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

Математические формулы и методы их применения

.pdf
Скачиваний:
37
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
284.26 Кб
Скачать

Теория вероятности

Основные правила

·P (A) = mn (классический смысл вероятности);

·P(A)=1-P(A) (вероятность противоположного события);

·P(A+B) =P(A)+P(B)-P(AB) (теорема сложения событий);

éP(A)P(B| A) - зависимыесобытия;

(теорема

ум-

ножения

веро-

· P(AB) = êêP(A)P(B) -независимыесобытия;

ятностей);

ë

 

 

n

·P (A) = åP (Hi )P(A | Hi ) (полная вероятность);

 

 

 

i=1

P(Hi ) P(A| Hi )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

P (Hi | A) =

 

 

 

 

(формула Бейеса);

n

 

(H j ) P(A| H j )

 

 

 

 

 

åP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ìP(A) = p;

 

 

 

 

 

 

(биноминальный

·

Pn (m) = Cnm pmqnm,

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

закон

распределе-

 

í

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïP(A) = q = 1- p.

 

ния - Бернулли);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ì0 £ p £1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

t2

 

ï

 

=1

- p;

 

 

 

 

(локальная

формула

· Pn (m) »

 

 

 

 

e

2 ,

ïq

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

í

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лапласа);

 

 

2πnpq

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ït = m - np .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

npq

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ì

 

 

 

1

x

t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïF

(x) =

 

òe

2 dt;

· P (m1 £ m £ m2 ) » F(tm2

)- F(tm1 ),

 

ï

 

 

 

2π

0

(ин-

 

í

 

- np

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ït = m

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

npq

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

 

тегральная формула Лапласа);

 

 

 

 

 

 

·

Pn (m) »

μm

e−μ ,

 

 

ìμ = np;

 

(формула Пуассона);

 

m!

 

 

í

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

î p ® 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

(xx0 )2

ìx = M

(

x

)

;

 

 

 

 

 

 

·

ϕ (x) =

 

 

×e

 

2σ

2

ï

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, í

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(плотность вероятно-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ ×

2π

 

 

 

 

 

 

 

ïσ =

 

 

D (x).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сти для нормального закона распределения);

 

Андрей Ивашов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 40 -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

cos(α ) =

(S1× S2 )

 

(угол между прямыми);

 

 

 

| S1

|×| S2

|

→ →

·N× S = 0 (параллельность прямой и плоскости);

·

AB1 2

- A2B1 = BC1 2 - B2C1 = AC1 2 - A2C1

= 0

(параллельность

плоскостей);

 

 

 

 

·

mn1 2

- m2n1 = n1p2 -n2 p1 = m1p2 - m2 p1

= 0

(параллельность

прямых);

 

 

 

 

·mA = Bn = Cp (ортогональность прямой и плоскости);

·A1A2 + B1B2 + C1C2 = 0 (ортогональность плоскостей);

·m1m2 + n1n2 + p1p2 = 0 (ортогональность прямых).

Приложения

→ →

·Vпар. = a b c (объём параллелограмма);

1→ → →

·Vпир = 6 a b c (объём пирамиды).

Андрей Ивашов

- 21 -

Определения

 

 

 

Ряды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

åun = lim

åun (основное определение);

 

 

 

 

 

n=1

N →∞

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

å(un + ivn ) = åun + i ×åvn

 

 

(ряд в комплексной области);

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

S = lim Sn ,

 

 

 

Sn = U1 + U2 + U3 + K +U n

(сумма ряда);

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

an

 

 

 

 

ì

+ a1x + a2 x

2

+K;

(радиус сходимости по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

R = lim

 

 

 

,

ïa0

 

 

 

 

 

 

 

í

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

формуле Даламбера);

 

a

 

¹ 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

ïa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n+1

 

 

î n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

ì

+ a x + a

x

2

 

+K;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïa

 

 

(радиус сходимости по

·

R =

 

 

 

 

 

 

,

í 0

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim n

an

 

îïan

¹ 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

формуле Коши).

