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

матем 1 уск 2009

.pdf
Скачиваний:
26
Добавлен:
17.05.2015
Размер:
490.79 Кб
Скачать

1.

График

функции

y = − f (x)

 

получается

из

графика

функции

y = f (x)

путём симметричного отражения относительно оси Ox .

 

 

 

 

 

 

 

2.

График

функции

y = f (x)

 

получается

из

графика

функции

y = f (x)

путём симметричного отражения относительно оси Oy .

 

 

 

 

 

 

 

3.

График

функции

y = k f (x)

 

получается

из

графика

функции

y = f (x)

путём растяжения вдоль оси Oy

 

в k раз при k >1, или сжатия в

1

 

 

 

k

раз при 0 < k <1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = f (k x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

График

функции

 

получается

из

графика

функции

y = f (x)

путём сжатия вдоль оси Ox в k

 

раз при k >1, или растяжения в

1

 

 

 

k

раз при 0 < k <1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = f (x) + a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

График функции

 

получается

из

графика

функции

y = f (x)

путём сдвига вдоль оси Oy на

 

a

 

единиц вверх при a > 0,

или на

 

a

 

 

 

 

 

 

единиц вниз при a < 0 .

y = f (x + a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

График функции

 

получается

из

графика

функции

y = f (x)

путём сдвига вдоль оси Ox на a единиц влево при a > 0,

или на a

единиц вправо при a < 0 .

Пример 2. С помощью преобразования графиков элементарных функций построить график функции y = −log2 (x +3) .

Решение. Строим график элементарной логарифмической функции y1 = log2 x .

График функции y2 = −log2 (x + 3) получаем из графика функции y1 путём симметричного отражения относительно оси Oy .

График функции y3 = log2 (x + 3) получаем путём сдвига графика функции y2

по оси Ox на 3 единицы влево.

На рис.1. построены все три графика функции.

13

Рис.1. Построение графика функций с помощью преобразований

Пример 3. Решить графически уравнение x2 2 = x +1.

Решение. Графическим решением уравнения называются абсциссы точек пе-

ресечения двух графиков функций. Построим графики двух функций

y

2

= x2

2,

y = x +1 . Графики функций пересекаются в одной точке, следо-

 

 

 

1

вательно, данное уравнение имеет единственный корень – абсциссу точки пересечения x0 2,76.

Рис. 2. Графический способ решения уравнения

Ответ. Корень уравнения x 2,76.

14

Задания для контрольной работы № 1

1–10. Решить уравнения и сделать проверку найденных корней уравнения

1.

а)

x

2

=

x

 

+

4

,

 

 

б)

x 4 3 = x 13 .

2

x

 

x

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

2.

а)

 

2

 

 

+

 

 

 

4

 

 

= 0,625

,

б)

2x +3 4 x = 2 .

x

4

x2

4x

 

 

 

 

 

 

 

3.а)

4.а)

5.а)

6.а)

7.а)

8.а)

9.а)

10.а)

11–20.

 

 

 

2

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

=1,

 

 

 

б)

x2 2x 12 = 6 .

 

x +

2

 

 

x

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 3

 

=

4(x +3)

,

 

 

 

 

 

б)

x 1 + x +3 = 2.

x +3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2x 3

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

12

,

б)

2x2 + x 39 = x 1.

 

x

x2 5x

 

x2 10x + 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

=

 

1 ,

 

 

б)

2x2 7x +3 = x 1.

10 x

 

 

x

+30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

+

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

=

 

8

,

 

 

 

б)

3x + 7 = x + 7 .

 

x

5

 

 

x

+

5

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

+

 

 

 

12

 

 

 

 

=1,

 

б)

15 +3x =1 x .

17 x

 

 

17 + x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x +1

+

 

 

2x 1

= 5,2,

 

б)

x + x 3 = 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x 1

 

 

2x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

+

x + 2

 

=

10

 

,

 

б)

4x2 29x + 23 = 4 .

 

 

x + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

Выполнить действия с заданными матрицами

11.

 

2 1

1

1

12.

3

5

2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 2

 

 

2

 

 

 

4

1

 

 

3 2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

13.

4 1 2

 

 

14.

