
- •МАТЕМАТИКА
- •ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Раздел. I. ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА
- •Тема 1. Линейная алгебра
- •1.1. Вычисление определителей
- •1.1.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •1.1.1.1. Определения
- •1.1.1.2. Свойства определителей
- •1.1.2. Контрольные вопросы
- •1.2. Действия над матрицами
- •1.2.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •1.2.1.1. Действия над матрицами
- •1.2.1.2. Обратная матрица
- •1.2.1.3. Ранг матрицы
- •1.2.2. Контрольные вопросы
- •1.3. Решение систем линейных алгебраических уравнений
- •1.3.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •1.3.1.1. Метод Крамера решения систем линейных уравнений
- •1.3.1.2. Матричный метод решения систем линейных уравнений
- •1.3.1.3. Метод Гаусса
- •1.3.1.5. Теорема Кронекера–Капели
- •1.3.2. Контрольные вопросы
- •1.3.3. Практическое задание для самостоятельной работы
- •Тема 2. Векторная алгебра
- •2.1. Векторы. Линейные операции над векторами
- •2.1.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •2.1.1.1. Определения
- •2.1.1.2. Линейные операции над векторами
- •2.1.1.3. Координаты вектора, линейные операции над векторами в координатах
- •2.1.1.4. Линейные операции над векторами в координатах
- •2.1.1.5. Деление отрезка в данном отношении
- •2.1.2. Контрольные вопросы
- •2.2. Произведения векторов
- •2.2.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •2.2.1.1. Скалярное произведение векторов
- •2.2.1.2. Векторное произведение векторов
- •2.2.1.3. Смешанное произведение векторов
- •2.2.2. Контрольные вопросы
- •2.3. Комплексные числа
- •2.3.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •2.3.1.1. Определения
- •2.3.1.2. Правила арифметических действий над комплексными числами в алгебраической форме
- •2.3.1.3. Тригонометрическая форма комплексного числа
- •2.3.1.4. Показательная форма комплексного числа. Формула Эйлера
- •2.3.1.5. Действия над комплексными числами в показательной форме
- •2.3.2. Контрольные вопросы
- •2.3.3. Практическое задание для самостоятельной работы
- •Тема 3. Аналитическая геометрия
- •3.1. Основные задачи аналитической геометрии
- •3.1.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •3.1.2. Контрольные вопросы
- •3.2. Кривые второго порядка
- •3.2.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •3.2.2. Контрольные вопросы
- •3.2.3. Практическое задание для самостоятельной работы
- •Раздел. II. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
- •Тема 4. Предел функции
- •4.1. Элементы теории множеств. Понятие функции
- •4.1.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •4.1.1.1. Элементы теории множеств
- •4.1.1.2. Операции над множествами
- •4.1.1.3. Отображение множеств. Мощность множества.
- •4.1.1.4. Употребление математической символики. Кванторы общности, существования и единственности
- •4.1.1.5. Числовые множества
- •4.1.1.6. Подмножества множества (интервалы)
- •4.1.1.7. Окрестность точки
- •4.1.1.8. Понятие функции
- •4.1.1.9. Элементарные функции, свойства функции
- •4.1.1.10. Четность, нечетность.
- •4.1.2. Контрольные вопросы
- •4.2. Теория пределов
- •4.2.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •4.2.1.1. Числовая последовательность
- •4.2.1.2. Предел числовой последовательности
- •4.2.1.3. Бесконечно малые и бесконечно большие функции
- •4.2.1.4. Предел функции
- •4.2.1.5. Сравнение бесконечно малых функций
- •4.2.1.6. Замечательные пределы
- •4.2.2. Контрольные вопросы
- •4.3. Предел и непрерывность функции
- •4.3.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •4.3.1.1. Односторонние пределы
- •4.3.1.2. Необходимое и достаточное условие существования предела
- •4.3.1.3. Непрерывность функции
- •4.3.1.4. Точки разрыва и их классификация
- •4.3.1.5. Свойства непрерывных функций
- •4.3.2. Контрольные вопросы
- •4.3.3. Практическое задание для самостоятельной работы
- •Тема 5. Дифференциальное исчисление
- •5.1. Вычисление производных
- •5.1.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •5.1.1.1. Производная функции
- •5.1.1.2. Правило дифференцирования по шагам
- •5.1.1.3. Геометрический смысл производной.
