- •1.1. Как пользоваться этим учебником
- •1.2. О курсе высшей математики
- •1.3. Биология, почвоведение и математика
- •2. Базовые понятия
- •2.1. Множества
- •2.2. Высказывания
- •2.3. Кванторы
- •2.4. Системы координат
- •2.5. Абсолютная величина числа
- •3. Функция
- •3.1. Величины постоянные и переменные
- •3.2. Определение функции
- •3.3 Способы задания функции
- •3.5. Периодическая функция
- •3.6. Ограниченная функция
- •3.7. Суперпозиция функций
- •3.8. Обратная функция
- •3.9. Неявная функция
- •3.10. Однозначная и многозначная функция
- •3.11. Рекомендации
- •3.12. Вопросы для самоконтроля
- •4. Предел функции
- •4.1. Определение предела функции
- •4.3. Бесконечно малая величина
- •4.4. Бесконечно большая величина
- •4.5. Свойства пределов
- •4.6. Неопределенность вида 0/0
- •4.7. Неопределенность вида ∞/∞
- •4.9. Первый замечательный предел
- •4.10. Второй замечательный предел
- •4.11. Основные теоремы о пределах
- •4.12. Рекомендации
- •4.13. Вопросы для самоконтроля
- •5.1. Приращения аргумента и функции
- •5.2. Два определения непрерывности
- •5.3. Точки разрыва и их классификация
- •5.4. Свойства непрерывных функций
- •5.5 Рекомендации
- •5.6. вопросы для самоконтроля
- •6. Производная функции
- •6.1. Определение производной
- •6.2. Геометрический смысл производной
- •6.3. Механический смысл производной
- •6.4. Основные теоремы о производных
- •6.5. Производные элементарных функций
- •6.6 Сводка формул
- •6.7. Примеры на вычисление производной
- •6.8. Производные высших порядков
- •6.9. Рекомендации
- •6.10. Вопросы для самоконтроля
- •7. Приложения производной
- •7.1. Возрастание и убывание функции
- •7.2. Экстремумы функции
- •7.3. Наибольшее и наименьшее значения функции на промежутке
- •7.4. График функции
- •7.5. Уравнение касательной
- •7.6. Приближенные решения уравнений
- •7.7. Правила Лопиталя
- •7.8. Рекомендации
- •7.9. Вопросы для самоконтроля
- •8. Дифференциал функции
- •8.1. Определение дифференциала функции
- •8.2. Свойства дифференциала
- •8.3. Геометрический смысл дифференциала
- •8.4. Рекомендации
- •8.5. Вопросы для самоконтроля
- •9. Примеры контрольных работ
- •11. Формулы
- •11.1. Основные свойства степени
- •11.2. формулы сокращенного умножения
- •11.3. Квадратное уравнение
- •11.4. Разложение квадратного трехчлена на множители
- •11.5. Основные свойства логарифмов
- •11.6. Тригонометрические формулы
- •12 Литература
- •13. Об авторах этого учебника
- •14. Предметный указатель
11 |
Формулы |
165 |
|
|
|
В этом разделе приводятся некоторые формулы элементарной математики, которые используются в нашем учебнике при решении примеров и в доказательствах некоторых теорем.
11.1. Основные свойства степени
Предположим, что щие формулы.
a > 0, a 6= 1, b > 0, b 6= 1, n, m R. Тогда справедливы следую-
an · am = an+m |
(1.1) |
||||||||||||
|
an |
= an−m |
(1.2) |
||||||||||
am |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(an)m = anm |
(1.3) |
||||||||||||
(a · b)n = an · bn |
(1.4) |
||||||||||||
|
a |
|
|
n |
|
|
an |
|
(1.5) |
||||
m |
|
n |
|
|
bn |
||||||||
|
|
b |
|
= |
|
|
|||||||
|
= √ |
|
|
|
|
||||||||
a n |
am |
(1.6) |
|||||||||||
|
a−n = |
|
1 |
|
|
(1.7) |
|||||||
|
an |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
11.2. Формулы сокращенного умножения
|
(a + b)2 = a2 + 2ab + b2 |
(2.1) |
||
|
(a − b)2 = a2 − 2ab + b2 |
(2.2) |
||
(a + b)3 = a3 + 3a2b + 3ab2 + b3 |
(2.3) |
|||
(a − b)3 = a3 − 3a2b + 3ab2 − b3 |
(2.4) |
|||
|
a2 − b2 = (a − b) (a + b) |
(2.5) |
||
3 |
3 |
2 |
2 |
|
a3 |
+ b3 |
= (a + b) a2 |
− ab + b2 |
(2.6) |
a |
− b = (a − b) a + ab + b |
(2.7) |
Формулы элементарной математики |
|
|
|
|
|
|
166 |
|||
11.3. Квадратное уравнение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Квадратным называется уравнение вида |
|
|
|
|
|
|
|
|||
ax2 + bx + c = 0 |
(3.1) |
|||||||||
ãäå x неизвестное, a, b, c заданные числа, причем a 6= 0. Корни x1, x2 |
êâàä- |
|||||||||
ратного уравнения (3.1) находятся по формуле |
|
|||||||||
x1,2 = |
−b ± √ |
|
|
|
|
|
|
|||
b2 − 4ac |
|
(3.2) |
||||||||
|
|
|
|
2a |
|
|||||
Приведенным квадратным уравнением называется уравнение вида: |
|
|||||||||
x2 + px + q = 0 |
(3.3) |
|||||||||
Формула корней приведенного квадратного уравнения (3.3) имеет вид: |
|
|||||||||
x1,2 |
= −2 |
± r |
|
|
|
|
||||
|
4 − q |
|
||||||||
|
|
|
p |
|
|
|
p2 |
|
||
Теорема Виета. Сумма корней x1 |
è x2 |
приведенного квадратного уравнения (3.3) |
равна второму коэффициенту, взятому с противоположным знаком, а их произведение равно свободному члену.