 

3

 

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 3

 

 

 

 

 

 

4 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.

 

5 3

 

1 6

 

16.

 

4 9

 

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 4

 

 

 

1 7

 

 

 

6

8

 

 

1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

17.

 

3 9 2

 

 

 

 

 

18.

 

4 6 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 7

 

 

 

 

 

 

 

 

2 7

 

 

 

 

 

 

 

 

5 2 1

 

1

6

 

 

1 7 0

 

 

2

6

 

 

19.

 

 

2

4

 

20.

 

 

0

4

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 0 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

2 5 5

 

 

3

0

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

21–30. Найти решение системы линейных уравнений методом Крамера

 

2x y + 2z = −2,

 

x + y + 2z = 7,

21.

 

x + y +

z =

2,

22.

 

3y

z = −5,

 

 

 

 

x +

2z = −1.

 

 

x + 2 y +3z = 8.

 

 

 

 

 

2x +3y z = 9,

 

2x y +3z = 5,

23.

 

 

 

 

24.

 

x y

z = −9,

x + y + 2 z = −4,

 

 

 

x 4 y 3z = 1.

 

 

y + z = 7.

 

 

 

 

 

3x + 2 y z =

5,

 

 

x + y + 4z =10,

25.

 

x +

3z = −3,

26.

 

 

 

 

 

x 2 y + z = −1,

 

 

x 2 y

= −4.

 

 

2x 2 y + 3z = 6.

 

 

 

 

 

4x + y 2z = 4,

 

2x +3y z =3,

27.

 

 

 

 

28.

 

 

z =3,

x y +3z = −5,

4 x +

 

 

y + z = 1.

 

 

x y 3z = 4.

 

 

 

 

 

2x y +3z = 3,

 

x 2 y + z =

4,

29.

 

x y + 2z =1,

30.

 

x + y + 2z =

0,

 

 

 

 

x + y + z = 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

x + y + z = −5.

31–40. С помощью преобразования графиков основных элементарных функций построить графики функций

31.

а)

y = 2sin(x π ) ;

б)

y = −

1

 

 

 

+3 .

x

1

 

 

3

 

 

 

 

 

 

32.

а)

y = x +1 4 ;

б)

 

 

 

π

 

+1.

y = cos x

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33.

а)

y = 2 ln(x +3) ;

б)

y =

 

2

 

1.

 

x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34.а) y = 2cos x + π ;

3

35.а) y = sin x + π 1;

4

36.а) y = x +2 2 +1;

37.а) y = 2x1 + 4;

38.а) y =3x1 + 2;

39.а) y = 3 (x + 2)3 ;

40.а) y = 3 3x+2

б) y = 2 x 1 +1.

б)

y = 2(x 1)3 1.

 

б)

 

 

 

π

 

y = 2sin x

 

.

 

 

 

 

 

 

3

 

б)

y = 3

 

2

 

.

 

x

1

 

 

 

 

 

б)

y = 4 + log2 (x + 2) .

б)

 

 

 

 

π

+1.

y = 2cos x

 

 

 

 

 

 

3

 

б)

y = 4 2 x 1 .

 

40–50. Найти области определения для функций

41.

а)

y =

x2 + 2x +3 + ln(x 2) ;

б)

y =

1

+

x 1 .

 

 

 

 

 

 

x2 4

 

 

42.

а)

y =

x2 5x 6 + x ;

б)

y =

2

+ 2

x .

 

 

 

 

 

 

5 x

 

 

43.

а)

y = lg(x2 4) + x +3 ;

б)

y =

 

1

 

4 x +4 .

x2

5x + 6

 

 

 

 

 

 

 

44. а)

y =

ln(x 2)

;

x 4

 

 

 

45.а) y = x2 +10x + 9 + lg(1 x) ;

46.

а)

y = x2 + 3x 40 +

 

1

;

 

 

 

x 6

 

47.

а)

y = lg(4x2 3x 1) +

x +1;

б)

y = 9 x2 +

1

.

 

 

 

 

 

 

 

x 1

 

 

 

 

 

1

 

2 .

 

 

 

б)

y = 3

x 2

+

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

б)

y = ln(x 1)+

1

 

 

.

