Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Математика

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
16.03.2016
Размер:
830.37 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева»

Составители

Е. В. Гутова В. М. Волков

МАТЕМАТИКА

Методические указания к контрольной работе №1

Рекомендовано учебно-методической комиссией направления 240100.62 «Химическая технология»

вкачестве электронного издания для самостоятельной работы

КЕМЕРОВО 2014

1

Рецензенты:

Фадеев Ю. А. – профессор кафедры математики Пучков С. В. – к.х.н., доцент, председатель учебно-методической

комиссии направления подготовки 240100.62 «Химическая технология»

Гутова Елена Владимировна, Волков Владимир Матвеевич.

Математика. [Электронный ресурс]: методические указания к контрольной работе №1 для студентов направления подготовки 240100.62 «Химическая технология», профили 240103.62 «Химическая технология неорганических веществ», 240106.62 «Химическая технология органических веществ», 240108.62 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов», 240111.62 «Технология и переработка полимеров», заочной формы обучения / составители: Е. В. Гутова, В. М. Волков. – Электрон. дан. – Кемерово : КузГТУ, 2014. – Систем. требования: Pentium IV; ОЗУ 8 Мб; Windows 97; мышь. ‒ Загл. с экрана.

Методические указания предназначены помочь студентам заочникам выполнить контрольные работы по дисциплине «Математика».

Методические указания содержат программу, примеры решенных заданий, контрольные работы и список литературы.

КузГТУ, 2014Гутова Е. В., Волков В. М.

составление, 2014

2

ВВЕДЕНИЕ

Контрольная работа № 1 составлена в соответствии с программой курса математики для студентов-заочников. В составлении работ и методических указаний к ним принимали участие преподаватели: В. М. Волков, Е. А. Волкова, В. А. Гоголин.

Номера задач контрольных работ студент должен выбрать по таблице «Выбор номеров контрольных задач» следующим образом:

найти строку, соответствующую первой букве фамилии;

найти столбец, соответствующий последней цифре шифра;

на пересечении найденных строки и столбца взять номера

задач контрольной работы № 1.

Контрольные работы, выполненные не по своему варианту, возвращаются непроверенными.

ПРОГРАММА 1 КУРСА (1 СЕМЕСТР)

1. Линейная алгебра 1.1. Определители второго и третьего порядка, их свойства.

Вычисление определителей разложением по строке (столбцу).

1.2.Системы линейных алгебраических уравнений.

1.3.Правило Крамера.

1.4.Метод Гаусса.

2. Векторная алгебра

2.1.Векторы. Основные понятия. Линейная зависимость векторов. Базис. Разложение вектора по базису. Координаты вектора.

2.2.Длина и направляющие косинусы вектора. Деление отрезка в данном отношении. Полярная система координат.

2.3.Скалярное произведение векторов и его свойства. Косинус угла между векторами, условие перпендикулярности двух векторов. Физический смысл скалярного произведения.

3

Выбор номеров задач контрольных работ

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А,В,

1 31 80

2 32 79

3 33 78

4 34 77

5 35 76

6 36 75

7 37 74

8 38 73

9 39 72

10 40 71

Д

110 130

100 150

101 131

120 130

91 141

110 140

111 121

100 150

101 131

120 130

 

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

Б,Ё,

11 41 70

12 42 69

13 43 68

14 44 67

15 45 66

16 46 66

17 47 64

18 48 63

19 49 62

20 50 61

З

109 129

99 149

102 132

119 129

92 142

109 139

112 122

99 149

102 132

119 129

 

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

Г,Ж,

21 51 80

22 52 79

23 53 78

24 54 77

25 55 76

26 56 75

27 57 74

28 58 79

29 59 72

30 60 71

И,Л

108 128

98 148

103 133

118 128

93 143

108 138

113 123

98 148

103 133

118 128

 

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

К

1 60 90

2 59 89

3 58 88

4 57 87

5 56 86

6 55 85

7 54 84

8 53 83

9 52 82

10 51 81

 

107 127

97 147

104 134

117 127

94 144

107 137

114 124

97 147

104 144

117 127

 

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

М,Н

11 49 70

12 48 61

13 47 62

14 46 63

15 45 64

16 44 65

17 43 66

18 50 67

19 42 68

20 41 69

106 126

96 146

105 135

116 126

95 145

106 136

115 125

96 146

105 135

116 126

 

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

П,Ы

21 31 80

22 32 71

23 33 72

24 34 73

25 35 74

26 36 75

27 37 76

28 38 77

29 39 76

30 40 79

 

