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

УМК Математика (в 4-х частях) 2 семестр (инженерно-технические направления)

.pdf
Скачиваний:
73
Добавлен:
26.02.2016
Размер:
792.05 Кб
Скачать

Пусть V - область в трёхмерном пространстве. Векторным полем на V называется векторная функция a a(M) a(r) , заданная в точках M(x, y, z) V , где r xi y j zk - радиус-вектор точки M(x, y,z) . Анало-

гично определяется плоское векторное поле.

Векторной линией (силовой линией, линией тока) называется гладкая кривая, касательная к которой в каждой точке M(x, y,z) имеет направление соответствующего ей вектора поля a(M) . Векторные линии поля a(M) находятся из системы дифференциальных уравнений

dx

 

dy

 

dz

.

ax (x, y, z)

ay (x, y, z)

az (x, y, z)

 

 

 

Если - плоская кусочно-гладкая простая (без точек самопересечений) замкнутая кривая, нигде не касающаяся векторных линий поля a , то поверхность, образованная векторными линиями, пересекающими , называется

векторной трубкой поля a .

Дивергенцией векторного поля a(M) axi ay j azk

 

называется скаляр-

 

 

 

a

x

 

 

ay

 

a

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ная величина diva

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

a(M) axi ay j azk называется

Ротором (вихрем) векторного поля

 

 

 

a

z

 

 

ay

 

a

x

 

 

 

a

z

 

 

 

ay

 

a

x

 

вектор rota

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

k .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

z

 

 

 

z

 

 

x

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

Все операции векторного анализа можно выразить при помощи оператора Гамильтона – символического вектора (читается - набла), определяемого

 

 

 

 

 

 

 

равенством i

j

 

 

 

y

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

j

k

 

rot a a

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

z

 

 

 

 

 

ax

ay

az

 

 

 

 

gradu u,

diva a ,

k

. Так, например:

 

 

z

 

 

.

 

 

 

 

Векторное поле a(M) называется потенциальным, если a grad u , где

u f (M) -скалярная функция (потенциал векторного поля).

Векторное поле a(M) называется соленоидальным, если в каждой точке

поля diva 0 .

71

6.3 Основные математические формулы.

Формулы сокращённого умножения: 1. (a b)2 a2 2ab b2 2. (a b)(a b) a2 b2

3. (a b c)2 a2 b2 c2 2ab 2bc 2ac

4.(a b)3 a3 3a2b 3ab2 b3 5.(a b)(a2 ab b2 ) a3 b3

Формулы тригонометрии:

1.

sin2 cos2 1,

2.

tg ctg 1,

3.

1 tg2 1 cos2 ,

4.

1 ctg2 1 sin2 .

5.sin( ) sin cos cos sin

6.cos( ) cos cos sin sin

7. sin2 2sin cos

8. cos2 cos2 sin2

9.cos cos 2cos ( )2 cos ( )2

10.cos cos 2sin ( )2 sin ( )2

11.sin sin 2sin ( )2 cos ( )2

12.sin sin 2sin ( )2 cos ( )2

13. cos2

1

(1 cos 2 )

14. sin2

1

(1 cos 2 )

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формулы приведения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

Функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

sin

 

 

cos

sin

 

cos

sin

cos

 

 

 

 

 

cos

 

sin

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

tg

 

 

ctg

tg

 

ctg

tg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

–tg

 

 

tg

ctg

 

tg

 

ctg

Значения тригонометрических функций некоторых углов.

 

0

6

4

3

2

2 3

 

 

3 2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

0

1 2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

1

 

 

2

 

0

1

0

 

2

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

 

 

0

 

 

1

0

1

3 2

2 2

 

 

 

 

 

 

1 2

 

 

 

tg

0

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

1

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ctg

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

0

1

 

 

 

0

 

 

3

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72

Таблица производных и дифференциалов основных элементарных функций.

