Реферат по предмету "Математика"


Шпаргалка по Математическому анализу

--PAGE_BREAK--
Признаки существования предела последовательности

*Если числовая последовательность  монотонна и ограничена, то она имеет предел.

*Если в некоторой окрестности точки x0 (или при достаточно больших значениях x) функция f(x) заключена между двумя функциями j(x) и y(x), имеющими одинаковый предел A при  (или ), то функция f(x) имеет тот же пр.
Сравнение б.м. и б.б. функций

Две б.м. функций сравниваються между собой с помощью их отношения(сумма, разность и произведение).

Рассмотрим правило сравнения б.м. функций:

*Пусть при х®х0 функции a(х) и b(х) являються б.м., т.е. Lima(х){при х®х0}=0 и Limb(х){при х®х0}=0, тогда Правила:1)Если Lima(х)/b(х){при х®х0}=0, то a(х) – б.м. более высокого порядка, чем b(х). 2)Если Lima(x)/b(х){при х®х0}=А¹0, то a(х) иb(х) – б.м. одного порядка. 3)Если Lima(х)/b(х){при х®х0}=1, то a(х) и b(х) – эквивалентные б.м… Иногда нужно оценивать как высок порядок б.м. более высокого порядка, поэтому 4)Если Lima(х)/ (х){при х®х0}=А¹0, то a(х) – б.м. n-го порядка относительно b(х)

Замечания: Для сравнения б.м. функций, при х®∞, х®+\-∞, х®х0+\-. Существует аналогичное правило.
Замечательные пределы

*1-й замечательный предел.



Возьмем круг радиуса 1, обозначим

радианную меру угла MOB  через Х.

Пусть 0



Разделим все на и получим:



Т.к. , то по признаку существования пределов следует .

*2-й замечательный предел.



Пусть х→∞. Каждое значение х заключено между двумя положительными целыми числами:



Если x→∞, то n→∞, тогда



По признаку о существовании пределов:


Теоремы о функциях, непрерывных на отрезке.

Рассмотрим некоторые свойства функций непрерывных на отрезке. Эти свойства приведём без доказательства.

Функцию  называют непрерывной на отрезке [a,b], если она непрерывна во всех внутренних точках этого отрезка, а на его концах, т.е. в точках a и b, непрерывна соответственно справа и слева.

Теорема 1. Функция, непрерывная на отрезке [a,b], хотя бы в одной точке этого отрезка принимает наибольшее значение и хотя бы в одной – наименьшее.

*Теорема утверждает, что если функция  непрерывна на отрезке [a,b], то найдётся хотя бы одна точка  такая, что значение функции  в этой точке будет самым большим из всех ее значений на этом отрезке: . Аналогично найдётся такая точка , в которой значение функции будет самым маленьким из всех значений на отрезке: .

Ясно, что таких точек может быть и несколько, например, на рисунке показано, что функция  принимает наименьшее значение в двух точках  и .

Замечание. Утверждение теоремы можно стать неверным, если рассмотреть значение функции на интервале (a,b). Действительно, если рассмотреть функцию  на (0,2), то она непрерывна на этом интервале, но не достигает в нём ни наибольшего, ни наименьшего значений: она достигает этих значений на концах интервала, но концы не принадлежат нашей области.

Также теорема перестаёт быть верной для разрывных функций. Приведите пример.

Следствие. Если функция  непрерывна на [a,b], то она ограничена на этом отрезке.

Теорема 2. Пусть функция  непрерывна на отрезке [a,b] и на концах этого отрезка принимает значения разных знаков, тогда внутри отрезка [a,b] найдётся по крайней мере одна точка , в которой функция обращается в ноль: , где a

Эта теорема имеет простой геометрический смысл: если точки графика непрерывной функции , соответствующие концам отрезка [a,b] лежат по разные стороны от оси Ох, то этот график хотя бы в одной точке отрезка пересекает ось Ох. Разрывные функции этим свойством могут не обладать.

Эта теорема допускает следующее обобщение.

Теорема 3 (теорема о промежуточных значениях). Пусть функция   непрерывна на отрезке [a,b] и , . Тогда для любого числа С, заключённого между А и В, найдётся внутри этого отрезка такая точка , что .

Эта теорема геометрически очевидна. Рассмотрим график функции . Пусть , . Тогда любая прямая , где С – любое число, заключённое между А и В, пересечёт график функции по крайней мере в одной точке. Абсцисса точки пересечения и будет тем значением , при котором .