105 125

95 145

106 136

115 125

96 146

105 135

116 126

95 145

106 136

115 125

 

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

С,У,

1 60 90

2 59 81

3 58 82

4 57 83

5 56 84

6 55 85

7 54 86

8 53 87

9 52 88

10 51 89

Е

104 124

94 144

107 137

114 124

97 147

104 134

117 127

94 144

107 137

114 124

 

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

4

Р,Т,

11 50 70

12 49 61

13 48 62

14 47 63

15 46 64

16 45 65

17 44 66

18 43 67

19 42 68

20 41 69

Ф

103 123

93 143

108 138

113 123

98 148

103 133

118 128

93 143

108 138

113 123

 

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

Х,Ц,

21 40 80

22 39 71

23 38 72

24 37 73

25 36 74

26 36 75

27 34 76

28 33 77

29 32 78

30 31 79

Ш

102 122

92 142

109 139

112 122

99 149

102 132

119 129

92 142

108 139

112 122

 

178

179

180

151

152

153

154

155

156

157

Ч,Щ

1 51 90

2 52 81

3 53 82

4 54 83

5 55 84

6 56 85

7 57 86

8 58 87

9 59 88

10 60 89

,Э,

101 121

91 141

110 140

111 121

100 150

101 131

120 130

91 141

110 140

111 121

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

3

2.4.Векторное произведение векторов и его свойства. Физический и геометрический смысл векторного произведения. Условие коллинеарности векторов.

2.5.Смешанное произведение векторов, его геометрический смысл. Условие компланарности трёх векторов.

3. Аналитическая геометрия

3.1.Общее уравнение плоскости. Уравнение плоскости, проходящей через данную точку перпендикулярно заданному вектору. Уравнение плоскости, проходящей через три данные точки. Угол между плоскостями.

3.2.Уравнения прямой на плоскости и в пространстве. Общие уравнения прямой. Канонические и параметрические уравнения прямой. Уравнения прямой, проходящей через две точки. Угол между прямыми. Угол между прямой и плоскостью.

3.3.Канонические уравнения окружности, эллипса, гиперболы и параболы. Приведение к каноническому виду уравнения кривой второго порядка, не содержащего слагаемого с произведением координат.

4. Введение в математический анализ

4.1.Понятие функции, область её определения, способы задания. Основные характеристики функции: чётность, нечётность, периодичность. Сложные функции. Функции, заданные неявно и параметрически.

4.2.Предел функции в точке и на бесконечности. Односторонние пределы. Теоремы о пределах. Первый и второй замечательные пределы.

4.3.Бесконечно малые и бесконечно большие величины, их свойства, связь между ними. Эквивалентные бесконечно малые величины и их использование при вычислении пределов.

4.4.Непрерывность функции в точке. Точки разрыва и их классификация. Свойства непрерывных функций.

5. Дифференциальное исчисление функции одной перемен-

ной

5.1. Производная функции и её геометрический смысл. Уравнение касательной к графику. Дифференциал функции. Связь между дифференцируемостью функции и непрерывностью. Производные основных элементарных функций. Правила дифференцирования суммы, произведения и частного функций. Произ-

4

водная сложной и обратной функции. Производная функции заданной неявно. Логарифмическое дифференцирование.

5.2. Производные высших порядков. Теоремы о дифференцируемых функциях: правило Лопиталя; терема Ферма; теоремы Ролля, Лагранжа и Коши.

5.3. Монотонные функции. Необходимые и достаточные условия монотонности функций. Локальный экстремум функции. Необходимое условие локального экстремума. Критические точки функции. Достаточные условия существования локального экстремума.

5.4. Выпуклые и вогнутые функции, точки перегиба. Достаточные условия выпуклости и вогнутости функции. Необходимые и достаточные условия существования точки перегиба. Вертикальные и наклонные асимптоты графика функции.

5.5. Общая схема исследования функции и построения её графика.

6. Дифференциальное исчисление функции нескольких переменных

6.1. Понятие функции нескольких переменных. Область определения. Поверхности (линии) уровня функции нескольких переменных. Предел и непрерывность функции нескольких переменных.

6.2. Частные производные. Полный дифференциал, дифференцируемость функции нескольких переменных. Частные производные высших порядков. Смешанные производные. Производная по направлению, градиент. Свойства градиента. Уравнение касательной плоскости.

6.3. Локальный экстремум функции нескольких переменных. Необходимые условия существования экстремума. Критические точки. Достаточные условия существования экстремума функции двух переменных.

