- •1)Полярная система
- •5)Кривые второго порядка
- •11)Размерность и базис линейного пространства, координаты вектора
- •14.Пусть плоскость q проходит через точку м0 (x0 ,y0 ,z0 ) перпендикулярно вектору
- •15) Угол между плоскостями
- •17)Матрицы
- •18)Определители
- •23)Решение системы линейных уравнений матричным методом
- •25) Теорема Кронекера – Капелли
- •28)Экономическая интерпретация числа е
- •29)Функции и отображения их области опред. И знач.
- •32) Односторонний предел
- •33)Бесконечно малые величины и их св-ва
- •34)Непрерывность функции в точке.
- •35)Непрерывность сложной функции и обратной функции.
- •37)Определение Производной
- •39)Производные основных элементарных функций.
- •40 Дифференциал функции.
- •41. Производные и дифференциалы высших порядков
- •2)Теорема Ферма и Ролля.
- •44.Условия постоянства функции
- •45.Экстремумы функции
- •46.)Условие выпуклости и вогнутости функции. Точка перегиба.
- •47).Асимптоты.
- •48)Функ. Нескольких переменных
- •52)Первоообразная функции и неопределённый интеграл
- •53)Метод замены переменной
- •55)Интегрирование простейших рац. Дробей
- •56)Интегрирование рациональных дробей
- •57)Интегрирование тригонометрических функций
- •58)Определенный интеграл.
- •59.)Основные свойства определённого интеграла
- •61.)Применение определённого интеграла для вычисления площадей фигур, длин дуг плоских кривых и объёмов тел.
- •62.)Несобственные интегралы
- •66)Неоднородными дифференциальным урав. Второго порядка с постоянными коэффициентами наз. Уравнение вида , где p и q- постоянные, – функ., непрерывная на некотором множестве х.
- •68).Признаки сходимости рядов с положительными членами
35)Непрерывность сложной функции и обратной функции.
Пусть функ. j(t) непрерывна в точке t0 и функ. f(x) непрерывна в точке х0=j(t0). Тогда функ. f(j(t)) непрерывна в точке t0.
Доказательство.
Для доказательства этой теоремы воспользуемся формальным преобразованием двух строчек кванторов. Имеем
Выписывая подчеркнутые кванторы, получим, что
что и говорит о том, что f(j(t)) непрерывна в точке t0. <
Обратите внимание на следующие детали:
а) т.к. x=j(t), то |j(t)-j(t0)|<d может быть записано как |x-x0|<d , и f(x) превращается в F(j(t));
б) при определении непрерывности j(t) в точке t0 в первом кванторе стоит буква d . Это необходимо для согласования с квантором в предыдущей строке и взаимного уничтожения
Любая другая буква на этом месте не дала бы верного результата.
Обратная
Пусть -- функ, непрерывная на отрезке [a,b].Предположим, что f(x) монотонна на [a,b]; пусть, для определённости, она монотонно возрастает: из следует, что
Тогда образом отрезка [a,b] будет отрезок [c,d], где c=f(a), d=f(b)(действительно, непрерывная функ. принимает любое промежуточное между f(a), f (b)значение, причём ровно один раз, что следует из монотонности). Поэтому сущ. обратная к y =f(x) функ. функ., действующая из [c,d]в [a,b].Очевидно, что монотонно возрастает. (Если бы функция f была монотонно убывающей, то и обратная к ней функ. тоже была бы монотонно убывающей.)
Теорема. Пусть f -- непрерывная монотонная функция, .Тогда обратная к f функ. непрерывна на отрезке [c,d].
Непрерывность элементарных функций
Все элементарные функ. явл. непрерывными в любой точке свой области определения.
Функ.наз. элементарной, если она построена из конечного числа композиций и комбинаций
(с использованием 4 действий - сложение, вычитание, умножение и деление) основных элементарных функ. Множество основных элементарных функ. вкл. в себя:
1.Алгебраические многочлены
2.Рациональные дроби
3.Степенные функ. xp
4.Показательные функ. ax
5.Логарифмические функ.
6.Тригонометрические функ.
7.Обратные тригонометрические функции
36)
Теорема 1. Сумма и произведение конечного числа непрерывных на некотором множестве функ. есть функ., непрерывная на этом множестве.