Таким образом, непрерывная функция, переходя от одного своего значения к другому, обязательно проходит через все промежуточные значения. В частности,

Следствие. Если функция  непрерывна на некотором интервале и принимает наибольшее и наименьшее значения, то на этом интервале она принимает по крайней мере один раз любое значение, заключённое между её наименьшим и наибольшим значениями.
Классификация точек разрыва.

Разрывы  функции

1.Точки, где функция f(x) не является непрерывной,  называются точками разрыва функции f(x).

Для классификации точек разрыва рассмотрим предел слева  и предел справа  функции f(x). Тогда  имеет место следующая классификация точек разрыва.

* Устранимый разрыв.

 Он имеет место, когда выполнено условие

.

 В данном случае достаточно изменить значение функции в точке x0, чтобы разрыва не стало.

* Разрыв первого рода (скачок).

 Разрыв первого рода (скачок) получается тогда, когда односторонние пределы  и  существуют, конечны, но не равны между собой, то есть .

* Разрыв второго рода.

 Если хотя бы один из  и  равен ¥±или не существует, то говорят, что функция f(x) имеет в точке x0 разрыв второго рода.

 Вид разрывов второго рода очень разнообразен. Пример такого разрыва приведен на рис. 2.3. На нем изображен случай, когда f(x0 – 0) конечен, а f(x0 + 0) равен +¥.
Геометрический смысл производной.

KN=Dy, MK=Dx

DMNK/tg2=Dy/Dx

вычислим предел левой и правой части:

limtga=lim(Dy/Dx) Dx®

tga=y`

a®a

При Dx®0 секущая MN®занять положение касательной в точке M(tga=y`, a®a)

Геометрический смысл производной заключается в том, что есть tgугла наклона касательной, проведенной в точке x.


Связь между непрерывностью и дифференцируемостью функции

*Если функция  f ( x ) дифференцируема в некоторой точке, то она непрерывна в этой точке. Обратное неверно:  непрерывная функция может не иметь производной.  

*С л е д с т в и е. Если функция разрывна в некоторой точке, то она не имеет производной в этой точке.

П р и м е р .

Функция  y = | x | ( рис.3 )  всюду непрерывна, но она не имеет производной при  x = 0, так как в этой точке не существует касательной к графику этой функции. ( Подумайте, почему? )

 


 
Лагранжа




Отношение f(b)-f(a) / b-a  есть угловой коэффициент  секущей АВ, а величина f I(c) – угловой коэффициент касательной к кривой в точке x=c, следовательно геометрический смысл т. Лагранжа заключается в следующем: на графике y=f(x) найдется точка C(c;f(c)) в которой касательная к графику функции параллельна секущей АВ.

СЛЕДСТВИЕ:

Если, производная функции yi=0 на некотором промежутке, то ф-я постоянна на этом промежутке.

Если две ф-ии имеют равные производные на некотором промежутке, то они отличны друг друга на постоянное слагаемое.

 
Теорема Лагранжа

 Если f(x) непрерывна на [a;b], дифференцируема на (a;b), то найдется хотя бы одна точка , такая, что f(b)-f(a)=f I(c)(b-a)

*ДОКАЗАТЕЛЬСТВО:

Положим в т. Коши φ(x)=x

  

Подставим эти значения в формулу:



 

 Что и требовалось доказать.
Правило Лопиталя
Если  

То f(x) и φ(x) в некоторой окрестности содержат точку x=x0 удовлетворяющую всем условиям т. Коши.

*Предел  отношения функций равен пределу отношения их производных.



при условии, что предел правой части равенства существует.

*Правило Лопиталя применимо и в том случае когда:

Аргумент x стремится к бесконечности

*Если отношение производных f I и φi при  x стрем. к беск. Снова приводит к неопределенности вида 0/0 или ∞/∞.

При выполнении требуемых условий правило Лопиталя можно использовать повторно.
Признак возрастания и убывания функции.

Если ф-я f(x) дифференцируема на интервале (a;b) и , то эта ф-я возрастает (убывает) на интервале (a;b).

*Исследование ф-ии на возрастание и убывание:

f(x)=x3-6x2-9x+1

D(f): (+∞;-∞)

f I(x)=3x2-12x+9= 3(x-3)(x-1)



f I > 0

f I

Функция убывает на (1;3)


Признаки существования экстремума

*Необходимое условие экстремума дается теоремой Ферма. Если во внутренней точке x0 функция f(x) имеет локальный экстремум, то в ней .

