Математика. Сборник задач. Учебное пособие
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
n |
|
|
|
2n 1 ; |
|
|||
4) |
sin 1 ; |
|
|
5) |
1 |
|
|
|
; |
6) |
|
|
||||||||||
|
|
n |
|
|
||||||||||||||||||
|
n 1 |
|
n |
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
n 1 |
n! |
|
|
|
||||
|
|
|
n 4 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
( 1) |
n |
|
|
|
7) |
|
|
|
; |
8) |
|
|
|
|
|
|
; |
|
9) |
|
|
; |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n4 n |
|
||||||||||
|
n 1 n3 n2 1 |
|
n 2 nln(n) |
|
|
|
n 1 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
( 1) |
n |
|
|
|
|
( 1) |
n |
(4n 3) |
|
|
( 1) |
n |
3 |
n . |
|||||
10) |
|
|
|
; |
11) |
|
|
12) |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
n 2 nln3(n) |
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
5n |
|
|
n 1 |
n 2 |
|
|||||||
2. Найти область сходимости ряда:
xn
1)n! ;n 1
(x 2)n
4)n 1 n n 1 ;
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
n |
|
5) |
2n |
|
|||
2) |
|
|
x |
|
; |
|
|
3) |
|
3 (x |
|
; |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
n 1 n5n |
|
|
|
|
n 1 |
|
n n 1 |
|
|||||||
|
|
2n 1 |
|
|
|
|
3 |
(x |
3) |
n |
|
|||||
5) |
|
x |
|
|
|
|
; |
6) |
n |
|
; |
|
||||
|
|
|
|
|
|
2n |
|
|||||||||
|
n 0 2n 1 |
|
|
n 1 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
(x 2) |
n |
n! |
|
|
|
|
(x 1) |
n |
|
7) |
|
|
; |
8) n!(x 3)n ; |
|
9) |
|
. |
|||
nn |
|
|
|
|
|
||||||
|
n 1 |
|
|
|
n 1 |
|
n 1 nln (n 2) |
|
|||
3. Вычислить приближенно данное выражение с указанной точно- |
|||||||||||
стью : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) |
3 e , = 0,0001; |
2) 1 3 30 , = 0,001; |
3) |
3 84 , = 0,0001; |
|
||||||
4) |
cos 20 , = 0,001; |
5) ln 3 , = 0,0001; |
6) |
arctg ( / 10) , = 0,001. |
|||||||
4.С помощью рядов вычислить приближенное значение интеграла
сзаданной точностью :
|
1 |
|
|
0,4 |
x ln (1 x3 )dx , = 0,001; |
||
1) |
cos 5 x dx , = 0,0001; |
2) |
|
||||
|
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
1 |
|
|
0,5 |
1 |
sin (x3 )dx , = 0,0001; |
|
3) |
3 x cos xdx , = 0,001; |
4) |
|
||||
2 |
|||||||
|
0 |
|
|
0 |
x |
||
|
0,5 |
1 x3 dx , = 0,0001; |
|
0,9 |
|
|
|
5) |
|
6) |
|
xarctg x dx , = 0,001; |
|||
|
0 |
|
|
0 |
|
|
|
81
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
7) |
e x2 3dx , = 0,0001; |
8) |
e x2 |
4dx , = 0,001. |
|||
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
5. Разложить данную функцию |
y f (x) |
в ряд Тейлора в окрестно- |
|||||
сти точки x0, используя табличные разложения: |
|
||||||
1) |
y x (2 x), x |
0 ; |
2) |
y cos2 x, x |
0 ; |
||
|
0 |
|
|
|
|
0 |
|
3) |
y ln (5x 3), x |
|
1; |
4) |
y 1 / 3 x, x |
3 . |
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
Указать область сходимости полученного степенного ряда.
6. Найти четыре первых, отличных от нуля, члена разложения в степенной ряд решения дифференциального уравнения, удовлетворяющего заданным начальным условиям:
1) |
y arcsin y x , |
y(0) 1 2 ; |
|
||||||
2) |
xy |
|
y |
|
xy |
0 , |
y(0) |
|
0 ; |
|
|
1, y (0) |
|||||||
3) |
y y2 |
ex , |
y(0) 0 . |
|
|
||||
82
11. КОМПЛЕКСНЫЕ ЧИСЛА
ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Комплексным числом z называется упорядоченная пара действительных чисел (х; у), первое из которых х называется его дей-
ствительной частью, а второе число у – мнимой частью. Обозначе-
ние: z = х + iy, х = Re z, у = Im z. Символ i называется мнимой единицей (i2 1) .
Если х = 0, то число 0 + iy = iy называется чисто мнимым, если
y = 0, то число х + i 0 = х отождествляется с действительным числом, а это означает, что множество R действительных чисел является под-
множеством множества С всех комплексных чисел, т. е. R С.
Два комплексных числа z1 х1 iy1 и z2 х2 iy2 называются рав-
ными тогда и только тогда, когда равны их действительные части и
равны их мнимые части, т. е. z1 z2 х1 х2 и y1 y2 .
Два комплексных числа z = х + iy и z = х – iy, отличающихся только знаком мнимой части, называются сопряженными.
Всякое комплексное число z = х + iy можно изобразить точкой М(х; у) плоскости Оху такой, что х = Re z, у = Im z.
Плоскость, на которой изображаются комплексные числа, называется комплексной плоскостью (ее также обозначают С). Ось абсцисс называется действительной осью, а ось ординат – мнимой.
Комплексное число z = х + iy можно изображать и с помощью ра- диуса-вектора r = ОМ = (х; у).
