ChM_teory2
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>f xi 1 f xi @ , ɞɟ hi |
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Ɉɰɿɧɢɦɨ ɩɨɯɢɛɤɭ ɧɚ ɤɨɠɧɨɦɭ ɿɧɬɟɪɜɚɥɿ: |
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Rhi Ii Ihi |
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Ɍɚɤɢɦ ɱɢɧɨɦ p |
3 ɿ ɝɨɥɨɜɧɢɣ ɱɥɟɧ ɩɨɯɢɛɤɢ: |
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§ I |
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ɍɦɨɜɚ ɩɪɢɩɢɧɟɧɧɹ ɞɿɥɟɧɧɹ ɧɚɜɩɿɥ ɩɪɨɦɿɠɤɭ [xi 1, xi ]: |
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ɐɟ ɡɚɛɟɡɩɟɱɭɽ ɬɨɱɧɿɫɬɶ ɧɚ ɜɫɶɨɦɭ ɿɧɬɟɪɜɚɥɿ |
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2 ¹ |
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ɓɟ ɨɞɧɟ ɡɚɫɬɨɫɭɜɚɧɧɹ ɩɪɢɧɰɢɩɭ Ɋɭɧɝɟ – ɜɢɫɨɤɨɬɨɱɧɟ ɨɛɱɢɫɥɟɧɧɹ ɿɧɬɟɝɪɚɥɭ ɜɿɞ ɞɨɫɬɚɬɧɶɨ ɝɥɚɞɤɨʀ ɮɭɧɤɰɿʀ ɡɚ ɞɨɩɨɦɨɝɨɸ ɬɚɛɥɢɰɿ Ɋɨɦɛɟɪɝɚ. Ⱦɥɹ
ɩɨɛɭɞɨɜɢ ɰɿɽʀ ɬɚɛɥɢɰɿ ɨɛɱɢɫɥɢɦɨ ɡɚ ɞɨɩɨɦɨɝɢ ɫɤɥɚɞɟɧɨʀ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɨʀ
ɮɨɪɦɭɥɢ |
ɬɪɚɩɟɰɿɣ |
ɿɡ |
ɫɬɚɥɢɦ ɤɪɨɤɨɦ |
h ɩɨɫɥɿɞɨɜɧɿɫɬɶ ɡɧɚɱɟɧɶ |
||
Ih Ih(0) ,Ih |
Ih(0) ,Ih |
|
Ih(0) ,Ih |
Ih(0) ,..., ɹɤɿ |
ɦɚɸɬɶ ɩɨɯɢɛɤɭ O(h2 ). Ɂɚ |
|
2 |
2 |
4 |
4 |
8 |
8 |
|
ɞɨɩɨɦɨɝɨɸ ɟɤɫɬɪɚɩɨɥɹɰɿʀ Ɋɢɱɚɪɞɫɨɧɚ (3) ɡ ɤɨɟɮɿɰɿɽɧɬɚɦɢ ɥɿɧɿɣɧɨʀ ɤɨɦɛɿɧɚɰɿʀ |
||||||||||||||||
§ |
4 |
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1 |
· |
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ɭɬɨɱɧɢɦɨ |
ɰɿ |
ɡɧɚɱɟɧɧɹ |
(ɞɢɜ. ɬɚɤɨɠ ɮɨɪɦɭɥɭ |
(4)). Ɉɬɪɢɦɚɽɦɨ |
|||||||
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3 |
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3 |
¹ |
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ȼɨɧɢ |
ɦɚɸɬɶ |
ɩɨɯɢɛɤɭ O(h4 ) . |
Ɂɧɨɜɭ |
ɜɢɤɨɪɢɫɬɨɜɭɽɦɨ |
||||||
Ih(1) ,Ih(1) ,Ih(1) ,... . |
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2 |
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4 |
8 |
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§ |
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1 · |
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16 |
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ɟɤɫɬɪɚɩɨɥɹɰɿɸ Ɋɢɱɚɪɞɫɨɧɚ ɡ ɤɨɟɮɿɰɿɽɧɬɚɦɢ ɥɿɧɿɣɧɨʀ ɤɨɦɛɿɧɚɰɿʀ ¨ |
|
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¸ . |
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15 |
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15¹ |
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Ɉɬɪɢɦɚɽɦɨ Ih(2) , Ih(2) ,... , ɹɤɿ ɦɚɸɬɶ ɬɨɱɧɿɫɬɶ O(h6 ) |
ɿ ɬ.ɞ.. Ɉɬɪɢɦɚɧɿ ɡɧɚɱɟɧɧɹ |
48
ɦɨɠɧɚ ɪɨɡɦɿɫɬɢɬɢ ɜ ɬɚɤɿɣ ɬɚɛɥɢɰɿ Ɋɨɦɛɟɪɝɚ:
Ih(0)
I (0) |
I (1) |
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2 |
2 |
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I (0) |
I (1) |
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4 |
4 |
I (0) |
I (1) |
I (2) |
h |
h |
h |
8 |
8 |
8 |
Ih(3) 8
ȼɫɿ ɡɧɚɱɟɧɧɹ ɤɪɿɦ ɨɫɬɚɧɧɶɨɝɨ Ih(3) ɦɨɠɧɚ ɨɰɿɧɢɬɢ ɡɚ ɩɪɢɧɰɢɩɨɦ Ɋɭɧɝɟ (ɞɢɜ.
8
ɮɨɪɦɭɥɭ (2) ). ȼɢɤɨɪɢɫɬɚɧɧɹ ɮɨɪɦɭɥɢ (5) ɞɥɹ ɨɛɱɢɫɥɟɧɧɹ Ih(02) k ɬɚ ɥɿɧɿɣɧɿ
91
ɤɨɦɛɿɧɚɰɿʀ (2) ɞɚɸɬɶ ɩɪɨɫɬɢɣ ɬɚ ɟɤɨɧɨɦɿɱɧɢɣ ɚɥɝɨɪɢɬɦ ɨɛɱɢɫɥɟɧɧɹ I .
