Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

∆f = f(x₀+∆х) – f(x₀)

откуда

f(x) = f(x₀+∆х) = f(x₀) ∆f

Обратите внимание: при фиксированном x₀ приращение ∆f есть функция от ∆х.

∆f называют также приращением зависимой переменной и обозначают через ∆у для функции y = f(x).

Пример: Дан куб с ребром а. Выразим погрешность ∆V, допущенную при вычислении объема этого куба, если погрешность при измерении длины ребра равна ∆х. По определению приращения х = a + ∆x, тогда

Рассмотрим график функции y = f(x). Геометрический смысл приращений ∆х и ∆f (приращение ∆f обозначают также ∆у) можно понять, рассмотрев рисунок 80.

Прямую l, проходящую через любые две точки графика функции l, называют секущей к графику f. Угловой коэффициент k секущей, проходящей через точки (х₀; y0) и (х; у), равен .

Его удобно выразить через приращения ∆х и ∆у.

(Напомним, что угловой коэффициент прямой y = kx+b равен тангенсу угла а, который эта прямая образует с осью абсцисс.)

С помощью введенных обозначений приращений удобно также выражать среднюю скорость движения за промежуток времени [t₀;t₀+∆t]. Если точка движется по прямой и известна ее координата х(t), то

Эта формула верна и для ∆t<0 (для промежутка [t₀ + ∆t; t₀]). В самом деле, в этом случае перемещение точки равно х (t₀) — x(t₀ + ∆x); длительность промежутка времени равна —∆t, и, следовательно,

Аналогично выражение называют средней скоростью изменения функции на промежутке с концами x₀ и x₀+∆х.

Первообразная и интеграл

Вспомним пример из механики. Если в начальный момент времени t = 0 скорость тела равна 0, т. е. u (0) = 0, то при свободном падении тело к моменту времени t пройдет путь

(1)

Формула (1) была найдена Галилеем экспериментально. Дифференцированием находим скорость:

(2)

Второе дифференцирование дает ускорение:

т. е. ускорение постоянно.

Более типично для механики иное положение: известно ускорение точки a(t) (в нашем случае оно постоянно), требуется найти закон изменения скорости u (t), а также найти координату s (t). Иными словами, по заданной производной u′(t), равной a (t), надо найти u (t), а затем по производной s′(t), равной u (t), найти s (t).

Для решения таких задач служит операция интегрирования, обратная операции дифференцирования.

Определение. Функция F называется первообразной для функции f на заданном промежутке, если для всех х из этого промежутка

F'(x)=f(x).

Показательная и логарифмическая функции

1. Определение корня. С понятием квадратного корня из числа, а вы уже знакомы: это такое число, квадрат которого равен а. Аналогично определяется корень п-й степени из числа а, где п — произвольное натуральное число.

Определение. Корнем п-й степени из числа а называется такое число, п-я степень которого равна а.

Пример 1. Корень третьей степени из числа 27 равен 3, так как З³ = 27. Числа 2 и - 2 являются корнями шестой степени из числа 64, поскольку 2⁶ = 64 и (- 2)⁶ = 64.

Согласно данному определению корень п-я степени из числа а — это решение уравнения х^п = а. Число корней этого уравнения зависит от п и а. Рассмотрим функцию f (х) = х^п. Как известно, на промежутке [0; ∞) эта функция при любом п возрастает и принимает все значения из промежутка [0; ∞). По теореме о корне уравнение х^п = а для любого а [0; оо) имеет неотрицательный корень и притом только один. Его называют арифметическим корнем п-й степени из числа an обозначают

; число п называется показателем корня, а само число а — подкоренным выражением. Знак корня √ называют также радикалом.

Определение. Арифметическим корнем п-й степени из числа а называют неотрицательное число, п-я степень которого равна а.

При четных п функция f(x) = xⁿ четна. Отсюда следует, что если а>0, то уравнение х^п = а, кроме корня х₁ = , имеет также корень х₂ = -

,. Если а = 0, то корень один: х = 0; если а<0, то это уравнение корней не имеет, поскольку четная степень любого числа неотрицательна.

Итак, при четном п существуют два корня п-й степени из любого положительного числа а; корень п-й степени из числа 0 равен нулю; корней -четной степени из отрицательных чисел не существует.

При нечетных значениях п функция f(x) = xⁿ возрастает на всей числовой прямой; ее область значений — множество всех действительных чисел. Применяя теорему о корне, находим, что уравнение х^п — а имеет один корень при любом а и, в частности, при а<0. Этот корень для любого значения а (в том числе и а отрицательного) обозначают

Итак, при нечетном п существует корень п-й степени из любого числа а и притом только один.

Для корней нечетной степени справедливо равенство

В самом деле,

т.е. число — есть корень n-й степени из — а. Но такой корень при нечетном п единственный. Следовательно,

Равенство (при нечетном п) позволяет выразить корень нечетной степени из отрицательного числа через арифметический корень той же степени. Например,

.

Замечание. Для любого действительного х

Замечание. Удобно считать, что корень первой степени из числа а равен а. Как вы уже знаете, корень второй степени из числа называют квадратным корнем, а показатель 2 корня при записи опускают (например, корень квадратный из 7 обозначают просто ) Корень третьей степени называют кубическим корнем.

2. Основные свойства корней. Напомним известные вам свойства арифметических корней л-й степени.

Для любого натурального п, целого k и любых неотрицательных чисел а и b выполнены равенства:

Докажем свойство 1⁰. По определению — это такое неотрицательное число, п-я степень которого равна ab. Число

·

неотрицательно. Поэтому достаточно проверить справедливость равенства (

·

)^п=ab которое вытекает из свойств степени с натуральным показателем и определения корня n-й степени: (

·

)^п=(

)ⁿ(

)ⁿ=ab

Аналогично доказываются следующие три свойства:

Докажем теперь свойство 5⁰. Заметим, что n-я степень числа ( )^k равна a^k:

По определению арифметического корня ( )^k=

^k (так как

).

Характеристики

Список файлов реферата