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разложение в степенные ряды

 

 

 

 

 

·

f (x) = f (0)+ f ¢(0)x +

 

f ¢¢(0)

x2 +K+

f (n) (0)

xn +K

(ряд

 

Маклорена);

 

2!

 

 

 

 

 

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¢¢(a) (x- a)2 +K+

f ( ) (a)(x -a)n +K

· f (x) = f (a) + f ¢(a)(x -a) + f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2!

 

 

 

 

n!

 

 

 

(ряд Тейлора).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Признаки сходимости рядов

 

 

 

 

 

 

 

Un+1

 

 

él <1 - сходится;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

lim

 

= êl >1 - расходится;

 

(признак Даламбера);

 

 

n→∞ Un

ê

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ê

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ël =1 - не применим.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

él <1 - сходится;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

lim n

 

 

= êl > 1 - расходится;

 

(признак Коши);

 

vn

 

 

 

 

n→∞

ê

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

êl = 1 - не применим.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ë

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

При v1 ³ v2

³ v3 ³ K³ 0 , limvn = 0 Þ v1 - v2 + v3 - v4 +K сходится

 

(признак Лейбница);

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

 

 

 

éÎR - сходится;

 

 

 

 

 

 

(интегральный

òU (x)dx =

ê

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для åUn

признак Коши).

 

a

 

 

 

ë±¥ - расходится.

 

a

 

Таблица разложенных в степенные ряды функций

·

 

 

1

=1+ x + x2

+K+ xn +K,

 

x

 

< 1 ;

 

 

 

 

1

- x

 

 

- 38 -

 

 

Андрей Ивашов

 

 

 

a11

a12

L a1m

 

· D =

a21

a22

L a2m

 

M

M

O

M

 

am1

am2

L

amm

m

= S aij Aij = ai1Ai1 + ai 2 Ai2 +K+ aim Aim j=1

(разложение определителя по i -той строке).

Операции над определителями

·det(A×B)= det(A)×det(B) ;

 

a11

a12

L a1m

 

λa11

a12

L a1m

 

λa11

λa12

 

 

 

· λ

a21

a22

L a2m

=

λa21

a22

L a2m

=

a21

a22

 

M

M

O M

 

M

M

O M

 

M

M

 

am1

am2 L amm

 

λam1 am2 L amm

 

am1

am2

Обратная матрица

Lλa1m

La2m .

O M

Lamm

 

1

~

 

·

A1 = det (A) AT , det (A) ¹ 0

(теорема Лапласа);

·A× A1 = A1 × A = E (метод Гаусса).

Андрей Ивашов

- 23 -

Комплексные числа

Определения

·i2 = -1 (где i - мнимая единица);

·

ìa = Rez -действительнаячасть;

(алгебраическая

z =a+bi, í

 

форма комплекс-

 

îb =Imz

- мнимаячасть.

ного числа);

·

ϕ = arg z = arctg b

, 0 £ arg z £ 2π , z ¹ 0

(аргумент ком-

 

a

 

плексного числа);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

z

= a2 + b2

(модуль комплексного числа).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ì

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïcosϕ =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

(тригономет-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

2

+ b

2

 

 

 

·

z =

 

z

 

(cosϕ + i ×sinϕ), íï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рическая форма

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

комплексного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïsinϕ =

 

 

 

 

 

 

 

 

.