ɉɨɱɚɬɤɨɜɟ ɡɧɚɱɟɧɧɹ h ɦɨɠɧɚ ɛɪɚɬɢ ɪɿɜɧɢɦ b a , ɚɛɨ b a , ɞɟ n ɰɿɥɟ. n
9.6. Ʉɜɚɞɪɚɬɭɪɧɿ ɮɨɪɦɭɥɢ ɧɚɣɜɢɳɨɝɨ ɚɥɝɟɛɪɚʀɱɧɨɝɨ ɫɬɟɩɟɧɹ ɬɨɱɧɨɫɬɿ [ɅɆɋ, |
|||||
89-95], [ɋȽ, 180-183], [ȻɀɄ, 113-115, 102-108] |
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Ɋɨɡɝɥɹɧɟɦɨ ɿɧɬɟɝɪɚɥ |
³b U x f x dx , |
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³b U x xi dx |
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Ɋɨɡɝɥɹɧɟɦɨ ɡɚɞɚɱɭ ɩɨɛɭɞɨɜɢ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɨʀ ɮɨɪɦɭɥɢ |
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|
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In f ¦ck |
(2) |
k 1
ɹɤɚ ɩɪɢ ɡɚɞɚɧɨɦɭ ɩ ɛɭɥɚ ɛ ɬɨɱɧɨɸ ɞɥɹ ɚɥɝɟɛɪɚʀɱɧɨɝɨ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɚ ɦɨɠɥɢɜɨ ɛɿɥɶɲɨɝɨ ɫɬɟɩɟɧɹ. Ɍɚɤɿ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɿ ɮɨɪɦɭɥɢ ɿɫɧɭɸɬɶ, ɜɨɧɢ ɧɚɡɢɜɚɸɬɶɫɹ
ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɿ ɮɨɪɦɭɥɢ ɧɚɣɜɢɳɨɝɨ ɚɥɝɟɛɪɚʀɱɧɨɝɨ ɫɬɟɩɟɧɹ ɬɨɱɧɨɫɬɿ ɚɛɨ ɮɨɪɦɭɥɢ Ƚɚɭɫɫɚ (ɚɛɨ Ƚɚɭɫɫɚ – Ʉɪɢɫɬɨɮɟɥɹ).
ȼ (2) ɧɟɜɿɞɨɦɢɦɢ ɽ ck , xk , k |
|
1,n |
. Ȳɯ ɨɛɢɪɚɸɬɶ ɡ ɭɦɨɜɢ, ɳɨ (2) ɬɨɱɧɚ |
||||||
ɞɥɹ ɛɭɞɶ-ɹɤɨɝɨ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɚ ɫɬɟɩɟɧɹ |
p |
, ɚ ɰɟ ɟɤɜɿɜɚɥɟɧɬɧɨ |
ɭɦɨɜɿ, ɳɨɛ |
||||||
ɮɨɪɦɭɥɚ ɛɭɥɚ ɬɨɱɧɨɸ ɞɥɹ ɮɭɧɤɰɿʀ |
|
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0,1,..., p .Ɂɜɿɞɫɢ ɨɬɪɢɦɭɽɦɨ |
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m o max . ɓɨɛ ɤɿɥɶɤɿɫɬɶ ɪɿɜɧɹɧɶ ɛɭɥɚ |
|||||
Ɇɢ ɯɨɱɟɦɨ ɨɬɪɢɦɚɬɢ ɮɨɪɦɭɥɢ ɞɥɹ |
|
||||||||
ɪɿɜɧɨɸ ɤɿɥɶɤɨɫɬɿ ɧɟɜɿɞɨɦɢɯ ɧɚɦ ɩɨɬɪɿɛɧɨ, ɳɨɛ p |
1 2n. |
|
Ɂɚɞɚɱɚ 34 ɉɨɛɭɞɭɜɚɬɢ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɭ ɮɨɪɦɭɥɭ ɧɚɣɜɢɳɨɝɨ ɫɬɟɩɟɧɹ ɬɨɱɧɨɫɬɿ ( ɪɨɡɜ’ɹɡɚɬɢ ɫɢɫɬɟɦɭ ɪɿɜɧɹɧɶ (3)) ɞɥɹ a 1,b 1, x 1.
