- •Министерство образования и науки республики казахстан
- •Учебная программа дисциплины – Syllabus
- •Данные о дисциплине:
- •1.5 Описание дисциплины
- •1.6 Контроль и оценка знаний.
- •Оценка знаний студентов
- •Содержание Активного раздаточного материала
- •Тематический план курса
- •2.2. Конспект лекционных занятий
- •Ранг матрицы
- •Определение. Системой из m линейных алгебраических уравнений с n неизвестными называется система вида:
- •Векторы и линейные операции над ними. Скалярное и векторное произведения. Смешанное произведение трех векторов.
- •Первый замечательный предел
- •Второй замечательный предел
- •1. Дифференцирование сложной функции
- •Асимптоты графика функции
- •1. Замена переменной в неопределенном интеграле.
- •2. Метод подведения под знак дифференциала
- •3. Метод интегрирования по частям
- •4. Интегрирование рациональных функций
- •4.1. Интегрирование функций, содержащих квадратный трехчлен.
- •4.2. Интегрирование рациональных функций
- •5. Интегрирование некоторых тригонометрических функций
- •Определение определенного интеграла
- •Дифференциальные уравнения первого порядка
- •Задача Коши. Теорема существования и единственности
- •Рассмотрим дифференциальное уравнение вида , где правая часть есть произведение функции, зависящей только от , на функцию, зависящую только от .
- •2.3 Планы практических занятий
- •Практическое занятие № 9. Исследование поведения функций и их графиков. Приложения дифференциального исчисления к геометрии.
- •Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов (срс)
- •2.7. Варианты тестовых заданий для самоконтроля
- •2.9 Экзаменационные вопросы по курсу
Асимптоты графика функции
Определение. Прямая L называется асимптотой для кривой k, если расстояние от точки M на k до L стремится к нулю при удалении M в бесконечность (т.е. при |OM| )
Асимптоты графика функции y=f(x) (коротко говорят асимптоты функции) делятся на два вида:
вертикальные асимптоты, т.е. прямые, параллельные оси Оy, они имеют уравнения вида х=х0;
наклонные асимптоты, т.е. прямые, не параллельные оси Оy; они имеют уравнения вида y=kx+b.
Теорема (о наклонной асимптоте). Прямая y=kx+b является правой (левой) наклонной асимптотой функции y=f (x) в том и только том случае, когда существуют (конечные) пределы
и
.
Схема исследования и построения графика функции
Чтобы исследовать функцию y=f (x) и построить ее график, действия рекомендуется проводить в следующем порядке.
1.Нахождение области определения функции. Исследование на четность, нечетность, периодичность. Нахождение точек пересечения графика с осями координат.
2. Исследование
функции на непрерывность. Вычисление
пределов функции при
,
стремящемся к границам области определения
и к точкам разрыва.
3.Нахождение асимптот функции.
4.Вычисление f ' (x) и исследование ее знаков. Нахождение интервалов возрастания, убывания и экстремумов.
5.Вычисление f ''(x) и исследование ее знаков. Нахождение интервалов направления выпуклости и точек перегиба.
6.Построение таблицы, в которой указываются все найденные точки разрыва, критические точки первого и второго порядка и интервалы между ними. В каждом интервале характеризуется поведение функции.
7.Построение графика функции с учетом ее асимптот и таблицы. При необходимости можно вычислить промежуточные значения функции.
Пример.
Исследовать функцию
и построить ее график.
Функция определена в области D=(-,0) (0, ). С осями координат график не пересекается, так как при х=0 она не определена и f(x)>0 xD. Функция не является четной, нечетной и периодичной.
Функция непрерывна в своей области определения, х0=0 – ее точка разрыва.
Следовательно,
прямая х=0 – вертикальная асимптота
,
.
Поэтому прямая y= =1
является правой и левой наклонной
асимптотой функции.
Знаки этой
производной следующие (рис.1).
П
Критических точек и экстремумов нет.
Знаки f
''(x) (рис.2)
o
В промежутке
функция выпукла вверх, в промежутках
,
она выпукла вниз. Критическая точка
второго порядка является точкой перегиба
функции.
X |
(-,- |
- |
(- ,0 ) |
0 |
(0, +) |
f '(x) |
|
|
|
не |
|
f ''(x) |
|
0 |
+ |
не |
+ |
|
|
|
|
не |
|
точка точка перегиба разрыва 2-го рода
Построение графика начинаем с асимптот и критических точек, затем пользуемся таблицей (рис.3).
Рис 3
Осн. лит.: 2, [178-203] , 19, [209-219]
19, [52-58].
Контрольные вопросы:
1.Нахождение экстремума функции с помощью первой производной
2. Нахождение точки перегиба функции
3. Формула нахождения асимптоты графика функции
4. Изложите схему общего исследования функции и построения ее графика.
Лекция № 10. Первообразная. Неопределенный интеграл, его свойства. Таблица основных интегралов.
Основные определения
Определение.
Первообразной для функции
,
определенной в интервале
,
называется такая функция
,
производная которой совпадает с
в интервале
,
т.е.
.
Другими словами, нахождение первообразной для данной функции есть задача обратная к задаче нахождения ее производной.
Пример 1.
Первообразной для функции
,
на
является функция
,
т.к.
.
Заметим, что это не единственная
первообразная у данной функции. Функции
,
,
а также любая функция
(С-число), являются первообразными для
функции
.
Теорема 1.
Если
и
две первообразные для функции
на
,
то найдется такое число С, что
.
Определение.
Множество всех первообразных для
функции
на интервале
называется неопределенным интегралом
этой функции.
Он обозначается
символами
,
где
знак
интеграла,
-
дифференциал переменной
.
Если
какая-либо первообразная функции
,
то
,
.
В дальнейшем для краткости мы не будем упоминать интервал определения первообразной.
Неопределенные интегралы являются основным инструментом для нахождения определенных интегралов, имеющих широкие применения практически во всех приложениях математики. В этой главе мы рассмотрим методы нахождения различных неопределенных интегралов. Сразу следует заметить, что в отличие от производных, нет алгоритма нахождения любого неопределенного интеграла, а некоторые интегралы вообще нельзя выразить с помощью элементарных функций.
Свойства неопределенных интегралов
Мы будем предполагать, что все записанные интегралы существуют.
1)
;
.
2)
;
.
Эти свойства непосредственно следуют из определения неопределенного интеграла.
3) Если
-
число, то
.
4)
Для доказательства этих утверждений продифференцируйте левую и правую части каждого равенства.
5) Если
,
,
-
числа, то
.
Для практического интегрирования прежде всего необходимо знать наизусть следующую таблицу.
Таблица основных неопределенных интегралов
1.
2.
3.
В частности,
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
|
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
|
Проверка любого интеграла из этой таблицы состоит в нахождении производной правой части.
Например.
,
т.к.
.
Пример 1.
.
Пример 2.
.
Осн. лит.: 2, [205-207] , 21, [338-345], 18, [492-495]
7, [183-189]
Контрольные вопросы:
1. Что такое первообразная?
2. Дайте определение неопределенного интеграла.
3. Теорема о первообразных для одной функций
4. Таблица неопределенных интегралов
Лекция № 11. Методы интегрирования некоторых функций.

f
(x)