Длина вектора r, изображающего комплексное число z, называется модулем этого числа и обозначается z или r. Модуль определяется
по формуле r |
|
z |
|
|
x2 y2 . |
|
|
||||
|
|
|
|
|
83 |
Величина угла между положительным направлением действительной оси и вектором r, изображающим комплексное число, называется аргументом этого числа, обозначается Arg z.
Аргумент комплексного числа z 0 – величина многозначная: Arg z = arg z + 2 k, k = 0, ± 1, ± 2, ..., где arg z = φ – главное значение
аргумента, заключенное в промежутке (– ; ].Аргумент комплексного числа z = 0 + i0 не определен.
Замечание. В качестве значения аргумента можно использовать
величину, принадлежащую промежутку [0; 2 ).
Запись числа z в виде z = х + iy называют алгебраической формой комплексного числа.
|
Запись числа z в виде z r(cos i sin ) |
называется тригономет- |
|||||
рической формой. |
|
x |
|
|
y |
|
|
|
Аргумент φ определяется из формул |
cos |
, |
sin |
, где |
||
|
r |
r |
|||||
|
|
|
|
|
|
||
r |
x2 y2 . |
|
|
|
|
|
|
Аргумент z можно найти, используя формулу tg xy ; так как
– < arg z , то
|
|
|
|
|
y |
, при x 0, |
|
|||||
|
arctg |
|
|
|||||||||
|
x |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
arctg |
, |
при x 0, |
y 0, |
||||||||
|
x |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
при x 0, |
y 0, |
|||||
φ = argz = |
arctg |
x |
||||||||||
|
|
|
, при x 0, y 0, |
|
||||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
при x 0, |
y 0, |
|
|||||
|
|
2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при x 0, y 0. |
||
|
не определено, |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ei arg z |
|
Запись числа z в виде |
z rei |
или z |
|
z |
|
называют показатель- |
||||||
|
|
|||||||||||
ной (или экспоненциальной) формой комплексного числа.
84
Задачи
1. Выполнить указанные действия, представить результат в алгебраической, тригонометрической и показательной формах:
1) |
(3 2i)(1 4i) |
, 2 i |
3 3 ; |
2) |
(5 7i)(2 3i) |
, 3 i 2 4 ; |
|
(4 5i) |
|
|
|
(2 4i) |
|
3) |
(4 3i)(2 2i) |
, (1 i3)5 ; |
4) |
(2 3i)(7 4i) |
, 2 7i 4 ; |
|
|
(1 7i) |
|
|
|
(2 4i) |
|
5) |
(3 2i)(1 4i) |
, 2 i |
3 3 . |
|
|
|
|
(4 5i) |
|
|
|
|
|
2. Найти все значения корня и изобразить их на комплексной плоскости, представить результат в алгебраической, тригонометрической и
показательной формах: |
|
|
|
|
1) |
3 2 2i ; |
2) |
4 2 3i ; |
3) 3 1 8i ; |
4) |
5 2 3i ; |
5) |
4 4 6i . |
|
3. Дать геометрическое описание множества всех точек комплекс-
ной плоскости, удовлетворяющих неравенствам: |
|
||||
1) |
|Imz| < 1, 0 < Rez < 1; |
2) |
|z – i| > 1; |
3) 0 < |z + i| < 2; |
|
4) |
1 < |z – 1| < 3; |
|
5) |
0 < argz < /4. |
|
4. Вычислить значения функции (ответ дать в алгебраической |
|||||
форме): |
2) Ln(i2i), |
|
|
||
1) |
Ln (3½ + i), |
3) cos (1 – i), |
|||
4) cos (–3 – i), |
5) sh (i – 2). |
|
|
||
85
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Основной
1.Письменный Д.Т. Конспект лекций по высшей математике. Часть 1. – 2-е изд., испр. – М.: Айрис-прес, 2003. – 288 с. ил.
2.Письменный Д.Т. Конспект лекций по высшей математике. Часть 2. – 2-е изд., испр. – М.: Айрис-прес, 2003. – 256 с. ил.
3.Лунгу К.Н. Сборник задач по высшей математике. 1 курс / К.Н. Лунгу, Д.Т. Письменный, С.Н. Федин, Ю.А. Шевченко. – 5-е изд. – М.: Айрис-прес,
2006. – 576 с. ил. – (Высшее образование).
Дополнительный
4.Высшая математика для экономистов: учебник для вузов / под ред. проф. Н.Ш. Кремера. – 2-е изд. – М.: ЮНИТИ, 2001. 471 с.
5.Берман Г.Н. Сборник задач по курсу математического анализа: учеб.
пособие для вузов. – Серия «Учебное пособие для вузов. Специальная литература». – СПб.: Изд-во «Лань»; изд-во «Специальная литература», 2000. –
448с.
6.Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. – М.: Наука, 1987.
7.Минорский В.П. Сборник задач по высшей математике. – М.: Наука,
1987.
8.Щипачев В.С. Высшая математика. – М.: Высшая школа, 1985.
9.Математика для гуманитариев: учеб. пособие / С.В. Клишина,
Г.Н. Миренкова, Г.А. Анохина, Н.А. Гулюкина. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. – 228 с.
86
Комиссаров Валентин Владиславович Комиссарова Наталья Васильевна
МАТЕМАТИКА
СБОРНИК ЗАДАЧ
Учебное пособие
Редактор И.Л. Кескевич
Выпускающий редактор И.П. Брованова Дизайн обложки А.В. Ладыжская Компьютерная верстка Н.В. Гаврилова
Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции Издание соответствует коду 95 3000 ОК 005-93 (ОКП)
Подписано в печать 12.07.2016. Формат 60 × 84 1/16. Бумага офсетная Тираж 100 экз. Уч.-изд. л. 5,11. Печ. л. 5,5. Изд. 165. Заказ № 1144
Цена договорная
Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета
630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20
87
