬɨɪɨɝɨ ɩɨ

 

 

:

 

 

 

 

 

= 4; = ’’ ( ) = 4;

ɪɹɞɤɚ ɜ ɬɨɱɤɟ

 

 

 

 

 

 

’’

 

’’ = (4ݔ ݕ 2)

= (4ݔ ݕ 2)

= 1; = ’’ ( ) = 1.

’’

= (ݔ +6ݕ 11)

= 6; = ’’ ( ) = 6.

ɋɨɫɬɚɜɥɹɟɦ ɜɵɪɚɠɟɧɢɟ = · = 4 ·6 ( 1) = 23. Ɍɚɤ ɤɚɤ > 0ˋ > 0, ɞɟɥɚɟɦ ɜɵɜɨɞ ɨ ɧɚɥɢɱɢɢ ɦɢɧɢɦɭɦɚ ɜ ɬɨɱɤɟ(1;2) ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɦɢɧɢɦɚɥɶɧɨɟ ɡɧɚɱɟɧɢɟ ɮɭɧɤɰɢɢ = 11.

104

ɌȿɆȺ 10. ɈɉɊȿȾȿɅȿɇɇɕɃ ɂ ɇȿɈɉɊȿȾȿɅȿɇɇɕɃ ɂɇɌȿȽɊȺɅ

10 ɇɟɨɩɪɟɞɟɥɟɧɧɵɣ ɢɧɬɟɝɪɚɥ

Ɏɭɧɤɰɢɹ F(x) ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɩɟɪɜɨɨɛɪɚɡɧɨɣ ɮɭɧɤɰɢɟɣ ɞɥɹ ɮɭɧɤɰɢɢ f(x) ɟɫɥɢ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɚɹ ɟɟ F'(x)= f(x).

ɋɨɜɨɤɭɩɧɨɫɬɶ ɜɫɟɯ ɩɟɪɜɨɨɛɪɚɡɧɵɯ ɮɭɧɤɰɢɣ F(x ɋɞɥɹ ɮɭɧɤɰɢɢ f(x) ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɧɟɨɩɪɟɞɟɥɟɧɧɵɦ ɢɧɬɟɝɪɚɥɨɦ ɮɭɧɤ

ɰɢɢ f(x) ɢ ɨɛɨɡɧɚɱɚɟɬɫɹ f(x)dx F(x) C.

Ɍɚɛɥɢɰɚ ɨɫɧɨɜɧɵɯ ɢɧɬɟɝɪɚɥɨɜ

1. 1 dx x c . 3. 1x dx ln x c .

2. x dx

 

x 1

c

( 1) .

1

 

 

 

4. axdx

 

ax

 

c

(a 0,a 1).

 

lna

 

 

 

 

 

ɋɥɟɞɫɬɜɢɟ ex dx ex c .

5. sinxdx cosx c .

6. cosxdx sinx c .

 

7.

1

 

 

 

dx tgx c.

8.

 

 

1

 

dx ctgx c .

2

x

 

 

2

x

 

 

cos

 

arcsinx c;

 

 

 

 

sin

arctgx c;

9.

 

1

 

 

 

 

10.

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

dx

 

 

1 x

2

 

1

x

2

c.

 

 

 

 

 

arccosx c.

 

 

 

 

arcctgx

Ɉɫɧɨɜɧɵɟ ɫɜɨɣɫɬɜɚ ɢɧɬɟɝɪɚɥɨɜ

1.(U )dx Udx dx;

2.cUdx c Udx.

ɉɪɢɦɟɪ. ȼɵɱɢɫɥɢɬɶ ɢɧɬɟɝɪɚɥɵ

1. x3dx

x3 1

 

c

x4

c.

3 1

 

 

4

 

105

 

x4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

4

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

ɉɪɨɜɟɪɤɚ

 

 

 

(C)

 

 

 

 

x

 

0

 

 

4

 

x

 

x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

4

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

x

 

 

2.

x

 

 

 

2

 

 

3sinx

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

xdx

 

dx 2

 

dx

 

 

x

 

 

 

sin

2

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 sinxdx

 

 

 

 

 

1

 

 

dx

x2

ln

 

x

 

 

2x

3cosx ctgx

C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

ln2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

x

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 Ɂɚɦɟɧɚ ɩɟɪɟɦɟɧɧɨɣ ɜ ɧɟɨɩɪɟɞɟɥɟɧɧɨɦ ɢɧɬɟɝɪɚɥɟ

