- •Построение графиков функций, заданных в простой полярной системе координат.
- •Исследование функций на непрерывность. Точки разрыва.
- •Вычисление производных от сложных функций, функций, заданных неявно и в параметрической форме.
- •Логарифмическое дифференцирование.
- •Исследование функций и построение графика функции с помощью производных.
- •Вычисление интегралов.
- •Метод замены переменных.
- •Интегрирование по частям
Интегрирование по частям
Если u(x) и v(x)—дифференцируемые функции, то справедлива следующая формула интегрирования по частям:
или в краткой записи
Эта формула используется в тех случаях, когда подынтегральное выражение f(x)dx можно представить в виде udv, так что стоящий в правой части формулы интеграл при надлежащем выборе выражений u и dv может оказаться проще исходного интеграла. При этом за u удобно принимать множитель, который упрощается при дифференцировании. Например, если под знаком интеграла стоит произведение многочлена на тригонометрическую или показательную функцию, то к u следует отнести многочлен, а оставшееся выражение к dv. При этом формула интегрирования по частям может применяться неоднократно.
Следующие примеры решаются с использованием формулы интегрирования по частям.
1)
=
2)
3)
=
4)
=
5) Вычислить определенный
интеграл:
=
=
=
=
= -
6)
-
=
7)
=
-
=
Приложение.
Вопросы к экзамену по курсу «Математический анализ» часть 1.
1. Комплексные числа. Формы записи комплексных чисел. Алгебраические операции над ними.
2. Множества и простейшие операции над ними. Логическая символика.
3.Функции действительной переменной, основные определения. Понятие чётности, нечётности, периодичности. Сложные функции. Обратные функции.
4. Элементарные функции и их графики, основные элементарные функции:
-степенная функция
-показательная функция y=
-логарифмическая функция y=
-тригонометрические функции
-обратно тригонометрические функции y= arcsinx, y=arccosx, y= arctgx, y=arcctgx.
5. Явное и неявное задание функций (декартовая и полярная системы координат; параметрическое задание функций).
6. Предел последовательности (определения предела последовательности конечного и бесконечного).
7. Критерий Коши (необходимое и достаточное условия существования конечного предела последовательности).
8. Геометрический смысл бесконечного и конечного предела последовательности.
9. Ограниченная, бесконечно большая, бесконечно малая, сходящаяся, расходящаяся, монотонно возрастающая/убывающая последовательность (определения, примеры).
10. Действия над бесконечно малыми последовательностями.
11. Действия над бесконечно большими последовательностями.
12. Связь между бесконечно малыми и бесконечно большими последовательностями.
13. Основные теоремы о сходящихся последовательностях (теорема о единственности предела, теорема об ограниченности сходящейся последовательности).
14. Действия над сходящимися последовательностями.
15. Теорема о переходе к пределу в неравенствах.
16. Определение конечного предела функции в точке по Гейне, по Коши (эквивалентность определений).
17. Предел функций при стремлении аргумента к бесконечности, геометрический смысл.
18. Основные теоремы о пределах функций.
19. Теорема о пределе сложной функции.
20. Односторонние пределы функции.
21. Неопределённые выражения (виды неопределённостей).
22. Предел отношения многочленов при
стремлении аргумента к бесконечности
(3-ий замечательный предел).
23. 1-ый замечательный предел
и его следствия.
2-ой замечательный предел
и его следствия.Вычисление пределов последовательностей и функций от рациональных и иррациональных выражений
Сравнение функций. Порядок малости (роста).
Эквивалентные бесконечно малые функции.
Непрерывность функции в точке. Определения.
Односторонняя непрерывность.
Свойства функций, непрерывных в точке.
Непрерывность элементарных функций.
Точки разрыва и их классификации.
Непрерывность на отрезке и интервале. Свойства функции непрерывной на отрезке и на интервале.
Производная функции в точке. Односторонние производные (определения).
Геометрический, механический смысл производной.
Необходимое условие существование производной.
Основные правила дифференцирования
.Логарифмическое дифференцирование.
Производные обратных функций.
Производные основных элементарных функций
Дифференциал функции y=f(x). Геометрический смысл. Свойства дифференциала.
Инвариантное свойство дифференциала.
Приближённые вычисления с помощью дифференциала.
Производные и дифференциалы высших порядков.
Нарушение инвариантного свойства, начиная с дифференциалов 2-ого порядка.
Дифференцирование функций, заданных параметрически.
Дифференцирование функций, заданных неявно.
Уравнения касательной и нормали к графику функции, заданной явно, неявно,
параметрически.
Теоремы о среднем (Ролля, Лагранжа, Коши). Формулировки, геометрический смысл,
следствия.
Правило Лопиталя (раскрытие неопределённостей вида
и
Раскрытие неопределённостей вида
Формула Тейлора n-ого порядка.
Формула Маклорена n-ого порядка для функций вида: sinx; cosx;
Возрастание и убывание функции (определение; необходимое и достаточное условия возрастания (убывания) функции на некотором промежутке).
Правило исследования дифференцируемых функций на возрастание и убывание.
Безусловный экстремум функции y=f(x). Определения.
Необходимое условие экстремума дифференцируемой функции.
Достаточное условие существования экстремума (по первой производной).
Достаточные условия существования экстремума функции через производные высших
порядков.
Наибольшее/наименьшее значение функции на отрезке.
Выпуклость и вогнутость графика функции. Необходимые и достаточные условия
выпуклости и вогнутости графика функций.
Точки перегиба графика функции. Определение. Необходимое условие существования
точек перегиба графика функции y=f(x).
Достаточное условие существования точки перегиба графика функции (по 2-ой
производной; по высшим производным).
Асимптоты плоских кривых. Определение. Виды асимптот. Необходимые и достаточные
условия существования асимптот: вертикальных, горизонтальных, наклонных.
Первообразная функции. Необходимое и достаточное условия существования
первообразной. Теорема о первообразных одной и той же функции.
Неопределённый интеграл. Определение. Основные свойства.
Необходимое и достаточное условие существования неопределённого интеграла.
Таблица простейших неопределённых интегралов.
Методы интегрирования: подстановки (введения новой переменной); интегрирование по
частям).
Интегрирование рациональных дробей.
Интегрирование тригонометрических функций.
Интегрирование некоторых иррациональных функций.
Определённый интеграл. Определение, геометрический смысл.
Условия существования определённого интеграла (необходимое и достаточное условия).
Свойства определённого интеграла.
Определённый интеграл с переменным верхним пределом.
Формула Ньютона-Лейбница.
Замена переменной в определённом интеграле.
Формула интегрирования по частям в определённом интеграле.
Геометрические приложения определённого интеграла: площади плоских фигур, объём
тела, длина дуги кривой, площадь поверхности вращения.
