математика
.pdf2.2. ȼɵɱɢɫɥɟɧɢɟ ɞɥɢɧ ɞɭɝ ɤɪɢɜɵɯ. ȼɵɱɢɫɥɟɧɢɟ ɨɛɴɟɦɨɜ
ȿɫɥɢ ɩɥɨɫɤɚɹ ɤɪɢɜɚɹ ɡɚɞɚɧɚ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟɦ y=f(x), ɝɞɟ f(x) – ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɨ ɞɢɮɮɟɪɟɧɰɢɪɭɟɦɚɹ ɮɭɧɤɰɢɹ, adxdb, ɬɨ ɞɥɢɧɚ l ɞɭɝɢ ɷɬɨɣ ɤɪɢɜɨɣ ɜɵɪɚɠɚɟɬɫɹ ɢɧɬɟɝɪɚɥɨɦ
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ȿɫɥɢ ɠɟ ɤɪɢɜɚɹ ɡɚɞɚɧɚ ɩɚɪɚɦɟɬɪɢɱɟɫɤɢɦɢ ɭɪɚɜɧɟɧɢɹɦɢ x=x(t), y=y(t) (DdtdE), |
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Ⱥɧɚɥɨɝɢɱɧɨ ɧɚɯɨɞɢɬɫɹ ɞɥɢɧɚ ɞɭɝɢ |
ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɟɧɧɨɣ ɤɪɢɜɨɣ, ɨɩɢɫɚɧɧɨɣ |
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ɩɚɪɚɦɟɬɪɢɱɟɫɤɢɦɢ ɭɪɚɜɧɟɧɢɹɦɢ: x = x(t), y = y(t), z = z(t), D d t d E |
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ȿɫɥɢ ɡɚɞɚɧɨ ɩɨɥɹɪɧɨɟ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɤɪɢɜɨɣ U = U(M), D d M d E, ɬɨ |
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ȿɫɥɢ ɩɥɨɳɚɞɶ S(x) ɫɟɱɟɧɢɹ ɬɟɥɚ ɩɥɨɫɤɨɫɬɶɸ, ɩɟɪɩɟɧɞɢɤɭɥɹɪɧɨɣ ɨɫɢ Ox, |
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ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɨɣ ɮɭɧɤɰɢɟɣ ɧɚ ɨɬɪɟɡɤɟ [a, b], ɬɨ ɨɛɴɟɦ ɬɟɥɚ ɜɵɱɢɫɥɹɟɬɫɹ ɩɨ |
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ɮɨɪɦɭɥɟ |
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Ɉɛɴɟɦ V ɬɟɥɚ, ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɧɨɝɨ ɜɪɚɳɟɧɢɟɦ ɜɨɤɪɭɝ ɨɫɢ Ox ɤɪɢɜɨɥɢɧɟɣɧɨɣ |
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ɬɪɚɩɟɰɢɢ, ɨɝɪɚɧɢɱɟɧɧɨɣ ɤɪɢɜɨɣ y=f(x), (f(x)t0), ɨɫɶɸ ɚɛɫɰɢɫɫ ɢ ɩɪɹɦɵɦɢ x=a ɢ x=b |
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(a<b), ɜɵɪɚɠɚɟɬɫɹ ɢɧɬɟɝɪɚɥɨɦ |
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ɉɪɢɦɟɪ 2.8. ȼɵɱɢɫɥɢɬɶ ɞɥɢɧɭ ɞɭɝɢ ɤɪɢɜɨɣ |
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x 3 , |
ɨɬɫɟɱɟɧɧɨɣ ɩɪɹɦɨɣ |
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(ɪɢɫ. 2.5). |
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Ɋɟɲɟɧɢɟ. Ⱦɥɢɧɚ ɞɭɝɢ ȺɈȼ ɪɚɜɧɚ ɭɞɜɨɟɧɧɨɣ ɞɥɢɧɟ ɞɭɝɢ ɈȺ. |
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3 |
|
§ |
3 |
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3 |
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9 |
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4 3 § |
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9 |
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· |
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|
§ |
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9 |
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· |
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1 § 2 ·2 |
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3 |
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x |
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§ |
3 |
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· |
|
§ |
3 |
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|
§ 3 |
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|
·3 |
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3 |
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34
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2.3. ɇɟɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɟ ɢɧɬɟɝɪɚɥɵ |
|
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|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2.3.1.ɂɧɬɟɝɪɚɥɵ ɫ ɛɟɫɤɨɧɟɱɧɵɦɢ ɩɪɟɞɟɥɚɦɢ |
ɍ |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
(ɧɟɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɟ ɢɧɬɟɝɪɚɥɵ ɩɟɪɜɨɝɨ ɪɨɞɚ) |
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||||||||||||||||||||||||
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|
|
|
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|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
ȿɫɥɢ |
ɮɭɧɤɰɢɹ |
|
|
f (x) ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɚ |
ɩɪɢ a d x f, |
|
ɬɨ ɧɟɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɦ |
||||||||||||||||||||||
ɢɧɬɟɝɪɚɥɨɦ ɩɟɪɜɨɝɨ ɪɨɞɚ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɫɥɟɞɭɸɳɢɣ ɩɪɟɞɟɥ: |
|
|
ɇ |
|
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f |
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lim |