x1 + x2 = −p
x1 · x2 = q
Теорема, обратная теореме Виета. Если числа p, q, x1 è x2 таковы, что
x1 + x2 = −p, x1x2 = q,
òî x1 è x2 корни квадратного уравнения x2 + px + q = 0.
11.4. Разложение квадратного трехчлена на множители
Квадратным трехчленом называется многочлен второй степени вида |
ax2 + bx + c, ãäå |
|
a 6= 0. |
Квадратный трехчлен можно разложить на множители, т. е. представить его |
|
â âèäå |
ax2 + bx + c = a (x − x1) (x − x2) |
|
|
(4.1) |
|
ãäå x1, |
x2 - корни квадратного уравнения |
|
|
ax2 + bx + c = 0. |
|
Формулы элементарной математики |
167 |
11.5. Основные свойства логарифмов
Предположим, что формулы.
a > 0, b > 0, c > 0, c 6= 1, n R. Тогда справедливы следующие
logc (ab) = logc a + logc b |
(5.1) |
|||||||||||
logc b |
n |
|
c |
|
− |
|
c |
|
|
|||
|
a |
= log |
|
|
a |
|
log |
|
b |
(5.2) |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||
logc a |
|
= n logc a |
|
|
(5.3) |
|||||||
logc a = |
logd a |
, |
d 6= 1 |
(5.4) |
||||||||
logd c |
|
|||||||||||
|
|
clogc a = a |
|
|
|
|
(5.5) |
Последняя формула называется основным логарифмическим тождеством.
11.6. Тригонометрические формулы
Соотношения между функциями одного и того же аргумента.
Основное тригонометрическое тождество:
sin2 x + cos2 x = 1 |
(6.1) |
Отсюда следует, что
sin2 x = 1 − cos2 x |
(6.2) |
cos2 x = 1 − sin2 x |
(6.3) |
Выражение tg x è ctg x через sin x è cos x :
tg x = |
sin x |
|
(6.4) |
||||||
cos x |
|||||||||
|
|
||||||||
ctg x = |
cos x |
(6.5) |
|||||||
|
sin x |
|
|||||||
|
|
|
|||||||
tg x · ctg x = 1 |
(6.6) |
||||||||
|
1 |
|
|
||||||
1 + tg2 x = |
|
|
|
(6.7) |
|||||
cos2 x |
|||||||||
|
|
|
|
||||||
|
1 |
|
|
||||||
1 + ctg2 x = |
|
(6.8) |
|||||||
sin2 x |
|||||||||
Формулы двойного аргумента: |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
sin 2x = 2 sin x cos x |
(6.9) |
Формулы элементарной математики |
|
|
168 |
|
cos 2x = cos2 x − sin2 x |
(6.10) |
|||
Формулы понижения степени: |
|
|
|
|
sin2 x = |
1 − cos 2x |
|
(6.11) |
|
2 |
||||
|
|
|
||
cos2 x = |
1 + cos 2x |
(6.12) |
||
2 |
|
|||
|
|
|
Разложения синуса и косинуса суммы и разности двух аргументов:
sin (x ± y) = sin x cos y ± cos x sin y |
(6.13) |
cos (x ± y) = cos x cos y sin x sin y |
(6.14) |
Формулы разложения сумм и разностей синусов и косинусов:
sin x + sin y = 2 sin |
x + y |
|
|
cos |
x − y |
|
|
(6.15) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
||||||||||
sin x |
− |
sin y = 2 cos |
x + y |
|
sin |
x − y |
|
|
(6.16) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
||||||||||||
cos x + cos y = 2 cos |
x + y |
cos |
x − y |
|
(6.17) |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
− |
|
|
− |
2 |
2 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|||||||||||||
cos x |
|
|
cos y = |
|
2 sin |
x + y |
sin |
x − y |
(6.18) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
Таблица некоторых значений тригонометрических функций:
Функция |
|
π |
|
π |
|
π |
|||||||||
6 |
|
|
4 |
|
|
3 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
1 |
|
|
|
√ |
|
|
|
|
√ |
|
|
|
||
sin x |
2 |
3 |
|||||||||||||
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
√ |
|
|
|
|
√ |
|
|
|
1 |
|
|
||
cos x |
3 |
|
2 |
|
|
||||||||||
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|