- •Академия управления при Президенте Республики Беларусь
- •Содержание
- •Тема 4. Функции 9
- •Тема 5. Дифференциальное исчисление функций одной переменной 34
- •Тема 6. Исследование функций 45
- •Тема 7. Пространство 66
- •Тема 8. Неопределенные интегралы 100
- •Тема 9. Определенные интегралы 114
- •Тема 10. Понятие кратного интеграла 132
- •Тема 11. Ряды 140
- •Тема 12. Дифференциальные уравнения 171
- •Тема 4. Функции Лекция 15. Функции
- •Основные понятия
- •Понятие числовой последовательности
- •Сходящиеся последовательности
- •Бесконечный предел
- •Замечательные пределы
- •Принцип сходимости
- •Предел функции. Теорема Гейне
- •Односторонние пределы
- •Пределы на бесконечности
- •Бесконечные пределы
- •Непрерывность функции
- •Непрерывность композиции
- •Точки разрыва
- •Контрольные вопросы к теме №4
- •Тема 5. Дифференциальное исчисление функций одной переменной Лекция 16. Дифференциальное исчисление функций одной переменной
- •Определение и смысл производной
- •Построение касательной к графику функции
- •Экономический смысл производной
- •Эластичность функции
- •Дифференцируемость функции
- •Правила дифференцирования
- •Производная сложной функции
- •Производная обратной функции
- •Дифференциал
- •Приближенные вычисления
- •Свойства дифференцируемых функций
- •Правила Лопиталя
- •Монотонность функции
- •Локальный экстремум
- •Исследование стационарных точек
- •Глобальный экстремум
- •Выпуклость и перегибы графика функции
- •Исследование функции и построение графика
- •Интерполяция и аппроксимация функций
- •Интерполяционный полином Лагранжа
- •Формула Тейлора
- •Основные разложения
- •Понятие об эмпирических формулах
- •Контрольные вопросы к теме №6
- •Тема 7. Пространство Лекция 18. Пространство
- •Точки, расстояние. Множества в
- •Последовательности в. Сходимость
- •Функции в. Предел. Теорема Гейне
- •Непрерывность функции в
- •Непрерывность на множестве
- •Теоремы о непрерывности
- •Дифференцируемость функций в. Частные производные
- •Дифференциал функции нескольких переменных
- •Необходимые условия дифференцируемости. Достаточные условия
- •Дифференцирование функции, заданной неявно и композиции функций
- •Полные дифференциалы и частные производные высших порядков. Признак полного дифференциала
- •Формула Тейлора
- •Локальный экстремум функции нескольких переменных. Необходимое и достаточное условия. Исследование стационарных точек
- •Условный экстремум функций нескольких переменных. Глобальный экстремум
- •Метод наименьших квадратов
- •Контрольные вопросы к теме №7
- •Свойства неопределенного интеграла
- •Замена переменных
- •Интегрирование по частям
- •Интегрирование рациональных функций. Метод рационализации
- •Вычисление
- •Вычисление
- •Вычисление
- •Вычисление
- •Контрольные вопросы к теме №8
- •Тема 9. Определенные интегралы Лекция 20. Определенные интегралы
- •Интегральные суммы
- •Необходимое и достаточное условие интегрируемости
- •Равномерно непрерывные функции
- •Интегрируемость непрерывных, разрывных и монотонных функций
- •Основные свойства определенного интеграла
- •Оценки интегралов. Формулы среднего значения
- •Основные правила интегрирования
- •Приложения определенного интеграла Площадь плоской фигуры
- •. Объемы тел вращения
- •Несобственные интегралы
- •Интегрирование неограниченных функций
- •Интегрирование по бесконечному промежутку
- •Приближенное вычисление определенных интегралов
- •Формула прямоугольников
- •Формула трапеций
- •Контрольные вопросы к теме №9
- •Тема 10. Понятие кратного интеграла Лекция 21. Понятие кратного интеграла
- •Интегрирование функций многих переменных
- •Свойствакратного интеграла
- •Контрольные вопросы к теме №10
- •Тема 11. Ряды Лекция 22. Ряды
- •Основные понятия
- •Положительные ряды
- •Знакочередующиеся ряды
- •Абсолютная сходимость
- •Функциональные ряды
- •Степенной ряд
- •Ряды Фурье
- •Ряды Фурье четных и нечетных функций
- •Понятие о рядах Фурье непериодических функций
- •Контрольные вопросы к теме №11
- •Тема 12. Дифференциальные уравнения Лекция 23. Дифференциальные уравнения
- •Основные понятия
- •Дифференциальные уравнения первого порядка
- •Дифференциальные уравнения семейства кривых
- •Геометрическое истолкование дифференциального уравнения
- •Задача Коши
- •Дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными
- •Однородные дифференциальные уравнения
- •Линейные дифференциальные уравнения
- •Метод Эйлера приближенного решения дифференциальных уравнений
- •Дифференциальные уравнения второго порядка
- •Задача Коши
- •Интегрируемые типы дифференциальных уравнений второго порядка
- •Случаи понижения порядка
- •Общие свойства решений линейных однородных дифференциальных уравнений второго порядка
- •Линейные дифференциальные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами
- •Линейные неоднородные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами
- •Линейные дифференциальные уравнения-го порядка
- •Контрольные вопросы к теме №12
- •Вопросы к экзамену
- •Литература
- •Высшая математика
- •220007, Г. Минск, ул. Московская, 17.
