- •Математика
- •1 Семестр
- •Занятия 1-2. Функции. Предел. Непрерывность.
- •Справочные материалы
- •Справочные материалы Ряды Маклорена основных элементарных функций и некоторые другие разложения в ряды
- •1. Вычислите определители, используя различные способы и принимая во внимание свойства определителей:
- •Контрольные вопросы
- •2. Системы линейных уравнений
- •7.1. Основная учебная литература
- •Шипачев, в. С. Высшая математика: учебник для вузов [текст] / в. С. Шипачев. – м.: Высш. Школа, 2007. – 343 с.
- •Алексеев д. В. Конспекты по общему курсу математики: учеб. Пособие для студентов инженерно-технических специальностей [электронный ресурс] / д.В. Алексеев; гу КузГту. –Кемерово, 2008.
- •Сборник задач по математике для втузов под ред. А. В. Ефимова ч.1: линейная алгебра и основы математического анализа [текст] / м.: Наука, 1990, 461 с.
Справочные материалы Ряды Маклорена основных элементарных функций и некоторые другие разложения в ряды
-
Бином с произвольным показателем
-
Стандартная экспонента и натуральный логарифм
-
Тригонометрические, обратные тригонометрические и гиперболические функции
-
Разложение арктангенса при больших значениях переменной ;
Занятие 14. Полное исследование функции и построение графика функции
1. Провести полное исследование и построить графики функций (область определения, четность, нули функции, точки разрыва, вертикальные асимптоты, поведение при больших значениях аргумента – наклонные и горизонтальные асимптоты, локальные экстремумы, точки перегиба):
Занятие 15. Определители: вычисление, свойства. Матрицы: сложение, умножение.
1. Вычислите определители, используя различные способы и принимая во внимание свойства определителей:
1), 2) , 3), 4) , 5)
Ответы: 10, -14, -1, -14, -1
Контрольные вопросы
-
Как изменится значение второго определителя, если поменять местами первую и вторую строки?
-
Чему равно алгебраическое дополнение элемента --для второго определителя и
четвертого определителя?
-
Найдите значение пятого определителя путем разложения по третьей строке
-
Чему равен определитель, если каждый элемент третьей строки равен соответствующему элементу пятой строки, умноженному на (-3)?
-
Как изменится значение четвертого определителя ,если каждый элемент третьего столбца умножить на число 4?
2. Матрицы. Действия над матрицами. Решение матричных уравнений.
1) Над матрицами и выполнить действия
2) Какими характеристиками должны обладать матрицы, чтобы их можно было перемножить? Сформулируйте правило умножения матриц. Выполните умножение матриц:
, ,
Ответы: , ,
3) Какими свойствами обладает операция умножения матриц: коммутативность, ассоциативность, дистрибутивнось ? Применяя нужные свойства, выполните умножение матриц:
Ответ:
4) Выполнить операцию возведения в степень Ответ:
Занятие 16. Обратная матрица. Системы линейных уравнений: метод обратной матрицы, метод Крамера
1) Дайте определение обратной матрицы и условия ее существования. Для указанных матриц проверьте выполнение условий существования обратной матрицы и, если обратная матрица существует, то найдите:
, ,
Ответы: ,
2. Системы линейных уравнений
Каждую систему линейных уравнений решите тремя способами:
-
Методом обратной матрицы
-
Методом Крамера
,
Занятие 17. Системы линейных уравнений: метод Гаусса ,ранг матрицы, теорема Кронекера-Капелли
1. Каждую систему линейных уравнений решите методом Гаусса:
2. Дайте определение понятия ранг матрицы. Найдите ранг матрицы методом элементарных преобразований:
а) , б) , в) , д)
-
Для каждой из указанных ниже систем
-
методом элементарных преобразований определите ранг матрицы системы и ранг расширенной матрицы,
-
на основании теоремы Кронекера-Капелли сделайте вывод о совместности системы (определите число решений системы),
-
найдите решения системы, при этом, если решений множество, то укажите число базисных и свободных переменных
,
,
Ответы: не имеет решений, множество решений, .
Занятие 18. Векторы: линейные операции
-
По заданной паре векторов , найти декартовы координаты векторов , их длину и соответствующие единичные векторы (орты), укажите направляющие косинусы.
-
При каких значениях параметров векторы , коллинеарны?
-
Даны смежные вершины параллелограмма и точка пересечения его диагоналей . Найдите координаты двух других вершин и длины сторон. Ответ:
-
По координатам середин сторон треугольника найдите координаты его вершин и длины сторон.
Ответ:
-
Координаты вершин треугольника , , . Найти длину медианы, проведенной из вершины .
-
В трапеции отношение длин оснований , векторы диагоналей , . Выразить через векторы векторы сторон трапеции. Ответ: и т.д.
-
Найти координаты вектора относительно косоугольного базиса , , . Чему равны углы между векторами базиса?
-
Найти координаты вектора относительно косоугольного базиса , . Ответ:
Занятия 19. Векторы: скалярное произведение
-
При каких значениях векторы и ортогональны?
-
Найти угол при вершине в треугольнике с вершинами , , . Ответ:
-
Векторы образуют ортонормированный базис. Найти , если известны и .
-
Найдите длины диагоналей параллелограмма, построенного на векторах , если , .
Ответ:
-
Найдите проекцию , если . Ответ:
Занятия 20. Векторы: векторное и смешанное произведения
-
Найдите площадь параллелограмма, диагоналями которого служат векторы , где - единичные векторы под углом 45 градусов. Ответ:
-
Найти , если . Ответ:
-
Координаты вершин треугольника , , . Найти площадь треугольника и длину его высоты, опущенной из вершины .