Ɂɚɦɟɧɚ ɩɟɪɟɦɟɧɧɨɣ ɜ ɧɟɨɩɪɟɞɟɥɟɧɧɨɦ ɢɧɬɟɝɪɚɥɟ ɩɪɨɢɡ ɜɨɞɢɬɫɹ ɫ ɩɨɦɨɳɶɸ ɩɨɞɫɬɚɧɨɜɨɤ ɞɜɭɯ ɜɢɞɨɜ

ɚ x (t) ɝɞɟ (t) – ɦɨɧɨɬɨɧɧɚɹ ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɨ ɞɢɮɮɟ ɪɟɧɰɢɪɭɟɦɚɹ ɮɭɧɤɰɢɹ ɧɨɜɨɣ ɩɟɪɟɦɟɧɧɨɣ t Ɏɨɪɦɭɥɚ ɡɚɦɟɧɵ ɩɟ

 

 

 

 

ɪɟɦɟɧɧɨɣ ɜ ɷɬɨɦ ɫɥɭɱɚɟ f(x)dx f (t) (t)dt ;

 

ɛ U (x) ɝɞɟ U – ɧɨɜɚɹ ɩɟɪɟɦɟɧɧɚɹ Ɏɨɪɦɭɥɚ ɡɚɦɟɧɵ

ɩɟɪɟɦɟɧɧɨɣ

ɩɪɢ

ɬɚɤɨɣ

ɩɨɞɫɬɚɧɨɜɤɟ

 

 

f(U)dU .

 

f(x)dx f[ (x)] (x)dx

 

ɉɪɢɦɟɪ

ɇɚɣɬɢ ɢɧɬɟɝɪɚɥ 2lnxx 3 3 dx .

Ɋɟɲɟɧɢɟ ɉɟɪɟɩɢɲɟɦ ɞɚɧɧɵɣ ɢɧɬɟɝɪɚɥ ɜ ɜɢɞɟ

2lnx 3 3 1x dx Ɍɚɤ ɤɚɤ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɚɹ ɜɵɪɚɠɟɧɢɹ 2lnx 3

ɪɚɜɧɚ ɯ ɚ ɜɬɨɪɨɣ ɦɧɨɠɢɬɟɥɶ ɯ ɨɬɥɢɱɚɟɬɫɹ ɨɬ ɷɬɨɣ ɩɪɨɢɡɜɨɞ ɧɨɣ ɬɨɥɶɤɨ ɩɨɫɬɨɹɧɧɵɦ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɨɦ ɬɨ ɩɪɢɦɟɧɹɟɦ ɩɨɞ

ɫɬɚɧɨɜɤɭ 2lnx 3 t Ɍɨɝɞɚ 2 dx

dt,

dx

 

1 dt . ɉɨɥɭɱɚɟɦ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

x

 

2

 

 

 

2ln x 3 3

1

dx t3

 

1

dt

 

1

t3dt

1

t4

C

1

2ln x 3 4

C.

 

 

2

8

8

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɇɚɣɬɢ ɢɧɬɟɝɪɚɥ

 

e2x

 

 

dx .

 

 

 

 

 

 

 

e

4x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

106

Ɋɟɲɟɧɢɟ.e2x t ɬɨɝɞɚ e2xdx 12dt ɢ

 

 

e2x

 

dx

1

 

 

 

1

 

dt

1

arctgt C

1

arctge

2x

C .

e

4x

1

2

t

2

1

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 ɂɧɬɟɝɪɢɪɨɜɚɧɢɟ ɩɨ ɱɚɫɬɹɦ

ɇɚɯɨɠɞɟɧɢɟ ɢɧɬɟɝɪɚɥɚ Ud ɩɨ ɮɨɪɦɭɥɟ

Ud U dU ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɢɧɬɟɝɪɢɪɨɜɚɧɢɟɦ ɩɨ ɱɚɫɬɹɦ

Ɂɞɟɫɶ U=U(ɯ) ȣ ȣ x ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɨ ɞɢɮɮɟɪɟɧɰɢɪɭɟɦɵɟ ɮɭɧɤɰɢɢ ɨɬ ɯ ɋ ɩɨɦɨɳɶɸ ɷɬɨɣ ɮɨɪɦɭɥɵ ɧɚɯɨɠɞɟɧɢɟ ɢɧɬɟɝɪɚɥɚ ɫɜɨɞɢɬɫɹ

