- •В помощь первокурснику
- •Аудиторные виды учебной деятельности Лекции
- •Практические занятия
- •Семинарские занятия
- •Лабораторные работы
- •Консультации
- •Работа на лекции
- •Ведение записей
- •Отдельные виды записей
- •Самостоятельная работа студентов
- •Доработка материала после лекции
- •Проработка лекционного материала
- •Подготовка к практическим занятиям
- •Подготовка к семинарским занятиям
- •Некоторые советы
- •Подготовка к сессии
- •Подготовка к экзамену во время сессии
- •Сдача экзамена
- •Ответ на экзамене
- •11. В сессии, как и в длительных состязаниях, нужна выдержка и воля к победе! Не падайте духом при неудачах! Стремитесь к победе! вопросы экзамена
- •Памятка
- •Необходимые и достаточные условия
- •Список рефератов
- •Основные направления научно-исследовательской работы студентов- электриков
- •Примеры учебно-профессиональных задач для создания проблемных ситуаций и реферативных работ по емд (естественно- математических дисциплин)
- •Решение задач
- •2. Элементы векторНой алгебРы
- •Самостоятельная работа
- •Самостоятельная работа
- •3. Аналитическая геометрия
- •Найдем координаты точки м(хм;ум) – пересечения высоты cd и медианы ве, решив систему их уравнений методом Крамера:
- •Самостоятельная работа
- •4. Математический анализ
- •Самостоятельная работа
- •Физическая и техническая интерпретация математических понятий
- •2.1. Сущность физико-математических понятий
- •1. Изучение условия.
- •2. Выработка плана решения.
- •3. Реализация плана.
- •4. Проверка и анализ решения.
- •1. Ознакомление с условием задачи и его анализ
- •2. Составление плана решения задачи
- •III. Осуществление решения задачи
- •IV. Проверка результата решения задачи
- •V. Оценка практической значимости решения задачи
- •VI. Рефлексия (ретроспективный анализ) деятельности по решению задачи
- •I. Ознакомление с условием задачи и его анализ
- •II. Составление плана решения задачи
- •III. Осуществление решения
- •IV. Проверка результата решения задачи
- •V. Оценка практической значимости решения задачи
- •VI. Рефлексия деятельности по решению задачи
- •Эвристический план решения прикладной задачи
- •Понимание постановки задачи
- •Приложения математики
- •Системы уравнений
- •Вектора
- •Б олее сложные задачи
- •Аналитическая геометрия
- •Упражнения
- •Некоторые задачи, решаемые при помощи уравнения прямой линии
- •Упражнения
- •Функция и предел
- •Литература по прикладные задачи
4. Математический анализ
ЗАНЯТИЕ 1.
Тема: ВВЕДЕНИЕ В МАТАНАЛИЗ (функция, её область определения и предел функции)
Пример 1. Найти область определения функций:
1) ; D(f): 6-2x 0 -2x -6 /(-2) x 3 D(f)=(-∞; 3];
2) y= ; D(f): D(f)=(-5;3)U(3;+∞)
3) ; D(f): D(f)=[-1;2)U(2;6)
Пример 2. Вычислить пределы:
1) , где a) x0 =2; б) х0 =-1; в) x0 =∞.
Решение:
а) .
б) ,
Следовательно х0 =-1 является корнем уравнений числителя и знаменателя. Выделим в числителе и знаменателе сомножитель х-х0=х-(-1)=х+1, который обращает их в ноль и сократим. Для этого поделим их на х-х0.
2х2 + х – 1 х+1 2х2+х-1=(х+1)(2х-1); х2-3х-4 х+1 х2-3х-4=(х+1)(х-4).
2х2+2х 2х-1 х2+х х-4
-х – 1 -4х-4
-х – 1 -4х-4
.
в) .
2) .
3) .
4)
Самостоятельная работа
Задание 1. Найти область определения функций:
1)у= ; 2)у=lg(x+3)/(2-x); 3)y= .
Задание 2. Вычислить пределы:
1) , где a) x0 =-3; б) х0 =1; в) x0 =∞;
2) ; 3) ; 4) .
Физическая и техническая интерпретация математических понятий
1. Энгельс, констатируя, что «математика имеет своим объектом пространственные формы и количественные отношения действительного мира», продолжает:
«Но чтобы быть в состоянии исследовать эти формы и отношения в чистом виде, нужно совершенно отделить их от содержания, оставить это последнее в стороне как нечто безразличное, таким путём мы получаем точки, лишённые измерений, линии, лишённые толщины и ширины, разные а и в, х и у, постоянные и переменные величины».
2. ФИЗИЧЕСКАЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ математических понятий
2.1. Сущность физико-математических понятий
Раскроем сущность этих понятий.
Понятие, вообще, определяется как форма научного знания, в которой в обобщением виде раскрываются наиболее существенные признаки явлений, объектов и процессов.
Математика создает понятия с целью отображения только формы систем действительности, абстрагируясь от их содержания как от несущественных для математического отображения действительности. Математические абстракции описывают количественные отношения объектов, отвлекаясь от их физической природы. В результате такого отвлечения - объектом изучения становится чистая количественность, понятие количества. Например, явление свободного падения, выраженное физическим законом S= gt /2 , где S - путь, t - время, g - ускорение силы тяжести и внутреннее состояние тела, описанное законом Е = mv /2, где m - масса, v - скорость, в математике отражается в функции вида у = ax /2, где x,y и а - означают не конкретные физические свойства явлений и процессов, а переменные количества и числа вообще.