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b |
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Ɍ |
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³ f (x)dx |
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³ f ( x)dx . |
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(2.1) |
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a |
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bo f |
a |
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ȿɫɥɢ |
ɫɭɳɟɫɬɜɭɟɬ |
ɤɨɧɟɱɧɵɣ |
|
|
ɩɪɟɞɟɥ |
|
ɜ ɩɪɚɜɨɣ ɱɚɫɬɢ ɮɨɪɦɭɥɵ (2.1), ɬɨ |
||||||||||||||||||||||
|
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|
ɣ |
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|
|
ɧɟɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɣ ɢɧɬɟɝɪɚɥ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɫɯɨɞɹɳɢɦɫɹ; ɟɫɥɢȻɠɟ ɷɬɨɬ ɩɪɟɞɟɥ ɧɟ |
||||||||||||||||||||||||||||||||
ɫɭɳɟɫɬɜɭɟɬ ɢɥɢ ɪɚɜɟɧ f, ɬɨ ɪɚɫɯɨɞɹɳɢɦɫɹ. |
|
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||||||||||||||||||||||
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ɢ |
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|
|
||||
|
|
|
Ⱥɧɚɥɨɝɢɱɧɨ ɨɩɪɟɞɟɥɹɸɬɫɹ ɧɟɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɟ ɢɧɬɟɝɪɚɥɵ |
|
|
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|||||||||||||||||||||||||
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|
|
b |
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|
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|
b |
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ɪ |
|
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³ f (x)dx |
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lim ³ f (x)dx , |
ɨ |
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||||||||||||||
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f |
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ao f |
a |
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|||||||||||
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|||||
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f |
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c |
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ɬ |
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b |
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||||||
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³ f ( x)dx |
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lim |
|
³ |
f (x)dx |
|
lim |
³ f ( x)dx . |
|
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||||||||||||||
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|
f |
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|
|
ao f a |
|
|
|
bo f c |
|
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||||||||||
|
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ɢ |
f |
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|||
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|
|
ɉɪɢɦɟɪ 2.12. ȼɵɱɢɫɥɢɬɶ |
³e 3x dx . |
|
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|
|
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|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
ɨ |
|
|
¨ |
|
0 |
|
|
|
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|
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¸ |
|
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|
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|||||
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||||||||
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|
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Ɋɟɲɟɧɢɟ. |
ɂɦɟɟɦɡ: |
|
|
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||||||||
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ɩ |
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|
|
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||
f |
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3x |
|
|
b |
|
3x |
|
|
|
§ |
|
1 |
|
3x |
|
ɜ |
· |
1 |
|
|
3b |
|
1 |
|
|
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|||||
³e |
|
dx |
lim |
³e |
|
dx |
lim ¨ |
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
¸ |
|
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lim (1 e |
