- •Функции. Определение, способы задания, элементарные функции, область определения и множество значений, свойства функций. Последовательность.
- •1. Функции. Определение, способы задания, элементарные функции, область определения и множество значений, свойства функций. Последовательность.
- •Предел последовательности и функции, определение и свойства предела; неопределённости, замечательные пределы.
- •3.Непрерывность и дифференцируемость. Определение и теоремы о непрерывности.
- •4.Определение, свойства, приложения производной и дифференциала.
- •5. Основные теоремы о дифференцируемых функциях: теоремы Ферма, Ролля, Лагранжа, Коши, правило Лопиталя.
- •6. Исследование функции с помощью производной: интервалы монотонности, экстремумы функции, интервалы выпуклости, точки перегиба графика функции.
- •7. Исследование функции с помощью производной: уравнения асимптот графика функции.
- •9. Функции n переменных. Область определения. Линии уровня. Кривые безразличия. Поверхности уровня. Предел. Непрерывность.
- •8. Понятие о функции двух переменных. Область определения. Частные производные, полный дифференциал.
- •10. Функции n переменных. Градиент. Производная по направлению. Дифференцируемость и полный дифференциал.
- •11. Функции n переменных. Экстремумы. Определение. Необходимые и достаточные условия экстремума.
- •12. Неопределенный интеграл: определение, свойства, табличные интегралы.
- •13. Метод подстановки и метод интегрирования по частям.
- •14. Интегрирование рациональных алгебраических и тригонометрических выражений.
- •15. Определенный интеграл: определение, свойства, формула Ньютона-Лейбница.
- •16. Замена переменной и формула интегрирования по частям в определенном интеграле.
- •17. Геометрические приложения определенного интеграла.
- •18. Несобственные интегралы первого и второго рода. Признак сходимости несобственных интегралов.
5. Основные теоремы о дифференцируемых функциях: теоремы Ферма, Ролля, Лагранжа, Коши, правило Лопиталя.
Теорема Ферма. Пусть функция имеет на множестве точку экстремума , причём множество содержит некоторую -окрестность точки . Тогда либо имеет в точке производную, равную 0, то есть , либо производная в точке не существует. Замечание. Заметим, что условие означает, что тангенс угла наклона касательной к графику , проведённой при , равен 0. Отсюда , то есть теорема Ферма утверждает, что касательная, проведённая в точке экстремума, горизонтальна (если эта касательная существует).
Теорема Ролля. Пусть функция дифференцируема на интервале , непрерывна в точках и и принимает в этих точках значение 0: . Тогда найдётся хотя бы одна точка , в которой . Замечание . Это утверждение можно переформулировать так: между двумя корнями и дифференцируемой функции обязательно найдётся корень её производной . Условие означает, что касательная, проведённая к графику при , расположена горизонтально.
Заметим также, что теорема Ролля не утверждает, что корень -- единственный корень производной на интервале ; на этом интервале может находиться несколько корней производной.
Теорема
Лангранжа.
Пусть функция дифференцируема на
интервале и непрерывна в точках и .
Тогда найдётся такая точка , что
(1). Замечание.
Формулу (1) можно записать в виде
(2). Если
считать, что аргументу а придано
приращение
, то функция получает приращение
. (При этом мы не считаем, что
и
стремятся к 0, то есть это конечные, а не
бесконечно малые, приращения.) При этих
обозначениях формулу (2) мы можем записать
в виде
, в котором участвуют конечные приращения
аргумента и функции. Поэтому формулу
(2) называют формулой конечных приращений.
Теорема
Коши. Пусть
функции
и
дифференцируемы на интервале
и непрерывны при
и
,
причём
при всех
.
Тогда в интервале
найдётся такая точка
, что
Замечание.
Можно считать функции и координатами
движущейся на плоскости точки, которая
описывает линию , соединяющую начальную
точку с конечной точкой . (Тогда уравнения
и параметрически задают некоторую
зависимость , графиком которой служит
линия) .
Отношение
, как нетрудно видеть из чертежа, задаёт
тогда угловой коэффициент хорды,
соединяющей точки
и
. В то же время, по формуле производной
функции, заданной параметрически, имеем:
. Значит, дробь
-- это угловой коэффициент касательной
к линии L
в некоторой точке
.
Тем самым утверждение теоремы означает,
с геометрической точки зрения, что на
линии L
найдётся точка, такая что проведённая
в этой точке касательная параллельна
хорде, соединяющей крайние точки линии.
Но это -- то же самое утверждение, которое
составляло геометрический смысл теоремы
Лагранжа. Только в теореме Лагранжа
линия L
была задана явной зависимостью
, а в теореме Коши -- зависимостью, заданной
в параметрической форме.
Правило
Лопиталя. представляет
собой метод вычисления пределов, имеющих
неопределенность типа
или
.
Пусть a является некоторым конечным
действительным числом или равно
бесконечности.
Если
и
,
то
; Если
и
, то
аналогично.