-
В точке приложена равнодействующая сил . Найдите вектор момента равнодействующей этих сил относительно точки . Ответ:
-
Определить, лежат ли точки в одной плоскости?
-
Найдите объем тетраэдра с вершинами . Ответ:
-
При каких значениях параметра векторы компланарны?
-
Координаты вершин тетраэдра , , , а его объем равен 5. Найти значение неизвестной координаты.
Занятие 21. Прямая и плоскость в пространстве
1. Указать особенности в расположении плоскостей и схематично их построить:
а) 3Х–Z=0; б) 2Х=0; с) 2Х–6=0; д) Х–2У=0; е) Х–2У–2=0;
ж) 2Х+Z–2=0; з) 2Х+3У+2Z–6=0;
2. Составьте уравнение плоскости, проходящей через:
а) М(1; -1; 2) параллельно плоскости ОХУ;
б) М(4; -1; 2) и ось ОХ;
в) М1(7; 2; -3); М2(5; 6; -4) параллельно ОХ;
г) М1(1; -1; 2); М2(3; 0; -3) параллельно ;
д) М1(1; -3; 2); М2(5; 1; -4); С(2; 0; 3)
Найдите расстояние от М0(1; 0; -2) до найденной плоскости
е) М0(-2; 7; 3) параллельно плоскости Х–4У+5Z–1=0
ж) М0(3; 4; 0) перпендикулярно плоскостям
Х+У+5Z–9=0; 2Х+У+2Z+1=0;
3. Найти углы, образованные нормалью с координатными осями и найти расстояние плоскости от начала координат:
а) ; б) ;
4. Покажите, что плоскости параллельны и найдите расстояние между ними:
2Х–3У+6Z–14=0
4Х–6У+12Z+21=0;
5. Найдите угол между плоскостями:
Х–3У+6Z–14=0
2Х–У+Z=0.
6. Напишите уравнение прямой, проходящей:
а) М1(2; 1; 3); М2(3; 0; 1);
б) М0(3; 1; 0) ;
в) М0(3; 1; 0) плоскости 4Х+3У–Z=0;
7. Найдите точку М(Х; У; Z), симметричную М(1; 5; 2) относительно
плоскости 2Х–У–Z+11=0
8. Запишите канонические и параметрические уравнения прямой:
Ответы: Задача 2 б) 2У+Z=0; в) У+4Z+10=0; г) Х–2У–3=0; д) 11Х–5У+4Z–34 = 0; ; ж) 3Х–8У+Z+23=0; |
4.; 7. M`(-3;7;4); |
|
8. ; |
|
|
|
|
Занятие 22. Прямая линия на плоскости
1. Написать уравнения прямой линии на плоскости: а) проходящей через произвольную точку под углом к оси ординат; б) проходящей через произвольную точку параллельно прямой ;
в) проходящей через произвольную точку перпендикулярно прямой ;
г) пересекающей координатные оси в точках .
д) проходящей через начало координат и точку пересечения прямых .
2. В треугольнике с вершинами напишите уравнения сторон, высоты и медианы
3. По координатам смежных вершин и точки пересечения диагоналей напишите уравнения сторон параллелограмма
4. Найдите точку, симметричную точке относительно прямой . Ответ:
5.Перепишите уравнение прямой линии в нормальном виде. Найдите направляющие косинусы нормали к прямой и расстояние от начала координат до прямой.
6.Покажите, что прямые линии параллельны и найдите расстояние между ними. Ответ: 3
Занятие 23. Кривые второго порядка
-
Уравнение описывает окружность радиуса 5 с центром в точке . Определить все коэффициенты этого уравнения.
-
Постройте кривые и укажите их основные характеристики
; ;
-
Установите, какие линии определяются уравнениями и схематично постройте эти линии:
-
Составьте уравнение окружности , которая имеет центр на прямой и касается прямых .
Ответ:
Занятие 24. Контрольная работа «Векторная алгебра и аналитическая геометрия»
Занятие 25. Частные производные первого порядка. Градиент. Производная по направлению.
-
Найдите и схематично постройте область определения функции, дайте её характеристику (связность, замкнутость, ограниченность):
а) б) в)
г) д)
-
Найдите уравнение линии уровня (или поверхности уровня) для указанных функций, проходящих через заданные точки. Постройте линию уровня на чертеже вместе с областью определения:
а) б)
г) при условии
-
Для указанных функций найти частные производные первого порядка;
Записать полный дифференциал первого порядка.
а) б)
в) г) д)
е) ж) з)
и) к)
-
Найдите производную указанной функции по данному направлению в точке М0:
а) если
б) по направлению
-
Найдите градиент функции в указанной точке:
а)
б)
в)
-
Найти нормаль к поверхности и написать уравнение касательной плоскости для указанной функции, в указанной точке:
а) в точках пересечения с прямой Х=У=2;
б)
Занятие 26. Локальные экстремумы функции двух переменных
1. Исследуйте функцию на локальный экстремум:
-
а)
в)
б)
2. Исследуйте функцию на условный экстремум:
Z=6–5X–4У; (Х,У)=Х2-У2–9=0; L=6–5Х–4У+(Х2-У2–9)
3. Найдите наименьшее m и наибольшее М значения функции в замкнутой ограниченной области:
-
f=X2+У2–ХУ–Х–У, G: Х+У3, Х0, У0
Ответы: Задача 1: а) (-2;0) – минимум;
б) (4;4); (-4;-4) – минимумы; в) г) (1;-1;3) – минимум.
Задача 2.(5;-4); – max
(-5;4); –min
.
Задача 3. M=6; m=-1;