|
) |
|
. |
|
|
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0 |
|
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0 |
|
|
|
|
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|
3 |
|
|
|
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0 |
¹ |
3 bo f |
|
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3 |
|
|
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ɟ |
|
|
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|
|
|
|
|
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|
f |
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|
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dx |
|
|
|
|
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|
|
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|
|
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||||||
Ɋ |
ɉɪɢɦɟɪ 2.13. ȼɵɱɢɫɥɢɬɶ |
|
|
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|
|
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||||||||||||||||
|
³ |
|
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|
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|
. |
|
|
|
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||||||||||||||||
|
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|
2 |
|
|
|
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|
|
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|
|
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|
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||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f x |
|
|
2x |
5 |
|
|
|
|
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|||||||||
Ɋɟɲɟɧɢɟ. |
|
f (x) |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
– |
|
ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɚɹ ɮɭɧɤɰɢɹ |
||||||||||||||
|
|
x2 |
2x 5 (x 1)2 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
ɧɚ (f;f) ;
35
f |
|
|
|
|
dx |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
f |
|
|
|
dx |
|
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|||||||
³ |
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³ |
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³ |
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. |
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|
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|||||||||||||
|
|
2 |
2x 5 |
|
|
2 |
2x 5 |
x |
2 |
2x 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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||||||||||||||||||||||||
f x |
|
|
f x |
|
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|
|
0 |
|
|
|
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|
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|
|
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|||||||||||||||||||||||
0 |
|
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dx |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
§ |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
a 1· |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
S |
|
|||||||||||||
³ |
|
|
|
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|
|
|
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|
lim |
|
|
³ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim |
¨ |
|
arctg |
|
|
|
|
|
arctg |
|
|
|
¸ |
|
|
|
|
arctg |
|
|
|
|
. |
|||||||||||
|
|
2 2x 5 |
|
|
|
|
|
4 (x 1)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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2 |
4 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
f x |
|
ao fa |
|
ao f© |
2 |
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 ¹ |
2 |
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
f |
|
|
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dx |
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|
b |
|
|
|
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|
dx |
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b 1 |
|
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|
S |
|
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|
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|
ɍ |
|||||||||||
³ |
|
|
|
|
|
|