Ɍɟɨɪɟɦɚ Ƚɚɭɫɫɚ Ʉɜɚɞɪɚɬɭɪɧɚ ɮɨɪɦɭɥɚ (2) ɛɭɞɟ ɬɨɱɧɨɸ ɞɥɹ ɛɭɞɶ-ɹɤɨɝɨ |
|||||||||||
ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɚ ɫɬɟɩɟɧɹ p |
2n |
1,ɬɨɛɬɨ |
|
f |
x |
|
2n 1 ɬɨɞɿ ɿ ɬɿɥɶɤɢ ɬɨɞɿ, |
ɤɨɥɢ |
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ɜɢɤɨɧɭɸɬɶɫɹ ɭɦɨɜɢ: |
x |
x1 x x2 |
... x |
|
xn |
|
|
|
x |
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1) ɩɨɥɿɧɨɦ |
x |
|
ɨɪɬɨɝɨɧɚɥɶɧɢɣ ɡ ɜɚɝɨɸ |
||||||||
ɞɨ ɛɭɞɶ-ɹɤɨɝɨ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɚ ɫɬɟɩɟɧɹ ɦɟɧɲɟ ɩ Qn 1 : |
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³b Z x Qn 1 x U x dx |
0; |
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(4) |
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a |
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2) ɮɨɪɦɭɥɚ (2) ɽ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɨɸ ɮɨɪɦɭɥɨɸ ɿɧɬɟɪɩɨɥɹɰɿɣɧɨɝɨ ɬɢɩɭ , |
|||||||||||
ɬɨɛɬɨ ɤɨɟɮɿɰɿɽɧɬɢ ɨɛɱɢɫɥɸɸɬɶɫɹ ɡɚ ɮɨɪɦɭɥɨɸ |
|
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Z |
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ck ³b U x |
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(5) |
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xk |
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a |
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x |
xk |
c |
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92
ɇɟɨɛɯɿɞɧɿɫɬɶ. ɇɟɯɚɣ ɮɨɪɦɭɥɚ |
(2) |
ɬɨɱɧɚ |
ɞɥɹ |
ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɚ |
ɫɬɟɩɟɧɹ |
|||||||||||||||||||||||||
p 2n 1, ɬɨɛɬɨ |
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2n |
1 . Ɍɨɞɿ |
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U x Z x Qn 1 |
x dx |
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Ɍɨɛɬɨ ɜɢɤɨɧɭɽɬɶɫɹ (4). Ɍɟɩɟɪ ɩɨɤɥɚɞɟɦɨ |
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x |
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|
x |
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n 1 2n 1 . |
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Ɉɬɪɢɦɚɽɦɨ |
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b |
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n |
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n |
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³U x |
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ɬɨɛɬɨ ɜɢɤɨɧɭɽɬɶɫɹ ɿ ɭɦɨɜɚ (5). |
|
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|
|
f x |
|
|
|
|
|
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|||||||||
Ⱦɨɫɬɚɬɧɿɫɬɶ. ɇɟɯɚɣ ɜɢɤɨɧɭɽɬɶɫɹ (4) ɿ (5). ɉɨɞɚɦɨ |
|
2n 1 |
ɭ ɜɢɝɥɹɞɿ |
|||||||||||||||||||||||||||
Ɋɨɡɝɥɹɧɟɦɨ |
|
|
|
|
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f |
x |
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x |
Qn 1 x |
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Rn 1 x . |
|
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I( f ) ³b U x f x dx ³b U x Z x Qn 1 x Rn 1 x dx |
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a |
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Qn 1 xk |
a |
|
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n |
|
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|
n |
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¦ck Rn 1 xk |
|
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Ɍɚɤ ɹɤ Rn 1 xk |
k 1 |
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xk |
|
Z xk Qn |
|
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k |
1 |
|
|
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xk , ɬɨ |
|
|
|
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f |
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1 |
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xk |
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¦ck f xk In ( f ). |
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k 1 |
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|
Ɍɨɛɬɨ ɮɨɪɦɭɥɚ (2) ɽ ɬɨɱɧɨɸ ɞɥɹ ɛɭɞɶ-ɹɤɨɝɨ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɚ ɫɬɟɩɟɧɹ 2n |
1. |
|||||||||||||||||||||||||||||
Ɉɬɠɟ, ɡ ɬɨɱɧɿɫɬɸ ɞɨ ɫɬɚɥɨɝɨ ɦɧɨɠɧɢɤɚ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɢ |
|
Z x ɫɩɿɜɩɚɞɚɸɬɶ ɡ |
ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɚɦɢ ɩ-ɬɨɝɨ ɫɬɟɩɟɧɹ ɨɪɬɨɝɨɧɚɥɶɧɨʀ ɫɢɫɬɟɦɢ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɿɜ. ɐɹ |
|||||||||||||
ɫɢɫɬɟɦɚ ɨɪɬɨɝɨɧɚɥɶɧɚ ɧɚ ɩɪɨɦɿɠɤɭ |
a,b@ ɡ ɜɚɝɨɸ |
x . |
|
||||||||||
ȼɢɜɱɢɦɨ ɞɟɹɤɿ ɜɥɚɫɬɢɜɨɫɬɿ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɢɯ ɮɨɪɦɭɥ Ƚɚɭɫɫɚ. |
|
||||||||||||
1) ɉɨɤɚɠɟɦɨ, ɳɨ ck , xk ɜɢɡɧɚɱɚɸɬɶɫɹ ɨɞɧɨɡɧɚɱɧɨ. |
xn . |
||||||||||||
ɉɪɟɞɫɬɚɜɢɦɨ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧ |
Z x ɭ |
ɜɢɝɥɹɞɿ |
Z x |
|
a0 a1 x ... an 1 xn 1 |
||||||||
ɍɦɨɜɢ ɨɪɬɨɝɨɧɚɥɶɧɨɫɬɿ (4) ɩɪɢɣɦɭɬɶ ɜɢɝɥɹɞ |
|
|
|
|
|
|
|
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U x Z x xD dx |
³b |
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... an 1xn 1 xn xD dx 0, D |
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0,n 1 |
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ɉɨɤɚɠɟɦɨ, ɳɨ ɜɿɞɩɨɜɿɞɧɚ ɨɞɧɨɪɿɞɧɚ ɫɢɫɬɟɦɚ ɪɿɜɧɹɧɶ |
|
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|
³b U x a0 a1x |
... an 1xn 1 |
xD dx |
0, D |
|
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0,n 1 |
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ɦɚɽ ɽɞɢɧɢɣ ɪɨɡɜ’ɹɡɨɤ a0 |
a1 ... |
an 1 0. |
|
|
|
|
|
|
|
93
ɉɨɦɧɨɠɢɦɨ ɫɢɫɬɟɦɭ (6) ɧɚ aD |
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ɿ ɩɪɨɫɭɦɭɽɦɨ ɩɨ ɜɫɿɯ D |
|
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Ɂɜɿɞɫɢ ɿ ɡ ɭɦɨɜɢ |
0 ɜɢɩɥɢɜɚɽ, ɳɨ a0 |
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... |
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1 |
0. Ɍɨɦɭ ɿ ɜɿɞɩɨɜɿɞɧɚ |
ɧɟɨɞɧɨɪɿɞɧɚ ɫɢɫɬɟɦɚ ɦɚɽ ɽɞɢɧɢɣ ɪɨɡɜ’ɹɡɨɤ. Ɉɬɠɟ ɿɫɧɭɽ ɽɞɢɧɢɣ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧ Z x ɫɬɟɩɟɧɹ ɩ, ɹɤɢɣ ɨɪɬɨɝɨɧɚɥɶɧɢɣ ɡ ɜɚɝɨɸ x ɞɨ ɛɭɞɶ-ɹɤɨɝɨ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɚ
ɫɬɟɩɟɧɹ n 1.