Математические закономерности (например, если у=f(x)), то dу=f (x) dx) объективны, но они не существуют как таковые наряду с реальными явлениями и процессами. Они существуют только через количественные характеристики конкретных материальных процессов и состояний, которые в свою очередь функционируют в рамках действия объективных математических закономерностей.
Физические понятия отражают содержание реальных предметов, с помощью обобщения и переработки информации, полученной через чувственное восприятие. Понятия физика, таким образом, отражают качественные характеристики реальных объектов и явлений. Например, к ним относятся понятия, описывающие строение вещества (молекулярно-кинетическая, электронная и квантовая теории, теория строения атома и ядра), законы сохранения (энергии, импульса, заряда, массы), волновые и корпускулярные свойства света, гравитационное и электромагнитное поле.
Таким образом, математика и физика изучают физические закономерности явлений и процессов реальности. Причем особенности физических и математических понятий состоят в том, что физические понятия отражают непосредственно материальный предмет или систему предметов, а также реально существующие связи и взаимодействия между ними, а математические понятия отражают ту же реальность, но опосредованно, через свои специфические объекты, которые реально в окружающем вас мире не существуют,
Специфические особенности математических понятий позволяют понять количественные характеристика и структурные особенности изучаемого физического явления или процесса. Но абстрактность математических понятий в конкретизации физических понятий порождают трудности в освоении связей и отношений существующие между этими понятиями.
Для раскрытия существующих связей и отношений между физическими и математическими понятиями синтезируют существенные признаки этих понятий, выбирая за основание либо математический признак, либо физический признак, либо физико-математический признак. Такие понятия будем называть физико-математическими.
Под физико-математическим понятием будем понимать такое понятие, которое отражает одновременно как физическую качественную, так и математическую (количественную) сущности некоторого явления или процесса, протекающих в природе.
Мы рассмотрим два физико-математических понятия - "функция" и "производная".
В физике и технике происходят различные процессы и изменения. Они описываются в математике функциями, которые отражают сложность этих процессов и явлений, а также взаимных зависимостей между ними.
Под физико-математическим понятием "функция" будем понимать математические способы выражения зависимостей одних физических величин от других физических величин, где переменные и параметры, входящие в аналитическое выражение, имеют некоторое физическое наполнение.
Большое разнообразие физических явлений и процессов породило и многообразие функциональных зависимостей, отражающих закономерности течения этих явлений и процессов.
Другим важным физико-математическим понятием является "производная". Под физико-математическим понятием "производная" будем понимать переменную величину, которая характеризует количественные изменения одной физической величины в зависимости от другой физической величины в каждой точке существования последней и, определяемая как предел отношения количества первой физической величины к количеству второй, когда последнее стремится к нулю. Иначе говоря, производная характеризует скорость протекания того или иного процесса или явления в данный момент времени.
Физико-математические понятая "функция" и "производная" описывают движения материи, текущие процессы, непрерывно изменяющиеся состояния. Поэтому важно при освоении математической сущности этих понятий одновременно освоить и их физическое содержание.
Рассмотрим физико-математические сущности этих понятий.
2.2. Виды и техническая интерпретация физико- математического понятия "функция"
Качественные стороны физических явлений и процессов взаимосвязаны с количественными соотношениями, которые характеризуют то или иное явление. Количественные соотношения между физическими величинами устанавливаются экспериментальным путем и выражаются в форме математического уравнения; функции и т.п. Поэтому будущему инженеру при освоении математических функций важно понимать их физический смысл, чтобы правильно использовать физическое явление, процесс в конструировании технического устройства или технологического процесса.
Рассмотрим, каким может быть физическое содержание математического понятия "функция", т.е. каков физический смысл параметров и переменных, входящих в аналитическое выражение функции.
Начнем с рассмотрения элементарных функций. Первая из них "линейная функция" - у = кх + b, где к и b - параметры, а х и у - переменные.
Из математики известно, что сущность линейной зависимости состоит в том, что одинаковым приращениям аргумента X всегда соответствует одно и тоже приращение функции.
Особого доказательства требует обратное утверждение, а именно, если равным приращениям аргумента (считая от любого его начального значения) соответствуют равные приращения функции, то эта функция линейная.
Процесс, в котором зависимость одной величины от другой описывается линейной функцией, называется равномерным. В таком процессе равным изменениям одной величины соответствуют равные изменения другой величины. Равномерные процессы широко распространены в природе и технике.
Например, равномерно накапливается вода в цилиндре, поставленном под водопроводный кран, если струя создается неизменным напором; это значит,- что за равные промежутки времени, считая от любого начального момента, в цилиндр поступают равные объемы воды.
Равномерность действия, процесса может рассматриваться не только по отношению ко времени. Так, например, в пружинных весах пружина изменяет свою длину под действием изменяющейся нагрузки равномерно; это значит, что равным изменениям нагрузки (веса), считая от любого начального значения, соответствуют равные изменения длины пружины.
Методические рекомендации студентам при решении задач
Уважаемые коллеги-студенты!
Прежде чем приступить к решению задач, предложенных Вам в сборнике, ознакомьтесь с данными методическими рекомендациями. Они позволят Вам не только решить конкретную задачу из сборника, но и помогут выработать определенный стиль работы при решении не только учебной, но и профессиональной задачи.