blimo f ³ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
blimo f |
¨ |
|
arctg |
|
|
|
|
|
|
|
arctg |
|
¸ |
|
|
|
|
|
|
arctg |
|
|
. |
|
|
||||||||||||||||
0 |
x |
|
|
2x 5 |
|
|
0 |
|
4 |
(x 1) |
|
|
|
|
|
|
© 2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
2 ¹ |
4 |
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
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|
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ɇ |
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||||||||
|
|
|
|
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|
f |
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
S . ɂɧɬɟɝɪɚɥ ɫɯɨɞɢɬɫɹ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ɍ |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Ɍɨɝɞɚ ³ |
x |
2 |
2x 5 |
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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f |
|
2 |
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|
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Ȼ |
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||||||||||||||||
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|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.3.2. ɂɧɬɟɝɪɚɥɵ ɨɬ ɧɟɨɝɪɚɧɢɱɟɧɧɵɯ ɮɭɧɤɰɢɣ |
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
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(ɧɟɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɟ ɢɧɬɟɝɪɚɥɵ ɜɬɨɪɨɝɨ ɪɨɞɚ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
ȿɫɥɢ f (x) ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɚ |
|
|
|
|
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|
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|
|
ɣ |
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
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||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
ɩɪɢ a<x<b ɢ ɜ ɬɨɱɤɟ x=b ɧɟɨɝɪɚɧɢɱɟɧɚ, ɬɨ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ɧɟɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɦ ɢɧɬɟɝɪɚɥɨɦ ɜɬɨɪɨɝɨ ɪɨɞɚ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
b |
|
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|
b H |
|
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|
ɪ |
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ɢ |
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|||||||||||
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³ f (x)dx |
|
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lim |
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³ f (x)dx . |
ɨ |
|
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(2.2) |
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||||||||||||||||||||||
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a |
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Ho 0 |
|
a |
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ɬ |
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|
|||||||
|
|
|
|
ȿɫɥɢ ɫɭɳɟɫɬɜɭɟɬ ɤɨɧɟɱɧɵɣ ɩɪɟɞɟɥ ɜ ɩɪɚɜɨɣ ɱɚɫɬɢ ɮɨɪɦɭɥɵ (2.2), ɬɨ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ɧɟɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɣ |
|
ɢɧɬɟɝɪɚɥ |
ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ |
|
ɫɯɨɞɹɳɢɦɫɹ; ɟɫɥɢ |
ɠɟ |
|
ɷɬɨɬ |
ɩɪɟɞɟɥ ɧɟ |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ɢ |
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
|||||||
ɫɭɳɟɫɬɜɭɟɬ ɢɥɢ ɪɚɜɟɧ f, ɬɨ ɪɚɫɯɨɞɹɳɢɦɫɹ. |
|
|
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|
|
|
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b |
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ɡb |
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rf. |
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||||||||||||
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|
Ⱥɧɚɥɨɝɢɱɧɨ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɢɧɬɟɝɪɚɥ ɢ ɜ ɫɥɭɱɚɟ f (a) |
|
|
|
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|
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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³ |
ɨ |
|
³ f (x)dx . |
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(2.3) |
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f ( x)dx |