числа);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

2

+ b

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ

 

ϕ

ön

 

 

(iϕ)n

(формула

·

eiϕ = cosϕ + isinϕ = limç1

+ i

 

÷

= å

 

 

 

 

 

 

Эйлера);

n

 

 

 

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ è

 

ø

 

 

n=0

 

 

 

 

 

·

z =

 

z

 

×eiϕ (показательная форма комплексного числа);

 

 

Основные свойства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

çæ z1 = a + bi =

 

z1

 

 

(cosϕ1 + i ×sinϕ1 ); ÷ö

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ç

= c + di =

z2

 

 

÷

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è z2

(cosϕ2 + i ×sinϕ2 )ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·z1 ± z2 = (a ± c) + (b ± d )i ;

·z1 × z2 = (ac - bd )+ (ad + bc)i ;

·

z1

 

= ac + bd + bc - ad i, z

2

¹ 0 ;

 

 

z2

 

 

 

 

 

 

 

c2 + d2

 

c2 + d 2

 

 

 

 

·

z1 × z2

=

 

 

 

z1

 

×

 

z2

 

×(cos(ϕ1 + ϕ2 ) + isin (ϕ1 + ϕ2 )) ;

 

 

 

 

·

z1

 

=

 

 

z1

 

 

×(cos (ϕ1 -ϕ2 )+ i sin(ϕ1 -ϕ2 )),

z2 ¹ 0 ;

 

 

 

 

z2

z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

z1n

=

 

z1

 

n ×(cos(nϕ1 )+ i sin (nϕ1 )),

z1 ¹ 0

(формула Муавра);

 

 

·

 

 

 

= n

 

 

 

 

 

 

æcosæ ϕ1

+ 2πmö + i sin æϕ1 + 2πm öö, m = 0,1,2,...,(n -1) ;

n

z

 

 

 

 

 

z

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

ç

 

 

ç

n

÷

 

ç

n

÷÷

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è

 

 

è

ø

 

è

øø

Андрей Ивашов

 

 

 

 

 

- 36 -

 

 

 

¢

 

1

 

 

¢

 

 

 

·

(arcsecu) = u ×

u

2 -1

×u

;

 

 

 

 

 

 

¢

 

 

1

 

 

 

¢

 

·

(arccosecu) = - u

× u2 -1

×u

;

 

·(sh u)¢ = ch u ×u¢ ;

·(ch u)¢ = sh u ×u¢ ;

·(th u)¢ = ch12 u ×u¢ ;

·(cth u)¢ = - sh12 u ×u¢ .

Правила дифференцирования

·(c ×u)¢ = c ×u¢ ;

·(u ± v ±... ± z)¢ = u¢ ± v¢ ±... ± z¢ ;

· (u ×v ×...× z)¢ = u¢ × v ×...× z + u × v¢ ×...× z + ...+ u × v×...× z¢ ;

·

æ u ö¢

 

u¢ ×v -u × v¢

 

 

 

 

 

ç ÷ =

 

 

v

2

;

 

 

 

 

 

è v ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

(u(v(x)))¢ = u¢ (v(x))×v¢ (x) ;

 

 

· u¢ (x) = u¢ (v)× v¢ (x),

v = ϕ (x) ;

 

 

·

u¢ (v) =

1

 

 

;

 

 

 

 

 

 

v¢ (u)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

u(n) (x) = u(n1) (x)'

(производные высших порядков);

 

n

 

 

n

 

 

 

n 1

 

n(n -1)

n 2

 

·

(uv)(

) = u(

)v

+ nu( )v¢ +

 

u(

)v¢¢ +...

2!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...+ n(n -1)...(n -k +1) u(nk )v(k) +...+uv(n) (формула Лейбница). k!

Логарифмическая производная

·u¢(x) = u(x)×(ln u (x) )¢ .

Андрей Ивашов

- 25 -

Универсальная тригонометрическая подстановка

 

ìì

 

 

 

 

 

 

2t

 

 

 

 

 

ïïsin x

=

 

 

;

 

 

 

1+ t2

 

 

 

ïï

 

 

 

 

 

1- t2

 

 

 

 

ïï

 

 

=

 

 

 

 

ï

cos x

1+ t

2 ;

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïí

 

 

 

 

 

 

2t

 

 

x

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

íïtg x =

 

 

 

 

 

;

t = tg

 

.

1-t2

2

 

ïï

 

 

 

 

 

 

 

ïï

 

 

 

 

 

1- t

2

;

 

 

 

ïïctg x =

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

2t

 

 

 

 

 

ïî

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

ïdx =

 

 

 

 

 

dt.

