- •Диференціальне числення функції однієї змінної. Похідна функції, її геометричний і фізичний зміст.
- •Однобічні похідні функції в точці.
- •Похідна показниково-степеневої функції.
- •Похідна оберненої функцій.
- •Диференціал функції.
- •Формула Тейлора.
- •Формула Маклорена.
- •Подання деяких елементарних функцій за формулою Тейлора.
- •Теореми про середнє. Теорема Ролля.
- •Теорема Лагранжа.
- •Застосування диференціала до наближених обчислень.
- •Теорема Коші.
- •Розкриття невизначеностей. Правило Лопіталя.
- •Точки екстремуму.
- •Дослідження функції на екстремум за допомогою похідних вищих порядків.
- •Опуклість і увігнутість кривої. Точки перегину.
- •Асимптоти.
- •Вертикальні асимптоти.
- •Похилі асимптоти.
- •Векторна функція скалярного аргументу.
- •Властивості похідної векторної функції скалярного аргументу.
- •Параметричне задання функції.
- •Рівняння деяких типів кривих у параметричній формі. Коло.
- •Циклоїда.
- •Астроїда.
- •Похідна функції, заданої параметрично.
- •Кривизна плоскої кривої.
- •Властивості еволюти.
- •Кривизна просторової кривої.
- •Про формули Френе.
- •Інтегральне числення. Первісна функція.
- •Невизначений інтеграл.
- •Методи інтегрування.
- •Безпосереднє інтегрування.
- •Спосіб підстановки (заміни змінних).
- •Інтегрування частинами.
- •Інтегрування елементарних дробів.
- •Інтегрування раціональних функцій. Інтегрування раціональних дробів.
- •Інтегрування деяких тригонометричних функцій.
- •Інтеграл виду .
- •Інтеграл виду , якщо функція r є непарною відносно cos X.
- •Інтегрування деяких ірраціональних функцій.
- •Інтеграл виду де n – натуральне число.
- •Інтегрування біноміальних диференціалів.
- •Інтеграли виду .
- •1 Спосіб. Тригонометрична підстановка.
- •2 Спосіб. Підстановки Ейлера. (1707–1783)
- •3 Спосіб. Метод невизначених коефіцієнтів.
- •Кілька прикладів інтегралів, що не виражаються через елементарні функції.
- •Визначений інтеграл.
- •Властивості визначеного інтеграла.
- •Обчислення визначеного інтеграла.
- •Заміна змінних.
- •Інтегрування частинами.
- •Наближене обчислення визначеного інтеграла.
- •Формула прямокутників.
- •Формула трапецій.
- •Формула парабол
- •Невласні інтеграли.
- •Інтеграл від розривної функції.
- •Геометричні застосування визначеного інтеграла. Обчислення площ плоских фігур.
- •Знаходження площі криволінійного сектора.
- •Обчислення довжини дуги кривої.
- •Обчислення об'ємів тіл. Обчислення об'єму тіла за відомими площами його паралельних перетинів.
- •Об'єм тіл обертання.
- •Площа поверхні тіла обертання.
- •Функції декількох змінних
- •Похідні й диференціали функцій декількох змінних.
- •Повний приріст і повний диференціал.
- •Геометричний зміст повного диференціала. Дотична площина й нормаль до поверхні.
- •Наближені обчислення за допомогою повного диференціала.
- •Частинні похідні вищих порядків.
- •Екстремум функції декількох змінних.
- •Умовний екстремум.
- •Похідна за напрямком.
- •Градієнт.
- •Зв'язок градієнта з похідною за напрямком.
- •Кратні інтеграли.
- •Подвійні інтеграли.
- •Умови існування подвійного інтеграла.
- •Властивості подвійного інтеграла.
- •Обчислення подвійного інтеграла.
- •Заміна змінних у подвійному інтегралі.
- •Подвійний інтеграл у полярних координатах.
- •Потрійний інтеграл.
- •Заміна змінних у потрійному інтегралі.
- •Циліндрична система координат.
- •Сферична система координат.
- •Геометричні й фізичні застосування кратних інтегралів.
Векторна функція скалярного аргументу.
z
A(x, y, z)
![]()
![]()
y
х
Нехай деяка крива в просторі заданий параметрично:
x = (t); y = (t); z = f(t);
Радіус-вектор
довільної точки кривої:
.
Таким
чином, радіус-вектор точки кривої може
розглядатися як деяка векторна функція
скалярного аргументу t.
При зміні параметра t
змінюється величина і напрямок вектора
.
Запишемо співвідношення для деякої точки t0:
![]()
Тоді
вектор
– границя функції
(t).
.
Очевидно, що
,
тоді
.
Щоб знайти похідну векторної функції скалярного аргументу, розглянемо приріст радіус-вектора при деякому прирості параметра t.
![]()
![]()
![]()
;
;
![]()
![]()
або, якщо існують похідні (t), (t), f (t), то
![]()
Цей
вираз – вектор похідна вектора
.
![]()
![]()
Якщо є рівняння кривої:
x = (t); y = (t); z = f(t);
то в довільній точці кривої А(xА, yА, zА) з радіус-вектором
![]()
можна провести
пряму з рівнянням
![]()
Оскільки
похідна
– вектор, спрямований по дотичній до
кривої, то
.
Властивості похідної векторної функції скалярного аргументу.
1)
![]()
2)
,
де
= (t)
– скалярна функція
3)
![]()
4)
![]()
Рівняння нормальної площини до кривої буде мати вигляд:
![]()
Приклад.
Скласти рівняння дотичної і нормальної
площини до лінії, заданої рівнянням
у точці t
= /2.
Рівняння, що описують криву, по осях координат мають вигляд:
x(t)
= cos
t; y(t)
= sin
t; z(t)
=
;
Знаходимо значення функцій і їхніх похідних у заданій точці:
x(t)
= – sin
t; y(t)
= cos
t; ![]()
x(/2)
= –1; y(/2)
=
0; z(/2)
=
![]()
x(/2)
= 0; y(/2)
= 1; z(/2)
=
/2
– це рівняння дотичної.
Нормальна площина має рівняння:

![]()
Параметричне задання функції.
Дослідження й побудова графіка кривої, що задана системою рівнянь вигляду:
,
проводиться загалом аналогічно дослідженню функції вигляду y = f(x).
Знаходимо похідні:

Тепер можна
знайти похідну
.
Далі знаходяться значення параметра
t, при яких хоча б одна з похідних (t)
або (t)
дорівнює
нулю або не існує.
Такі значення параметра t
називаються критичними.
Для
кожного інтервалу (t1,
t2),
(t2,
t3),
… , (tk-1,
tk)
знаходимо відповідний інтервал (x1,
x2),
(x2,
x3),
… , (xk-1,
xk)
і визначаємо знак похідної
на кожному з отриманих інтервалів, тим
самим визначаючи проміжки зростання
й спадання функції.
Далі знаходимо другу похідну функції на кожному з інтервалів і, визначаючи її знак, знаходимо напрямок опуклості кривої у кожній точці.
Для знаходження асимптот знаходимо такі значення t, при наближенні до яких або х або y прямує до нескінченності, і такі значення t, при наближенні до яких і х і y прямують до нескінченності.
В іншому дослідження проводиться аналогічно тому, як і дослідження функції, заданої безпосередньо.
На практиці дослідження параметрично заданих функцій здійснюється, наприклад, при знаходженні траєкторії об'єкта, що рухається, де роль параметра t виконує час.
Нижче розглянемо докладніше деякі широко відомі типи параметрично заданих кривих.
