- •Множества. Операции над множествами.
- •Множество вещественных чисел. Свойства вещественных чисел.
- •Грани числовых множеств. Свойство точной грани.
- •Теорема о существовании точной верхней и точной нижней граней.
- •Числовые последовательности. Способы задания числовых последовательностей. Действия над ними.
- •Ограниченные и неограниченные последовательности.
- •Бесконечно большие и бесконечно малые последовательности: определение, свойства, связь между ними.
- •Понятие сходящейся последовательности. Предел последовательности.
- •Основные свойства сходящихся последовательностей.
- •Предельный переход в неравенствах.
- •Монотонные последовательности.
- •Число е.
- •Теорема о вложенных промежутках.
- •Понятие функции и способы ее задания.
- •Едел функции в точке.
- •Теорема о пределах функции.
- •I замечательный предел.
- •II замечательный предел.
- •Бесконечно малые функции. Действия над ними.
- •Бесконечно большие функции. Связь с бесконечно малыми.
- •Сравнение бесконечно малых функций. Сравнение бесконечно больших функций.
- •Определение непрерывной функции в точке, на отрезке. Определение кусочно-непрерывной функции.
- •Теорема о сумме, произведении, частном непрерывных функций.
- •I теорема Больцано – Коши.
- •II теорема Больцано – Коши.
- •I теорема Вейерштрасса.
- •II теорема Вейерштрасса.
- •Теорема о непрерывной сложной функции.
- •Теорема о непрерывной обратной функции.
- •Понятие производной.
- •Геометрический смысл производной.
- •Понятие дифференцируемости функции.
- •Непрерывность и дифференцируемость функции.
- •Понятие дифференциала. Геометрический смысл.
- •Правила дифференцирования суммы, разности, произведения, частного двух функций.
- •Производные элементарных функций.
- •Теорема о производной обратной функции.
- •Производные обратных функций.
- •Теорема о производной сложной функции.
- •Производные высших порядков.
- •Дифференциалы высших порядков.
- •Возрастание, убывание функции в точке. Достаточное условие возрастания, убывания функции в точке.
- •Понятие локального экстремума. Необходимое условие локального экстремума.
- •Теорема Ролля.
- •Теорема Лагранжа.
- •Теорема Коши.
- •Условие монотонности функции на интервале.
- •Стационарные точки. I достаточное условие экстремума.
- •Достаточное условие экстремума.
- •Направление выпуклости функции.
- •Точки перегиба графика функции. Необходимое условие точки перегиба.
- •Достаточное условие точки перегиба.
- •Асимптоты графика функции: вертикальная, горизонтальная, наклонная. Геометрический смысл наклонной асимптоты.
- •Понятие первообразной. Теорема и лемма о первообразной.
- •Понятие неопределенного интеграла. Таблица основных интегралов.
- •Основные свойства неопределенного интеграла.
- •Метод замены переменных.
- •Интегрирование по частям.
- •Основные типы интегралов, берущихся по частям.
Теорема о существовании точной верхней и точной нижней граней.
ТЕОР5: О существовании точной верхней грани.
Пусть Х не пустое, ограниченное сверху множество, тогда оно имеет точную верхнюю грань.
Док–во: Множество У, ограничивающих сверху множество Х, т. е. У – множество верхних граней множества Х (хХ) (с): хс. По свойству непрерывности (хХ) (уУ): хсу. Так как хс с – ограничивает множество Х; так как су с – наименьшее из таких чисел, т. е. является точной верхней гранью множества Х.
ТЕОР6: О существовании точной нижней грани.
Пусть Х не пустое, ограниченное снизу множество, тогда оно имеет точную нижнюю грань.
Док–во: Множество У, ограничивающих снизу множество Х, т. е. У – множество нижних граней множества Х (хХ) (с): хс. По свойству непрерывности (хХ) (уУ): хсу. Так как хс с – ограничивает множество Х; так как су с – наибольшее из таких чисел, т. е. является точной нижней гранью множества Х.
Числовые последовательности. Способы задания числовых последовательностей. Действия над ними.
ОПР1: Если для любого n N поставлена в соответствие по закону вещественное число Xn, множество Х1, Х2, Х3,…, Хn,… - числовая последовательность или последовательность. Числа Х1, Х2,…, Хn,… - элементы последовательности, Xn - общий член последовательности, n - его номер. Последовательность содержит бесконечное число элементов, любые два элемента отличаются хотя бы номерами, геометрически изображается точками на прямой и координаты равны значениям элементов.
ОПР2: Способы задания.
Аналитический – с помощью формулы.
Алгоритмический – с помощью описания.
ОПР3: Произведение последовательности на число {Xn}*m – последовательность {m*Xn}.
ОПР4: Сумма двух последовательностей {Xn}+{Yn} – последовательность суммы {Xn+Yn}.
ОПР5: Разность двух последовательностей {Xn}-{Yn} – последовательность разности
{Xn-Yn}.
ОПР6: Произведение двух последовательностей {Xn}*{Yn} – последовательность произведения {Xn*Yn}.
ОПР7: Частное двух последовательностей {Xn}/{Yn} – последовательность частного {Xn/Yn}.
Ограниченные и неограниченные последовательности.