 

 

 

 

1

+ t

2

 

 

 

 

î

 

 

 

 

 

 

 

Метод неопределённых коэффициентов

 

 

 

 

 

 

 

·

 

a0 xm + a1xm-1 +K+ am-1x + am

º

A1

 

 

+

 

A2

 

+K+

 

An

 

(в

 

 

(x - x1 )(x - x2 )K(x - xn )

x - x1

x - x2

 

x - xn

 

случае простых вещественных корней знаменателя);

·

 

a0 xm + a1xm-1 +K+ am-1x + am º

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x - x1 )n1 (x - x2 )n2 K(x - xs )ns

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A11

 

+

A12

 

+K+

 

A1n

 

 

 

+K

 

As1

+

 

As2

 

 

+K+

 

Asn

 

 

 

 

 

 

 

(x - x1)

2

(x

- x1)

n

x

 

- xs

( x

- xs )

2

 

 

n

 

 

x - x1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x - xs ) s

 

(в случае кратных вещественных корней знаменателя);

·

 

 

 

 

 

a0xm + a1xm-1 +K+ am-1x + am

 

 

 

º

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2 + p1x + q1 )(x2 + p2 x + q2 )K(x2 + ps x + qs )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

º

 

A1x + B1

 

+

 

 

A2x + B2

 

 

+K+

 

 

As x + Bs

 

 

 

 

 

(в

 

случае

 

 

 

x2

+ p1x + q1

 

 

x2

+ p2 x + q2

 

 

 

x2 + ps x + qs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

простых комплексных корней знаменателя);

 

 

 

 

·

 

 

 

 

 

a0xm + a1xm-1 +K+ am-1x + am

 

 

 

 

 

 

 

 

º

 

 

 

 

 

 

(x2 + p1x + q1 )n1 (x2 + p2 x + q2 )n2 K(x2 + ps x + qs )ns

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A11x +B11

 

 

 

 

A1nx+B1n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

As1x+Bs1

 

 

 

 

Asnx+Bsn

 

º

 

+K+

 

+K+

 

+K+

 

 

 

x2 + p1x+q1

(x2 + p1x+q1)n1

x2 + psx+qs

(x2 + psx+qs )ns

(в случае кратных комплексных корней знаменателя).

Приложения

· S = òb (v(x)- u (x))dx (площадь криволинейной трапеции);

a

Пределы

Свойствапределов

·lim (u ± v) = lim u ± lim v ;

xx0 xx0 xx0

·lim (u ×v) = lim u × lim v ;

xx0 xx0 xx0

· lim u

 

limu

 

 

=

x®x0

,

lim v ¹ 0 ;

lim v

x®x0 v

 

 

x®x0

 

 

x®x0

 

 

·lim C = C ;

xx0

·lim (C ×u ) = C × lim u ;

xx0 xx0

·

lim(u)C = (limu)C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x®x0

 

 

 

 

x

®x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Замечательные (классические) пределы

·

lim

ln(1+ x)

= 1

Þ

lim

loga (1+ x)

=

1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

ln a

 

x®0

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

x®0

 

 

 

 

x

 

 

 

·

lim sin x = 1 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x®0

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

lim

tg x

=1 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x®0

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

lim

ax -1

= ln a

Þ

lim

ex -1

=1 ;

 

 

 

 

 

x®0

 

x

 

 

 

 

 

 

 

x®0

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

·

lim

(1+ x)a -1

= a ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x®0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

limæ1+ a ö

x

 

 

 

 

Þ

limæ1+

1 ö

a×x

 

 

Þ lim(1+ x)x = ea ;

 

= ea

= ea

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

ç

÷

 

 

 

 

 

 

 

 

ç

 

÷

 

 

 

 

x®0

 

x®¥ è

 

x ø

 

 

 

 

 

 

 

x®0 è

 

x ø

 

 

 

 

 

 

æ

2 ×4 ×6×...×(2x)

