- •Высшая математика конспект лекций
- •1 Курс, 2 семестр
- •Содержание
- •Тема 6 «Функции нескольких переменных» 7
- •Тема 7 «Комплексные числа. Многочлены» 13
- •Тема 8 «Неопределённый интеграл» 19
- •Тема 9 «Определенный интеграл» 38
- •Тема 10 «Приложения определенного интеграла» 43
- •Тема 11 «Дифференциальные уравнения» 48
- •Введение
- •Тематический план
- •Предел функции двух переменных.
- •Частные производные первого порядка
- •Градиент функции. Производная по направлению вектора.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 7 «Комплексные числа. Многочлены» Основные понятия
- •Действия с комплексными числами
- •Рациональные дроби. Краткие сведения из теории многочленов.
- •Рациональные дроби.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 8 «Неопределённый интеграл» Первообразная функция. Основная теорема о первообразных
- •Понятие неопределенного интеграла
- •Основные свойства неопределенного интеграла
- •Инвариантность формул интегрирования
- •Метод непосредственного интегрирования
- •Метод замены переменной (способ подстановки)
- •Интегрирование по частям
- •Интегралы от некоторых функций, содержащих квадратный трехчлен
- •Интегрирования рациональных дробей
- •Интегрирование тригонометрических функций
- •Интегрирование иррациональных функций
- •Интегралы от дифференциальных биномов
- •Интегрирование некоторых иррациональных функций с помощью тригонометрических подстановок
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 9 «Определенный интеграл» Понятие определённого интеграла.
- •Основные свойства определённого интеграла.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 10 «Приложения определенного интеграла» Вычисление площадей плоских фигур
- •Вычисление объема тела
- •Обыкновенные дифференциальные уравнения 1-го порядка.
- •Условие (5) называется начальным условием.
- •Дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными.
- •Однородные дифференциальные уравнения 1-го порядка
- •Линейные дифференциальные уравнения 1-го порядка
- •Нетрудно заметить, что уравнение (21) представляет собой уравнение с разделяющимися переменными, метод решения которого изложен в лекции 1.
- •Уравнение Бернулли Уравнением Бернулли называется уравнение вида:
- •Геометрические задачи.
- •Пример 7.
- •Решение
- •Дифференциальные уравнения высших порядков.
- •Дифференциальные уравнения высших порядков, допускающие понижение порядка
- •Решить дифференциальное уравнение:
- •Пример 10.
- •Линейные дифференциальные уравнения порядка n
- •Решение линейных неоднородных уравнений
- •Решение однородных уравнений.
- •Линейные неоднородные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами.
- •Укажем частные решения , соответствующие различным простейшим случаям специальной правой части:
- •Пример. (Задача типа 61-70).
- •Решение
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература
Вычисление объема тела
Объем тела, образованного вращением вокруг оси криволинейной трапеции, ограниченной линиями , и прямыми , можно найти по формуле
.
● Пример 6. Найти объем тела, образованного вращением фигуры, ограниченной линиями , , вокруг оси .
Решение.
(куб.ед.) ●
Вопросы для самоконтроля
Вычисление площадей в декартовых координатах.
Вычисление площадей, ограниченных кривыми, заданными параметрически.
Площадь криволинейного сектора в полярных координатах.
Вычисление объема тела по известным площадям параллельных сечений.
Вычисление объема тела вращения.
Длина дуги кривой в декартовых координатах.
Длина дуги кривой, заданной параметрически.
Длина дуги кривой в полярных координатах.
Тема 11 «Дифференциальные уравнения»
Основные понятия
Дифференциальным уравнением называется соотношение, связывающее независимые переменные, их функцию и производные этой функции. Если независимая переменная одна, то дифференциальное уравнение называется обыкновенным дифференциальным уравнением; если же независимых переменных две или больше, то дифференциальное уравнение называется дифференциальным уравнением в частных производных.
В данном кратком курсе ограничимся рассмотрением лишь обыкновенных дифференциальных уравнений.
Обыкновенным дифференциальным уравнением называется уравнение, связывающее независимую переменную, искомую неизвестную функцию этой переменной и ее (функции) производные различных порядков.
Согласно вышесказанному, в общем виде в неявной форме, обыкновенное дифференциальное уравнение запишется следующим образом:
, (1)
где F – известная функция своих аргументов;
х – независимая переменная;
у – искомая неизвестная функция, зависящая от х;
у/, у//….уn – производные по аргументу х искомой функции у.
Порядком дифференциального уравнения называется наивысший порядок производной неизвестной функции, входящей в уравнение.
Например:
- обыкновенное дифференциальное уравнение 1-го порядка;
- обыкновенное дифференциальное уравнение 3-го порядка;
уравнение (1) – общий вид обыкновенного дифференциального уравнения n-го порядка;.
Решением дифференциального уравнения (1) называется всякая n – раз дифференцируемая функция , которая при подстановке в указанное уравнение обратит его в тождество.
Дифференциальное уравнение имеет бесчисленное множество решений.
График функции, являющейся решением дифференциального называется интегральной кривой.
Процесс нахождения решений дифференциального уравнения называется интегрированием дифференциального уравнения.
Пример 1. Показать, что функция является решением дифференциального уравнения: (2)
при любом .
Решение. Найдем у/ и у///:
Подставив полученные выражения для у/ и у//\ в уравнение (2), имеем:
Таким образом, получилось тождество , которое имеет место при любом . Следовательно, функция , действительно, является решением дифференциального уравнения (2).