- •Комплексное число. Алгеброическая, тригонометрическая и показательные формы записи.
- •Действия над комплексными числами. Возведение в степень. Извлечение корня n-ой степени.
- •Понятие функции. Способы задания
- •Аналитический способ
- •Графический способ. Числовые функции можно также задавать с помощью графика. Пусть - вещественная функция n переменных.
- •4.Числовая последовательность, ее предел. Свойства пределов.
- •Свойства пределов функции
- •Предел функции
- •6.Бесконечно малые и бесконечно большие функции
- •7. Сравнение бесконечно малых и бесконечно больших функций.
- •8. Первый замечательный предел. Следствия.
- •9.Второй замечательный предел. Следствия.
- •10.Непрерывность функции. Односторонние пределы.
- •11. Классификация точек разрыва.
- •12. Производная. Физический и геометрический смысл
- •Физический смысл производной.
- •13. Связь между непрерывностью и дифференцируемостью функции
- •Правила дифференцирования
- •15.Производные суммы, произведения функций
- •17. Производная сложной функции Производная сложной функции:
- •18. Производная неявной и параметрически заданной функции
- •19. Логарифмическое дифференцирование. Производные функций
- •20. Производная обратной функции. Производные .
- •21 Производные высших порядков
- •23. Теорема Роля
- •25. Теорема Коши.
- •28. Формула Тейлора для многочлена
- •29. Формула Тейлора для функций
- •32. Выпуклость, вогнутость, точки перегиба
- •33. Асимптоты кривой
- •35. Задачи на наибольшее и наименьшее значение функций
- •36. Понятие первообразной. Неопределённый интеграл. Его свойства
- •41. Интегрирование иррациональных выражений
- •42. Определённый интеграл. Определение. Геометрический смысл
- •43. Определённый интеграл. Свойства
- •44. Интеграл с переменным верхним пределом
- •45. Формула Ньютона – Лейбница
Понятие функции. Способы задания
Функция — математическое понятие, отражающее связь между элементами множеств. Можно сказать, что функция это «закон», по которому каждому элементу одного множества (называемому областью определения) ставится в соответствие некоторый элемент другого множества (называемого областью значений).
Математическое понятие функции выражает интуитивное представление о том, как одна величина полностью определяет значение другой величины. Так значение переменной x однозначно определяет значение выражения x2, а значение месяца однозначно определяет значение следующего за ним месяца, также любому человеку можно сопоставить другого человека — его отца. Аналогично, некоторый задуманный заранее алгоритм по варьируемым входным данным выдаёт определённые выходные данные.
Часто под термином «функция» понимается числовая функция; то есть функция которая ставит одни числа в соответствие другим. Эти функции удобно представляются на рисунках в виде графиков.
Аналитический способ
Функция математический объект представляет собой бинарное отношение, удовлетворяющее определенным условиям. Функцию можно задать непосредственно как множество упорядоченных пар, например: есть функция . Однако, этот способ совершенно непригоден для функций на бесконечных множествах (каковыми являются привычные вещественные функции: степенная, линейная, показательная, логарифмическая и т. п.).
Для задания функции пользуются выражением: . При этом, x есть переменная, пробегающая область определения функции, а y - область значений. Эта запись говорит о наличии функциональной зависимости между элементами множеств. х и y могут пробегать любые множества объектов любой природы. Это могут быть числа, векторы, матрицы, яблоки, цвета радуги. Поясним на примере:
Пусть имеется множество яблоко, самолет, груша, стул и множество человек, паровоз, квадрат . Зададим функцию f следующим образом: (яблоко,человек), (самолет,паровоз), (груша,квадрат), (стул,человек) . Если ввести переменную x, пробегающую множество и переменную y, пробегающую множество , указанную функцию можно задать аналитически, как: .
Аналогично можно задавать числовые функции. Например: где х пробегает множество вещественных чисел задает некоторую функцию f. Важно понимать, что само выражение не является функцией. Функция как объект представляет собой множество (упорядоченных пар). А данное выражение как объект есть равенство двух переменных. Оно задает функцию, но не является ею.
Однако, во многих разделах математики, можно обозначать через f(x) как саму функцию, так и аналитическое выражение, ее задающее. Это синтаксическое соглашение является крайне удобным и оправданным.
Графический способ. Числовые функции можно также задавать с помощью графика. Пусть - вещественная функция n переменных.
Рассмотрим некоторое (n+1)-мерное линейное пространство над полем вещественных чисел (так как функция вещественная). Выберем в этом пространстве любой базис ( ). Каждой точке функции сопоставим вектор: . Таким образом, мы будем иметь множество векторов линейного пространства, соответствующих точкам данной функции по указанному правилу. Точки соответствующего аффинного пространства будут образовывать некоторую поверхность.
Если в качестве линейного пространства взять евклидово пространство свободных геометрических векторов (направленных отрезков), а число аргументов функции f не превосходит 2, указанное множество точек можно изобразить наглядно в виде чертежа (графика). Если сверх того исходный базис взять ортонормированным, получим "школьное" определение графика функции.
Для функций 3 аргументов и более такое представление не применимо ввиду отсутствия у человека геометрической интуиции многомерных пространств.
Однако, и для таких функций можно придумать наглядное полугеометрическое представление (например каждому значению четвертой координаты точки сопоставить некоторый цвет на графике).