ö2

1

 

π ;

 

 

 

 

·

lim

ç

÷ ×

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x®¥

ç

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

÷

2x

2

 

 

 

 

 

 

 

è

1×3×5×...×(2x -1) ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

lim

 

 

 

 

 

 

=

 

2π ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x®¥

xx ×e- x ×

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

lim ax = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x®¥

x!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Андрей Ивашов

- 34 -

Андрей Ивашов

- 27 -

· ò

 

 

dx =

x

 

 

 

 

 

±

r2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 ± r

2

 

 

 

x2

± r2

ln

x + x2 ± r2

+ C ;

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ò

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

r2

 

æ x ö

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

 

r

 

- x

 

dx =

 

 

 

 

r

 

- x

 

+

 

arcsinç

 

 

÷ + C, r ¹ 0 ;

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è r ø

 

 

 

 

 

 

 

·

òsh xdx = ch x + C ;

 

 

 

 

 

·

òch x dx = sh x + C ;

·

òth xdx = ln

 

ch x

 

+ C ;

 

 

 

·

òcth x dx = ln

 

sh x

 

+ C ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

ò

1

 

dx = -cth x + C ;

 

 

 

·

ò

1

 

dx = th x + C .

2

x

 

 

 

2

x

 

 

sh

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ch

 

 

 

 

 

 

Основные правила

·ò(u (x) ± v(x))dx = òu (x)dx ± òv(x)dx ;

·òr ×u (x)dx = r × òu (x)dx ;

·(òu (x) dx)¢ = u(x) ;

·òuu¢((xx)) dx = ln u(x) + C ;

·

òu(x)dx = òu (ϕ (t))ϕ¢(t)dt (замена переменной);

·

ò(u ×v¢)dx = u × v - ò(u¢×v)dx

Þ

òudv = u ×v - òvdu (интег-

 

рирование по частям);

 

 

 

 

 

b

 

b

b

 

b

b

b

·

¢

 

 

Þ

 

 

 

 

 

 

ò(u ×v )dx = (u ×v)

 

a

- ò(u¢×v) dx

òudv = (u×v)

a

-òvdu

 

a

 

 

a

 

a

 

a

 

(интегрирование по частям определённого интеграла);

·

òa u (x)dx = 0 ;

 

a

·

òb u (x)dx = -òa u (x)dx ;

a b

·òb u (x)dx = U (x)ba =U (b)-U (a) (Ньютона-Лейбница);

a

· òb u (x)dx = òc u(x)dx + òb u (x)dx, a < c < b ;

a a c

Андрей Ивашов

- 32 -

Исследование графика функции

1.Область определения функции (ООФ). Симметрия графика функции (чётность, нечетность).

a b $

b ¹ 0

ctg a

$

a ¹ πn

2n

 

 

$

a ³ 0, n ÎZ

arcsin a $

-1 £ a £1

a

loga b

$

a > 0, a ¹1, b > 0

arccos a $

-1 £ a £1

tg a $

a ¹ π 2 + πn, nÎZ

 

 

 

é f (x) = f (-x) - чётная функция;

êêë f (-x) = - f (x) - нечётная функция.

2.Точки пересечения графика функции с осями коорди- нат. Знаки функции. Периодичность.

f(x) º f (x ± T ) - периодическая.

3.Найти вертикальные асимптоты.

lim f (x) = ± ¥ , a - точка разрыва II-го рода.

xa

4.Найти наклонные (горизонтальные) асимптоты.

y = kx + b, k = lim

f (x)

; b = lim

(

f

(

x

)

- kx

)

.

x

x→ ∞

x→∞

 

 

 

 

5.Найти интервалы монотонности и экстремумы функции.

f ¢(x) > 0 Þ возрастает;

f ¢(x)< 0 Þ убывает.

ïì f ¢ (x)= 0;

ïì f ¢ (x) = 0;

íï f ¢ (x - Dx)< 0; Þ min f (x); íï f ¢ (x - Dx) > 0; Þ max f (x).