- •5.1.1.4. Правила и формулы дифференцирования
- •5.1.1.5. Таблица производных:
- •5.1.1.6. Производная сложной функции
- •5.1.1.7. 1. Логарифмическое дифференцирование
- •5.1.1.8. Производные высших порядков
- •5.1.1.9. . Дифференциал функции, его свойства
- •5.1.2. Контрольные вопросы
- •5.1.3. Практическое задание для самостоятельной работы
- •5.2. Исследование функций на экстремумы и интервалы монотонности
- •5.2.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •5.2.1.1. Условия возрастания и убывания функции
- •5.2.1.2. Точки экстремума функции, необходимое условие экстремума
- •5.2.1.3. Первый достаточный признак экстремума функции
- •5.2.1.4. Схема исследования функции на возрастание, убывание и экстремумы
- •5.2.1.5. Второй достаточный признак экстремума функции
- •5.2.1.6. Второй способ исследования функции на экстремум
- •5.2.1.7. Наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке
- •5.2.1.8. Выпуклость, вогнутость графика функции
- •5.2.1.9. Точки перегиба. Необходимое и достаточное условие перегиба.
- •5.2.1.10. Исследование функции на выпуклость, вогнутость, точки перегиба
- •5.2.1.11. Асимптоты графика функции
- •5.2.1.12. Общая схема исследования функции
- •5.2.2. Контрольные вопросы
- •5.3. Исследование функций двух переменных
- •5.3.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •5.3.1.1. Экстремумы функции двух переменных, необходимое условие экстремума
- •5.3.1.2. Достаточные условия экстремума
- •5.3.2. Контрольные вопросы
- •5.3.3. Практическое задание для самостоятельной работы
- •Тема 6. Интегральное исчисление
- •6.1. Решение задач на нахождение неопределенных интегралов. Нахождение неопределенных интегралов различными методами
- •6.1.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •6.1.1.1. Неопределенный интеграл
- •6.1.1.2. Свойства неопределенного интеграла
- •6.1.1.3. Таблица интегралов
- •6.1.1.4. Метод интегрирования по частям
- •6.1.1.5. Рациональные дроби
- •6.1.1.6. Интегрирование простейших рациональных дробей
- •6.1.1.7. Интегрирование рациональных дробей
- •6.1.1.8. Метод замены переменной (метод подстановки)
- •6.1.1.9. Интегрирование иррациональных выражений
- •6.1.2. Контрольные вопросы
- •6.2. Вычисление определенных интегралов. Приложения определенного интеграла. Исследование сходимости несобственных интегралов
- •6.2.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •6.2.1.1. Определение определенного интеграла
- •6.2.1.2. Свойства определенного интеграла:
- •6.2.1.3. Вычисление определенного интеграла, физические приложения определенного интеграла
- •6.2.1.4. Интегрирование по частям в определенном интеграле
- •6.2.1.5. Формула замены переменной в определенном интеграле
- •6.2.1.6. Приложения определенного интеграла
- •6.2.1.7. Площадь плоской фигуры
- •6.2.1.8. Объем тела вращения
- •6.2.1.9. Несобственные интегралы с бесконечным верхним пределом интегрирования
- •6.2.2. Контрольные вопросы
- •6.2.3. Практическое задание для самостоятельной работы
- •7.1. Сходимость знакоположительных рядов
- •7.1.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •7.1.1.1. Числовой ряд, сумма ряда, свойства рядов
- •7.1.1.2. Необходимый признак сходимости ряда
- •7.1.1.3. Признаки сходимости знакоположительных рядов
- •7.1.2. Контрольные вопросы
- •7.2. Исследование сходимости знакочередующихся рядов
- •7.2.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •7.2.1.1. Знакочередующиеся ряды, признак Лейбница
- •7.2.1.2. Признак абсолютной сходимости знакопеременного ряда
- •7.2.1.3. Схема исследования знакочередующихся рядов на сходимость
- •7.2.2. Контрольные вопросы
- •Тема 8. Функциональные ряды
- •8.1. Нахождение интервала и радиуса сходимости степенных рядов
- •8.1.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •8.1.1.1. Функциональные ряды
- •8.1.1.2. Область сходимости степенного ряда
- •8.1.1.3. Схема нахождения области сходимости степенного ряда
- •8.1.1.4. Ряд Тейлора
- •8.1.1.5. Разложение основных элементарных функций в степенные ряды
- •8.1.2. Контрольные вопросы
- •8.1.3. Практическое задание для самостоятельной работы
- •Раздел. IV. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАТЕМАТИКА
- •Тема 9. Численные методы
- •9.1. Нахождение корней уравнений итерационным методом
- •9.1.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •9.1.1.1. Постановка задачи
- •9.1.1.2. Графический метод
- •9.1.1.3. Отделение корней
