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

(1)АЛГЕБРА КОНЕЧНЫЙ

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
14.04.2015
Размер:
1.4 Mб
Скачать

y

k

, k 0

y

k

, k 0

x

x

 

 

 

 

3.20. ПОКАЗАТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ y ax , где a 0 и a 1

y a x

y a x

(0<a<1)

( a>1)

3.21.

ЛОГАРИФМЫ. ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ

1) Если

a x b, то

x log

b, (а > 0, а 1, b>0).

 

 

a

 

Логарифмы,

взятые по

основанию 10, называются десятичными, а по

основанию е = 2,718281828459...- натуральными и обозначаются,

соответственно, lg , ln .

Из определения логарифмов имеем

alogab b - основное логарифмическое тождество.

35

2) Свойства логарифмов

1.

loga a 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

loga 1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

loga b c logab loga c

4.

log

 

 

b

log

b log

 

c

a

 

 

 

a

 

 

 

c

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

log

a

bn n log

a

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

1

 

log

 

 

 

6.

log

a

b

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

log k b

1

log

b

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

loga b

logc b

 

- формула

logc a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

перехода к новому основанию

9.

logab

1

 

logb a

 

 

10.logam bk

11.logn b logn c

mk loga b

logm b logc b logm c

12.alogn b blogn a

13. При a > 1

loga N 0,

если N > 1

loga N 0, если

0 < N < 1

При 0 < a < 1 наоборот,

loga N 0,

если

N > 1

loga N 0,

если

0 < N < 1

Определение. Функция, обратная показательной функции y a x ,

где a 0, a 1, называется логарифмической функцией и обозначается

y log a x

3)График логарифмической функции. Он симметричен графи-

ку показательной функции относительно биссектрисы 1-го и 3-го коорди-

натных углов

y x

y x

y a x

y a x

a 1

0 a 1

y loga x ,

y loga x

a 1

0 a 1

 

36

4) Графики логарифмической функции при различных основаниях a

y loga x

a 2

 

a e

 

a 10

 

a 1

 

10

 

a 1

 

 

3.22.ГИПЕРБОЛИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ

3.22.1.ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Синус гиперболический:

y sh x

e

x

e

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Косинус гиперболический:

y ch x

e x e x

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тангенс гиперболический:

 

sh x

 

 

e x

e x

y th x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ch x

e x e x

 

 

Котангенс гиперболический:

y cth x

ch x

 

e x

e x

 

sh x

 

e x e x

 

Секанс гиперболический

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y schx chx

x

x

 

 

 

Косеканс гиперболический

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y csc hx shx

x

x

 

 

 

37

3.22.2.

 

ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ch2 x sh2 x 1

 

 

 

 

 

th x cth x 1

 

 

 

 

 

 

 

sh( x y ) sh x ch y sh y ch x

sh2x 2shx chx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sh( x y ) sh x ch y sh y ch x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ch( x y ) ch x ch y sh x sh y

ch2x ch2 x sh 2 x

 

 

 

 

 

 

 

ch( x y ) ch x ch y sh x sh y

th2x

 

2thx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 th 2 x

 

 

 

 

 

 

 

sh2 x

ch2x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ch2 x

ch2x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

shx shy 2 sh

x y

 

ch

x y

 

 

shx shy 2 ch

x y

sh

x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

2

 

 

 

2

 

сhx сhy 2 ch

x y

сh

x y

 

сhx сhy 2 sh

x y

 

sh

x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

2

 

 

 

2

 

 

thx thy

sh( x y )

 

 

 

 

 

 

thx thy

sh( x y )

 

 

 

 

 

 

chx chy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

chx chy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( chx shx )n ch(nx) sh(nx) - формула Муавра

3.22.3. ГРАФИКИ ГИПЕРБОЛИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ

y = shx

y = chx

 

 

 

 

38

y = thx

y = cthx

 

 

 

 

y = schx

y = cschx

 

 

 

 

3.23. ОБРАТНЫЕ ГИПЕРБОЛИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ И ИХ ГРАФИКИ

 

3.23.1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ареасинус:

y = arsh x,

если x = sh y;

ареакосинус:

y = arch x,

если x = ch y;

ареатангенс:

y = arth x,

если x = th y;

ареакотангенс:

y = arcth x,

если x = cth y;

ареасеканс:

y = arsch x,

если x = sch y;

ареакосеканс:

y = arcsch x,

если x = csch y.

39

3.23.2. ВЫРАЖЕНИЕ ОБРАТНЫХ ГИПЕРБОЛИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ ЧЕРЕЗ

 

ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ

y arsh x ln x

x 2

1 ,

 

 

 

 

 

y arch x ln x

x 2

1

 

( для

x 1 и

0 y ),

y arth x ln

1 x

1 ln

1 x

( при x

1),

 

1 x

2

1 x

 

 

 

y arcth x ln

x 1 1 ln x 1

( при

x 1),

 

x 1

2

x 1

 

 

y arsch x ln

1

1 x 2

 

(при

0 x 1 и 0 y )

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1 x

2

 

 

 

 

 

при x 0 ;

 

ln

,

 

 

 

x

 

 

 

 

 

y ar csc h x

1

1 x

2

 

 

 

 

 

при x 0.