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lim |
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a |
ɩ |
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Ho 0 |
a H |
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||||||
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ȼ ɫɥɭɱɚɟ, ɤɨɝɞɚ f(c)= rf, c (a,b), ɬɨ |
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b |
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c H |
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b |
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f (x)dx |
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lim |
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³ |
f ( x)dx lim |
³ |
f (x)dx . |
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ɟ³ |
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Ho 0 |
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Go 0 |
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Ɋ |
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a |
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|
a |
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c G |
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1 |
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
||||
|
|
ɉɪɢɦɟɪ 2.14. ȼɵɱɢɫɥɢɬɶ ɢɥɢ ɭɫɬɚɧɨɜɢɬɶ ɪɚɫɯɨɞɢɦɨɫɬɶ ³ |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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0 x |
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|
36
|
|
Ɋɟɲɟɧɢɟ. |
|
f (x) |
|
|
|
1 |
– |
ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɚ ɧɚ |
(0,1], lim |
f (x) |
lim |
1 |
|
f. |
|||||||||||||
|
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x2 |
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||||||||||||||||||||||
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xo 0 |
|
xo 0 x2 |
|
||||
ɋɥɟɞɨɜɚɬɟɥɶɧɨ, |
|
|
|
1 |
dx |
|
|
– |
ɧɟɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɣ |
ɢɧɬɟɝɪɚɥ |
ɜɬɨɪɨɝɨ |
ɪɨɞɚ. |
|||||||||||||||||
|
|
|
³ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
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||||||||||||||||||||||
|
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0 x |
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|
1 dx |
|
1 |
|
1 |
1 |
|
1 |
|
1 dx |
|
§ |
|
1 |
· |
|
|
|
|
|
|
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||||||||
|
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|
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|||||||||||||||||||
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|
|
. |
|
|
|
|
|
lim ¨ 1 |
|
|
¸ |
f, ɩɨɷɬɨɦɭ, ɢɧɬɟɝɪɚɥ ɪɚɫɯɨɞɢɬɫɹ. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
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|
||||||||||||||||
³H x2 |
|
x |
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H |
|
|
|
H |
|
0³ x2 |
H o 0© |
|
H |
¹ |
|
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|
ɍ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
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|
|
|||||||||||||||||||
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|
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|
|
3. ɎɍɇɄɐɂɂ ɇȿɋɄɈɅɖɄɂɏ ɉȿɊȿɆȿɇɇɕɏ |
Ɍ |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3.1. ɉɨɧɹɬɢɟ ɮɭɧɤɰɢɢ ɧɟɫɤɨɥɶɤɢɯ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ |
|
||||||||||||||||||||
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ɇ |
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|||
|
|
ɉɭɫɬɶ D – ɩɪɨɢɡɜɨɥɶɧɨɟ ɦɧɨɠɟɫɬɜɨ ɬɨɱɟɤ n–ɦɟɪɧɨɝɨ ɚɪɢɮɦɟɬɢɱɟɫɤɨɝɨ |
|||||||||||||||||||||||||||
ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɚ. ȿɫɥɢ |
ɤɚɠɞɨɣ |
ɬɨɱɤɟ |
P(x1,x2,...,xn) D ɩɨɫɬɚɜɥɟɧɨȻ |
ɜ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɢɟ |
|||||||||||||||||||||||||
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ɣ |
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|
ɧɟɤɨɬɨɪɨɟ ɞɟɣɫɬɜɢɬɟɥɶɧɨɟ ɱɢɫɥɨ f(P)=f(x1,x2,...xn), ɬɨ ɝɨɜɨɪɹɬ, ɱɬɨ ɧɚ ɦɧɨɠɟɫɬɜɟ D ɡɚɞɚɧɚ ɱɢɫɥɨɜɚɹ ɮɭɧɤɰɢɹ f ɨɬ n ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ x1,x2,...xn. Ɇɧɨɠɟɫɬɜɨ D ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ
|
|
|
|
ɪ |
|
|
|
|
|
|