*Достаточное условие экстремума. Пусть в точке x0 выполнено условие . Найдем первую по порядку старшинства производную, отличную от нуля: . Тогда возможны следующие варианты.

а) n=2m – четное число. Тогда в точке x0 имеет место локальный экстремум, причем если , то в точке x0 – локальный максимум, а если , то в точке x0 – локальный минимум.

б) n=2m+1 – нечетное число. Тогда в точке x0 локального экстремума нет (это – точка перегиба).
Выпуклость и вогнутость линий точки перегиба

*Линия называется выпуклой, если она пересекается с любой своей секущей не более чем в 2х точках.

*Линия наз-ся вогнутой, если она целиком лежит по 1 сторону от касательной, проведенной в любой ее точке.

*Точка перегиба — точка, отделяющая выпуклый участок дуги от вогнутого.

*Необходимый признак выпуклости и вогнутости: если линия на интервале выпуклая, то ее 2я производная =0

*Достаточный признак: если f``(x) всюду в интервале “-”, то линия в интервале выпуклая; если f``(x)>0, то линия вогнутая

*Признаки точки перегиба: чтобы X0 была т. перегиба, чтобы у`` в этой точке = 0 и меняла знак при переходе х через х0.
Геометрический смысл дифференциала

limy=A, y=A+a

limDy/Dx=y`, Dy/Dx=y`+a, Dy=y`Dx+aDx

Dx®

Dy=y`Dx+e, где e-б.м.в., величина более высокого порядка малости,, чем Dx(a), и ее можно отбросить.

dy=y`Dx

Дифференциалом ф-ции наз. величина, пропорциональная б.м. приращению аргумента Dх и отличающаяся от соответствующего приращения ф-ции на б.м.в. более высокого порядка малости, чем Dх.

Если y=x, то dy=dx=x`Dx=Dx, dx=Dx

Если y¹x, то dy=y`dx, y`=dy,dx

*Геометрический смысл: дифференциал — изменение ординаты касательной, проведенной к графику ф-ции в точке (x0,f(x0)) при изменении x0 на величину Dx



*Св-ва:
1. (U±V)`=U`±V`, то (U±V)`dx=U`dx±V`dx, d(U±V)=d(U±V)

2. (UV)`=U`V+V`U, то (UV)`dx=V`dU+U`dV

3.d(c)=c`dx=0*dx=0

4. d(U/V)`=(V`dU-U`dV)/V2.
Инвариантная форма дифференциала


Пусть y
=
f
(
x
),
x
=
g
(
t
),т.е у- сложная функция.

Тогда dy
=
f
¢
(
x
)
g
¢
(
t
)
dt
=
f
¢
(
x
)
dx.

Видно, что форма записи дифференциала dyне зависит от того, будет ли х независимой переменной или функцией какой- то другой переменной, в связи с чем эта форма записи называется инвариантной формойзаписи дифференциала.ъ

Однако, если х- независимая переменная, то

dx= Dx, но

если х зависит от t, то Dх ¹dx.

Таким образом форма записи dy= f¢(x)Dxне является инвариантной.    продолжение
--PAGE_BREAK--


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Алла кирилина неизвестный
Реферат Фінансування соціально-економічного розвитку регіону на прикладі Бабушкінського району
Реферат Черноухий амазон
Реферат Коллективное творческое дело, как средство повышения социометрического статуса и самооценки младших подростков
Реферат Особенности предупреждения краж и случаев неправомерного завладения автомобилем или иным транспортным средством (кража, угон).
Реферат Разработка фирменного стиля и дизайна интерьера для ресторана Акрополь
Реферат Трудовое учение Адама Смита
Реферат Определение влияния ассортиментных сдвигов на себестоимость продукции
Реферат А. В. Степанова (г. Апатиты, Мурманская область) Важным ресурсом, обеспечивающим процесс воспроизводства на микроуровне, являются текущие активы предприятий. Состояние оборотных средств хозяйствующих субъектов оказыв
Реферат Компьютерное воздействие на человека
Реферат Листинг в системе биржевой торговли, котировки ценных бумаг и биржевые индексы 2
Реферат Основы деятельности коммерческих банков
Реферат Романы-метафоры (по произведениям «И дольше века длится день» и «Плаха» )
Реферат The Moonlight Sonata In Resident Evil Essay
Реферат Sadistic People Suck Essay Research Paper Your