 

ln

 

 

 

,

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.23.3. ГРАФИКИ ОБРАТНЫХ ГИПЕРБОЛИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ

y = arshx

 

 

 

 

 

 

y=archx

 

 

 

 

 

40

 

 

 

y = arthx

y = arcthx

 

 

 

 

y=arschx

y=arcschx

3.24. СОЕДИНЕНИЯ (размещения, перестановки, сочетания)

a) Размещения – это соединения из n элементов по m, каждое из ко-

торых содержит m элементов, взятых из данных n элементов, и отли-

чаются один от другого или самими элементами, или их порядком. Их количество может быть вычислено по формуле

Anm n(n 1)(n 2)...(n m 1), n m.

41

b) Перестановки – это соединения, каждое из которых содержит n

элементов и отличается от другого только порядком этих элементов.

Вычисляется по формуле

Pn Ann 1 2 3 ... n n !

с) Сочетания – это соединения, каждое из которых содержит m

элементов, взятых из данных n элементов, и отличается от другого хотя бы одним элементом.

 

Am

n(n 1)(n 2)...(n m 1)

 

1. C m

n

 

 

.

 

 

n

Pm

m!

 

 

 

2.

C m C n m

 

Pn

 

n!

 

 

 

m! n m !

 

n n

Pm

Pn m

 

 

3.25.БИНОМ НЬЮТОНА

a)Возведение биномов (иначе, двучленов) в n - ю степень про-

изводят по формуле бинома Ньютона:

1)(a b)n an Cn1an 1b Cn2 an 2b2 ... bn ;

2)(a b)n an Cn1an 1b Cn2 an 2b2 ... ( 1)n bn.

b)Основные свойства формулы бинома Ньютона:

1.

Показатели степени a убывают от

n

до 0 , а показатели

сте-

пени b

возрастают от 0 до n , причем

сумма показателей a и

b в

каждом члене разложения равна n .

 

 

 

2.

Число членов разложения равно

n +

1 .

 

3.

Общий член разложения

 

 

 

T

( 1)k C k an k bk .

k 1

n

 

42

4. Биномиальные коэффициенты, равноудаленные от концов раз-

ложения, равны между собой.

5. Сумма биномиальных коэффициентов, стоящих на четных

местах, равна сумме биномиальных коэффициентов, стоящих на не-

четных местах:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 C 2

C 4

... C1

C

3 ...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

 

n

 

n

 

 

 

 

 

в) Частные случаи формулы бинома Ньютона:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

a b 2 =

 

 

a2 2ab b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

b

3

 

 

a3 3a2b 3ab2 b3

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

 

b

4

 

 

 

a4 4a3b 6a2b2 4ab3 b4

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

b

5

 

 

 

a5 5a4b 10a3b2 10a2b3 5ab4 b5

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г) Биномиальные коэффициенты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=2

 

1

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=3

 

1

 

 

3

 

 

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=4

 

1

 

 

4

 

 

6

4

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=5

 

1

 

 

5

 

 

10

10

 

5

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=6

 

1

 

 

6

 

 

15

20

 

15

6

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=7

 

1

 

 

7

 

 

21

35

 

35

21

 

7

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

n=8

 

1

 

 

8

 

 

28

56

 

70

56

 

28

 

8

 

1

 

 

 

 

 

 

n=9

 

1

 

 

9

 

 

36

84

 

126

126

 

84

 

36

 

9

 

1

 

 

 

 

n=10

 

1

 

 

10

 

 

45

120

 

210

252

 

210

 

120

 

45

 

10

 

1

 

 

n=11

 

1

 

 

11

 

 

55

165

 

330

462

 

462

 

330

165

 

55

 

11

1

 

n=12

 

1

 

 

12

 

 

66

220

 

495

792

 

924

 

792

495

 

220

 

66

12

...

n=13

 

1

 

 

13

 

 

78

286

 

715

1287

 

1716

 

1716

1287

 

715

 

286

78

...

n=14

 

1

 

 

14

 

 

91

364

 

1001

2002

 

3003

 

3432

3003

 

2002

 

1001

364

...

n=15

 

1

 

 

15

 

105

455

 

1365

3003

 

5005

 

6435

6435

 

5005

 

3003

1365

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.26. КОМПЛЕКСНЫЕ ЧИСЛА

3.26.1. КОМПЛЕКСНЫЕ ЧИСЛА В АЛГЕБРАИЧЕСКОЙ ФОРМЕ

а)

Определения.

 

 

 

 

 

 

Комплексным числом называется выражение вида

a b i , в котором a

и

b – вещественные числа (действительные), а i - так называемая мнимая

единица – число, квадрат которого считается равным минус единице:

 

 

i 2 1.

 

 

 

a - вещественная часть,

b i

- мнимая часть комплексного

 

числа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Также пишут

i

1.

 

 

 

Два комплексных числа a1 b1 i и

a2 b2 i

равны тогда и толь-

ко тогда, когда a1 a2 , b1 b2

и пишут :

 

 

 

a1 b1 i = a2 b2 i .

 

Комплексные числа вида a 0 i условились считать равным вещест-

венному числу a. Комплексное число вида 0 b1 i часто называют чисто мнимым числом.

Комплексные числа

a b i и

a b i называются сопряжен-

ными.

 

 

б) Действия над комплексными числами в алгебраической форме

1. Степени числа i .

i 1

i5

i 4 i i

i9 (i 4 )2 i i

i 2

1

i6

i 4 i 2

1

i10

(i 4 )2 i 2 1

i3

i 2 i i

i7

i 4 i3

i

i11 (i 4 )2 i3 i

 

 

 

 

 

 

i 4 i 2 i 2 ( 1) ( 1) 1

i8

i 4 i 4

1

i12

(i 4 )3 1

44