7. Неопределённый интеграл

7.1.Первообразная (неопределённый интеграл), её свойства. Таблица интегралов.

7.2.Непосредственное интегрирование. Интегрирование по частям и подстановкой.

7.3.Использование таблиц (справочников) неопределённых интегралов.

5

8. Определённый интеграл

8.1.Задачи, приводящиеся к понятию определённого инте-

грала.

8.2.Определённый интеграл как предел интегральных сумм.

8.3.Основные свойства определённого интеграла.

8.4.Производная интеграла по переменному верхнему пределу. Формула Ньютона-Лейбница.

9. Теория функций комплексного переменного

9.1.Комплексные числа и действия над ними.

9.2.Алгебраические действия над комплексными числами.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

При решении задач № 1 – 30 нужно использовать элементы линейной и векторной алгебры.

 

 

 

 

 

 

Пример. Показать, что векторы a

1;2;0 ; b 2;1; 1 ;

 

 

 

найти координаты вектора

c 3; 1;2 образуют базис и

 

 

 

 

 

 

e 0;4;1 в этом базисе.

 

 

 

 

 

Решение. Вычислим определитель, составленный из коор-

 

 

 

 

 

 

динат векторов a,b, c :

 

 

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

1

1

3.

 

 

0

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как определитель отличен от нуля, то векторы a,b, c

 

 

 

 

 

 

образуют базис и вектор e можно разложить в данном базисе:

 

 

 

 

 

 

e a b c .

 

Это векторное равенство равносильно системе трёх уравнений с тремя неизвестными , , :

1 2 3 02 1 1 4

0 1 2 1.

6

Решим систему по формулам Крамера. Вычислим определители

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

3

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

1

1

3;

 

 

 

2

4

1

15;

 

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

2

 

 

 

 

 

 

0

1

По формулам Крамера находим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1;

 

 

 

15

 

5;

 

 

 

 

9

3 .

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в базисе

Решение системы и есть координаты вектора e

есть:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e a 5b

3c .

 

 

 

 

 

 

0

4 9 .

1

a,b, c , то

При решении задач № 31 – 60 следует познакомиться с методами нахождения пределов функций.

Рассмотрим некоторые из них.

Пример. Найти lim

7x4 3x2 x

2

.

3x3 2x2 4

 

x

 

 

Решение. Для нахождения предела отношения двух многочленов относительно x при x каждый многочлен делят на xn , где n – наивысшая степень этих многочленов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

7x4 3x2 x 2

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

lim

x2

x3

x4

 

,

 

 

 

 

3x3 2x2 4

 

 

3 2

 

4

 

 

 

 

 

x

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x2

 

x4

 

 

так как lim

a

 

0 , где a const, n 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2 x

3

 

2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример. Найти lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Предельный переход даёт нам неопределённость

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, от которой избавляемся переводом иррациональности из

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

числителя

в

знаменатель.

Используем

формулу

 

 

 

 

 

 

 

a3 b3 a b

a2 ab b2

 

. Получим

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

2 x

3

 

2 x

 

 

 

 

2 x

 

4

x

2

 

 

 

 

 

 

2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

3

2

 

 

 

3

 

4 x

2

 

 

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x 2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

x

 

 

 

 

 

3 3 4

9

 

x

0

 

3

 

2

 

 

3

4

x

2

 

 

3

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При вычислении пределов, содержащих тригонометриче-

ские функции, для раскрытия неопределённости 0 используют

0

первый замечательный предел lim

sin x

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

x

 

 

 

 

 

 

 

Пример. Найти lim

 

cos 5x cos2

5x

.

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos 5x 1 cos 5x

 

 

cos 5x cos2

5x

 

 

0

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

x2

 

 

 

x2

Решение. x 0

 

 

 

 

 

0

x

0

 

 

 

 

5x

 

 

 

 

5x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2sin2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim cos 5x lim

2

 

1 2lim

 

 

2

 

12,5 .

 

 

x2

 

 

x2

4

 

 

x 0

x 0

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x

e

 

Второй

замечательный

предел

вида

 

lim 1

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

x

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim 1 x

 

 

 

e используют при раскрытии неопределённости ви-

x

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

да 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 3 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример. Вычислить lim

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1 4 2x

 

 

 

 

 

x 1

4

 

x 3

2x

 

 

 

 

4

 

 

 

2x

 

 

4

x 1

lim

 

 

 

 

lim

x 1

 

lim 1

 

 

 

.

 

 

 

 

x x

1

 

x

 

x

 

x 1