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

Reference_book_on_Higher_Mathemanics_Part_I_F

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
10.02.2016
Размер:
679.16 Кб
Скачать

A function f(x) is decreasing if

 

f (x1 ) > f (x2 )

whenever x1 < x2

A function f(x) is constant

 

 

 

 

 

 

( f (x) = C ) if

 

f (x1 ) = f (x2 )

for all x1 and x2

 

 

 

 

 

A function f (x) is an even

 

f (x) = f (x) for x D(x) and − x D(y)

function

 

 

 

 

 

 

A function f (x) is called an odd

 

f (x) = − f (x) for x D(x) and − x D(y)

function if

 

 

 

 

 

 

A function f (x) is a periodic

 

f (x + P) = f (x) for x D(x)

function with period P if

 

 

 

 

 

 

Composite function

 

f (g(x)) − function of function

 

 

 

 

 

The graphs of the given function

f (x) and its inverse f −1 (x) are symmetric one to

other with respect to the line y = x.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Linear function

 

y = ax + b

 

 

 

 

 

 

 

Quadratic function

 

y = ax 2 + bx + c

The graph of a quadratic function

 

parabola

 

 

Standard form of a quadratic

 

y = a(x x0 )

2

+ y0

function

 

 

 

 

 

 

 

 

Hyperbola

 

y =

a

, n N

 

 

 

 

 

 

 

 

x n

 

 

An exponential function

 

y = a x , a > 0, a ≠ 1

Logarithmic function

 

y = loga x , a > 0, a ≠ 1

Table for Finding the Domain of a Composite Function

y =

 

 

(

 

)

 

 

 

 

(

 

)

 

(

 

)

 

(

 

)

 

 

 

 

(

)

f

x

2k f (x)

 

x

tan f

x

cot f

x

arcsin f

 

 

 

 

 

loga f

 

 

 

 

 

 

 

x ,

 

 

g(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arccos f (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D(y ):

g(x) ≠ 0

f (x) ≥ 0

f (x) > 0,

 

f (x)

π + πn,

f (x) πn,

 

f (x)

 

≤ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a > 0, a ≠ 1

n Z

 

 

n Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

A.Graphs in the Cartesian System of Co-ordinates

I.Power Functions

1. Parabolas

a). y = ax2n , n = 1,2,K

y

 

a

0

 

x

0

 

a

0

Domain of definition:

D(y) = (− ∞,+∞)

Range of values

[0, ∞), a > 0

E(y) = (− ∞ ] <

,0 , a 0

b). y = ax2n+1 , n = 1,2,K

y

 

a

0

 

x

0

 

a

0

D(y) = (− ∞,+∞)

E(y) = (− ∞,+∞)

c). y = a2 n x , n = 1,2,L

y

 

 

a

0

 

 

 

x

0

 

 

 

a

0

d). y = a 2 n +1 x , n = 1,2,L

a 0

y

a

0

 

 

 

 

x

 

0

 

 

D(y) = [0,+∞)

D(y) = (− ∞,+∞)

E(y) = [0,+∞), a ≥ 0

E(y) = (− ∞,+∞)

 

(− ∞,0], a ≤ 0

 

22

2. Hyperbolas

a). y =

a

, n

= 1,2,K

 

x 2n−1

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

a 0

a

0

 

 

 

0

 

D(y) = (− ∞,0) (0,+∞)

 

E(y) = (− ∞,0) (0,+∞)

II. Exponential Function

y = a x , a > 0, a 1

 

 

y

 

 

 

 

a

1

 

1

0

a

1

 

 

 

x

0

 

 

 

D(y) = (− ∞,+∞)

 

 

 

E(y) = (0,+∞)

b). y =

a

, n = 1,2,K

 

x 2n

 

 

 

y

 

 

 

 

a

0

 

 

 

x

 

0

 

 

 

 

a

0

D(y)= (− ∞,0) (0,+∞)

(0,+∞), a > 0

E(y) = (− ∞ ) <

,0 , a 0

III. Logarithm Function

y = log a

x, a > 0, a ≠ 1

y

 

 

 

 

 

 

 

a

1

 

 

 

 

 

 

 

x

0

1

 

 

 

 

 

 

 

0

a

1

D(y) = (0,+∞)

E(y) = (− ∞,+∞)

23

IY. Trigonometric Functions

1). Sinusoid (sine curve, harmonic curve) y = sin x

 

 

y

 

D(y) = (− ∞,+∞),

 

 

1

 

 

 

 

 

E(y) = [−1,+1]

 

 

 

 

x

π

0

π

π

 

---

 

--

 

 

2

 

2

 

 

 

-1

 

 

2). Cosine curve

y = cos x

 

 

 

 

y

 

 

 

 

1

 

D(y) = (− ∞,+∞),

 

 

 

 

x

E(y) = [− 1,+1]

 

π

0

π

π

 

---

--

 

 

2

 

2

 

 

 

-1

 

 

3). Tangent curve

y = tan x

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

π

 

 

 

 

 

 

D(y) =

 

+ ,

+ , k = 0,±1,±2,K

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

x

E(y ) = (− ∞,+∞)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

0

π

π

 

 

 

 

 

 

---

--

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

4). Cotangent curve

y = cot x

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

D(y) = (, (k + 1π )), k = 0,±1,±2,K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

E(y) = (− ∞,+∞)

π

0

π

π

 

 

 

 

 

 

---

--

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

24

Y. Inverse Trigonometric Functions

1). y = sin −1 x = arcsin x

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

--

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

-1

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

---

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

D

(

y

)

[

]

E(y) =

π

,

π

 

 

= −

1;1

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

3). y = tan −1 x = arctan x

 

 

y

 

 

π

 

 

--

 