 

 

 

 

 

2 x

 

б)

y =

2

+

1

 

.

 

 

 

x2 4

 

x + 4

 

 

17

48. а) y =

x2

1

+ 7 x ;

 

9

 

49.а) y = lg(x2 +8x) + x 1 2 ;

50.а) y = ln(x2 1) + x 15 ;

51–60. Решить графически уравнение

51.2x + x 5 = 0 .

52.2 ex + x = 0 .

53. x 1 + 4 x = 0 .

54.sin 2x x +1 = 0.

55.x 11 + x2 = 0 .

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

б)

y = 2 x

+

x2

.

6x +8

 

 

 

 

 

 

 

б)

y = ln(x + 2) ln(4 x) .

б)

y =

x2

1

4x

10 x .

 

 

+

 

 

 

56.log2 (x + 2) + x 3 = 0 .

57.2x 3x +1 = 0 .

58. 2x 1 x = −3 .

59. x x2 +3 = 0 .

60.cos x x + 2 = 0 .

5. Предел и производная функции

Предел функции. Пусть дана функция y = f (x) . Возможно, при приближении аргумента x к некоторому значению a значения функции f (x) при-

ближаются к какому-то числу b . В этом случае число b называется пределом функции f (x) при x стремящемся к a . Математически это записывается так

lim f (x) = b .

(5.1)

xa

 

Например, если f (x) = x +1, то при приближении x к 2 значения функции приближаются к 3. То есть предел данной функции при x , стремящемся к

двум, равен lim(x +1) = 3.

 

x2

f (x) называется бесконечно малой при x a .

Если lim f (x) = 0 , то

xa

 

Например, функция

f (x) = x3 1 – бесконечно малая, при x 1. Воз-

можен другой случай, когда значения функции неограниченно возрастают по абсолютной величине, при x a . В этой ситуации функцию f (x) называют

18

бесконечно

большой и записывают lim f (x) = ∞. Например, функция

 

1

 

xa

f (x) =

 

будет бесконечно большой при x 1.

x 1

 

 

При вычислении пределов функций следует пользоваться основными свойствами пределов:

1)

lim( f (x) ± g(x)) = lim f (x) ± lim g(x) ;

 

xa

xa

xa

2)

lim( f (x) g(x)) = lim f (x) lim g(x) ;

 

xa

xa

xa

3) lim

f (x)

=

lim f (x)

, при lim g(x) 0 .

xa

g(x)

lim g(x)

xa

 

xa

 

 

 

xa

 

Эти свойства применимы только тогда, когда пределы функций f (x) и g(x) конечны. Если же обе функции являются бесконечно малыми или беско-

нечно большими, то при вычислении пределов могут потребоваться дополнительные преобразования. Неопределенные ситуации складываются также при делении двух функций, стремящихся к нулю (бесконечно малые функции), при умножении бесконечно малой на бесконечно большую функцию, при возведении функции, значения которой в данном процессе приближаются к единице в бесконечно большую степень.

 

 

Например,

f (x) = x2 3x + 2 и g(x) = x2 5x + 4

бесконечно малые

функции при x 1. Вычислим предел их отношения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

x2

3x + 2

= lim

 

(x 2)(x 1)

 

= lim

 

x

2

=

1

 

=

1

.

 

 

x2

5x +

4

 

(x 4)(x 1)

 

x

4

3

3

 

 

x1

 

x1

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

Пример. Найти предел

lim

x 2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

2x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Здесь

 

f (x) = x 2,

g(x) = x +1 бесконечно большие функции при

 

x → ∞. Имеет место неопределённость вида

 

. Проведём преобразование

 

 

 

 

 

x 2

= 12 / x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(каждое слагаемое разделили на

x ). Заметим, что lim 1 = 0 . То-

 

 

 

2x +1 2 +1/ x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞ x

гда имеем lim

x 2

= lim

12 / x

 

= 10 = 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

x→∞

2 +1/ x 2 +0 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Производная функции.