2) ɉɨɤɚɠɟɦɨ, ɳɨ ɧɚɣɜɢɳɢɣ ɫɬɟɩɿɧɶ ɬɨɱɧɨɫɬɿ ɮɨɪɦɭɥɢ Ƚɚɭɫɫɚ p 2n 1. Ɂ t
ɬɟɨɪɟɦɢ ɜɢɩɥɢɜɚɽ, ɳɨ p 2n 1. ɉɨɤɚɠɟɦɨ, ɳɨ ɿɫɧɭɽ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧ ɫɬɟɩɟɧɹ 2n ,
ɞɥɹ |
ɹɤɨɝɨ |
ɮɨɪɦɭɥɚ |
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ɧɟ |
ɽ |
ɬɨɱɧɨɸ. |
|
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2n |
1. |
|
|
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|
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3) Ʉɨɟɮɿɰɿɽɧɬɢ ɮɨɪɦɭɥ Ƚɚɭɫɫɚ ɞɨɞɚɬɧɿ, |
|
|
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|
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Ɍɚɤ ɹɤ ɞɥɹ ɰɢɯ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɿɜ ɫɩɪɚɜɟɞɥɢɜɚ ɬɟɨɪɟɦɚ Ƚɚɭɫɫɚ, ɬɨ |
|
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|
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|
|
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ɇɟɯɚɣ ɜɚɝɨɜɚ ɮɭɧɤɰɿɹ |
|
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x |
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|
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|
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Ɋɨɡɝɥɹɧɟɦɨ ɿɧɬɟɪɩɨɥɹɰɿɣɧɢɣ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧ ȿɪɦɿɬɚ ɡ ɞɜɨɤɪɚɬɧɢɦɢ ɜɭɡɥɚɦɢ |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
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, f c |
|
|
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H2cn 1 xi , i |
|
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||||||||||||||||||
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|
H2n 1 xi |
|
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|
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|
94
Ⱦɥɹ ɧɶɨɝɨ |
x H2n 1 |
x |
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|
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|
|
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|
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|
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³b U x Z2 x dx. |
||||||||||
|
|
|
|||||||||||
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|
|
|
|
2n ! a |
|
|
|
|
||||
9.7. ɑɚɫɬɢɧɧɿ ɜɢɩɚɞɤɢ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɨʀ ɮɨɪɦɭɥɢ Ƚɚɭɫɫɚ [ɅɆɋ, 99] |
|||||||||||||
1) Ɋɨɡɝɥɹɧɟɦɨ ɜɿɞɪɿɡɨɤ > |
1,1@ ɿ ɜɚɝɨɜɢɣ ɦɧɨɠɧɢɤ |
|
|
x |
1, ɬɨɛɬɨ ɜɢɜɟɞɟɦɨ |
||||||||
ɮɨɪɦɭɥɢ Ƚɚɭɫɫɚ ɞɥɹ ɨɛɱɢɫɥɟɧɧɹ ɿɧɬɟɝɪɚɥɭ |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
ɓɨɛ ɡɧɚɣɬɢ ɜɭɡɥɢ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɚ ɮɨɪɦɭɥɢ ɪɨɡɝɥɹɧɟɦɨ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɢ |
||
Ʌɟɠɚɧɞɪɚ n 1 Ln 1 x 2n 1 xLn x |
nLn 1 x , L0 1, L1 x |
x . |
|
Ȼɚɝɚɬɨɱɥɟɧɢ Ʌɟɠɚɧɞɪɚ ɡɚɞɨɜɨɥɶɧɹɸɬɶ ɭɦɨɜɚɦ ɬɟɨɪɟɦɢ 1 (ɩɭɧɤɬ 1), ɬɨɦɭ |
|||
Z x |
Ln x |
|
|
ɿ ɜɭɡɥɚɦɢ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɨʀ ɮɨɪɦɭɥɢ ɽ ɤɨɪɟɧɿ ɰɶɨɝɨ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɚ. ȼɚɝɨɜɿ
ɦɧɨɠɧɢɤɢ ɰɿɽʀ ɮɨɪɦɭɥɢ ɨɛɱɢɫɥɸɸɬɶɫɹ ɡɚ ɮɨɪɦɭɥɨɸ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
|
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|
|
n! 2 |
2n |
[ . |
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2n |
1 ! 2n ! 2n ! f |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
ɉɪɢɤɥɚɞ. ɉɨɛɭɞɭɽɦɨ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɭ ɮɨɪɦɭɥɭ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
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c0 ,c1, x0 , x1 . |
|
Ɂɚɦɿɧɨɸ |
t 2x 1 ɩɟɪɟɜɟɞɟɦɨ |
||||||||||||||||||||||||||
x >0,1@ ɧɚ ɩɪɨɦɿɠɨɤ t |
> 1,1@. Ɂɚɩɢɲɟɦɨ L2 |
t |
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12x 2 |
|
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|
|
|
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|
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2 |
6x 1 0 . |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