ɤ ɨɬɵɫɤɚɧɢɸ ɞɪɭɝɨɝɨ ɢɧɬɟɝɪɚɥɚ dU ɟɟ ɩɪɢɦɟɧɟɧɢɟ ɰɟɥɟɫɨ

ɨɛɪɚɡɧɨ ɜ ɬɟɯ ɫɥɭɱɚɹɯ ɤɨɝɞɚ ɩɨɫɥɟɞɧɢɣ ɢɧɬɟɝɪɚɥ ɥɢɛɨ ɩɪɨɳɟ ɢɫɯɨɞɧɨɝɨ ɥɢɛɨ ɟɦɭ ɩɨɞɨɛɟɧ

ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɡɚ U ɛɟɪɟɬɫɹ ɬɚɤɚɹ ɮɭɧɤɰɢɹ ɤɨɬɨɪɚɹ ɩɪɢ ɞɢɮ ɮɟɪɟɧɰɢɪɨɜɚɧɢɢ ɭɩɪɨɳɚɟɬɫɹ ɚ ɡɚ dȣ – ɬɚ ɱɚɫɬɶ ɩɨɞɵɧɬɟɝɪɚɥɶ ɧɨɝɨ ɜɵɪɚɠɟɧɢɹ ɢɧɬɟɝɪɚɥ ɨɬ ɤɨɬɨɪɨɣ ɢɡɜɟɫɬɟɧ ɢɥɢ ɦɨɠɟɬ ɛɵɬɶ ɧɚɣɞɟɧ

Ɍɚɤ

ɧɚɩɪɢɦɟɪ

ɞɥɹ ɢɧɬɟɝɪɚɥɨɜ ɜɢɞɚ

P(x)e xdx ,

P(x)sin xdx ,

P(x)cos xdx ɝɞɟ P(x) – ɦɧɨɝɨɱɥɟɧ ɡɚ Uɫɥɟ

ɞɭɟɬ ɩɪɢɧɹɬɶ P(x ɚ ɡɚ dȣ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɟɬ ɜɵɪɚɠɟɧɢɟ

e xdx ,

sin xdx,

cos xdx

Ⱦɥɹ

ɢɧɬɟɝɪɚɥɨɜ

 

ɜɢɞɚ

P(x)lnxdx,

P(x)arcsin xdx,

P(x)arccos xdx

ɡɚ

U ɩɪɢ

ɧɢɦɚɸɬɫɹ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɟɧɧɨ ɮɭɧɤɰɢɢ lnx,

arcsin x,

arccos x ,

ɚ ɡɚ dȣ – ɜɵɪɚɠɟɧɢɟ P(x)dx.

 

 

 

 

ɉɪɢɦɟɪ ɇɚɣɬɢ ɢɧɬɟɝɪɚɥ x sinxdx .

 

 

Ɋɟɲɟɧɢɟ

ɉɨɥɨɠɢɦ

U x,

d sindx

ɬɨɝɞɚ

dU dx,

cos x .

 

 

 

 

 

Ɉɬɫɸɞɚ

xsinxdx xcosx cosxdx xcosx sinx C.

107

10 ɂɧɬɟɝɪɢɪɨɜɚɧɢɟ ɪɚɰɢɨɧɚɥɶɧɵɯ ɞɪɨɛɟɣ

Ɋɚɰɢɨɧɚɥɶɧɨɣ ɞɪɨɛɶɸ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɞɪɨɛɶ ɜɢɞɚ QP((xx)) ɝɞɟ

P(x ɢ Q(x) – ɦɧɨɝɨɱɥɟɧɵ Ɋɚɰɢɨɧɚɥɶɧɚɹ ɞɪɨɛɶ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɩɪɚ ɜɢɥɶɧɨɣ ɟɫɥɢ ɫɬɟɩɟɧɶ ɦɧɨɝɨɱɥɟɧɚ P(x ɧɢɠɟ ɫɬɟɩɟɧɢ ɦɧɨɝɨ ɱɥɟɧɚ Q(x ɜ ɩɪɨɬɢɜɧɨɦ ɫɥɭɱɚɟ ɞɪɨɛɶ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɧɟɩɪɚɜɢɥɶ ɧɨɣ.