|
ɨɛɥɚɫɬɶɸ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɢɹ, ɚ ɦɧɨɠɟɫɬɜɨ E={uɢR|u=f(P), P D} – ɨɛɥɚɫɬɶɸ ɡɧɚɱɟɧɢɣ |
|||||||||||
ɮɭɧɤɰɢɢ u=f(P). |
ɨ |
|
|
|
|
|
|
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|||
|
|
|
|
|
|
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|
|
|||
|
ȼ ɱɚɫɬɧɨɦ ɫɥɭɱɚɟ, ɤɨɝɞɚ n=2, |
ɮɭɧɤɰɢɸ ɞɜɭɯ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ z=f(x,y) |
ɦɨɠɧɨ |
||||||||
|
|
|
ɬ |
|
|
|
|
|
|
|
|
ɢɡɨɛɪɚɡɢɬɶ ɝɪɚɮɢɱɟɫɤɢ. Ⱦɥɹ ɷɬɨɝɨ ɜ ɤɚɠɞɨɣ ɬɨɱɤɟ (x,y) D ɜɵɱɢɫɥɹɟɬɫɹ ɡɧɚɱɟɧɢɟ |
|||||||||||
|
|
|
ɢ |
|
|
|
|
|
|
|
|
ɮɭɧɤɰɢɢ z=f(x,y). Ɍɨɝɞɚ ɬɪɨɣɤɚ ɱɢɫɟɥ (x,y,z)=(x,y,f(x,y)) ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬ ɜ ɫɢɫɬɟɦɟ |
|||||||||||
ɤɨɨɪɞɢɧɚɬ Oxyz ɧɟɤɨɬɨɪɭɸ ɬɨɱɤɭ P. ɋɨɜɨɤɭɩɧɨɫɬɶ ɬɨɱɟɤ P(x,y,f(x,y)) ɨɛɪɚɡɭɟɬ |
|||||||||||
|
|
ɨ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ɝɪɚɮɢɤ ɮɭɧɤɰɢɢɡz=f(x,y), ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɹɸɳɢɣ ɫɨɛɨɣ ɧɟɤɨɬɨɪɭɸ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɶ ɜ |
|||||||||||
|
ɩ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɟ R3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ɟ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2. ɉɪɟɞɟɥ ɢ ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɨɫɬɶ ɮɭɧɤɰɢɢ ɧɟɫɤɨɥɶɤɢɯ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ |
|
|||||||||
|
ɑɢɫɥɨ |
Ⱥ |
ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɩɪɟɞɟɥɨɦ ɮɭɧɤɰɢɢ u=f(P) ɩɪɢ ɫɬɪɟɦɥɟɧɢɢ ɬɨɱɤɢ |
||||||||
P(x1,x2,...,xn) ɤ |
ɬɨɱɤɟ P0(a1,a2,...,an), ɟɫɥɢ ɞɥɹ ɥɸɛɨɝɨ H>0 ɫɭɳɟɫɬɜɭɟɬ ɬɚɤɨɟ |
||||||||||
G>0, ɱɬɨ |
ɢɡ |
ɭɫɥɨɜɢɹ 0 U(P , P ) |
( x a )2 |
... ( x |
n |
a |
n |
)2 G |
ɫɥɟɞɭɟɬ |
||
Ɋ |
|
|
1 |
0 |
1 1 |
|
|
|
|
| f ( x1 , x 2 ,..., x n ) A | H . ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɩɢɲɭɬ:
37
A |
|
lim |
f ( p) |
|
lim |
f (x1 , x2 ,..., xn ) . |
|
|
|||||
|
|
PoP |
|
|
|
x oa |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
0 |
|
|
|
x21 oa21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xn oan |
|
|
|
|
||
Ɏɭɧɤɰɢɹ u=f(P) ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɨɣ ɜ ɬɨɱɤɟ P0 , ɟɫɥɢ: |
ɍ |
||||||||||||
1) ɮɭɧɤɰɢɹ f(P) ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɚ ɜ ɬɨɱɤɟ P0 ; |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
||||||||||
2) ɫɭɳɟɫɬɜɭɟɬ |
lim f (P) ; |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
PoP0 |
|
|
|
|
|
|
ɇ |
||
|
|
|
|
f (P0 ) . |
|
|
|
|
|
||||
3) lim |
f (P) |
|
|
|
|
|
|
|
Ɍ |
||||
PoP0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ɏɭɧɤɰɢɹ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɨɣ ɜ ɨɛɥɚɫɬɢ, ɟɫɥɢ ɨɧɚ ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɚ ɜ ɤɚɠɞɨɣ |
|||||||||||||
ɬɨɱɤɟ ɷɬɨɣ ɨɛɥɚɫɬɢ. ȿɫɥɢ f(P) ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɚ ɜ ɧɟɤɨɬɨɪɨɣ ɨɤɪɟɫɬɧɨɫɬɢ ɬɨɱɤɢ P0 ɢ ɯɨɬɹ |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ɣ |
|
|
ɛɵ ɨɞɧɨ ɢɡ ɭɫɥɨɜɢɣ 1)–3) ɧɚɪɭɲɟɧɨ, ɬɨ ɬɨɱɤɚ |
P0 ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹȻ |
ɬɨɱɤɨɣ ɪɚɡɪɵɜɚ |
|||||||||||
ɮɭɧɤɰɢɢ f(P). Ɍɨɱɤɢ ɪɚɡɪɵɜɚ ɦɨɝɭɬ ɛɵɬɶ ɢɡɨɥɢɪɨɜɚɧɧɵɦɢ, ɨɛɪɚɡɨɜɵɜɚɬɶ ɥɢɧɢɢ |
|||||||||||||
ɪɚɡɪɵɜɚ, ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɪɚɡɪɵɜɚ ɢ ɬ. ɞ. |
|
ɢ |
|
||||||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ɪ |
|
|
||
|
|
3.3. Ⱦɢɮɮɟɪɟɧɰɢɪɨɜɚɧɢɟ ɮɭɧɤɰɢɣ ɧɟɫɤɨɥɶɤɢɯ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ɨ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.3.1. ɑɚɫɬɧɨɟ ɢ ɩɨɥɧɨɟ ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɹ ɮɭɧɤɰɢɢ |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ɬ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ɢ |
|
|
|
|
||
ɉɭɫɬɶ z=f(x,y) – ɮɭɧɤɰɢɹ ɞɜɭɯ ɧɟɡɚɜɢɫɢɦɵɯ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ ɢ D(f) – ɨɛɥɚɫɬɶ ɟɟ |
|||||||||||||
ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɢɹ. |
|
ȼɵɛɟɪɟɦ |
ɩɪɨɢɡɜɨɥɶɧɭɸ |
ɬɨɱɤɭ |
P0 x0 , y0 D( f ) |
ɢ ɞɚɞɢɦ x0 |
|||||||
ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɟ |
|
|
ɡ |
|
|
y0 |
ɧɟɢɡɦɟɧɧɵɦ. ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɮɭɧɤɰɢɹ f(x,y) |
||||||
'x , ɨɫɬɚɜɥɹɹ ɡɧɚɱɟɧɢɟ |
|||||||||||||
|
|
ɨ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