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2 |
|
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|
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|
|
|
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2 |
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|
|
|
|
|
|
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Ɂɜɿɞɫɢ x1 |
3 3 , x2 |
3 |
3 . Ɂɚ ɮɨɪɦɭɥɨɸ (5) ɡɧɚɣɞɟɦɨ |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
6 |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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1 |
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³0 |
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1 |
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|
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2 |
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|
|
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x2 |
|
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x1 |
|
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2 |
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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Ɍɨɛɬɨ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɚ ɮɨɪɦɭɥɚ ɦɚɽ ɜɢɝɥɹɞ
95
³ f x dx |
1 |
§ |
§ |
3 |
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3 |
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§ 3 |
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2) Ɋɨɡɝɥɹɧɟɦɨ ɜɿɞɪɿɡɨɤ |
|
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ɿ |
ɜɚɝɚ |
1 |
, ɬɨɛɬɨ ɜɢɜɟɞɟɦɨ |
|||||||||
|
|
2 |
|||||||||||||
ɮɨɪɦɭɥɢ Ƚɚɭɫɫɚ ɞɥɹ ɨɛɱɢɫɥɟɧɧɹ ɿɧɬɟɝɪɚɥɭ |
|
|
2 . |
|
|
|
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|
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|
|
|
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|
|
|
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1 |
1 |
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|
|
|
|
|
|
Ȼɚɝɚɬɨɱɥɟɧɢ ɑɟɛɢɲɨɜɚ ɡɚɞɨɜɨɥɶɧɹɸɬɶ ɭɦɨɜɚɦ ɬɟɨɪɟɦɢ 1 (ɩ.1), ɬɨɦɭ |
|||||||||||||||
Z x |
Tn x |
|
|
1 |
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|
|
|||||||
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n |
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ȼɭɡɥɚɦɢ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɨʀ ɮɨɪɦɭɥɢ ɽ ɤɨɪɟɧɿ ɰɶɨɝɨ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɚ ɑɟɛɢɲɨɜɚ, ɬɨɛɬɨ |
||||||||||||
ɤɨɪɟɧɿ ɪɿɜɧɹɧɧɹ cos narccos x |
0 . Ɂɜɿɞɫɢ |
|||||||||||
|
|
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2k 1 |
|
|
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||||
|
|
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, k 1,n . |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2n |
||||
ȼɿɞɩɨɜɿɞɧɿ ɤɨɟɮɿɰɿɽɧɬɢ ɨɛɱɢɫɥɸɸɬɶɫɹ ɡɚ ɮɨɪɦɭɥɚɦɢ |
||||||||||||
|
³1 1 |
x2 Tnc xk x xk n |
|
|
|
|
|
|
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1 |
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Tn x dx |
|
|
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1,n. |
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|
|
|
|
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Ɉɬɠɟ, ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɿ ɮɨɪɦɭɥɢ ɧɚɣɜɢɳɨɝɨ ɫɬɟɩɟɧɹ ɬɨɱɧɨɫɬɿ (ɰɿ ɮɨɪɦɭɥɢ ɧɚɡɢɜɚɸɬɶ ɮɨɪɦɭɥɚɦɢ ȿɪɦɿɬɚ) ɦɚɸɬɶ ɜɢɝɥɹɞ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
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ɞɟ xk – ɤɨɪɟɧɿ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɚ ɑɟɛɢɲɨɜɚ. |
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Ɂɚɥɢɲɤɨɜɢɣ ɱɥɟɧ ɦɚɽ ɜɢɝɥɹɞ |
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22n 1 2n ! |
f 2n [ . |
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3) Ɋɨɡɝɥɹɧɟɦɨ ɩɪɨɦɿɠɨɤ |
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ɿ ɜɚɝɭ |
U x e x2 |
, ɬɨɛɬɨ ɜɢɜɟɞɟɦɨ |
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ɮɨɪɦɭɥɢ Ƚɚɭɫɫɚ ɞɥɹ ɨɛɱɢɫɥɟɧɧɹ ɿɧɬɟɝɪɚɥɭ |
