- •1.Комплексные числа: основные понятия. Геометрическое изображение. Алгебраическая и тригонометрическая формы записи комплексных чисел.
- •2.Арифметические действия над комплексными числами. (сложение-вычитание, умножение, деление.
- •4.Предел функции, основные теоремы о пределах. Два замечательных предела. Бесконечно малые и бесконечно большие функции.
- •5.Непрерывность функции: непрерывность функции в точке, в интервале и на отрезке, точки разрыва функции и их классификация, основные теоремы о непрерывных функциях, непрерывность элементарных функций.
- •6.Производная функции, ее физический и геометрический смысл. Уравнение касательной.
- •Логарифмическое дифференцирование. Для функций вида для упрощения нахождения производной рациональнее использовать логарифмическое дифференцирование.
- •8.Дифференциал функции, его аналитический и геометрический смысл. Применение дифференциала для приближенных вычислений.
- •9.Дифференциальные теоремы о среднем (теоремы Ролля, Лагранжа).
Логарифмическое дифференцирование. Для функций вида для упрощения нахождения производной рациональнее использовать логарифмическое дифференцирование.
Вначале находится логарифм заданной функции, а уже затем вычисляется от него производная.
Пусть задана
некоторая функция
.
Прологарифмируем левую и правую части
данного выражения:
Далее продифференцируем
полученное равенство при условии,
что
является
функцией от
,
то есть найдем производную
сложной функции:
А тогда, выражая
искомую производную
,
в результате имеем:
Если независимая
переменная
и
функция
связаны
уравнением вида
,
которое не разрешено относительно
,
то функция
называется неявной
функцией переменной
.
Всякую явно заданную
функцию
можно
записать в неявном виде
.
Обратно сделать не всегда возможно.
Несмотря на то, что уравнение не разрешимо относительно , оказывается возможным найти производную от по . В этом случае необходимо продифференцировать обе части заданного уравнения, рассматривая функцию y как функцию от x, а затем из полученного уравнения найти производную .
Предположим, что
функциональная зависимость
от
не
задана непосредственно
,
а через промежуточную величину — t.
Тогда формулы
задают параметрическое
представление функции одной
переменной.
Пусть функция
задана
в параметрической форме, то есть в виде:
где функции
и
определены
и непрерывны на некотором интервале
изменения параметра
.
Найдем дифференциалы от правых и левых
частей каждого из равенств:
Далее, разделив
второе уравнение на первое, и с учетом
того, что
,
получим выражение для первой производной
функции, заданной параметрически:
Для нахождения
второй производной
выполним
следующие преобразования:
8.Дифференциал функции, его аналитический и геометрический смысл. Применение дифференциала для приближенных вычислений.
Определение. Дифференциалом функции в некоторой точке x называется главная, линейная часть приращения функции.
Д
ифференциал
функции y=f(x)
равен произведению её производной на
приращение независимой переменной x (аргумента).
Это записывается
так:
или
или
Геометрический
смысл дифференциала. Дифференциал
функции y=f(x)
равен приращению ординаты касательной
S, проведённой к графику этой функции в
точке M(x;y),
при изменении x (аргумента)
на величину
.
Приращение
функции
представимо
в виде:
где функция
является б.м.
функцией при
стремлении аргумента
к
нулю. Так как
,
то
.
В силу того, что второе слагаемое
является
бесконечно малым, то им можно пренебречь,
а поэтому
А так как в нахождении дифференциал значительно проще, чем приращение функции, то данная формула активно используется на практике.
Для
приближенного вычисления значения
функции применяется следующая формула:
9.Дифференциальные теоремы о среднем (теоремы Ролля, Лагранжа).
Функция f принимает в точке x0 наибольшее значение на множестве Х, если для всех x из множества Х выполняется неравенство f(x0) і f(x). Аналогично определяется точка, в которой функция принимает наименьшее значение.
Т. Ферма. Если f определена в некоторой окрестности x0 и принимает в этой точке наибольшее или наименьшее значение, и ее производная в x0 конечна или равна бесконечности определенного знака, тогда fў(x0)=0.
Будем считать, что в точке x0 функция f принимает наибольшее значение. Из выполнения неравенства f(x0) і f(x) в окрестностях точки следует:
Поскольку производная в точке x0 существует, то в этих неравенствах можно перейти к пределу. А при переходе к пределу, по определению производной, в левой части неравенств появится fў(x0), следовательно неравенства превратятся в: fў(x0) і 0 и fў(x0) Ј 0
Одновременно эти неравенства могут выполнятся лишь при равенстве производной нулю.
Другими словами можно сказать, что эта теорема утверждает, что в точке, где функция принимает наибольшее или наименьшее значение, ее производная может либо быть равна нулю, либо ее не
Теорема Ролля. Если функция f: 1)непрерывна на отрезке [a, b]; 2)Имеет в каждой точке интервала (a,b) конечную или определенного знака бесконечную производную; 3)имеет одинаковые значения в концах отрезка, тогда существует хотя бы одна точка x0 О (a,b), в которой производная функции равна 0.
Если рассматриваемая функция имеет одинаковые значения в концах отрезка, то она либо является константой; либо существует точка, в которой она принимает наибольшее или наименьшее значение. А по теореме Ферма, если выполняется условие 2), то производная в этой точке равна 0. Геометрически теорема Ролля означает, что при выполнении условий теоремы найдется хотя бы одна точка, в которой график функции параллелен оси x.
Теорема Лагранжа. Если функция f : 1)непрерывна на отрезке [a b]; 2) Имеет в каждой точке интервала (a,b) конечную или определенного знака бесконечную производную, тогда существует точка x0 О (a,b) , для которой верно равенство : f(b) – f(a) = fў(x0) ( b – a )
Справедливость
теоремы Лагранжа следует из того факта,
что функция:
удовлетворяет теореме Ролля, а значит в некоторой точке ее производная равна 0.
Геометрически Теорема Лагранжа утверждает, что у кривой найдется касательная, параллельная хорде, стягивающей эту кривую.
Теорема
Коши о средних значениях. Если
функции f и g:
1)непрерывны на отрезке [a,b];
2)Дифференцируемы на интервале (a,b);
3)производная g нигде
не обращается в нуль, тогда существует
точка x0,
в которой:
Для
доказательства этой теоремы необходимо
ввести функцию:
Эта функция имеет в концах отрезка одинаковые значения и удовлетворяет условиям Т. Ролля. А значит найдется точка x0 , в которой ее производная равна нулю :
