Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1,2,31,34,19,20,15,16,13,14

.doc
Скачиваний:
31
Добавлен:
03.10.2013
Размер:
1.85 Mб
Скачать

1.Первообразная и неопределенный интеграл. Определение, свойства интеграла, таблица основных интегралов.

Определение 1:

Функция F(x) называется первообразной для функции f(x) в промежутке X если и

Определение 2:

Совокупность всех первообразных функций для данной функции f(x) в промежутке X называется неопределенным интегралом от функции f(x) и обозначается символом

Основные свойства неопределенного интеграла:

1)

2)

3)

Линейные свойства интеграла:

1)

2), где k – постоянная, (k не равно 0).

2. Непосредственное интегрирование. Теорема об инвариантности формул интегрирования. Подведение под знак дифференциала.

Непосредственное интегрирование состоит в том, что заданный интеграл приводится к табличному путем тождественного преобразования подынтегральной функции и использовании линейных свойств интеграла.

Теорема об инвариантности формул интегрирования.

Вид формулы интегрирования не зависит от характера переменной интегрирования, т.е. если , а U= - любая дифференцируемая функция от x, то тогда .

Доказательство:

По условию теоремы, .

Согласно свойству 2 неопределенного интеграла:

=.

Эта формула справедлива и в случае, когда аргументов функции F будет U= - любая дифференцируемая функция от x (свойство инвариантности дифференциала первого порядка):

=.

По свойству 3 неопределенного интеграла:

К непосредственному интегрированию относят также подведение под знак дифференциала.

По определение дифференциала функции:

Преобразование по этой формуле называется подведением под знак дифференциала.

31.Векторное поле. Поток векторного поля через поверхность.Дивергенция.Теорема Остроградского-Гаусса(формулировка).

Если в каждой точке M(x,y,z) области V определен вектор То говорят что в области V определено векторное поле.

Оно определяется заданием одной векторной функции или заданием трех скалярных функций – координат этого вектора.

Поток векторного поля

Пусть в области V задано векторное поле:

(S)-двусторонняя поверхность в области V. Фиксирована сторона поверхности,т.е указано напр. Нормали в какой либо ее точке. Пов-й инт. Второго рода называется потоком векторного поля

через поверхность

(S) в направлении нормали

В.п. в виде П.И. первого рода

cos,cos,cosy-это направляющие косинус нормали или координаты орта нормали . Поэтому

Скалярное произведение векторов,которое запишем в виде

Таким образом

Дивергенция.

Пусть -векторное поле в обл V,ф-и P,Q,R непрерывны в V вместе со своими 1-ми произв (S)-замкнутая по-ть в обл.V. Поток вект поля через внешнюю сторону пов (S) преобраз по форм острогор.

Где V ‘-обл огр пов (S).

Стоящее под знаком тр инт выраж наз дивергенцией Вект поля и обознач .

Поток вект через вн стор замкнутой пов равен инт от диверг поля взятому по обл,огранич поверх S.

Теор остр:

Второе опр див-и:

34Комплексные числа.

Комлексным числом Z наз. число z=x+iy, где x, y R.

Мн-во комплексных чисел – С, R C, x–действ. часть, y – мнимая часть.

Расстояние от z(x,y) до начала корд. наз. модулем комп. числа Z. Аргументом числа Z 0, наз угол , кот-й образует радиус-вектор точки Z и полож направл оси OX.

Argz = argz (главное знач аргумента) + 2k kZ

-<argz<

argz =

z = x+iy=zcos+izin=z(cos+isin)

z=r(cos + isin) (!)

z1 = r1(cos + isin)

z2 = r2(cos + isin) тогда

z1*z2 = r1*r2(cos(1+ 2) + isin(1+ 2)

zn = rn(cos(n) + isin(n)

- Формула Муавра (!)

Формулы Эйлера:

; (!)

; ; ;

19.Линейные неоднородные дифф Ур-я. Теорема об общем решении.

20.Линейные неодн диф Ур с пост кооф. И спец видом правой части. Метод неопр кооф. Форма записи частн реш.

15.Уравнения, допускающие понижение порядка

1.уравнение вида (1)

Порядок уравнения понижается путем последовательного интегрирования.

Так как , то уравнение (1) можно переписать так: , откуда .

Интегрируя еще раз, получим .

