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

Справочник по математике

.pdf
Скачиваний:
219
Добавлен:
10.06.2015
Размер:
4.57 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

j

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

1

2 1

3i j 5k .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Запишем канонические уравнения прямой:

x

 

y 1

 

 

z 1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

 

 

5

Ответ:

x

 

y 1

 

z 1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант № 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Найти косинус угла между прямыми:

x 2y 1 0,

3x 4y 3 0 .

Ответ:

1

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Найти расстояние от точки M0( 5;2)

до прямой, проходящей через

точку M1(0;4) перпендикулярно вектору

n(1; 2) .

 

 

 

 

Ответ:

9

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Написать уравнение плоскости, проходящей через точку A 1,7, 2

перпендикулярно вектору

 

 

, если B 0,2, 4 ,

C 2,7, 3 .

 

BC

Ответ:

2x 5y z 35 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Найти расстояние от точки M0 2, 1,0

до плоскости, проходящей

через три точки M1 2,3,2 ,

M2 2,4,1 ,

M3 2,2,6 .

 

Ответ:

96

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

473

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Найти точку пересечения прямой

 

x 4

 

y 3

 

 

z 6 и плоскости

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

1

6x 3y 3z 2 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

 

13

,

23

,

35

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

6

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Написать канонические уравнения прямой:

4x y 3z 1 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x y 4z 2 0.

Ответ:

x 1

 

y 27

 

z 8

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

25

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант № 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Найти косинус угла между прямыми:

x 5y 5 0,

6x y 2 0 .

Ответ:

1

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

942

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Найти расстояние от точки

M0(7; 1)

до прямой, проходящей через

две точки M1( 3;2) и M2(2;0) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

5

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Написать уравнение плоскости, проходящей через точку A 1, 1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B 0, 2, 1 ,

C 3,1, 1 .

 

 

перпендикулярно вектору BC , если

 

 

Ответ:

x y 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Найти расстояние от точки

M0 1, 4,0

до плоскости, проходящей

через три точки

M1 1,4, 2 ,

M2 3,0,9 ,

M3 2, 5,3 .

 

 

Ответ:

284

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8990

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Найти точку пересечения прямой

 

x

 

y 2

 

z 5

и плоскости

 

 

 

 

3x 2y z 6 0.

 

 

 

 

 

 

1

 

4

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

 

5

,

14

,

5

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.Написать канонические уравнения прямой: x 3y 2z 1 0,

6x 2 y 3z 1 0.

Ответ: x y 1 z 1 . 5 9 16

52

4. Введение в математический анализ

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 21

Основные числовые множества

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначение и название

 

Задание множества

 

Геометрическое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изображение

 

1. N – множество нату-

 

N 1, 2, 3,

 

, n,

 

 

 

ральных чисел

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Z – множество целых

 

Z

2,

1, 0, 1, 2, 3,

 

 

 

чисел

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Q – множество рацио-

 

Q ={x : x

p

; p, q Z, q 0}

 

 

нальных чисел

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. R – множество дейст-

 

R x : x

 

 

 

вительных чисел

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 22

Подмножества множества R (интервалы)

 

 

 

 

 

Название интервала

 

Обозначение и задание

Геометрическое

 

 

 

интервала

 

изображение

1. Открытый интервал

a,b x : a x b

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Замкнутый интервал

a,b x : a x b

 

 

 

(отрезок)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Полуоткрытый ин-

1) a,b x : a x b ,

 

 

 

тервал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) a,b x : a x b

 

 

 

 

 

 

 

4. Неограниченный ин- 1) a, x : a x ,

тервал 2) a, x : a x ,

3),b x : x b ,

4),b x : x b

53

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 23

 

 

 

Логические символы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Понятие

 

Обозначение

 

 

Значение

1. Квантор общности

 

x

 

 

Для любого x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Квантор существования

x

 

 

Существует x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Следствие

 

A B

 

Если справедливо А, то спра-

 

 

 

 

 

 

 

ведливо В

4. Равносильность

 

A B

 

А справедливо тогда и только

 

 

 

 

 

 

тогда, когда справедливо В

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 24

 

 

