- •Часть I Введение
- •I. Матрицы.
- •1. Основные понятия.
- •2. Действия над матрицами
- •2. Определители
- •1. Основные понятия
- •2. Свойства определителей (необходимы для вычисления определителей):
- •3. Невырожденные матрицы
- •2. Ранг матрицы
- •II. Система линейных уравнений.
- •1. Основные понятия
- •2. Решение системы линейных уравнений
- •3. Решение не вырожденных линейных систем.
- •4. Метод Гаусса
- •5. Система однородных линейных уравнений
- •6.Модель Леонтьева многоотраслевой экономики
- •III. Элементы векторной алгебры
- •1. Основные понятия
- •2. Операции над векторами
- •3. Векторное пространство и п – мерный вектор
- •3.1. Линейная зависимость векторов
- •Размерность и базис линейного пространства.
- •3.3. Разложение вектора в ортогональном базисе.
- •3.4.Переход к новому базису.
- •3.5. Линейные операторы.
- •3.6. Собственные векторы и собственные значения линейного оператора.
- •2. Симметричный оператор.
- •3. Ортогональность собственных векторов.
- •3.7.Квадратичные формы.
- •IV Аналитическая геометрия на плоскости.
- •1.Система координат. Основные понятия.
- •Линия на плоскости(основные понятия)
- •2. Уравнение прямой на плоскости
- •1) Уравнение прямой с угловым коэффициентом
- •2) Общее уравнение прямой X
- •7) Нормальное уравнение прямой
- •8) Угол между двумя прямыми
- •9) Точка пересечения прямых
- •10) Расстояние от точки до прямой
- •3.Линии второго порядка на плоскости.
- •1) Окружность
- •2) Эллипс
- •3) Гипербола.
- •Исследование формы гиперболы по ее уравнению
- •Асимптоты гиперболы
- •4) Парабола
- •Исследование формы параболы по ее уравнению
- •5) Общее уравнение линий второго порядка
- •V Аналитическая геометрия в пространстве
- •1. Уравнение поверхности и линии в пространстве
- •2.Поверхности второго порядка
- •VI. Основы математического анализа
- •1. Множества. Действительные числа
- •6. Предел функции
- •1) Предел функции в точке
- •2) Предел функции при X→∞.
- •3) Бесконечно большая функция (б.Б.Ф.).
- •4) Бесконечно малые функции.
- •6) Признаки существования пределов.
- •7) Первый замечательный предел.
- •8. Комплексные числа
- •Часть II Функции нескольких переменных
- •Функция двух переменных
- •Предел функции
- •Непрерывность функции двух переменных
- •Производные и дифференциалы функции нескольких переменных
- •Частные производные высших порядков
- •Дифференцируемость и полный дифференциал функции
- •Дифференциалы высших порядков
- •Производная сложной функции. Полная производная
- •8.Инвариантность формы полного дифференциала
- •Дифференцирование неявной функции
- •Производная по направлению
- •Градиент
- •Экстремум функции двух переменных
- •Необходимые и достаточные условия экстремума
- •II. Неопределенный интеграл
- •Понятие неопределенного интеграла
- •2. Свойства неопределенного интеграла
- •3. Таблица основных неопределенных интегралов
- •4. Основные методы интегрирования
- •5. Интегрирование рациональных функций.
- •6. Интегрирование тригонометрических функций
- •7. Интегрирование иррациональных функций
- •III. Определенный интеграл
- •Определение определенного интеграла
- •Геометрический смысл определенного интеграла
- •3) Работа переменной силы
- •Формулы Ньютона-Лейбница
- •Основные свойства определенного интеграла
- •Вычисление определенного интеграла
- •Несобственные интегралы
- •7. Применение определенных интегралов для расчета геометрических и физических величин различного рода
- •7.1. Вычисление площадей плоских фигур
- •7.2 Вычисление длины дуги плоской кривой
- •7.3 Вычисление объема тела
- •8. Приближенное вычисление определенного интеграла
- •8.1. Формулы прямоугольников
- •8.2. Формула трапеций
- •8.3. Формула парабол (Симпсона)
- •4. Кратные интегралы
- •4.1. Двойной интеграл. Основные понятия
- •4.2. Геометрический смысл двойного интеграла
- •4.3. Основные свойства двойного интеграла
- •4.4.Вычисление двойного интеграла
- •4.5. Приложения двойного интеграла
- •Статические моменты и центр тяжести плоской фигуры
- •4.6. Тройной интеграл. Основные понятия
- •4.7. Вычисление тройного интеграла.
- •4.8. Приложения тройного интеграла
- •V. Числовые ряды
- •5.1. Основные понятия
- •5.2. Необходимый признак сходимости числового ряда
- •5.3. Достаточные признаки сходимости знакопостоянных рядов
- •5.4. Признак Даламбера
- •5.5. Радикальный признак Коши
- •5.6. Интегральный признак Коши. Обобщенный гармонический ряд
- •5.7. Знакочередующиеся и знакопеременные ряды Признак Лейбница
- •5.8. Абсолютная и условная сходимость числовых рядов
- •Степенные ряды
- •1 Функциональные ряды
- •1.1 Основные понятия
- •2. Некоторые приложения степенных рядов
- •2.1. Приближенное вычисление значений функций
- •2.2. Приближенное вычисление определенных интегралов
- •VII Ряды Фурье
- •7.1. Основные понятия
- •7.2. Тригонометрический ряд Фурье
- •7.3 Разложение в ряд Фурье 2π-периодических функций. Теорема Дирихле
- •7.4. Разложение в ряд Фурье четных и нечетных функций
- •7.5. Разложение в ряд Фурье функций произвольного периода
- •VIII. Дифференциальные уравнения (д.У.)
