- •1. Предел функции в точке
- •Производная сложной и обратной функций
- •Точная формулировка
- •Интервалы монотонности функции. Функцию мы называем возрастающей (убывающей) в некотором промежутке , если для любых и из таких, что , выполняется неравенство .
- •15.4. Асимптоты
- •Первообразная и неопределенный интеграл, их свойства.
- •Замена переменной в неопределенном интеграле
- •1.2.2 Интегрирование методом замены переменной (методом подстановки).
- •Свойства арифметической прогрессии
- •Геометрическая прогрессия
- •Свойства геометрической прогрессии
- •Арифметическая прогрессия
- •Алгоритм решения неоднородного ду следующий:
- •Первообразная и неопределенный интеграл, их свойства.
- •Замена переменной в неопределенном интеграле
- •1.2.2 Интегрирование методом замены переменной (методом подстановки).
- •Арифметическая прогрессия
- •Свойства арифметической прогрессии
- •Геометрическая прогрессия
- •Свойства геометрической прогрессии
- •Алгоритм решения неоднородного ду следующий:
Арифметическая прогрессия
Определение 1. Числовая последовательность (an)n N называется арифметической прогрессией, если существует действительное число d (называемое разностью прогрессии), такое, что
an+1 - an = d, (n N) |
(1) |
то есть, каждый член последовательности (начиная со второго) равен предыдущему плюс одно и то же число (разность прогрессии).
Свойства арифметической прогрессии
Доказательства приведенных ниже свойств можно найти, например, в [1].
P1. Общий член арифметической прогрессии an определяется по формуле
an = a1 + (n - 1)d, |
(2) |
где a1 - первый член прогрессии, d - ее разность.
P2. (Характеристическое свойство арифметической прогрессии). n-ый член арифметической прогрессии является средним арифметическим равноудаленных от него членов прогрессии:
an-k + an+k = 2·an, |
(3) |
Замечание. Из свойства P2 следуют необходимые и достаточные условия:
a) три числа a, b, c (в указанной очередности) образуют арифметическую прогрессию, если
2b = a + b, |
(4) |
b) три числа a, b, c (независимо от очередности) образуют арифметическую прогрессию, если
(2b - a - c)(2c - a - b)(2a - b - c) = 0. |
(5) |
P3. Если a1, a2, ..., an, ... - арифметическая прогрессия и k + n = m + p (k,n,m,p N), то
|
ak + an = am + ap. |
(6) |
P4. Сумма Sn первых n членов арифметической прогрессии равна
|
(7) |
или, учитывая (2)
|
(8) |
Определение 2. Арифметическая прогрессия называется возрастающей (убывающей если ее разность - положительное (отрицательное) число. Если разность прогрессии равна нулю, имеем постоянную последовательность.
Геометрическая прогрессия
Определение 2. Числовая последовательность (bn)n N называется геометрической прогрессией, если существует действительное число q, называемое знаменателем прогрессии, такое, что
bn+1 = bn·q, (n N)
то есть, каждый член последовательности (начиная со второго) равен предыдущему, умноженному на одно и то же число (знаменатель прогрессии).
Следующие последовательности являются геометрическими прогрессиями:
2, 4, 8, ..., 2n, ... |
здесь b1 = 2 и q = 2, |
3, -1, 1/3, -1/3,... |
здесь b1 = 3 и q = -1/3, |
a, a, a, ... |
здесь b1 = a и q = 1, |
a, 0, 0, ... |
здесь b1 = a и q = 0 |
Заметим, что, если один из членов геометрической прогрессии равен нулю, то тогда либо b1 = 0, либо q = 0.
Свойства геометрической прогрессии
P5. Формула n-го члена геометрической прогрессии:
bn = b1·qn-1, (n N). |
(11) |
P6. (Характеристическое свойство геометрической прогрессии). Квадрат n-го члена геометрической прогрессии равен произведению равноудаленных от него членов:
|
(12) |
В частном случае, для трех последовательных членов геометрической прогрессии
|
(13) |
Замечание. Формулы (12), (13) можно записать и следующим образом:
|
(14) |
|
(15) |
то есть, модуль n-го члена геометрической прогрессии есть среднее геометрическое равноудаленных от него членов. В случае прогрессии с положительными членами n-ый член является средним геометрическим равноудаленных от него членов
|
(16) |
P7. Если k + n = m + p (k, n, m, p N), тогда
bk·bn = bm·bp, |
(17) |
где bk, bn, bm, bp - члены геометрической прогрессии b1, b2, ....