|
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|
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Ȼɚɝɚɬɨɱɥɟɧɢ ȿɪɦɿɬɚ ɨɛɱɢɫɥɸɸɬɶɫɹ ɬɚɤɨɠ ɡɚ |
||||||||||||||||||
ɪɟɤɭɪɟɧɬɧɢɦɢ ɮɨɪɦɭɥɚɦɢ |
|
|
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Ʉɨɟɮɿɰɿɽɧɬɢ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɨʀ ɮɨɪɦɭɥɢ ɨɛɱɢɫɥɸɸɬɶɫɹ ɡɚ ɮɨɪɦɭɥɚɦɢ |
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2n 2n ! |
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ɇɚɩɪɢɤɥɚɞ, ɩɪɢ n |
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Ʉɜɚɞɪɚɬɭɪɧɚ ɮɨɪɦɭɥɚ ɦɚɽ ɜɢɝɥɹɞ: |
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4) Ɋɨɡɝɥɹɧɟɦɨ ɜɿɞɪɿɡɨɤ |
0, |
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ɿ ɜɚɝɨɜɢɣ ɦɧɨɠɧɢɤ U x xDe x , ɬɨɛɬɨ |
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ɜɢɜɟɞɟɦɨ ɮɨɪɦɭɥɢ Ƚɚɭɫɫɚ ɞɥɹ ɨɛɱɢɫɥɟɧɧɹ ɿɧɬɟɝɪɚɥɭ |
|||||||||||||||||
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x dx. |
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ɞɟ LDn x ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɢ Ʌɚɝɟɪɚ. Ʉɨɟɮɿɰɿɽɧɬɢ ɨɛɱɢɫɥɸɸɬɶɫɹ ɡɚ ɮɨɪɦɭɥɚɦɢ |
|||||||||||||||||
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c |
|
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1 P n |
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|
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Ɂɚɥɢɲɤɨɜɢɣ ɱɥɟɧ ɩɪɢ D 0 ɪɿɜɧɢɣ |
n! 2 |
|
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2n |
[ . |
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|
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7) ȱɧɬɟɝɪɭɜɚɧɧɹ ɲɜɢɞɤɨ ɨɫɰɢɥɸɸɱɢɯ ɮɭɧɤɰɿɣ. |
|||||||||||||||||
Ɋɨɡɝɥɹɧɟɦɨ ɿɧɬɟɝɪɚɥ |
|
|
|
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³b |
f x e jZx dx, j2 |
|
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|
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|
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1. |
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a |
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|
|
|
|
|
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ɡɚɫɬɨɫɭɜɚɧɧɹ ɫɤɥɚɞɟɧɢɯ |
ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɢɯ ɮɨɪɦɭɥ |
ɿɧɬɟɪɩɨɥɹɰɿɣɧɨɝɨ ɬɢɩɭ ɩɪɢɜɨɞɢɬɶ ɞɨ ɜɟɥɢɤɨʀ ɩɨɯɢɛɤɢ ɿ ɩɪɢ ɦɚɥɢɯ ɤɪɨɤɚɯ h . |
|||||||||||||||||||
Ɋɨɡɝɥɹɧɟɦɨ e jZx |
ɹɤ ɜɚɝɨɜɢɣ ɤɨɟɮɿɰɿɽɧɬ, ɬɨɛɬɨ |
U x |
e jZx . Ɂɚɦɿɧɢɦɨ >a,b@ |
ɧɚ |
|||||||||||||||
> 1,1@: xi |
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a b |
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b |
a |
di , di > 1, 1@, i |
|
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ɦɨɠɭɬɶ |
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1,n |
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|
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|
|
|
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ɪɿɜɧɨɜɿɞɞɚɥɟɧɿ, ɹɤɳɨ ɪɿɜɧɨɜɿɞɞɚɥɟɧɿ, ɬɨ di |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
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, i |
|
1,n). |
|
|
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|
|
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f x |
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|
|
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|
|
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ɡ |
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Ɂɚɦɿɧɢɦɨ |
ɧɚ ɿɧɬɟɪɩɨɥɹɰɿɣɧɢɣ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧ |
|
Ʌɚɝɪɚɧɠɚ |
Ln 1 x |
|||||||||||||||
ɜɭɡɥɚɦɢ xi |
ɿ ɨɬɪɢɦɚɽɦɨ ɮɨɪɦɭɥɭ |
Ln 1 x e jZx dx, |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
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In f ³b |
|
|
|
|
(2) |
a
ɹɤɚ ɛɭɞɟ ɬɨɱɧɨɸ ɞɥɹ ɜɫɿɯ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɿɜ ɧɟ ɜɢɳɟ n 1 ɫɬɟɩɟɧɹ . Ɍɨɛɬɨ, ɹɤɳɨ ɜ
