(1)АЛГЕБРА КОНЕЧНЫЙ
.pdfy |
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