- •9.1.1.4. Метод деления отрезка пополам
- •9.1.1.5. Метод хорд
- •9.1.1.6. Метод итераций
- •9.1.1.7. Достаточное условие применимости метода итераций
- •9.1.2. Контрольные вопросы
- •9.2. Примеры численного интегрирования
- •9.2.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •9.2.1.1. Формулы прямоугольников
- •9.2.1.2. Формула трапеций
- •9.2.1.3. Формула Симпсона
- •9.2.2. Контрольные вопросы
- •9.3. Примеры численного интерполирования
- •9.3.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •9.3.1.1. Интерполяционная формула Лагранжа
- •9.3.1.2. Интерполяционная формула Ньютона
- •9.3.1.3. Линейное интерполирование
- •9.3.2. Контрольные вопросы
- •Раздел. V. ТЕОРИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА
- •Тема 10. Случайные события
- •10.1. Задачи на вычисление классической вероятности и относительной частоты
- •10.1.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •10.1.1.1. Случайные события
- •10.1.1.2. Определение вероятности события
- •10.1.1.3. Теоремы сложения и умножения. Условная вероятность
- •10.1.1.4. Формула полной вероятности и формула Байеса
- •10.1.2. Контрольные вопросы
- •Тема 11. Случайные величины
- •11.1. Законы распределения случайной величины
- •11.1.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •11.1.1.1. Случайные величины
- •11.1.1.2. Дискретная случайная величина
- •11.1.1.3. Непрерывная случайная величина
- •11.1.1.4. Нормальный закон распределения случайной величины
- •11.1.1.5. Биномиальный закон распределения. Формула Бернулли
- •11.1.2. Контрольные вопросы
- •Тема 12. Математическая статистика
- •12.1. Методы математической статистики
- •12.1.1. Вопросы для самостоятельного изучения
- •12.1.1.1. Случайная выборка из генеральной совокупности, ее табличное представление
- •12.1.1.2. Графическое представление случайной выборки
- •12.1.1.3. Точечные и интервальные оценки
- •12.1.1.4. Проверка статистических гипотез
- •12.1.2. Контрольные вопросы
- •12.1.3. Практическое задание для самостоятельной работы
- •РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

6) |
а) |
|
|
3х2 − |
2х −1 |
б) |
|
|
|
2х2 − 2х +1 |
в) lim |
|
|
х2 − х − 2 |
г) |
|
6х − 7 |
3х+2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
lim |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
х |
− 4х + 3 |
3х |
2 |
+ 4х |
+ 2 |
|
|
|
|
4х +1 − 3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
x→1 |
|
|
|
|
|
x→∞ |
|
|
|
|
|
x→2 |
|
|
|
|
|
x→∞ 6х + 4 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
7) |
а) |
|
|
|
|
6 − х − х2 |
|
|
б) lim |
|
3х2 + х − 6 |
в) lim |
|
|
х2 − 25 |
г) |
|
2х + 3 |
х+1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
+ 8х − 3 |
|
2х |
− х |
+ 2 |
|
|
2х −1 − 3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
x→−3 3х |
|
|
|
x→∞ |
|
|
|
|
|
x→5 |
|
|
|
|
|
x→∞ 2х +1 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8) |
а) lim |
|
|
|
|
х2 − 3 |
|
|
б) |
|
|
|
х2 − 3х + 4 |
|
|
|
в) |
|
|
|
|
|
1 − x − 2 |
г) |
|
х +1 −х+1 |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim |
|
|
|
lim |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
5х |
2 |
|
− |
4х − |
1 |
2 |
х |
2 |
|
+ 5х |
−1 |
4 − 1 − 5x |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
x→1 |
|
|
|
|
|
|
x→∞ |
|
|
|
|
x→−3 |
|
|
|
|
x→∞ |
х −1 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
9) |
а) lim |
|
х2 + 2х −8 |
б) lim |
3х2 − 2х −1 |
в) lim |
1+3х − 2х+6 |
г) lim |
х − 2 |
|
1−х |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
8 − |
х |
3 |
|
|
|
2 |
|
− 7х − |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
x→2 |
|
|
|
|
|
|
|
x→∞ 5х |
|
|
|
|
|
|
|
x→5 |
|
х −5х |
|
|
|
|
x→∞ |
х + 3 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
10) а) lim |
2х2 +5х−3 |
|
б) lim |
|
|
8х2 − 3х + 9 |
в) lim |
|
2х −1 − 5 |
|
г) lim |
х + 5 2х−3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
3х |
2 |
|
+11х+6 |
|
|
|
2х |
2 |
+ 2х + |
5 |
|
|
х − 3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
x→−3 |
|
|
|
x→∞ |
|
|
|
x→3 |
|
|
|
|
|
x→∞ |
х + 8 |
Тема 5. Дифференциальное исчисление
5.1. Вычисление производных
5.1.1.Вопросы для самостоятельного изучения
5.1.1.1.Производная функции
Производной функции y = f (x) в точке x называется предел отношения
приращения функции к приращению аргумента, когда приращение аргумента стремиться к нулю.
Обозначения производной: y′, y′x , f ′(x), dydx .