(2) ɩɿɞɫɬɚɜɢɬɢ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧ Ʌɚɝɪɚɧɠɚ, ɬɨ ɦɨɠɧɚ ɨɛɱɢɫɥɢɬɢ ɿɧɬɟɝɪɚɥ ɿ ɨɬɪɢɦɚɬɢ
ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɭ ɮɨɪɦɭɥɭ
97
|
|
|
|
|
½ |
n |
§ |
|
|
|
· |
|
|
1 § |
n |
|
|
|
· |
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2 |
2 |
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|
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|
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|
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
3,d1 |
1,d2 |
0,d3 |
|
1 – ɰɟ ɮɨɪɦɭɥɚ Ɏɿɥɨɧɚ. Ɇɨɠɧɚ ɛɪɚɬɢ ɿ ɛɿɥɶɲɟ |
||||||||||||||||
ɬɨɱɨɤ, |
ɧɚɩɪɢɤɥɚɞ n |
5,d1 |
|
1,d2 |
|
1 |
,d |
|
0,d4 |
|
1 |
,d5 |
|
1. ɐɿ ɮɨɪɦɭɥɢ ɧɟ |
||||||||
|
|
2 |
3 |
2 |
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ɩɨɬɪɿɛɧɨ ɡɚɫɬɨɫɨɜɭɜɚɬɢ, ɤɨɥɢ ɧɟɦɚɽ ɲɜɢɞɤɨ ɨɫɰɢɥɸɸɱɨɝɨ ɦɧɨɠɧɢɤɚ.
9.8. Ɉɛɱɢɫɥɟɧɧɹ ɧɟɜɥɚɫɧɢɯ ɿɧɬɟɝɪɚɥɿɜ [ȻɀɄ, 146-153] Ɋɨɡɝɥɹɧɟɦɨ ɨɛɱɢɫɥɟɧɧɹ ɿɧɬɟɝɪɚɥɿɜ ɡ ɬɚɤɢɦɢ ɨɫɨɛɥɢɜɨɫɬɹɦɢ :
ɚ) ɿɧɬɟɝɪɚɥɢ ɞɪɭɝɨɝɨ ɪɨɞɭ, ɬɨɛɬɨ |
o ; |
||
I |
b |
F x dx, F x |
|
|
³ |
|
xoa xob |
|
a |
|
|
ɛ) ɿɧɬɟɝɪɚɥɢ ɩɟɪɲɨɝɨ ɪɨɞɭ |
|
|
f³ F x dx. |
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
Ɋɨɡɝɥɹɧɟɦɨ ɫɩɨɱɚɬɤɭ ɿɧɬɟɝɪɚɥɢ ɞɪɭɝɨɝɨ ɪɨɞɭ, ɬɨɛɬɨ |
|||||
I |
b |
F x dx |
F x |
o |
. |
|
³ |
|
|
xoa xob |
|
|
a |
|
|
|
|
1) Ɇɭɥɶɬɢɩɥɿɤɚɬɢɜɧɢɣ ɫɩɨɫɿɛ. ɉɪɟɞɫɬɚɜɢɦɨ ɩɿɞɿɧɬɟɝɪɚɥɶɧɭ ɮɭɧɤɰɿɸ ɭ |
||||||
ɜɢɝɥɹɞɿ |
F x |
x f x , ɩɪɢɱɨɦɭ |
x |
– ɨɫɨɛɥɢɜɚ, ɚ f x – ɝɥɚɞɤɚ. Ⱦɚɥɿ ɞɥɹ |
||
ɨɛɱɢɫɥɟɧɧɹ ɿɧɬɟɝɪɚɥɭ |
|
³b U x f x dx |
||||
|
|
I I~ f |
||||
|
|
|
|
a |
|
|
ɜɢɤɨɪɢɫɬɨɜɭɽɦɨ ɜɿɞɩɨɜɿɞɧɿ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɿ ɮɨɪɦɭɥɢ Ƚɚɭɫɫɚ. |
||||||
ɉɪɢɤɥɚɞ 1 ɉɨɬɪɿɛɧɨ ɨɛɱɢɫɥɢɬɢ ɿɧɬɟɝɪɚɥ |
|
|
||||
|
|
I |
³1 |
dx |
x |
4 . |
Ɍɨɱɤɢ x |
1 ɽ ɨɫɨɛɥɢɜɢɦɢ. |
1 |
1 |
|
||
|
|
|
|
|||
ɉɪɟɞɫɬɚɜɢɦɨ ɩɿɞɿɧɬɟɝɪɚɥɶɧɭ ɮɭɧɤɰɿɸ ɭ ɜɢɝɥɹɞɿ: |
||||||
|
|
F x |
1 |
|
1 |
|
|
|
1 |
x2 |
|
1 x2 , |
|
|
|
|
|
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ɨɬɪɢɦɚɽɦɨ ɿɧɬɟɝɪɚɥ ɜɢɝɥɹɞɭ |
U x |
|
f x |
|||
|
|
|
|
|||
|
|
1 |
1 |
|
|
dx |
|
|
|
|
|
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ɞɟ U x |
|
I ³0 1 x2 |
1 x2 , |
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
x2 . |
|
|
|
|
98
|
Ⱦɚɥɿ ɜɢɤɨɪɢɫɬɨɜɭɽɦɨ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɭ ɮɨɪɦɭɥɭ ȿɪɦɿɬɚ (1) ɡ ɩɨɩɟɪɟɞɧɶɨɝɨ |
|||||||||||||
ɩɭɧɤɬɭ ɿ ɨɛɱɢɫɥɸɽɦɨ ɿɧɬɟɝɪɚɥ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ɉɪɢɤɥɚɞ 2 Ɉɛɱɢɫɥɢɬɢ ɿɧɬɟɝɪɚɥ |
³ln sin x dx. |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
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Ɉɫɨɛɥɢɜɿ ɬɨɱɤɢ x 0, x |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Ɂɜɟɞɟɦɨ ɰɸ ɨɫɨɛɥɢɜɿɫɬɶ ɞɨ ɫɬɟɩɟɧɟɜɨʀ: |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
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U x |
|
|
x 1 |
x , |
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
f |
x |
x |
x |
ln sin x |
0. |
|
|
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|
|
|
|
|
0, |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ⱦɥɹ ɡɧɚɯɨɞɠɟɧɧɹ ɿɧɬɟɝɪɚɥɭ ɡ ɬɚɤɢɦ |
|
x ɡɚɫɬɨɫɨɜɭɽɦɨ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɿ ɮɨɪɦɭɥɢ |
||||||||||||
ɑɟɛɢɲɨɜɚ. ɇɟɩɪɢɽɦɧɨɫɬɿ |
ɜɢɧɢɤɚɸɬɶ, |
ɨɫɤɿɥɶɤɢ |
f x |
xo0, of |
(ɯɨɱɚ |
ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɿ ɮɨɪɦɭɥɢ ɞɚɜɚɬɢɦɭɬɶ ɧɚɛɥɢɠɟɧɟ ɡɧɚɱɟɧɧɹ). Ɍɨɦɭ ɡɚɫɬɨɫɨɜɭɸɬɶ |
||||
ɞɪɭɝɢɣ ɫɩɨɫɿɛ ɪɨɡɜ’ɹɡɚɧɧɹ ɩɪɨɛɥɟɦɢ: |
||||
F x |
f |
x |
\ x , |
ɉɪɟɞɫɬɚɜɢɦɨ ɩɿɞɿɧɬɟɝɪɚɥɶɧɭ ɮɭɧɤɰɿɸ ɭ ɜɢɝɥɹɞɿ |
2) |
ɞɢɬɢɜɧɢɣ ɫɩɨɫɿɛ. |
|||
ɩɪɢɱɨɦɭ |
\ x –ɨɫɨɛɥɢɜɚ, |
f x – ɝɥɚɞɤɚ. Ɋɨɡɛɢɜɚɽɦɨ ɿɧɬɟɝɪɚɥ ɧɚ ɞɜɚ: |
||
I I1 |
I2 . |
f x dx – ɨɛɱɢɫɥɸɸɬɶ ɱɢɫɟɥɶɧɨ (ɧɚɩɪɢɤɥɚɞ, ɮɨɪɦɭɥɢ ɋɿɦɩɫɨɧɚ ɱɢ |
||
|
I1 |
³b |
a
ɬɪɚɩɟɰɿɣ
I ), ³b \ x dx – ɩɪɨɛɭɸɬɶ ɨɛɱɢɫɥɢɬɢ ɚɧɚɥɿɬɢɱɧɨ (ɦɨɠɥɢɜɨ ɚɩɪɨɤɫɢɦɭɜɚɬɢ2 a ɮɭɧɤɰɿɸ \ x , ɧɚɩɪɢɤɥɚɞ, ɪɹɞɨɦ).
ɉɪɢɤɥɚɞ 3 Ɉɛɱɢɫɥɢɬɢ ɿɧɬɟɝɪɚɥ ɡ ɩɪɢɤɥɚɞɭ 2: |
||
|
I |
³ln sin x dx. |
|
||
|
|
0 |
|
I |
2 ³2ln sin x dx. |
o
ɉɪɟɞɫɬɚɜɢɦɨ
ln sin x ln sin x ln x.