ОПР1: Последовательность {Xn} ограничена сверху, если cуществует точка М такая, что для любого члена последовательности выполняется неравенство XnM. (M)(Xn): XnM
ОПР2: Последовательность {Xn} ограничена снизу, если существует точка m такая, что для любого члена последовательности выполняется неравенство XnM. (m)(Xn): Xnm
ОПР3: Последовательность {Xn} ограничена, если существуют точки М и m такие, что для любого члена последовательности выполняется неравенство mXnM.
(M, m)(Xn): mXnM
ОПР4: Последовательность {Xn} ограничена, если существуют точка А=max (|m|, |M|) такая, что для любого члена последовательности выполняется неравенство |Xn|A. (A>0)(Xn): |Xn|A
ОПР5: Последовательность {Xn} неограниченна, если для любой точки А>0, найдется хотя бы один элемент последовательности удовлетворяет неравенству |Xn|>A. (A>0)(Xn): |Xn|>A
Бесконечно большие и бесконечно малые последовательности: определение, свойства, связь между ними.
ОПР1: Последовательность {Xn} бесконечно большая, если для любой точки А>0, каким бы большим оно не было, существует номер N такой, что для любого n>N удовлетворяет неравенству |Xn|>A. (A>0)(N)(n>N): |Xn|>A
(A>0)(N=A+1): |Xn|>A
ОПР3: Любая бесконечно большая последовательность является неограниченной, обратное неверно, не всякая неограниченная последовательность является бесконечно большой.
ОПР4: Последовательность {n} бесконечно малая, если для любой точки >0, каким бы малым оно не было, существует номер N, начиная с которого выполняется неравенство |n|<. (>0)(N)( n>N):|n|<
ТЕОР1: О связи бесконечно большой и бесконечно малой последовательности.
Если последовательность {Xn} - бесконечно большая и все ее члены отличны от 0 (Хn0), то последовательность {1/Xn} - бесконечно малая.
Док–во: Пусть {Xn} – бесконечно большая последовательность. Возьмем любое >0 и положим A=1/. По определению бесконечно большой последовательности для А существует номер N такой, что при всех n>N выполняется неравенство |Xn|>A, отсюда получаем, что |1/Xn|=1/|Xn|<1/A= для всех n>N. А это значит, что последовательность {1/Xn} – бесконечно малая.
Если последовательность {Xn} - бесконечно малая и все ее члены отличны от 0 (Хn0), то последовательность {1/Xn} - бесконечно большая.
Док–во: Пусть {Xn} – бесконечно малаяая последовательность. Возьмем любое >0 и положим A=1/. По определению бесконечно малой последовательности для А существует номер N такой, что при всех n>N выполняется неравенство |Xn|<A, отсюда получаем, что |1/Xn|=1/|Xn|>1/A= для всех n>N. А это значит, что последовательность {1/Xn} – бесконечно большая.
ТЕОР2: Произведение двух бесконечно малых последовательностей – последовательность бесконечно малая.
Док–во: Пусть {n} и {n} бесконечно малые последовательности. Покажем, что последовательность {nn} бесконечно малая. Так как последовательность {n} бесконечно малая, то для >0 существует номер N1, такой, что |n|< для всех n>N1. А так как {n} бесконечно малая последовательность, то для =1 существует номер N2 такой, что |n|<1 при всех n>N2. Возьмем N=max{N1,N2}, тогда при всех n>N будут выполняться оба неравенства одновременно при всех n>N |nn|=|n||n|<1=. Это означает, что последовательность {nn}является бесконечно малой.
СЛЕД1: Произведение любого числа на бесконечно малую последовательность – последовательность бесконечно малая.
ТЕОР3: Сумма и разность двух бесконечно малых последовательностей – последовательность бесконечно малая.
Док–во: Пусть {n} и {n} бесконечно малые последовательности. Покажем, что последовательность {n+n} бесконечно малая. Пусть – произвольное положительное число, N1 – номер, начиная с которого выполняется неравенство |n|</2, а N2 - номер, начиная с которого выполняется неравенство |n|</2. Такие номера N1 и N2 существуют по определению бесконечно малой последовательности. Возьмем N=max{N1,N2}, тогда при всех n>N будут выполняться оба неравенства одновременно при всех n>N |n+n|=|n|+|n|</2+/2=. Это означает, что последовательность {n+n}является бесконечно малой.
СЛЕД2: Алгебраическая сумма любого числа бесконечно малых последовательностей – последовательность бесконечно малая.
ТЕОР4: Произведение ограниченной последовательности на бесконечно малую – последовательность бесконечно малая.
Док–во: Пусть {Xn} ограниченная последовательность, а {n} – бесконечно малая последовательность. Покажем, что последовательность {nXn} – бесконечно малая. Так как последовательность {Xn} ограничена, то существует число А>0, такое, что для любого элемента Xn выполняется неравенство |Xn|<A. Возьмем >0. Так как {n} бесконечно малая последовательность, то для положительного числа /A существует номер N, такой, что |n|</A при всех n>N имеем |nXn|<A/A=. А это означает, что последовательность {nXn} является бесконечно малой.
ЗАМ: Частное двух бесконечно малых последовательностей - не всегда последовательность бесконечно малая, она может быть бесконечно малой, бесконечно большой и ограниченной.