
- •Высшая математика конспект лекций
- •1 Курс, 1 семестр
- •Содержание
- •Тема 1 «Элементы линейной алгебры» 7
- •Тема 2 «Элементы векторной алгебры» 22
- •Тема 3 «Элементы аналитической геометрии» 30
- •Тема 4 «Введение в анализ» 51
- •Тема 5 «Элементы дифференциального исчисления функции одной переменной» 66
- •Введение
- •Тематический план
- •§ 2. Определители 3-го порядка
- •§ 3. Миноры и алгебраические дополнения
- •§ 1. Определители высших порядков.
- •Система двух уравнений с двумя неизвестными
- •Система 3-х уравнений первой степени с 3-мя неизвестными
- •Понятие о матрицах
- •Сложение матриц и умножение их на число
- •Транспонирование матриц
- •Перемножение матриц
- •Решение систем линейных уравнений методом Гаусса
- •Решение систем 3-х уравнений с 3-мя неизвестными с помощью формул Крамера
- •Исследование систем линейных уравнений
- •§ 1. Общие понятия. Систему уравнений вида
- •§ 2. Система 2-х уравнений с 2-мя неизвестными
- •§ 3. Система 3-х уравнений с 3-мя неизвестными
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 2 «Элементы векторной алгебры» Основные понятия
- •Линейные операции над векторами
- •Линейная зависимость и независимость векторов
- •Определение координат вектора в данном базисе
- •Системы координат и скалярное произведение векторов Декартова система координат
- •Полярная система координат
- •Скалярное произведение векторов.
- •Векторно-скалярное (смешанное) произведение
- •§ 1. Вычисление объема параллелепипеда
- •§3.Направляющие косинусы
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 3 «Элементы аналитической геометрии»
- •П 4. Переход от полярных координат к декартовым и обратно
- •Простейшие задачи аналитической геометрии на плоскости п 1. Проекция отрезка на оси координат
- •П 2 .Расстояние между двумя точками на координатной плоскости
- •П 3. Деление отрезка в данном отношении
- •Линии и их уравнения п 1. Понятие уравнения линии
- •П 2. Примеры заданий линий при помощи уравнений
- •П 3. Получение линии как геометрического места точек
- •П 4. Параметрические уравнения линий
- •П 5. Алгебраические линии
- •Прямая на плоскости п 1. Угловой коэффициент
- •П 3. Уравнение прямой, проходящей через данную точку м1 (х1; у1)
- •П 8. Уравнение прямой в отрезках
- •П 9. Нормальное уравнение прямой
- •П. 10. Расстояние от точки до прямой
- •П. 11. Уравнение прямой в полярных координатах
- •П. 3 Эллипс и его каноническое уравнение
- •П.4 Эксцентриситет и директрисы эллипса
- •Гипербола и ее каноническое уравнение
- •П 6. Асимптоты гиперболы
- •П 7. Эксцентриситет и директрисы гиперболы
- •П. 8 Парабола и ее уравнение
- •П. 9 Уравнение эллипса, гиперболы и параболы в полярных координатах
- •Преобразование координат п. 1 Преобразование координат при параллельном сдвиге осей
- •П 3. Преобразование декартовых координат при изменении начала и поворота осей
- •П. 4 Преобразование общего уравнения второй степени не содержащего произведения переменных
- •П 5. Преобразование общего уравнения второго порядка
- •Аналитическая геометрия в пространстве Уравнение прямой
- •Понятие об уравнении плоскости.
- •Уравнения поверхностей
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 4 «Введение в анализ» Переменные и постоянные величины. Понятие функции.
- •Основные характеристики функций.
- •Основные элементарные функции и их графики.
- •Числовая последовательность.
- •Предел функции.
- •Бесконечно малые величины.
- •Бесконечно большие функции.
- •Соотношение между бесконечно малыми и бесконечно большими функциями.
- •Основные теоремы о пределах.
