- •Раздел 3. Дифференциальное и интегральное исчисления
- •3.1. Предел и непрерывность функций Понятия: последовательность, предел последовательности.
- •Свойства пределов последовательностей
- •Замечательные пределы
- •Понятие функции. Предел функции
- •Способы задания функций
- •Предел функции
- •Эквивалентное определение предела функции в точке
- •Бесконечно малые и бесконечно большие функции
- •Третье (эквивалентное) определение предела функции
- •Контрольные вопросы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Односторонние пределы
- •Основные теоремы о непрерывных функциях
- •Первая теорема Больцано – Коши.
- •Первая теорема Вейерштрасса.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Понятие производной и дифференциала функции
- •Геометрический смысл производной
- •Механический смысл производной
- •Понятие дифференциала функции
- •Экстремум функции
- •Необходимое условие экстремума функции
- •Достаточное условие экстремума
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Контрольные вопросы
- •Приложения производной
- •Производные высших порядков
- •Признак экстремума (через знак второй производной)
- •Исследование функций
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Контрольные вопросы
- •3.3 Первообразная. Правила интегрирования
- •Свойства неопределенного интеграла
- •Методы интегрирования Интегрирование подстановкой (или заменой переменной)
- •Интегрирование по частям
- •Задачи для самостоятельного решения:
- •Контрольные вопросы
- •3.4 Определенный интеграл г еометрический смысл определенного интеграла
- •I. Площадь плоской фигуры
- •II. Объем тела вращения
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Контрольные вопросы
Задачи для самостоятельного решения
1) Больному
делается инъекция лекарства в момент
времени t = 0. Концентрация
этого лекарства в крови в момент t
описывается зависимостью
,
где
положительные
константы
.
Доказать, что
и
при t > 0.
Каково максимальное
значение
и когда оно достигается?
Нарисуйте график
x(t)
при
2) Нужно изготовить коническую воронку с образующей l. Какова должна быть высота H воронки, чтобы ее объем был наибольшим?
3) В треугольник с основанием 4 и высотой 2 вписан прямоугольник наибольшей площади. Определить его площадь.
4) Даны точки А(0,3) и В(4,5). На оси Ох найти точку М так, чтобы расстояние S = AM + MB было наименьшим.
Контрольные вопросы
Сформулируйте признак экстремума функции в точке, используя знак второй производной.
Понятие выпуклости и вогнутости функции. Признак точки перегиба функции.
Понятие асимптоты функции. Расчет параметров асимптоты.
Порядок полного исследования функции и построения графика.
Сформулируйте теоремы Ролля, Коши, Лагранжа.
3.3 Первообразная. Правила интегрирования
Если при определении
дифференциала функции, по заданной
функции y=f(x)
отыскивали ее производную
,
то при интегрировании имеем дело с
обратной задачей: по заданной производной
отыскать исходную функцию (первообразную).
Функция F(x)
называется первообразной по отношению
к функции f(x),
если для каждого x(a,b)
(x)=f(x)
и dF(x)=f(x)dx.
Примеры:
Если отыскание производной операция однозначная, то отыскание первообразной данной функции – операция неоднозначная.
Если F(x) – первообразная f(x), то F(x)+C (C - const) – также первообразная функции f(x).
По условию
(x)
= f(x),
тогда (F(x)+C
=
=f(x).
Операция отыскания первообразной для данной непрерывной функции функции называется интегрированием а вся совокупность первообразных называется неопределенным интегралом этой функции.
Записывается:
Свойства неопределенного интеграла
Пусть f(x), g(x) – непрерывные функции , k=const.
Вид интеграла не изменится при переходе от переменной x к переменной u, где u=u(x) – дифференцируемая функция от x.
Таблица неопределенных интегралов
Задача интегрирования сводится, в простейшем случае, к элементарным преобразованиям, приводящим подинтегральную функцию к виду какого либо табличного интеграла.
Примеры. Найти первообразную:
Методы интегрирования Интегрирование подстановкой (или заменой переменной)
Иногда удобно за новую переменную взять какую-либо функцию от x (см. свойство (3)).
Пример 8:
|
Делаем замену: 3x2+8=u d(3x2+8)=6xdx=du xdx=du/6 |
Проверка:
=
- подынтегральная функция.
Интегрирование по частям
Пусть u(x), v(x) – дифференцируемые функции, тогда: d(uv)=udv+vduudv=d(uv)-vdu.
Интегрируя обе части:
Пример:
9) Вычислить
|
Вспомогательные вычисления: u=ln (x) du=dx/x dv=dx ; v=x |
Пример 10
|
u=2x-5 du=2dx
dv=
v= |
Задача: Скорость движения тела задана уравнением V=4t2+1 (м/сек).
Найти уравнение движения, если к моменту t=3сек. пройден путь S=60м.
Константа С
определяется из условия:
S(3)=
=60C=60-3-36=21(м)
Окончательно