Таким образом,
|
y′ = lim |
|
y |
. |
|
|
|
||
|
x→0 x |
|||
5.1.1.2. Правило дифференцирования по шагам |
||||
1) |
найти f (x + x) = y + y ; |
|
|
|
2) |
найти приращение функции |
y = f (x + x) − f (x) ; |
58
3) |
найти отношение |
y |
; |
|
|
|
|
||||
|
|
|
x |
|
|
4) |
найти производную y′ = lim |
y . |
|||
|
|
|
|
x→ 0 |
x |
5.1.1.3. Геометрический смысл производной. |
|||||
Производная |
f ′(x0 ) – это угловой коэффициент касательной к графику |
||||
функции y = f (x) |
в точке M (x0 , y0 ) |
|
|||
|
|
|
f ′(x0 ) = kкас = tg α. |
Уравнения касательной и нормали к графику функции y = f (x) в точке
M (x0 , y0 ) имеет вид:
y − y0 = f ′(x0 ) (x − x0 ) ,
y − y = − |
1 |
(x − x ) . |
|
||
0 |
f ′(x0 ) |
0 |
|
|
5.1.1.4. Правила и формулы дифференцирования
Правила дифференцирования. Если u = u(x) , v = v(x) – дифференцируе-
мые функции, то имеют место формулы:
Производная постоянной равна нулю, то есть C′ = 0 ;
(u ± v)′ = u′ ± v′;
(u v)′ = u′ v + u v′;
(Cu)′ = Cu′, где C – постоянная;
|
|
′ |
= u |
′ |
|
′ |
′ |
|
(u v w) |
|
v w + u v |
w + u v w |
; |
||||
u ′ |
= |
u′ |
v − u v′ |
, при условии, что v ≠ 0 . |
||||
|
|
v2 |
|
|||||
v |
|
|
|
|
|
|
||
5.1.1.5. Таблица производных: |
|
|
||||||
1. x′ =1 |
|
|
|
|
|
|
9. |
(sin x)′ = cos x |
|
|
|
|
|
|
|
59 |
|

2. |
(xn )′ = n xn−1 |
10. |
(cos x)′ = −sin x |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
1 |
′ |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
′ |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3. |
|
= − |
|
|
|
|
|
|
|
11. |
(tg x) = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos |
2 |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
4. |
( |
x )′ = |
|
1 |
|
|
|
|
12. |
(ctg x)′ = − |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2 x |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
x |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
5. |
(ax )′ = ax ln a |
13. |
(arcsin x)′ = |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
1 − x |
2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
6. |
(ex )′ = ex |
|
|
|
|
14. |
(arccos x)′ = − |
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 − x |
2 |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
7. |
(loga x)′ = |
|
|
|
1 |
|
15. |
(arctg x)′ = |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
xln a |
1 |
+ x2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
8. |
(ln x)′ = |
|
1 |
|
|
|
|
|
16. |
(arcctg x)′ = − |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
x |
|
|
|
|
|
1 + x2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||
5.1.1.6. Производная сложной функции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
Функция |
y |
называется сложной |
функцией |
|
|
|
|
|
переменной x , если |
||||||||||||||||||
y = f (u), u = g(x) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Переменная u называется промежуточной, а x – независимой. Функции y = f (u), u = g(x) называются звеньями сложной функции. Сложную функ-
цию записывают в виде y = f [g(x)].
Если y = f (u), u = g(x) – дифференцируемые функции, то сложная функ-
ция y = f [g(x)] также дифференцируема и
y′x = yu′ u′x (правило цепочки).
5.1.1.7.1. Логарифмическое дифференцирование
1)Функция y = f (x) логарифмируется по основанию e
ln y = ln f (x) ;
60

2) находятся производные левой и правой частей полученного равенства по переменной x с учетом того, что y – это функция x
1y y′ = (ln f (x))′;
3) из последнего равенства выражается производная y′
y′ = y (ln f (x))′ = f (x) (ln f (x))′.
Выражение 1y y′ = yy′ называют логарифмической производной.
5.1.1.8. Производные высших порядков
Рассмотрим функцию y = f (x) . Ее производная y′ также является функ-
цией переменной x . Следовательно, ее также можно дифференцировать, то есть находить производную (y′)′. Эта производная называется второй произ-
водной и обозначается y′′, f ′′(x) , d 2 y . Итак, dx2
y′′ = (y′)′.
Вторая производная y′′ называется также производной второго порядка,
а производная y′ – первой производной или производной первого порядка.
Аналогично, производная от второй производной (y′′)′ называется треть-
ей производной или производной третьего порядка y′′′ = (y′′)′ и обозначается
также f |
′′′ |
d3 y |
(x) , |
dx3 . |
В общем случае, производная n-го порядка – это производная от производной (n – 1)-го порядка
y(n) = (y(n−1) )′.
61