ɉɭɫɬɶ ɧɟɨɛɯɨɞɢɦɨ ɧɚɣɬɢ ɢɧɬɟɝɪɚɥ ɨɬ ɧɟɩɪɚɜɢɥɶɧɨɣ ɪɚ ɰɢɨɧɚɥɶɧɨɣ ɞɪɨɛɢ ɉɪɢ ɩɨɦɨɳɢ ɞɟɥɟɧɢɹ ɩɨ ɩɪɚɜɢɥɭ ɞɟɥɟɧɢɹ ɦɧɨɝɨɱɥɟɧɨɜ ɧɟɩɪɚɜɢɥɶɧɭɸ ɪɚɰɢɨɧɚɥɶɧɭɸ ɞɪɨɛɶ ɦɨɠɧɨ ɩɪɟɞ ɫɬɚɜɢɬɶ ɜ ɜɢɞɟ ɫɭɦɦɵ ɰɟɥɨɣ ɪɚɰɢɨɧɚɥɶɧɨɣ ɮɭɧɤɰɢɢ ɢ ɩɪɚɜɢɥɶ

ɧɨɣ

 

 

ɪɚɰɢɨɧɚɥɶɧɨɣ

 

 

ɞɪɨɛɢ

ɇɚɩɪɢɦɟɪ

 

x3

6

 

x 2

 

 

3x 4

 

.

 

 

x2

2x 1

x2

2x

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

Ɂɚɬɟɦ ɡɧɚɦɟɧɚɬɟɥɶ ɩɪɚɜɢɥɶɧɨɣ ɞɪɨɛɢ ɪɚɡɥɚɝɚɟɬɫɹ ɧɚ

ɦɧɨɠɢɬɟɥɢ ɜɢɞɚ (x a) ɢ

 

(x2 x q) ɚ ɩɪɚɜɢɥɶɧɚɹ ɞɪɨɛɶ

ɪɚɡɥɚɝɚɟɬɫɹ ɧɚ ɫɭɦɦɭ ɷɥɟɦɟɧɬɚɪɧɵɯ ɞɪɨɛɟɣ ɫɥɟɞɭɸɳɢɦ ɨɛɪɚ ɡɨɦ

 

 

 

 

 

P(x)

 

 

 

 

 

 

A1

 

 

A2

 

 

 

...

A

 

 

(x a) (x2 x q)

x a

(x a)2

 

(x a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

x N

1

 

 

M

2

x N

2

 

 

 

...

 

M x N

.

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

x q

(x2 x q)2

(x2

 

x q)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɉɪɢɦɟɪ ɇɚɣɬɢ ɢɧɬɟɝɪɚɥ

 

 

x3 x2

 

dx .

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6x 5

 

 

 

 

 

 

Ɋɟɲɟɧɢɟ ȼɵɞɟɥɢɦ ɰɟɥɭɸ ɱɚɫɬɶ ɞɚɧɧɨɣ ɧɟɩɪɚɜɢɥɶɧɨɣ

ɞɪɨɛɢ

 

 

 

x3 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

37x 35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 7

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 6x 5

 

x2 6x

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ɋɚɡɥɨɠɢɦ ɡɧɚɦɟɧɚɬɟɥɶ ɧɚ ɥɢɧɟɣɧɵɟ ɦɧɨɠɢɬɟɥɢ ɩɨ ɮɨɪ

ɦɭɥɟ ax2 bx c a(x x1)(x x2 ) ɝɞɟ ɯ1

ɢ ɯ2 – ɤɨɪɧɢ ɤɜɚɞ

ɪɚɬɧɨɝɨ

 

 

ɭɪɚɜɧɟɧɢɹ

 

 

ax2 bx c 0,

 

 

ɬɨ

 

ɟɫɬɶ

x2 6x 5 (x 1)(x 5).

108

 

37x 35

 

 

37x 35

 

A

 

 

B

 

 

Ax 5A Bx B

 

x2 6x

5

(x 1)(x 5)

x 1

x

5

(x 1)(x 5)

 

 

 

 

 

 

 

(A B)x 5A B

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x 1)(x 5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɨɬɤɭɞɚ ɩɨɥɭɱɚɟɦ ɫɢɫɬɟɦɭ ɭɪɚɜɧɟɧɢɣ ɩɪɢɪɚɜɧɢɜɚɹ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧ

A B 37;

ɬɵ ɩɪɢ ɨɞɢɧɚɤɨɜɵɯ ɫɬɟɩɟɧɹɯ ɫɥɟɜɚ ɢ ɫɩɪɚɜɚ

5A B 35.