- •8.1. Общие сведения на основании понятия о д.У.
- •8.2. Дифференциальное уравнение первого порядка
- •8.3.Дифференциальные уравнения высших порядков
- •1.Решение путем понижения порядка уравнения.
- •2.Линейные дифференциальные уравнения высших порядков.
- •8.4. Решение ду второго порядка с постоянными коэффициентами.
- •1.Решение лоду второго порядка с постоянными коэффициентами.
- •2. Решение лоду n –го порядка с постоянными коэффициентами.
- •Линейные неоднородные дифференциальные уравнения (лнду)
- •1.Структура общего решения лнду второго порядка.
- •2.Метод вариации произвольных постоянных.
- •3.Решение лнду второго порядка с постоянными коэффициентами и правой частью специального вида.
- •4.Решение лнду n- го порядка с постоянными коэффициентами и правой специальной частью.
- •Системы дифференциальных уравнений
- •Решение нормальных систем.
- •2.Системы линейных ду с постоянными коэффициентами.
6. Предел функции
1) Предел функции в точке
Пусть функция y=f(x) определена в некоторой окрестности точки x0, кроме, самой точки.
Число A называется пределом функции в точке x0(или при x→ x0 ), если для любого положительного - существует число >0, такое что для всех x≠x0 , удовлетворяющих неравенству выполняется неравенство , Записывается это определение
Это определение означает, что функция f(x) имеет предел в точке x0 , если для любой - окрестности точки A можно найти такую -окрестность x0 , что, как только значение аргумента попадет в эту -окрестность, соответствующее значение функции f(x) ,будет находиться в - окрестностях точки A. При этом по любому >0 число >0 определяется по функции f (рис.1)
а
y
Ч
A+
E
x0
X0+
X0- A
A-
y=f(x) x
,или .
Рис.1 или f(x0-0)=A2
Пределы функции справа и слева называются односторонним пределами. Очевидно, если существует , то существует и оба односторонних предела причем A1=A2=A. справедливо и обратное утверждение если существуют оба предела и они равны то существует и . Если же A1 ≠A2, то не существует.
2) Предел функции при X→∞.
A+
A- A M
Рис.2.
3) Бесконечно большая функция (б.Б.Ф.).
Функция y=f(x) называется бесконечно большой величиной при x→ x0 , если для любого числа M>0 существует число = (M)>0, такое что для всех x, удовлетворяющих условию |x- x0|<, будет верно неравенство |f(x)|>M. Записывается или .
Свойства бесконечно больших функций:
-
Произведение бесконечно большой величины на функцию, предел которой отличается от 0, есть величина бесконечно большая;
-
Сумма б.б.в. и ограниченной функции есть величина бесконечно большая;
-
Частное от деления (б.б.в.) на функцию имеющую предел есть (б.б.в.)
4) Бесконечно малые функции.
Функция y=f(x) называется бесконечно малой при x→ x0 , если
По определению предела функции это означает: для любого числа >0 найдется число >0 такое, что для всех x удовлетворяющих |x-x0|< будет верно |f(x)| <. Бесконечно малые функции часто называют бесконечно малыми величинами и обозначаются обычно греческими буквами α,β и т.д.
Примеры: y=x2 при x→0, y=x-2 при x→ 2
1. Свойства бесконечно малой функции:
1. Алгебраическая сумма б.м.функций есть тоже б.м.функция.
Доказательство:
Пусть α(x) и β(x) две б.м.ф. при x→x0. Это значит, что , т.е. для любого >0, а значит, и найдется число такое, что для всех x, удовлетворяющих
| x-x0|< выполняется | (x)| <. Тоже будет и для при | x-x0|< и . Пусть - наименьшее из чисел и тогда для всех x, удовлетворяющих
|x-x0|<, выполняются оба неравенства и, складывая их, получим: .
Это означает, что т.е. – б.м.в. при x →x0.
Остальные свойства б.м.ф. приведем без доказательств.
2. Произведение двух б.м.ф. друг на друга есть функция бесконечно малая.
Следствие: произведение б.м.ф. на число есть б.м.ф.
3. Частное от деления б.м.ф. на функцию, имеющую отличный от нуля предел, есть функция бесконечно малая.
4. Если функция f(x) имеет предел равный A, то ее можно представить как сумму числа A и бесконечно малой функции α(x), т.е. если , то .
Доказательство: пусть , следовательно, для любого >0 найдется такое, что при выполняется т.е. Это означает, что функция f(x)-A имеет предел равный нулю, т.е. является б.м.в., которую обозначим через ,т.е. , отсюда . Верна и обратная теорема, если , то .
5) Основные теоремы о пределах.
1. Предел суммы(разность) двух функций равен сумме (разности) их пределов.
Доказательство: Пусть Тогда по теореме 4 можно записать
и , т.е. Здесь α(x)+β(x)- б.м.ф. как сумма б.м.ф. По обратной теореме 4 можно записать
, т.е.
При разности доказательство аналогично.
Следствие 1. Функция может иметь только один предел при x→ x0 . Пусть и Вычитая, получим , отсюда A-B=0, т.е. A=B
2. Предел произведения двух функций равен произведению их пределов.
Доказательство: т.к. а то и Следовательно: .
Выражение в скобках есть б.м.ф. Поэтому
Теорема справедлива для любого конечного числа функций.
Следствие. Постоянный множитель можно выносить за знак предела .
Доказательство:
Следствие. Предел степени с натуральным показателем равен той же степени предела
Доказательство:
3. Предел дроби равен пределу числителя, деленному на предел знаменателя если предел знаменателя ≠0.
Доказательство: и а и
Тогда
Тогда т.е.