 

2

 

 

x

 

 

0

 

 

π

 

 

---

 

 

2

 

 

 

π

π

D(y ) = (− ∞,+∞), E(y) = −

,

 

 

2

2

2). y = cos −1 x = arccos x

 

y

 

 

π

 

 

π

 

 

--

 

 

2

 

 

 

x

-1

0

1

D(y) = [− 1;1], E(y) = [0;π ]

4). y = cot −1 x = arc cot x

y

π

π

--

2

x

0

D(y ) = (− ∞,+∞), E(y) = (0,π )

YI. Hyperbolic Functions

 

 

1). y = sinh x (shx)

2). y = cosh x (chx)

sinh x =

e x ex

cosh x =

e x + e x

2

 

2

 

 

 

 

 

D(sinh x) = (− ∞,+∞)

D(cosh x) = (− ∞,+∞)

E(sinh x) = (− ∞,+∞)

E(cosh x) = [1,+∞)

y

y=chx

x

0

y=shx

25

3). y = tanh x

(thx)

 

 

4). y = coth x

(cthx)

 

 

 

 

 

y

tanh x = sinh x = e x

ex

 

coth x = cosh x = e x + e x

 

 

 

 

y=cthx

cosh x

e x

+ ex

 

sinh x

e x e x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

D (tanh x ) = (− ∞ ,+∞ )

 

D(coth x) = (− ∞,0) (0,+∞)

 

 

y=thx

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E(tanh x) = (− 1,+1)

 

 

E(coth x) = (− ∞,−1) (1, ∞)

 

y=cthx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

YII. Curves of the Second Order

 

 

 

 

 

 

x 2

 

y 2

 

 

 

 

 

x 2

 

y 2

 

 

1. Ellipse: a 2

+ b 2 = 1

 

2.Hyperbola:

a 2

b 2

= 1

 

 

y

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-a

 

 

a

x

 

-a

 

 

a

x

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

y 2 = 4 px

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Parabola

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

0

F (0,

p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Witch of Agnesi:

y =

k

1 + x 2

 

y

 

 

 

k

 

 

 

 

k

0

 

 

 

x

-1

0

1

 

5.Curve of Gauss:

y = ex2

 

 

 

 

y

 

 

 

1

 

 

 

 

x

-

1

0

1

2

 

2

 

 

26

6. Loops

a). Folium of Descartes

x3 + y 3 − 3axy = 0 , or

3at

1 + t 3x =

 

3at 2

 

y =

 

 

1 + t

2

 

 

b)

y 2

= x 2 a + x

 

 

 

a x

 

 

 

y

 

-a

 

a

x

 

 

0

 

7. Lemniscate of Bernoulli

(x 2 + y 2 )2 = a 2 (x 2 y 2 )

or

r 2 = a 2 cos 2ϕ

 

y

 

 

 

a

 

 

 

3

2

 

 

 

x

 

 

 

x

0

 

 

+

 

 

 

y

 

 

 

+

 

 

 

a

 

 

 

=

 

 

 

0

 

 

c). a 2 y 2 = x(a x 2 ), a > 0

 

y

 

 

 

 

x

 

0

a

a

0

 

 

 

y

 

x

0

a

 

27

B. Curves Given by Parametric Equations

I. Cycloid:

x = a(t − sin t )

 

, a > 0

y = a(1

− cost )

y

 

2 a

 

x

0

a

III. Evolvent of Circle:

x = a(cos t + t sin t )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, a > 0

 

y

= a(sin t t cos t )

 

 

 

IY.

 

 

t

 

 

 

 

t

 

 

x = R cos

 

 

 

 

2

+ cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

3

 

 

 

 

t

 

 

 

t

 

 

y = R sin

 

 

 

 

 

 

 

 

2

− sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

3

t

x = a cos

 

II. Astroid:

3

, a > 0

 

 

 

t

y = a sin

 

 

 

y

 

 

a

 

-a

a

x

 

0

 

 

-a

 

y

 

a

 

t

x

0

 

y

x

0

C. Curves in the Polar System of Coordinates

1. ρ = a sin

3

ϕ

II. ρ = a cos

3

ϕ ,

 

 

 

,

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a > 0,ϕ [0,3π ]

 

3π

3π

 

 

a > 0,ϕ

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

0

ρ

0

ρ

28

 

III. Cardioids

1) ρ = a(1 + cosϕ ), a > 0

2) ρ = a(1 + sin ϕ ), a > 0

 

2 a

 

0

ρ

0

 

a ρ

IY. Limacons

`1). ρ = a − cosϕ , a > 1

y

a

ρ

0

2). ρ = a − sinϕ , a > 1

ρ

 

Y. Spirals

1). ρ = , a > 0

2). ρ =

a

, a > 0

 

 

ϕ

0

 

M

ρ

a

ρ

 

ϕ

 

 

0

 

ρ

29

1). ρ = a sin 2ϕ , a > 0

 

y

 

π

 

--

x

4

0

ρ

a

 

3). ρ = a sin 3ϕ, a > 0

 

y

 

π

 

--

 

3

 

a

x

 

0

ρ

YI. Roses

2). ρ = a cos 2ϕ , a > 0

 

y

 

π

 

--

 

4

 

a

x

0

ρ

 

4). ρ = a cos 3ϕ , a > 0

y

 

 

 

π

 

 

-

 

 

6

x

 

 

0

 

ρ

 

 

a

 

 

5). ρ = a sin 4ϕ, a > 0

6). ρ = a cos 4ϕ , a > 0

 

 

y

y

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

--

π

 

 

 

4

 

 

 

--

 

 

 

 

8

 

 

 

x

a

x

a

0

ρ

0

ρ

 

 

 

30

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]