ï

ï

ï f ¢ (x + Dx) > 0.

ï f ¢ (x + Dx)< 0.

î

î

6.Выпуклость и вогнутость кривой. Точки перегиба.

f ¢¢(x) > 0 Þ вогнутость; f ¢¢(x) < 0 Þ выпуклость;

ì f ¢¢(x) = 0;

ì f ¢¢(x) = 0;

íï f ¢¢(x - Dx) < 0;

íï f ¢¢(x - Dx) > 0; Þ точки перегиба.

ïî f ¢¢(x + Dx) > 0. ïî f ¢¢(x + Dx) < 0.

7.Используя полученные данные построить график функции.

Андрей Ивашов

- 29 -

Приложения...............................................................................

- 34 -

Комплексные числа........................................................................

- 36 -

Определения...............................................................................

- 36 -

Основные свойства..................................................................

- 36 -

Значения функций комплексных аргументов...............

- 37 -

Ряды.....................................................................................................

- 38 -

Определения...............................................................................

- 38 -

Разложение в степенные ряды............................................

- 38 -

Признаки сходимости рядов................................................

- 38 -

Таблица разложенных в степенные ряды функций....

- 38 -

Приложения...............................................................................

- 39 -

Теория вероятности.....................................................................

- 40 -

Основные правила....................................................................

- 40 -

Решение уравнений........................................................................

- 42 -

Квадратные уравнения.........................................................

- 42 -

Кубические уравнения............................................................

- 42 -

Степенные уравнения высших порядков.........................

- 43 -

Тригонометрические уравнения........................................

- 43 -

Частные случаи тригонометрических уравнений....

- 43 -

Логарифмические уравнения...............................................

- 44 -

Системы линейных алгебраических уравнений............

- 44 -

Дифференциальные уравнения...........................................

- 44 -

Решение неравенств......................................................................

- 46 -

Двойные неравенства............................................................

- 46 -

Степенные неравенства.......................................................

- 46 -

Логарифмические неравенства..........................................

- 46 -

Тригонометрические неравенства..................................

- 46 -

Обратные тригонометрические неравенства...........

- 47 -

Приложения.....................................................................................

- 48 -

Математические константы ...........................................

- 48 -

Математические обозначения..........................................

- 49 -

Математические функции..................................................

- 50 -

Греческий алфавит.................................................................

- 52 -

Латинский алфавит..............................................................

- 52 -

Для заметок.....................................................................................

- 53 -

Содержание......................................................................................

- 57 -

Андрей Ивашов

- 2 -

Андрей Ивашов

- 59 -

 

a

 

= a

 

 

c

 

= a

× d

= ad (приведение к общему виду);

·

b

 

 

:

 

 

c

 

 

 

 

b

 

 

d

b

c

bc

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

a

±

c

 

= ad ± bc

(сложение дробей);

 

b

 

 

d

 

 

 

 

bd

 

 

·

a

×

c

=

ac

(умножение дробей);

b

d

bd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

a

:

c

 

= ad

(деление дробей);

b

d

 

 

 

 

 

 

 

 

bc

 

 

 

 

 

 

 

c

æ 1

 

 

1 ö

 

 

c

, a ¹ b

(разложение на

·

 

 

 

 

= ç

 

+

 

 

÷

×

 

 

элементарные

(n + a)(n +b)

 

n

 

b

- a

 

è n +a

 

+b ø

 

 

дроби).

Пропорции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

a

=

c

Þ ad = cb, b ¹ 0; d ¹ 0 .

 

 

 

 

b

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формулы сокращённого умножения

·a2 - b2 = (a - b)×(a + b) ;

·(a ± b )2 = a2 ± 2ab + b2 ;

·a3 ± b3 = (a ± b )×(a2 m ab + b2 ) ;

·(a ± b)3 = a3 ± 3a2b + 3ab2 ± b3 ;

·(a + b + c)2 = a2 + b2 + c2 + 2ab + 2ac + 2bc ;

·an ± bn = (a ± b )×(an1 m an2b + ... m abn2 + bn1 ) ;

·(a ± b)n = Cn0a n ± Cn1a n1b + Cn2a n2b2 ± ...

