- •Введение
- •Глава I. Основы линейной алгебры
- •1. Матрицы и действия над ними
- •2. Определители второго и третьего порядка. Обратная матрица
- •3. Системы линейных алгебраических уравнений
- •Формулы Крамера
- •3.2 Матричный способ решения системы линейных алгебраических уравнений
- •4. Метод Гаусса решения произвольных систем линейных алгебраических уравнений
- •5. Собственные числа и собственные векторы матрицы
- •Глава 2. Элементы векторной алгебры и аналитической геометрии. Комплексные числа
- •1. Элементы векторной алгебры и аналитической геометрии в пространстве
- •2. Аналитическая геометрия на плоскости
- •3. Линии второго порядка
- •4. Полярная система координат
- •5. Комплексные числа
- •Глава 3. Введение в анализ. Дифференциальное исчисление функции одной переменной.
- •1. Предел функции
- •2. Непрерывность функции
- •3. Дифференцирование функций
- •5. Исследование функций
- •Задачи для контрольных работ Контрольная работа №1 Основы линейной алгебры
- •Контрольная работа №2 Элементы векторной алгебры и аналитической геометрии. Комплексные числа
- •Контрольная работа № 3 Введение в анализ. Дифференциальное исчисление функции одной переменной
5. Комплексные числа
Выражение вида , где и - вещественные числа, , называется комплексным числом (в алгебраической форме).
Комплексное число = называется комплексно-сопряженным числом к комплексному числу .
Действия над комплексными числами. Пусть даны два комплексных числа: и . Тогда
1)
2)
3) = .
Для любого комплексного числа имеем:
Величина называется модулем комплексного числа. Угол , определяемый равенствами , , называется аргументом комплексного числа.
Любое комплексное число можно записать в тригонометрической форме:
,
где .
Для выполнения действий возведения комплексного числа в натуральную степень и извлечения корня с натуральным показателем используются формулы Муавра:
1) ;
2) , .
Задание 5 Дано комплексное число . Требуется:
1) записать данное число в алгебраической и тригонометрической формах;
2) найти все корни уравнения .
Решение 1) Приведем комплексное число к алгебраической форме: .
Для этого умножим числитель и знаменатель дроби на число , комплексно-сопряженное знаменателю. Получим:
.
Это и есть алгебраическая форма комплексного числа , где .
Теперь приведем комплексное число к тригонометрическому виду: , где - модуль комплексного числа , - аргумент этого числа.
Для этого найдем . Для нахождения имеем систему:
или
и тогда . Следовательно, тригонометрическая форма комплексного числа имеет вид:
.
3) Найдем теперь все корни уравнения , откуда Тригонометрическая форма комплексного числа - имеет вид: .
По второй из формул Муавра получаем:
, где
Тогда корни уравнения имеют вид:
1. При ;
2. При ;
3. При .
Глава 3. Введение в анализ. Дифференциальное исчисление функции одной переменной.
Теоретические вопросы
1. Понятие функции одной переменной.
2. Предел функции.
3. Непрерывность функции.
4. Бесконечно малые функции и их свойства.
5. Бесконечно большие функции и их свойства.
6. Односторонние пределы.
7. Производная функции.
8. Таблица производных.
9. Правила дифференцирования.
10. Производная сложной функции.
11. Производные высших порядков. Правило Лопиталя.
12. Исследование функций с помощью производных.
Литература
1. Н.С. Пискунов Дифференциальное и интегральное исчисления для втузов.- М.:Наука,1989,т.1,2.
2. В.С. Щипачев Высшая математика.- М.: Высшая школа, 1990.
3. П.Е. Данко, А.Г.Попов, Т.Я.Кожевникова Высшая математика в упражнениях и задачах.- М.: Высшая школа,1998,ч.1,2.
1. Предел функции
Пусть функция определена на множестве . Число А называется пределом функции при , если , что при .
Это записывают так:
.
Если и , то используют запись ; если и , то .
Числа и называются соответственно левосторонним и правосторонним пределами функции в точке .
Если существуют пределы и , то:
1) , где ;
2) ;
3) .
При решении задач полезно знать следующие “замечательные” пределы:
1) 2) ; 3) ; 4)
5)
Нарушение ограничений, накладываемых на функции при вычислении их пределов, приводит к неопределенностям вида , , , , и т.д.
Существуют различные приемы раскрытия данных неопределенностей:
деление числителя и знаменателя на старшую степень переменной (при ); сокращение на множитель, создающий неопределенность; применение “замечательных” пределов и т.п.
Задание 1. Найти пределы функций, не пользуясь правилом Лопиталя.
1)
Решение. При получаем неопределенность вида . Чтобы найти предел данной дробно - рациональной функции, необходимо предварительно разделить числитель и знаменатель дроби на , т.к. степень - наивысшая степень многочленов, определяющих данную рациональную функцию. Применяя основные теоремы о пределах и свойства бесконечно малых величин, получаем:
2)
Решение. Непосредственная подстановка предельного значения аргумента приводит к неопределенности вида . Чтобы раскрыть эту неопределенность, умножим числитель и знаменатель дроби на сумму
3)
Решение Здесь имеет место неопределенность вида . Вычисление данного предела основано на применении первого “ замечательного” предела ( ).Имеем:
4)
Решение. При данная функция представляет собой степень, основание которой стремится к 1, а показатель – к (неопределенность вида ). Преобразуем функцию так, чтобы использовать второй “замечательный” предел ( ). Получим:
.
Так как при ,то . Учитывая, что , находим .