Пусть f(x) и g(x) – непрерывны в точке х0 , тогда
, ,
.
Функция y=f(x)+g(x) непрерывна в точке х0.
Теорема 2. Частное от деления двух непрерывных на множестве функций есть функция, непрерывная во всех точках, в которых знаменатель отличен от нуля.
Теорема 3 (теорема Вейерштрасса). Всякая непрерывная на замкнутом ограниченном множестве функ. достигает на нем своего наибольшего и наименьшего значений.
Непрерывность функ. на отрезке
Функ. f(x) наз. непрерывной на интервале (a, b), если она непрерывна в каждой точке этого интервала.
Функ. f(x) наз. непрерывной на отрезке [a, b], если она непрерывна на интервале (a, b), непрерывна справа в точке a и непрерывна слева в точке b.
Замечание. Функ., непрерывная на отрезке [a,b] может быть разрывной в точках a и b (рис. 1)
Множество функ., непрерывных на отрезке [a, b] обозначается символом C[a, b].
Свойства функ., непрерывных на отрезке
Теорема 1 (об ограниченности непрерывной функции). Если функ. f(x) непрерывна на отрезке [a, b], то она ограничена на этом отрезке, т.е. существует такое число C> 0, что "x О[a, b] выполняется неравенство |f(x)| ≤ C.
Теорема 2 (Вейерштрасс). Если функ. f(x) непрерывна на отрезке [a, b], то она достигает на этом отрезке своего наибольшего значения M и наименьшего значения m, т.е. сущ. точки α, β О [a, b] такие, что m = f(α) ≤ f(x) ≤ f(β) = M для всех x О [a, b] (рис.2).
Наибольшее значение M обозначается символом maxx О [a, b] f(x), а наименьшее значение m — символом minx О [a, b] f(x).
Теорема 3 (о существовании нуля). Если функ. f(x) непрерывна на отрезке [a, b] и на концах отрезка принимает ненулевые значения разных знаков, то на интервале (a, b) найдется по крайней мере одна точка ξ в которой f(ξ) = 0.
Геометрический смысл теоремы состоит в том, что график функ., удовлетворяющей условиям теоремы, обязательно пересечет ось OX (рис.3).
Теорема 4 (Больцано–Коши). Если функция f(x) непрерывна на отрезке [a, b], то она принимает на (a,b) все промежуточные значения между f(a) и f(b).
Существование непрерывной обратной функции
Пусть функ. y = f(x) определена, строго монотонна и непрерывна на отрезке [a,b]. Тогда на отрезке [α, β] ( α = f(a), β = f(b) ) существует обратная функция x = g(y), также строго монотонная и непрерывная на отрезке (α , β).
Теорема Больцано-Вейерштрасса
Теорема. Из любой ограниченной последовательности можно выделить сходящуюся подпоследовательность.
Доказательство. Так как последовательность ограничена, то она имеет хотя бы одну предельную точку x. В таком случае из этой последовательности можно выделить подпоследовательность, сходящуюся к точке x.
Замечание 1. Из любой ограниченной последовательности можно выделить монотонную подпоследовательность.
В самом деле, в силу теоремы Больцано-Вейерштрасса из любой ограниченной последовательности можно выделить сходящуюся подпоследовательность, а из этой подпоследовательности можно выделить монотонную подпоследовательность.
Замечание 2. Пусть {xn} - ограниченная последовательность, элементы которой находятся в сегменте [a, b]. Тогда предел с любой сходящейся подпоследовательности также находится на сегменте [a, b].
Действительно, так как , то в силу следствия 2 выполняются неравенства a ≤ c ≤ b. Это и означает, что c находится на сегменте [a, b].
Отметим, что в отдельных случаях и из неограниченной последовательности также можно выделить сходящуюся подпоследовательность. Например, последовательность 1, 1/2, 2, 1/3, ..., n, 1/(n+1), ... неограниченная, однако подпоследовательность 1/2, 1/3, ..., 1/n, ... ее элементов с четными номерами сходится. Но не из каждой неограниченной последовательности можно выделить сходящуюся подпоследовательность. Например, любая подпоследовательность неограниченной последовательности 1, 2, ..., n, ... расходится. Поэтому теорему Больцано-Вейерштрасса, вообще говоря, нельзя распространить на неограниченные последовательности.