... +Cnk ankbk ± ...+ Cnn1abn1 ±Cnnbn (бином Ньютона).

Средние значения конечного массива элементов

·

Sa

=

a1 + a2 +... + an

(среднее арифметическое значение);

 

n

 

 

 

 

 

·

Sa

= n

 

 

(среднее геометрическое значение);

a1 × a2 ×...×an

· Sa

=

 

 

 

n

 

1

+

1

+... +

1

 

 

 

 

 

 

an

 

 

a1

a2

Андрей Ивашов

(среднее гармоническое значение).

- 4 -

Содержание

Тождественные преобразования................................................

- 3 -

Свойства степеней...................................................................

 

- 3 -

Свойства арифметических корней.....................................

- 3 -

Свойства дробей.........................................................................

 

- 3 -

Пропорции....................................................................................

 

- 4 -

Формулы сокращённого умножения...................................

- 4 -

Средние значения конечного массива элементов..........

- 4 -

Свойства модулей.....................................................................

 

- 5 -

Комбинаторика................................................................................

 

- 6 -

Факториал...................................................................................

 

- 6 -

Двойной факториал..................................................................

 

- 6 -

Символ Ньютона.......................................................................

 

- 6 -

Основные законы........................................................................

 

- 7 -

Прогрессии..........................................................................................

 

- 8 -

Арифметическая прогрессия.................................................

- 8 -

Геометрическая прогрессия...................................................

- 8 -

Тригонометрия.................................................................................

 

- 9 -

Основные понятия.....................................................................

 

- 9 -

Таблица значений тригонометрических функций.......

- 9 -

Формулы приведения................................................................

 

- 9 -

Знаки тригонометрических функций................................

- 9 -

Определения...............................................................................

 

- 10 -

Связь функций одного угла...................................................

- 10 -

Формулы сложения аргументов........................................

- 11 -

Формулы кратных аргументов.........................................

- 11 -

Сложение тригонометрических функций......................

- 11 -

Произведения тригонометрических функций..............

- 12 -

Формулы понижения степени.............................................

- 12 -

Формулы половинного угла..................................................

- 13 -

Универсальная тригонометрическая подстановка..

- 13 -

Обратные тригонометрические функции....................

- 13 -

Соотношение функций углов треугольника.................

- 14 -

Формулы косоугольных треугольников..........................

- 14 -

Преобразование выражений................................................

- 14 -

Логарифмы.......................................................................................

 

- 15 -

Определение логарифма........................................................

 

- 15 -

Основные логарифмические тождества........................

- 15 -

Свойства логарифмов............................................................

 

- 15 -

Аналитическая геометрия (R2)...............................................

- 16 -

Прямая.........................................................................................

 

- 16 -

Расстояния.................................................................................

 

- 16 -

Андрей Ивашов

- 57 -

 

 

Комбинаторика

Факториал

 

n

·

n! =1×2 ×3×...×(n -1)× n = Õm, nÎ N (определение);

m=1

·0!= 1;

·(n +1)! = n!(n +1) ;

· n! »

 

 

 

æ n

ön

 

при

 

n ® ¥ (формула Стирлинга);

 

 

 

 

 

 

2π n ç

÷ ,

 

 

 

 

 

è e

ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ n

ön

 

θn

 

при 0 <θn <1 ;

 

n! =

 

 

 

e12n ,

 

 

2πn ç

÷

 

 

 

 

 

è e

ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ n ön

æ

 

1

 

1

 

139

ö

 

 

 

 

 

n!=

2πnç ÷

×

ç1+

 

+

 

-

 

+O(n4 )÷, n >3 .