Ɉɬɪɢɦɚɽɦɨ ɞɜɚ ɿɧɬɟɝɪɚɥɢ: |
|
|
|
|
|
x |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
b |
|
sin x |
|
|
|
|
|
|
|
|
I1 |
³ln |
|
dx ɨɛɱɢɫɥɸɽɦɨ ɱɢɫɟɥɶɧɨ, |
|
|||||||
x |
|
||||||||||
|
a |
|
|
|
|
|
§ |
|
|
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|
|
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|
|
2 |
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
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ɚ I2 |
|
0 |
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|
|
|
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
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|
³ln xdx xln x x |
|
0 |
2 ¨ln |
2 |
|
1¸ . |
99
Ɋɨɡɝɥɹɧɟɦɨ ɬɟɩɟɪ ɿɧɬɟɝɪɚɥɢ ɩɟɪɲɨɝɨ ɪɨɞɭ |
|
|
||||||||||||
|
|
I |
|
f³ F |
x dx |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
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a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ɇɟɯɚɣ ɚ>0 .Ɂɪɨɛɢɦɨ ɡɚɦɿɧɭ t |
x |
a |
, |
x |
|
|
a |
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. Ɍɨɞɿ |
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|
|
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|
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|
|
x |
§ |
|
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|
|
|
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|
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|
|
|
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||||||||||
ɚ ɰɟ ɿɧɬɟɝɪɚɥ ɞɪɭɝɨɝɨ ɪɨɞɭ. |
|
³0 |
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t ¹ 1 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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əɤɳɨ ɚ=0, ɬɨ ɪɨɛɢɦɨ ɡɚɦɿɧɭ t |
|
|
|
e |
x , x |
|
|
|
lnt , ɬɨɞɿ |
|||||
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
³ F lnt |
||||||||
|
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I |
|
|
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. |
|||||||
|
|
|
|
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t |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ɂɧɨɜɭ ɨɬɪɢɦɭɽɦɨ ɿɧɬɟɝɪɚɥ ɞɪɭɝɨɝɨ ɪɨɞɭ.
əɤɳɨ ɚ<0 (ɧɟ ɦɨɠɧɚ ɡɪɨɛɢɬɢ ɡɚɦɿɧɭ t x a , ɬɨɦɭ ɳɨ ɜɢɧɢɤɚɽ x
ɨɫɨɛɥɢɜɿɫɬɶ ɜ ɬɨɱɰɿ x 0 ), ɪɨɡɛɢɜɚɽɦɨ ɿɧɬɟɝɪɚɥ ɧɚ ɞɜɚ: |
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0 |
f |
I ³ F x dx ³ F x dx
ao
ɿɨɛɱɢɫɥɸɽɦɨ ɡɚ ɞɨɩɨɦɨɝɨɸ ɩɨɩɟɪɟɞɧɿɯ ɩɭɧɤɬɿɜ.
Ɇɭɥɶɬɢɩɥɿɤɚɬɢɜɧɢɣ |
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ɫɩɨɫɿɛ |
ɨɛɱɢɫɥɟɧɧɹ ɿɧɬɟɝɪɚɥɿɜ |
ɩɟɪɲɨɝɨ |
ɪɨɞɭ |
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F x |
x f |
x , |
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ʉɪɭɧɬɭɽɬɶɫɹ ɧɚ ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɟɧɿ ɩɿɞɿɧɬɟɝɪɚɥɶɧɨʀ ɮɭɧɤɰɿʀ ɭ ɜɢɝɥɹɞɿ |
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ɞɟ, ɧɚɩɪɢɤɥɚɞ, |
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U x |
xD e x , x [0,f). |
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Ɍɚɤɢɣ |
ɜɚɝɨɜɢɣ |
ɤɨɟɮɿɰɿɽɧɬ |
ɜɿɞɩɨɜɿɞɚɽ |
ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɚɦ |
Ʌɚɝɟɪɚ. |
ɉɪɢ |
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x |
f,f , U x |
e x2 ɩɪɢɯɨɞɢɦɨ ɞɨ ɛɚɝɚɬɨɱɥɟɧɿɜ ȿɪɦɿɬɚ. |
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ɓɟ ɨɞɢɧ ɫɩɨɫɿɛ ʉɪɭɧɬɭɽɬɶɫɹ ɧɚ ɨɛɪɿɡɚɧɧɿ ɜɟɪɯɧɶɨʀ ɝɪɚɧɢɰɿ. Ⱦɥɹ ɰɶɨɝɨ |
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ɿɧɬɟɝɪɚɥ ɡɚɩɢɲɟɦɨ ɭ ɜɢɝɥɹɞɿ |
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f |
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b |
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³ F x dx . |
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I |
³ |
F x dx |
³ F x dx |
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a |
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a |
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b |
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ȼɟɪɯɧɹ ɝɪɚɧɢɰɹ b ɨɛɱɢɫɥɸɸɬɶ ɡ ɭɦɨɜɢ |
H |
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f |
x dx |
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³F |
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, |
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2 |
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b |
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ɞɟ – ɡɚɞɚɧɚ ɬɨɱɧɿɫɬɶ. Ⱦɥɹ ɨɛɱɢɫɥɟɧɧɹ ³b F x dx ɜɢɤɨɪɢɫɬɨɜɭɸɬɶ ɤɜɚɞɪɚɬɭɪɧɿ |
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ɮɨɪɦɭɥɢ ɫɤɥɚɞɟɧɨɝɨ ɬɢɩɭ. |
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a |
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9.9. Ɉɛɱɢɫɥɟɧɧɹ ɤɪɚɬɧɢɯ ɿɧɬɟɝɪɚɥɿɜ [ȼɨɥɤɨɜ, 125-129], [Ʉɚɥɢɬɤɢɧ, 108-113,
121-123]
Ɋɨɡɝɥɹɧɟɦɨ ɿɧɬɟɝɪɚɥ
100