Ɋɟɲɚɹɟɟ ɢɦɟɟɦ

4A 2,

 

A

1

,

 

 

B 37 A 37

 

1

37

1

,

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

ɡɧɚɱɢɬ 4A 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

37 1

 

 

 

 

x

3

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 6x 5dx x 7

x 1

 

 

 

x 5 dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

7x

1

ln

 

x 1

 

37

1

ln

 

x

5

 

C.

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 Ɉɩɪɟɞɟɥɟɧɧɵɣ ɢɧɬɟɝɪɚɥ

ɉɭɫɬɶ ɧɚ ɨɬɪɟɡɤɟ >D E@ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɚ ɮɭɧɤɰɢɹ I [ Ɋɚɡɨɛɶɟɦ ɨɬɪɟɡɨɤ >D E@ ɧɚ n ɱɚɫɬɟɣ ɬɨɱɤɚɦɢ D [0 < x1<...<xn E ɂɡ ɤɚɠ ɞɨɝɨ ɢɧɬɟɪɜɚɥɚ [i 1, xi ɜɨɡɶɦɟɦ ɩɪɨɢɡɜɨɥɶɧɭɸ ɬɨɱɤɭ i ɢ ɫɨɫɬɚ

n

ɜɢɦ ɫɭɦɦɭ f( i) xi, ɝɞɟ xi = xi - xi 1.

i=1

n

ɋɭɦɦɚ ɜɢɞɚ f( i) xi ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɢɧɬɟɝɪɚɥɶɧɨɣ ɫɭɦɦɨɣ,

i=1

ɚ ɟɟ ɩɪɟɞɟɥ ɩɪɢ = max xi ɟɫɥɢ ɨɧ ɫɭɳɟɫɬɜɭɟɬ ɢ ɤɨɧɟɱɟɧ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɧɵɦ ɢɧɬɟɝɪɚɥɨɦ ɮɭɧɤɰɢɢ I [ ɨɬ a ɞɨ b ɢ ɨɛɨɡɧɚɱɚɟɬɫɹ

b

n

f(x)dx lim f( i) xi.

a

0 i=1

109

Ɏɭɧɤɰɢɹ I [ ɜ ɷɬɨɦ ɫɥɭɱɚɟ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɢɧɬɟɝɪɢɪɭɟɦɨɣ ɧɚ ɨɬɪɟɡɤɟ >D E@ ɱɢɫɥɚ a ɢ b ɧɨɫɹɬ ɧɚɡɜɚɧɢɟ ɧɢɠɧɟɝɨ ɢ ɜɟɪɯɧɟɝɨ ɩɪɟɞɟɥɚ ɢɧɬɟɝɪɚɥɚ

Ⱦɥɹ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɧɨɝɨ ɢɧɬɟɝɪɚɥɚ ɫɩɪɚɜɟɞɥɢɜɵ ɫɥɟɞɭɸɳɢɟ ɫɜɨɣɫɬɜɚ

b

b

b

1) f(x)dx f(z)dz f(t)dt ;

a

a

a

a

2) f(x)dx 0;

a

b a

3)f(x)dx - f(x)dx ;

ab

b b

4)kf(x)dx k f(x)dx , (k = const, k R);

aa

 

b

 

b

b

5)

(f(x) g(x))dx

f(x)dx+ g(x)dx;

 

a

 

a

a

 

b

c

b

 

6)

f(x)dx

f(x)dx f(x)dx;

 

 

a

a

c

 

 

b

 

 

 

7)

f(x)dx

f( )(b-a) ( [a,b]).

 

 

a

 

 

 

ɉɨɫɥɟɞɧɟɟ ɫɜɨɣɫɬɜɨ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɬɟɨɪɟɦɨɣ ɨ ɫɪɟɞɧɟɦ ɡɧɚɱɟ

ɧɢɢ.

 

 

 

 

 

10.6. Ɏɨɪɦɭɥɚ ɇɶɸɬɨɧɚ – Ʌɟɣɛɧɢɰɚ

 

b

 

b

 

 

f(x)dx F(x) | F(b)

F(a),

a

a

 

ɝɞɟ F(x) – ɩɟɪɜɨɨɛɪɚɡɧɚɹ ɞɥɹ f(x) ɬ ɟ F'(x)= f(x).

ɉɪɢɦɟɪ

 

 

 

 

ȼɵɱɢɫɥɢɬɶ 4

dx

 

ɩɨ ɮɨɪɦɭɥɟ ɇɶɸɬɨɧɚ – Ʌɟɣɛɧɢɰɚ

2

x

 

cos

 

6

 

 

 

110

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