№ п/п

f (x)

 

 

 

 

 

f (x)

 

 

 

 

df (x)

1

x ( 0)

 

x 1

x 1dx

2

ax (a 0, 1)

 

ax lna

ax lnadx

3

ex

 

 

 

 

 

 

 

 

ex

 

 

 

 

 

exdx

4

loga x (a 0, 1)

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

xlna

 

 

 

 

 

xlna

5

ln x

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

6

sin x

 

 

 

 

cos x

 

cos xdx

7

cos x

 

 

 

 

sin x

sin xdx

8

tgx

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

cos2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 x

 

 

 

 

 

9

ctgx

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

sin2 x

 

sin2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

arcsin x

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

11

arccos x

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

12

arctgx

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

 

13

arcctgx

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

1 x2

1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

chx

 

 

 

 

 

 

 

shx

 

 

 

 

shxdx

15

shx

 

 

 

 

 

 

 

chx

 

 

 

 

chxdx

16

thx

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

ch2x

 

 

 

 

 

 

 

ch2x

 

 

17

cthx

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sh2x

 

 

sh2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

73

6.4 Образец оформления обложки с контрольной работой.

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Набережночелнинский институт Казанского (Приволжского) федерального университета»

кафедра математики

Контрольная работа

по дисциплине «___________________»

Вариант № ____

(номера выполняемых заданий: _________________________)

Выполнил: студент группы №_______

Ф.И.О. студента_________

зач. книжка - № _________

Проверил: преподаватель кафедры математики

Ф.И.О. преподавателя_____

Набережные Челны

201…

74

6.5. Таблица номеров выполняемых заданий.

Номер

 

 

Номера выполняемых заданий

 

 

варианта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

 

9

10

1

1

11

21

31

41

51

61

71

 

81

91

2

2

12

22

32

42

52

62

72

 

82

92

3

3

13

23

33

43

53

63

73

 

83

93

4

4

14

24

34

44

54

64

74

 

84

94

5

5

15

25

35

45

55

65

75

 

85

95

6

6

16

26

36

46

56

66

76

 

86

96

7

7

17

27

37

47

57

67

77

 

87

97

8

8

18

28

38

48

58

68

78

 

88

98

9

9

19

29

39

49

59

69

79

 

89

99

10

10

20

30

40

50

60

70

80

 

90

100

11

3

12

21

32

43

52

61

72

 

83

92

12

4

13

22

33

44

53

62

73

 

84

93

13

5

16

27

38

49

60

69

78

 

87

96

14

6

17

28

39

50

59

68

77

 

86

95

15

7

18

29

40

49

58

67

76

 

85

94

16

8

19

30

39

48

57

66

75

 

84

93

17

9

20

29

38

47

56

65

74

 

83

92

18

1

12

23

34

45

56

67

78

 

89

100

19

2

13

24

35

46

57

68

79

 

90

99

20

3

14

25

36

47

58

69

80

 

89

98

21

4

15

26

37

48

59

70

79

 

88

97

22

5

14

23

32

41

52

63

74

 

85

96

23

6

15

24

33

42

51

62

73

 

84

95

24

7

16

25

34

43

52

61

72

 

83

94

25

8

17

26

35

44

53

62

71

 

82

93

26

9

18

27

36

45

54

63

72

 

81

92

27

10

19

28

37

46

55

64

73

 

82

91

28

2

11

22

33

44

55

66

77

 

88

99

29

3

12

21

32

43

54

65

76

 

87

98

30

4

13

22

31

42

53

64

75

 

86

97

Номер варианта соответствует номеру студента в списке группы.

75

СО Д Е Р Ж А Н И Е

1.Цели и задачи дисциплины, её место в учебном процессе……..2

2.Содержание и структура дисциплины……………….………......3

3.Рекомендуемая литература……………………….………..……..5

4.Методические указания по изучению дисциплины…...……..….7

5.Материалы для контроля знаний студентов…………….....…….8 5.1 Задания для контрольной работы………………………………...8 5.2 Вопросы к экзамену……………………………………...………16

6.Приложения…………………………………………………...….20 6.1 Образец решения контрольных задач типового варианта…......20 6.2 Краткие теоретические сведения……………………………...... 47 6.3 Основные математические формулы……………….………...72 6.4 Образец оформления обложки с контрольной работой……..…74 6.5 Таблица номеров выполняемых заданий………………….…...75

76