P8. Числа a, b, c (не обязательно в указанной очередности) образуют геометрическую прогрессию, если и только если удовлетворяют равенству
(a2 - bc)(b2 - ac)(c2 - ab) = 0, |
(18) |
а числа a, b, c (в указанной очередности) образуют геометрическую прогрессию, если и только если
b2 = ac.
P9. Сумма Sn первых n членов геометрической прогрессии определяется по формуле
|
(19) |
где b1 - первый член прогрессии, q - её знаменатель, bn - n-ый член прогрессии.
Если q = 1, то
Sn = b1·n. |
(20) |
P10. Сумма S всех членов бесконечно убывающей геометрической прогрессии (|q| < 1) определяется по формуле
|
(21) |
Доказательства свойств P5-P10 можно найти, например, в [1].
Признак Даламбера: Рассмотрим положительный числовой ряд . Если существует предел отношения последующего члена к предыдущему: , то: а) При ряд сходится. В частности, ряд сходится при . б) При ряд расходится. В частности, ряд расходится при . в) При признак не дает ответа. Нужно использовать другой признак
Радикальный признак Коши: Рассмотрим положительный числовой ряд . Если существует предел: , то: а) При ряд сходится. В частности, ряд сходится при . б) При ряд расходится. В частности, ряд расходится при . в) При признак не дает ответа. Нужно использовать другой признак
Интегральный признак Коши: Рассмотрим положительный числовой ряд . Данный ряд сходится или расходится вместе с соответствующим несобственным интегралом.
Исследовать ряд на сходимость
Почти классика. Натуральный логарифм и какая-нибудь бяка.
Основной предпосылкой использования интегрального признака Коши является тот факт, что в общем члене ряда есть некоторая функция и её производная. Из темы Производная вы наверняка запомнили простейшую табличную вещь: , и у нас как раз такой канонический случай.
Как использовать интегральный признак? Сначала берем значок интеграла и переписываем со «счётчика» ряда верхний и нижний пределы: . Затем под интегралом переписываем «начинку» ряда с буковкой «хэ»: . Чего-то не хватает…, ах, да, еще в числителе нужно прилепить значок дифференциала: .
Теперь нужно вычислить несобственный интеграл . При этом возможно два случая:
1) Если выяснится, что интеграл сходится, то будет сходиться и наш ряд .
2) Если выяснится, что интеграл расходится, то наш ряд тоже будет расходиться
ЛЕЙБНИЦА ПРИЗНАК
сходимости знакочередующегося ряда: если члены знакочередующегося ряда монотонно убывают и стремятся к нулю то ряд сходится; при этом остаток ряда имеет знак своего первого члена и меньше его по абсолютной величине.
Дифф Уравнение 1 ого порядка ,его вид
где функции и определены и непрерывны в некоторой области
Линейное ДУ
Решить дифференциальное уравнение – это значит найти множество решений, которое удовлетворяет данному уравнению. Такое множество решений, напоминаю, называется общим интегралом или общим решением дифференциального уравнения.
Таким образом, в рассмотренном примере найденное общее решение должно удовлетворять исходному уравнению . Точно так же, как и диффура 1-го порядка, в большинстве случаев легко выполнить проверку:
Берем наш ответ и находим производную: Находим вторую производную: Подставляем , и в левую часть уравнения :
Получена правая часть исходного уравнения (ноль), значит, общее решение найдено правильно (оно, как проверено, удовлетворяет уравнению ).
Решить дифференциальное уравнение
Решение: составим и решим характеристическое уравнение:
, Получены два различных действительных корня (от греха подальше лучше сразу же выполнить проверку, подставив корни в уравнение). Всё, что осталось сделать – записать ответ, руководствуясь формулой
Ответ: общее решение:
Очевидно – уравнение Бернулли по общей структуре напоминает линейное неоднородное уравнение первого порядка.
Как решить линейное неоднородное уравнение с постоянными коэффициентами вида ?