 

 

Пусть функция

y = f (x)

определена в точке

 

x0 и принимает значение в этой точке, равное y0

= f (x0 ) . Величина изменения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аргумента при переходе из точки x0 в какую-либо другую точку x называется приращением аргумента и обозначается x . Т.е. x = x x0 и отсюда x = x0 + x . Если аргумент получит приращение, то и значение функции тоже получит соответствующее приращение y = f (x0 + x) f (x0 ) и примет значение y = y0 + y .

Рис. 3. Приращение функции и приращение аргумента

Определение. Предел отношения приращения функции к приращению

аргумента при x 0 называется производной функции

y = f (x) в точке x0

и записывается

 

 

 

f (x0 ) = lim

f (x0 +

x) f (x0 )

.

(5.2)

 

 

0

x

 

Если названный предел существует и конечен, то функция называется дифференцируемой в точке x0 , а операция нахождения производной называ-

ется дифференцированием.

Роль производной определяется, прежде всего тем, что она характеризует скорость изменения некоторых физических величин. Так, если S(t) это

путь, который проходит точка за время t , то S(t) =V (t) – это скорость этой точки в момент времени t .

Производная функции y = f (x) в точке x0 также описывает предельное положение секущей к графику этой функции в точке с координатами M (x0 ; y0 ) , т.е. касательную (рис. 4).

20

Рис. 4. График касательной к графику функции y = f (x) в точке x0

Уравнение касательной к графику функции y = f (x) в точке x0

имеет вид

y = f (x0 ) (x x0 ) + f (x0 ) ,

(5.3)

где f (x0 ) =tgα .

 

ТАБЛИЦА ОСНОВНЫХ ФОРМУЛ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ

1.

C

= 0

 

 

 

 

 

2.

x

=1

 

 

 

 

 

 

 

3. (x

n

= nx

n1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

4.

( x)

 

1

 

 

5.

 

1

 

 

 

1

 

 

6. (e

x

= e

x

 

 

 

 

=

 

 

 

 

= −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x

2

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

(a

x

= a

x

ln a

 

8.

 

 

=

1

 

 

 

 

9.

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

(ln x)

x

 

 

 

 

(loga x)

=

x ln a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

(sin x)′= cos x

 

11.

(cos x)′ = −sin x

12.

(tg x)′ =

 

 

1

 

 

 

cos2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

(arcsin x)′ =

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

(ctg x)′= −

 

 

14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 2 x

 

 

1x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.

(arccos x)′ = −

1

16.

(arctg x)′=

1

 

17. (arcctg x)′= −

1

 

 

1x2

1 + x2

 

1 + x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРАВИЛА ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ

1. Постоянную С можно выносить за знак производной:

(Cf (x))′ = C f (x).

2.Производная суммы (разности) двух функций равна сумме (разности) производных от этих функций:

( f (x) ± g(x))′ = f (x) ± g(x) .

3.Производная произведения двух функций равна произведению производной первого сомножителя на второй плюс произведение первого сомножителя на производную второго:

( f (x) g(x))′= f (x)g(x) + f (x)g(x) .

4. Производная частного двух функций

f (x)

, если g(x) 0 равна дроби,

g(x)

 

 

числитель которой есть разность произведений знаменателя дроби на производную числителя и числителя дроби на производную знаменателя, а знаменатель есть квадрат прежнего знаменателя:

 

f (x)

 

 

f (x) g(x)

f (x) g (x)

 

 

 

 

=

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

(g(x))2

 

g(x)

 

 

5. Правило дифференцирования сложной функции. Если y = f (u) – неко-

торая функция аргумента u , а u = g(x) – другая функция аргумента x ,

то говорят, что y = f (g(x)) сложная функция по переменной x .

Если y = f (g(x)) сложная функция,

то ее производная находится по

правилу:

 

 

 

 

( f (g(x))

 

 

= f (g(x)) g (x) .

Пример 1. Найти производную функции y = cos(x5 ) .

Здесь f (u) = cos u , u = g(x) = x5 ,

тогда, используя правило 5 диффе-

ренцирования и основные формулы

дифференцирования, получим

y′ = (cos u)u ux = −sin(u) (x5 )′ = −sin(x5 ) 5x4 = −5x4 sin(x5 ) .

Пример 2. Найти производную функции y = x ln x .

22

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]