ɩɨɥɭɱɢɬ ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɟ: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ɟ |
|
|
|
|
'x z 'x f (x0 , y0 ) |
f ( x0 'x, y0 ) f ( x0 , y0 ). |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ɗɬɚɩɜɟɥɢɱɢɧɚ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɱɚɫɬɧɵɦ ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɟɦ ɮɭɧɤɰɢɢ f(x,y) ɩɨ x. |
|||||||||||||
Ⱥɧɚɥɨɝɢɱɧɨ, ɫɱɢɬɚɹ x0 ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɣ ɢ ɞɚɜɚɹ y0 ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɟ 'y , |
|||||||||||||
ɩɨɥɭɱɢɦ ɱɚɫɬɧɨɟ ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɟ ɮɭɧɤɰɢɢ z=f(x,y) ɩɨ y: |
|
||||||||||||
' z ' |
y |
f (x |
, y |
) |
f (x , y |
0 |
'y) f (x , y |
). |
|
|
|||
Ɋy |
0 |
|
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
|
|
|
38
|
ɉɨɥɧɵɦ ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɟɦ ɮɭɧɤɰɢɢ |
z |
|
f (x, y) ɜ ɬɨɱɤɟ P0 (x0 , y0 ) ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ |
|||||||||||||||||||||
ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɟ 'z , ɜɵɡɵɜɚɟɦɨɟ ɨɞɧɨɜɪɟɦɟɧɧɵɦ ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɟɦ ɨɛɟɢɯ ɧɟɡɚɜɢɫɢɦɵɯ |
|||||||||||||||||||||||||
ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ x ɢ y: |
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
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|
|
|
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|
|
|||
|
|
|
'z 'f ( x0 , y0 ) |
f (x0 |
'x, y0 |
'y) f (x0 , y0 ) . |
ɍ |
||||||||||||||||||
|
Ƚɟɨɦɟɬɪɢɱɟɫɤɢ |
ɱɚɫɬɧɵɟ |
ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɹ |
ɢ |
|
ɩɨɥɧɨɟ |
|
||||||||||||||||||
|
|
ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɟ ɮɭɧɤɰɢɢ |
|||||||||||||||||||||||
z('x z, 'y z, 'z) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ɍ |
||||
ɦɨɠɧɨ ɢɡɨɛɪɚɡɢɬɶ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɟɧɧɨ ɨɬɪɟɡɤɚɦɢ A1B1 |
,A2 B2 |
ɢ A3 B3 |
|||||||||||||||||||||||
(ɪɢɫ. 3.1). |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
ɇ |
|
||
|
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|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
Ȼ |
|
|
|||
|
|
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|
'x |
z |
|
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|
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|||
|
|
|
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|
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'z |
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Ɋ1(x0 'x, y0 ) |
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Ɋ3 (x0 'x, y0 'y) |
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ɢ |
, y0 ) |
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Ɋ2 (x0 , y0 'y) |
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ɡ |
Ɋ0 (x0 |
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Ɋɢɫ. 3.1 |
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ɨ |
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xy2 |
ɜ ɬɨɱɤɟ |
|||
|
ɉɪɢɦɟɪ 3.1. ɇɚɣɬɢ ɱɚɫɬɧɵɟ ɢ ɩɨɥɧɨɟ ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɹ ɮɭɧɤɰɢɢ z |
||||||||||||||||||||||||
P0 (1;2) , ɟɫɥɢ |
'x |
0,1; 'y |
0,2 . |
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Ɋɟɲɟɧɢɟ. ȼɵɱɢɫɥɢɦ ɡɧɚɱɟɧɢɹ |
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'x z |
f (1,1;2,0) f ( 1;2) |
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(x0 'x) y02 x0 y02 |
'xy02 |
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0,1 4 |
0,4; |
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|||||||||||||||
Ɋ |
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2 |
y2 |
2 |
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'y 'y2 |
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'ɟz f (1,0;2,2) |
f (1;2) |
x |
0 |
( y |
0 |
x |
0 |
2x |
0 |
y |
0 |
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y |
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0 |
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2 1 2 0,22 |
0,84; |
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'z |
f (1,1;2,2) f (1;2) |
(x0 'x)( y0 'y) |
|
x0 y0 |
|