Определение функции, основные понятия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Понятие, обозначение

 

Определение

 

Аналитическое задание,

 

 

 

 

 

 

 

 

геометрический образ

 

 

1. Функция y f x

Закон, по которому каж-

y – функция (зависимая

 

 

 

 

дому элементу множест-

переменная),

 

 

 

 

ва D ставится в соот-

 

x – аргумент (независимая

 

 

 

 

ветствие некоторый

 

переменная)

 

 

 

 

элемент множества E

 

 

 

 

 

 

 

x D, y E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Область определения

Множество значений x ,

D y x : y y f (x)

 

 

функции D y

при которых функция y

 

 

 

 

 

определена

 

 

 

 

3. Область значений

Множество значений

 

E y y : x y f x

 

 

функции E y

функции y для всех

 

 

 

 

 

 

x D y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. График функции Г f

Геометрическое место

График – это линия в R2

 

 

 

 

точек плоскости, коор-

 

 

 

 

 

динаты которых удовле-

 

 

 

 

 

творяют равенству

 

 

 

 

 

 

y f x , т.е.

 

 

 

 

 

 

f

x, y : y f (x)

 

 

 

5. Частное значение

Значение функции y

 

 

 

 

функции

при заданном значении

 

 

 

f a или y

 

аргумента x a

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54

Таблица 25

Преобразование графиков функций

Формула пре-

 

 

 

 

 

образования

Преобразование

Геометрическое

графика функ-

 

 

 

 

изображение

ции y f x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

y f x b

Параллельный перенос

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вдоль оси Oy на

b

:

 

 

 

вверх, если b 0 ;

 

 

 

вниз, если b 0

 

 

 

 

 

2.

y f x a

Параллельный перенос

 

 

 

вдоль оси Ox на

a

:

 

 

 

вправо, если a 0;

 

 

 

влево, если a 0

 

 

 

 

 

3.

y kf x

Растяжение вдоль оси Oy в

 

 

 

k раз при k 1;

 

 

 

сжатие вдоль оси Oy в 1 k

 

 

 

раз при k 1

 

 

 

 

 

4.

y f kx

Сжатие вдоль оси Ox в k

 

 

 

раз при k 1;

 

 

 

растяжение вдоль оси Ox в

 

 

 

1 k раз при k 1

 

 

 

 

 

5.

y f x

Симметричное отображе-

 

 

 

ние относительно оси Ox

 

6. y f x

Симметричное отображе-

 

ние относительно оси Oy

55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула пре-

 

 

образования

Преобразование

Геометрическое

графика функ-

 

изображение

ции y f x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

y

 

f x

 

 

Часть графика, лежащая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выше оси Ox сохраняется,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а лежащая ниже оси Ox

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отображается симметрично

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

относительно оси Ox

 

8.

y f

 

x

 

 

При x 0 график сохраня-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ется, а при x 0 график

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

получается, как отображе-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние относительно оси Oy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

части графика при x 0

 

56

Таблица 26

Основные свойства функции

 

Свойство, понятие

Определение

Геометрическое

 

 

 

 

 

 

 

изображение

1.

Четность функции

x, x D( y)

 

 

 

 

y f x

f x f x

 

 

 

График симметричен

 

 

 

относительно оси Oy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Нечетность функции

x, x D( y)

 

 

 

 

y f x

f x f x

 

 

 

График симметричен

 

 

 

относительно начала

 

 

 

координат

 

 

 

 

3.

Периодичность

Существует такое чис-

 

функции y f x

лоT 0 (период функ-

 

 

 

ции), что для любого

 

 

 

x D y , для любого

 

 

 

k Z выполняется:

 

 

 

f x f x kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Знакопостоянство

а) x a,b

f x 0

 

функции y f x

 

 

 

 

 

 

 

 

б) x a,b

f x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Нуль функции

Значение аргумента x

 

y f x

при котором y 0 .