- •Типы неопределенностей и способы их раскрытия.
- •Первый замечательный предел.
- •Эквивалентные бесконечно малые и основные теоремы о них.
- •Непрерывность функций.
- •Основные теоремы о непрерывных функциях.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 5 «Элементы дифференциального исчисления функции одной переменной» Определение производной.
- •Геометрический смысл производной.
- •Производные основных элементарных функций.
- •Производная сложной и обратной функции.
- •Дифференцирование неявно заданной функции.
- •Дифференцирование функции, заданной параметрически.
- •Логарифмическое дифференцирование.
- •Производные высших порядков.
- •Производные высших порядков неявно заданной функции.
- •Производные высших порядков от функций заданных параметрически.
- •Дифференциал функции.
- •Правила вычисления дифференциала.
- •Приложения производной.
- •Исследование функций при помощи производной.
- •Наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература
Основные характеристики функций.
Опр.
Функция
,
определенная на множестве
называется четной,
если для любого
выполняется условие
и
;
нечетной,
если для любого
выполняется условие
и
.
График четной функции симметричен относительно оси Оy, нечетной – относительно начала координат.
Например:
- четные функции; а
- нечетные функции;
- функции общего вида, т.е. не четные и
не нечетные.
Опр.
Пусть функция
определена в промежутке
.
Если для любой пары значений
,
из неравенства
следует неравенство,
функция
называется возрастающей
на данном промежутке, если
– функция называется неубывающей.
Иными словами – значения возрастающей функции увеличиваются одновременно со значением аргумента.
Опр.
Если для любых
и
из промежутка
вытекает
,
то функция называется убывающей
в интервале
,
если
- невозрастающей.
Например, функция, заданная графиком (рис.1), убывает на интервале (-2;1), не убывает на интервале (1; 5), возрастает на интервале (3; 5).
Опр. Возрастающие, невозрастающие, убывающие и неубывающие называются монотонными, а возрастающие и убывающие – строго монотонными. На рисунке (рис.1) функция строго монотонна на (-2;1) и (3; 5); монотонна на (1; 3).
Опр.
Функция
,
определенная на множестве D,
называется ограниченной,
если существует такое число М>0.
что для всех
выполняется неравенство
.
График
ограниченной функции лежит между прямыми
и
(рис.2).
Опр.
Функция
называется периодической
на множестве D,
если существует такое число Т>0,
что при каждом значении
и
.
При этом число Т
называется периодом
функции.
Опр.
Пусть задана функция
с
областью определения D
и множеством значений Е.
Если каждому значению
соответствует единственное значение
,
то определена функция
с
областью определения Е
и
множеством значений D.
Такая функция называется обратной
к
функции
и
записывается
.
Функции
и
являются взаимно обратными. Чтобы найти
функцию
обратную
к функции
достаточно
решить уравнение
относительно х
(если это возможно).
Пример:
Для функции
обратной является функция
;
Для функции
, обратной функцией является
.
Замечание:
Любая строго монотонная функция имеет
обратную. При этом, если функция возрастает
(убывает), то обратная тоже возрастает
(убывает). Если функцииy=f(x)
и x=g(y)
являются взаимно обратными, то они
выражают одну и ту же связь между
переменными x
и y.
Поэтому графиком их является одна и та
же кривая. Но если аргумент обратной
функции мы обозначим снова через x,
а функцию через y
и построим их в одной системе координат,
то получим уже два различных графика.
Легко заметить, что графики будут
симметричны относительно биссектрисы
1-го координатного угла.
Опр.
Пусть функция
определена на множестве
D,
а функция
на множестве
,
причем для
соответствующее значение
.
Тогда на множестве
определена функция
,
которая называется сложной
функцией
от х
(или функцией от функции). Переменную
называют промежуточным аргументом
сложной функции.
Например,
Функия
есть сложная функция
с промежуточным аргументом
.
Сложная функция может иметь несколько
промежуточных аргументов.