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||||||||||||
1,1 2,22 1 22 |
1,324. |
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39 |
ȿɫɥɢ |
u f (x, y, z) , |
ɬɨ |
ɞɥɹ |
ɧɟɟ |
ɪɚɫɫɦɚɬɪɢɜɚɸɬɫɹ ɱɚɫɬɧɵɟ |
ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɹ |
|||||||||||||||||
'xu, 'yu, |
'zu ɢ ɩɨɥɧɨɟ ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɟ 'u . |
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3.3.2. ɑɚɫɬɧɵɟ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɵɟ |
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||||||||||||
Ɉɩɪɟɞɟɥɟɧɢɟ. ɑɚɫɬɧɨɣ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɨɣ ɮɭɧɤɰɢɢ z=f(x,y) ɩɨ ɩɟɪɟɦɟɧɧɨɣ x |
|||||||||||||||||||||||
ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɩɪɟɞɟɥ ɨɬɧɨɲɟɧɢɹ ɱɚɫɬɧɨɝɨ ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɹ ɮɭɧɤɰɢɢ 'x z |
ɤ ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɸ |
||||||||||||||||||||||
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ɍ |
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ɚɪɝɭɦɟɧɬɚ 'x , ɤɨɝɞɚ ɩɨɫɥɟɞɧɟɟ ɫɬɪɟɦɢɬɫɹ ɤ ɧɭɥɸ: |
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Ɍ |
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f (x0 'x, y0 ) f (x0 , y0 ) |
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'x |
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||||||||||
ɑɚɫɬɧɭɸ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɭɸ ɮɭɧɤɰɢɢ z |
|
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|
ɨɛɨɡɧɚɱɚɸɬ |
||||||||||||||
|
|
f (x, y) ɩɨ ɩɟɪɟɦɟɧɧɨɣ x |
|||||||||||||||||||||
ɫɢɦɜɨɥɚɦɢ |
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Ȼ |
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wz ; zcx ; wf (x, y) ; f xc(x, y). |
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wx |
ɣ |
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Ɍɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ, |
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f (x0 'x, y0 ) f (x0, y0 ) |
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lim |
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'x |
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'xo0 |
'xo0 |
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Ɉɩɪɟɞɟɥɟɧɢɟ. |
|
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|
||||
ɑɚɫɬɧɨɣ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɨɣ ɮɭɧɤɰɢɢ z=f(x,y) ɩɨ ɩɟɪɟɦɟɧɧɨɣ y |
|||||||||||||||||||||||
|
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ɬ |
|
|
|
|
|
|
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|
|
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|
|
ɤ ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɸ |
|||||
ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɩɪɟɞɟɥ ɨɬɧɨɲɟɧɢɹ ɱɚɫɬɧɨɝɨ ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɹ ɮɭɧɤɰɢɢ 'y z |
|||||||||||||||||||||||
ɚɪɝɭɦɟɧɬɚ |
|
|
ɢ |
|
|
|
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|
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'y , ɤɨɝɞɚ ɩɨɫɥɟɞɧɟɟ ɫɬɪɟɦɢɬɫɹ ɤ ɧɭɥɸ: |
|
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f ( x0 , y0 'y) f (x0, y0 ) |
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lim |
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|
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'y |
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'yo0 |
'yo0 |
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ɉɪɢɦɟɧɹɸɬɫɹɩ |
ɬɚɤɠɟ ɨɛɨɡɧɚɱɟɧɢɹ zcy , |
wf (x, y) |
|
, f yc(x, y) . |
|
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|
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wy |
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|
|
|
|
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ɟɑɚɫɬɧɵɟ ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɹ ɢ ɱɚɫɬɧɵɟ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɵɟ ɮɭɧɤɰɢɢ n ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ ɩɪɢ |
|||||||||||||||||||||||
n>2 ɨɩɪɟɞɟɥɹɸɬɫɹ ɢ ɨɛɨɡɧɚɱɚɸɬɫɹ |
|
ɚɧɚɥɨɝɢɱɧɨ. Ɍɚɤ, |
ɧɚɩɪɢɦɟɪ, |
ɩɭɫɬɶ |
|||||||||||||||||||
Ɋ |
|
|
|
– ɩɪɨɢɡɜɨɥɶɧɚɹ ɮɢɤɫɢɪɨɜɚɧɧɚɹ |
ɬɨɱɤɚ |
ɢɡ |
ɨɛɥɚɫɬɢ |
||||||||||||||||
ɬɨɱɤɚ(x1, x2 ,..., xk ,..., xn ) |
40