 

 

 

Нуль x x1 – это абс-

 

 

 

цисса точки пересече-

 

 

 

ния графика функции

 

 

 

y f x с осью Ox

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Ограниченность

C 0 x

 

 

 

 

функции y f x

 

f x

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57

Таблица 27

Основные элементарные функции

 

Функция

 

 

 

 

Свойства функции

 

График

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Линейная функция y kx b ,

k,b R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) y kx b ,

 

 

 

Функция выражает прямую

График–прямая, k tg –

 

k 0

 

 

 

 

 

пропорциональную зависи-

угловой коэффициент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мость.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

D y R, E y R;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

y 0 при x

b

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

b 0 y kx – нечетная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функция

 

 

б)

y b ,

k 0

 

 

 

y b – постоянная, четная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Степенная функция y xn,

n R

а)

y x

2

n 2

 

Квадратичная функция.

 

График – парабола

 

 

 

1)

D y R, E y [0, ) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

y 0 при x 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

четная

 

 

 

 

 

 

 

n 3

 

 

 

б)

y x

3

Кубическая функция.

 

График – кубическая па-

 

 

 

1)

D y E y R;

 

рабола

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

y 0 при x 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

нечетная

 

 

в)

y 1

 

n 1

Функция выражает обратную

График – гипербола

 

 

x

 

 

 

 

 

пропорциональную зависи-

 

 

 

 

 

 

 

 

мость.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) D y E y ,0

0, ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

нулей нет;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

нечетная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1)

D y E y [0, ) ;

 

График – полупарабола

 

 

 

 

 

 

 

г)

y

 

 

x n

 

 

 

 

y 0 при x 0

 

 

 

 

2

 

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

58

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 27

 

 

 

 

 

 

 

Функция

 

Свойства функции

 

График

 

 

 

 

3. Показательная функция

 

y ax ,

1)

D y R, E y 0, ;

 

 

a 0, a 1

2)

нулей нет;

 

 

 

 

3)

с увеличением а, увеличи-

 

 

 

 

вается скорость роста функ-

 

 

 

 

ции, т.е. ax cx при a c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Логарифмическая функция

 

y loga x ,

1)

D y 0, , E y R;

 

 

a 0, a 1

2)

y 0

при x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Тригонометрические функции

 

а)

y sin x

1) D y R,

E y 1,1 ;

 

 

 

синус

2) y 0

при

x k , k Z;

 

 

 

 

3)

нечетная;

 

 

 

 

 

4)

периодическая, T 2

 

 

б)

y cos x

1) D y R,

E y 1,1 ;

 

 

 

косинус

2) y 0

при x 2 k , k Z;

 

 

 

 

3)

четная;

 

 

 

 

 

4)

периодическая, T 2

 

 

в)

y tg x

1) D y – множество R, кроме

 

 

 

тангенс

x 2 k , k Z;

 

 

 

 

2) y 0

при

x k , k Z;

 

 

 

 

3)нечетная;

 

 

 

 

 

4)периодическая, T

 

 

г)

y ctg x

1) D y – множество R, кроме

 

 

 

котангенс

x k ,

k Z;

 

 

 

 

2) y 0

при x 2 k , k Z;

 

 

 

 

3)

нечетная;

 

 

 

 

 

4)

периодическая, T

 

 

59

 

 

 

Продолжение таблицы 27

 

 

 

 

Функция

 

Свойства функции

График

 

6. Обратные тригонометрические функции

а) y arcsin x

 

1) D y 1, 1 ,

 

арксинус

 

E y 2, 2 ;

 

2)y 0 при x 0 ;

3)нечетная

б)

y arccos x

1) D y 1, 1 ,

 

 

арккосинус

E y 0, ;

 

 

 

2) y 0 при x 1;

 

 

 

3) arccos x arccos x

в)

y arctg x

1) D y , ,

 

 

арктангенс

E y 2,

2 ;

 

 

2) y 0 при x 0 ;

 

 

 

3) нечетная

 

г)

y arcctg x

1) D y , ,

 

 

арккотангенс

E y 0, ;

 

 

 

2) нулей нет;

 

 

 

3) arcctg x arcctg x

7. Гиперболические функции

а) гиперболический синус y shx ex e x ; 2

б) гиперболический косинус y chx ex e x ; 2

в) гиперболический тангенс y thx chshxx ;

chx

г) гиперболический котангенс y cthx

shx