Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Теорія кривих 6.11.2011.doc
Скачиваний:
193
Добавлен:
11.02.2016
Размер:
4.33 Mб
Скачать

1.3. Границя вектор-функції

Нехай вектор-функція визначена в деякому околі точки, крім, можливо, самої точки.Сталий векторназиваєтьсяграницею вектор-функції при, якщо різниця між ними є нескінченно малим вектором: , тобто

.

Позначення: .

Отже, кожну вектор-функцію можна подати як суму границі і нескінченно малого вектора: .

Теореми про границі

Теорема 1. Якщо границі вектор-функцій і скалярної функціїіснують, то

1. ;

2. ;

3. ;

4. ;

5. ;

6. ;

7. .

Доведемо, наприклад, властивість 4.

□ Згідно з умовою теореми й означенням границі вектор-функції маємо:

, .

Тоді

. ■

1.4. Неперервність вектор-функції

Як і для скалярної функції, можна дати декілька означень неперервної вектор-функції.

Вектор-функція називаєтьсянеперервною в точці , якщо існує її границя при , яка дорівнює значенню векторної функції в цій

точці: , тобто

.

Вектор-функція називаєтьсянеперервною в точці , якщо нескінченно малому приросту аргументу відповідає нескінченно малий приріст вектор-функції , де

.

Властивості неперервних вектор-функцій:

Теорема 2. Якщо вектор-функції і скалярна функціяf(t) визначені на множині U точок прямої і неперервні в точці , то в точціє неперервними їх сума та всі добутки:

1. ;

2. ;

3. ;

4. ;

5. .

Теорема 3. Функція неперервна в точцітоді і тільки тоді, коли скалярні функції неперервні в цій точці.

Вектор-функція називається неперервною на множині U, якщо вона неперервна в кожній точці цієї множини.

1.5. Похідна вектор-функції

Нехай , .

Нехай вектор-функція визначена в деякому околі точки.Похідною векторної функції у точці називається границя відношення приросту функції до відповідного приросту аргументу, коли приріст аргументу наближається до 0:

,

якщо ця границя існує і скінченна за модулем.

Вектор-функція , яка має похідну в точці, називається диференційовною в точці t0 .

З означення границі вектор-функції випливає, що

, де ,.

Отже, приріст диференційовної в точці вектор-функції можна подати у виді: .

Звідси випливає, що диференційовна в точці вектор-функціяє неперервною в цій точці.

Обернене твердження, взагалі кажучи, не є правильним.

Диференціалом векторної функції називається головна частина приросту векторної функції:.

Властивості диференційовних вектор-функцій:

Теорема 4. Нехай векторні функції ,, та скалярна функція f(t) визначені на та диференційовні в точці . Тоді в цій точці диференційовні сума та всі можливі добутки їх, причому:

1. ;

2. ;

3. ;

4. ;

5. ;

6. ;

7. ;

8. .

Для прикладу наведемо доведення твердження 4.

□ Позначимо , тоді

;

.

Скориставшись неперервністю вектор-функції , умовою диференційовності вектор-функцій , та теоремою 1, перейдемо до границі при в одержаному співвідношенні. В результаті матимемо:

..

З теореми 4 випливають відповідні властивості диференціалів вектор-функцій. Наприклад:

Похідною другого порядку вектор-функціїназивається похідна вектор-функції:.

Аналогічно визначаються похідні вектор-функції вищих порядків.

Регулярною вектор-функцією класу називається вектор-функція, яка на області визначення має неперервні похідні до -го порядку включно. Вектор-функція класу =1називається гладкою.

Позначення: – множина всіх векторних та скалярних функцій, які в кожній точці мають неперервні похідні до -го порядку включно.