Понятие числовой последовательности
Числовой последовательностью называется числовая функция, определенная на множестве натуральных чисел.
Если функцию задать на множестве натуральных чисел, то множество значений функции будет счетным и каждому номеруставится в соответствие число. В этом случае говорят, что заданачисловая последовательность. Числаназываютэлементамиили членами последовательности, а число– общим или–м членом последовательности. Каждый элементимеет последующий элемент. Это объясняет употребление термина «последовательность».
Задают последовательность обычно либо перечислением ее элементов , либо указанием закона, по которому вычисляется элемент с номером, т.е. указанием формулы ее‑го члена.
Пример. Последовательностьможет быть задана формулой:.
Обычно последовательности обозначаются так: и т.п., где в скобках указывается формула ее-го члена.
Пример. Последовательность‑это последовательность
Множество всех элементов последовательности обозначается.
Пусть и‑ две последовательности.
Суммой последовательностейиназывают последовательность, где, т.е..
Разностьюэтих последовательностей называют последовательность, где, т.е..
Если и ‑постоянные, то последовательность ,называютлинейной комбинациейпоследовательностейи, т.е.
.
Произведениемпоследовательностейиназывают последовательность с-м членом, т.е..
Если , то можно определитьчастное.
Сумма, разность, произведение и частное последовательностей иназываются ихалгебраическимикомпозициями.
Пример. Рассмотрим последовательности и, где. Тогда, т.е. последовательностьимеет все элементы, равные нулю.
, , т.е. все элементы произведения и частного равны.
Если вычеркнуть некоторые элементы последовательности так, чтобы осталось бесконечное множество элементов, то получим другую последовательность, называемуюподпоследовательностьюпоследовательности. Если вычеркнуть несколько первых элементов последовательности, то новую последовательность называютостатком.
Последовательность ограниченасверху(снизу), если множествоограничено сверху (снизу). Последовательность называютограниченной, если она ограничена сверху и снизу. Последовательность ограничена тогда и только тогда, когда ограничен любой ее остаток.
Сходящиеся последовательности
Говорят, что последовательность сходится, если существует числотакое, что для любогосуществует такое, что для любого, выполняется неравенство:.
Число называютпределом последовательности. При этом записываютили.
Пример..
Покажем, что . Зададим любое число. Неравенствовыполняется для, такого, что, что определение сходимости выполняется для числа. Значит,.
Иными словами означает, что все члены последовательностис достаточно большими номерами мало отличается от числа, т.е. начиная с некоторого номера(при) элементы последовательности находятся в интервале, который называется–окрестностью точки.
Последовательность , предел которой равен нулю (, илипри) называетсябесконечно малой.
Применительно к бесконечно малым справедливы утверждения:
Сумма двух бесконечно малых является бесконечно малой;
Произведение бесконечно малой на ограниченную величину является бесконечно малой.
Теорема.Для того чтобы последовательность имела предел, необходимо и достаточно чтобы, где– постоянная;– бесконечно малая.
Основные свойства сходящихся последовательностей:
Сходящаяся последовательность имеет только один предел;
Сходящаяся последовательность ограничена;
Если , то;
При любых постоянных и;
;
Если ,и, то;
Если , то;
Если и, то;
Если , то.
Свойства 3. и 4. обобщаются на случай любого числа сходящихся последовательностей.
Отметим, что при вычислении предела дроби, числитель и знаменатель которой представляют собой линейные комбинации степеней , предел дроби равен пределу отношения старших членов (т.е. членов, содержащих наибольшие степеничислителя и знаменателя).
Последовательность называется:
возрастающей, если ;
строго возрастающей, если ;
убывающей, если ;
строго убывающей, если .
Все такие последовательности называют монотонными.
Теорема.Если последовательность монотонно возрастает и ограничена сверху, то она сходится и ее предел равен ее точной верхней грани; если последовательность убывает и ограничена снизу, то она сходится к своей точной нижней грани.