12n

2

3

 

 

 

è e ø

 

è

 

 

288n

51840n

ø

Двойной факториал

·0!! =1 ;

 

n

 

·

(2n)!! = 2× 4×6 ××× 2n = Õ2m, n Î N ;

 

m=1

 

 

(2n +1)!!= 1×3×5×××(2n +

n

·

1) = Õ(2m +1), n Î N .

m=1

Символ Ньютона

·

æ n ö

=

 

 

n!

 

 

 

,

mÎ

ç

÷

 

 

 

 

 

 

 

m!(n - m)!

 

è mø

 

 

 

 

 

·

æ n ö

=

æ

n

ö

;

 

 

 

 

ç

÷

ç

 

÷

 

 

 

 

 

è mø

 

è n - m

ø

 

 

 

 

 

·

æ n ö

+

æ

n ö æ n +1ö

,

ç

÷

ç

÷

= ç

 

÷

 

è mø

 

è n - mø è

 

m ø

 

·æ nö = æ nö =1 ; çè 0÷ø çè n÷ø

·

æ n

ö

æ

n ö

= n ;

ç

÷

= ç

÷

 

è 1

ø

è n -1ø

 

·

n

æ n ö

= 2n .

 

å

ç

÷

 

 

m=0

èmø

 

 

Андрей Ивашов

N, 0 £ m £ n (определение);

1 £ m £ n ;

- 6 -

Андрей Ивашов

- 55 -

Прогрессии

Для заметок

Арифметическая прогрессия

· an = a1 + d (n -1) = an+1 - d = an1 + an+1 ;

2

·n = an - a1 +1 ; d

·Sn = a1 + an ×n = 2a1 + d (n -1) × n ;

2 2

· am + an = ap + aq, m + n = p + q .

Геометрическая прогрессия

·bn = b1 × qn1 = bnq+1 ;

· Sn

=

b1 (1- qn )

, q ¹ 1;

 

 

 

 

 

 

 

1- q

 

 

 

 

 

 

· Sn = n×b1, q =1 ;

·

b2

= b

×b

;

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

m1

m+1

 

 

 

 

 

 

· bm ×bn = bp ×bq ,

m + n = p + q ;

 

 

 

 

 

 

a1

 

 

 

 

 

 

·

S =

 

 

 

= åa1qn1 = lim Sn ,

 

q

 

<1 (сумма бесконечно убы-

 

 

 

 

 

1

- q

 

 

 

n=1

 

x→+∞

 

 

 

 

вающей геометрической прогрессии).

Андрей Ивашов

- 8 -

Андрей Ивашов

- 53 -

Определения

· tg a = cossin aa = cosecsec aa = ctg1 a ; · ctg a = cossin aa = cosecsec aa = tg1a ; · sec a = cos1 a ;

· cosec a = sin1 a ;

· sh a = ea - ea ;

2

· ch a = ea + ea ;

2

·th a = sh a = ea - ea ; ch a ea + ea

·cth a = ch a = ea + ea . sh a ea - ea

Связь функций одного угла

·sin2 a + cos2 a =1 ;

·ch2 a - sh2 a = 1 ;

·tg a ×ctg a =1 ;

·th a ×cth a =1 ;

·sin a ×coseca =1 ;

·cos a ×seca =1 ;

· 1+ tg2 a =

1

 

= sec2 a ;

cos2

a

 

 

·1+ ctg2 a = sin12 a = cosec2 a ;

·th2 a + ch12 a =1 ;

·cth2 a - sh12 a = 1 ;

arcth

cth1

Гиперболический арккотангенс (аэро-

котангенс - обратный [инверсный]

 

 

гиперболический котангенс);

amph

 

Гиперболическая амплитуда (гудер-

gd

 

маниан).

Si

 

 

 

Интегральный синус;

Ci

 

Интегральный косинус;

Ei

 

Интегральная экспонента;

li

 

Интегральный логарифм;

det

 

Детерминант (определитель);

lim

 

Предел (лимит);

arg

 

 

 

Аргумент;

grad

 

Градиент.

Андрей Ивашов

- 10 -

Андрей Ивашов

- 51 -