Продолжая далее, после n интегрирований получим общее решение уравнения (1)

2. уравнение вида (2)

не содержащие явно искомой функции у.

Это позволяет понизить порядок уравнения при помощи подстановки . Тогда . Подставив выражения производных в уравнение (2), получим уравнение первого порядка относительно неизвестной функции р(х)

проинтегрировав это уравнение, найдем его общее решение , а затем общее решение уравнения (2).

Аналогично интегрируется уравнение вида

Полагая , получим для определения р уравнение первого порядка , откуда , или . Это уравнение вида (1).

3. уравнения вида , (3)

не содержащие явно независимой переменной х.

понижение порядка в данном случае достигается подстановкой . В этом случае за независимую переменную принимается у. Тогда .

Подставив в уравнение (3) выражения и , получим уравнение первого порядка относительно функции р(у): . Интегрируя это уравнение, найдем р как функцию от у и произвольной постоянной .

Учитывая, что , получим уравнение первгого порядка для функции у от х: . Разделим переменные. Интегрируя это уравнение,

получим общий интеграл исходного уравнения

16.

Линейное однородное уравнение (f(x)=0) принимает вид (1)

Если f(x) 0, то уравнение называется неоднородным.

Для сокращения записи введем линейный дифференциальный оператор

L(y) =

Основные свойства оператора L(y):

  1. постоянный множитель можно выносить за знак оператора, т.е. Ly)=С L(y)

  2. оператор от суммы двух функций равен сумме операторов от этих функций

Свойства частных решений линейного однородного уравнения

Теорема 1: если функция есть решение линейного однородного уравнения, т.е. L()0, то функция , где С – произвольная постоянная, тоже является решением этого уравнения.

Доказательство: по свойству однородности линейного оператора L()=С L(). Но, по условию теоремы, L()0, поэтому L()0, а это означает, что есть решение уравнения (1)

Теорема 2: если функции и - решения уравнения (1), то их сумма у = +тоже является решением уравнения (1)

Доказательство: по свойству аддитивности оператора = L()+. По условию теоремы L()0, 0. Поэтому 0, т.е. функция + - решение уравнения (1)

Теорема 3: если функция , ,… - решения уравнения (1), то их линейная комбинация у = ++…+, где ,,…,- произвольные постоянные, тоже являющиеся решением уравнения (1)

Доказательство: по теореме 1 каждая из функций ,,…, является решением уравнения (1)

По теореме 2 функции =+ - решение уравнения (1) и т.д.

Набор чисел ,,…,будем называть тривиальным, если эти числа равны нулю ==…==0

Набор чисел будем называть нетривиальным ,,…,, если хотя бы одно из этих чисел 0,

Определение1: функции , ,… называются линейно зависимыми на интервале (a,b), если существует их нетривиальная линейная комбинация, равная нулю для всех , т.е. ++…+=0 , если 0,

Определение2: функции , ,… называются линейно независимыми на интервале (a,b), если только их тривиальная линейная комбинация равна нулю для всех , т.е. ++…+=0 0 ,

Для случая двух функций иих линейная независимость на интервале

сводится к тому, чтобы соотношение этих функций не было постоянным на интервале , при этом имеется в виду, что это соотношение определено во всех точках интервала .

Если одна из функций , ,… тождественно равна нулю на интервале , то эти функции линейно зависимы на .

Пусть, например, 0, . Тогда при любом и при будет выполняться соотношение ++…+=0

Это означает, что функции , ,… линейно зависимы на интервале .

Необходимое условие линейной зависимости n функций

Пусть функции , ,…имеют производные порядка n-1. Определитель n-го порядка

w(x) = называется определителем Вронского для функций , ,…или вронскианом этих функций.

Теорема: если функции , ,…линейно зависимы на интервале , то их вронскиан w(x) тождественно равен нулю на этом интервале

Доказательство: проведем док-во для случая n=3. пусть функции , ,линейо зависимы на интервале , т.е. мы имеем равенство ++=0 (2) , где не все равны нулю. Пусть например, . Разрешим равенство (2) относительно (3), где ,

Продифференцируем это тождество 2 раза и подставим согласно (3) и найденные отсюда производные и в последний столбец определителя вронского

w(x) =

Последний определитель равен нулю, так как его третий столбец является линейной комбинацией первых двух столбцов. Доказанное необходимое условие линейной зависимости n функций , ,…не является достаточным

Соседние файлы в предмете Математический анализ