Алгебра и начала анализа.
|
1. Линейная функция y = ax + b, её свойства
и график.
|
Ответ |
2. Квадратичная функция y = ax2
+ bx + c, её свойства и график.
|
Ответ |
3. Функция y =
k/x, её свойства и график, график дробно-линейной функции (на конкретном
приме-ре).
|
Ответ |
4.
Показательная функция y = ax, её свойства и график.
|
Ответ |
5.
Логарифмическая функция y = logax, её свойства и график.
|
Ответ |
6. Функция y =
sin(x), её свойства и график.
|
Ответ |
7. Функция y =
cos(x), её свойства и график.
|
Ответ |
8. Функция y =
tg(x), её свойства и график.
|
Ответ |
9. Функция y =
ctg(x), её свойства и график.
|
Ответ |
10.
Арифметическая прогрессия, сумма первых n членов арифметической прогрессии.
|
Ответ |
11.
Геометрическая прогрессия, сумма первых n членов геометрической прогрессии.
Сумма бесконечно убывающей геометрической прогрессии.
|
Ответ |
12. Решение
уравнения sin(x) = a, неравенств sin(x) > a, sin(x) < a.
|
Ответ |
13. Решение
уравнения cos(x) = a, неравенств cos(x) > a, cos(x) < a.
|
Ответ |
14. Решение
уравнения tg(x) = a, неравенств tg(x) > a, tg(x) < a.
|
Ответ |
15. Формулы
приведения (с выводом).
|
Ответ |
16. Формулы
синуса и косинуса суммы и разности двух аргументов (с доказательством).
|
Ответ |
17.
Тригонометрические функции двойного аргумента.
|
Ответ |
18.
Тригонометрические функции половинного аргумента.
|
Ответ |
19. Формулы
суммы и разности синусов, косинусов (с доказательством).
|
Ответ |
20. Вывод
формулы корней квадратного уравнения, теорема Виета.
|
Ответ |
21. Логарифм
произведения, степени, частного.
|
Ответ |
22. Понятие
производной, ее геометрический смысл и физический смысл.
|
Ответ |
23. Правила
вычисления производной.
|
Ответ |
- Функция
заданная формулой y = kx + b, где k и b - некоторые числа, называется
линейной.
- Областью
определения линейной функции служит множество R всех действительных
чисел, т.к. выражение kx + b имеет смысл при любых значениях х.
- График
линейной функции y = kx + b есть прямая. Для построения графика, очевидно,
достаточно двух точек, если k 0.
- Коэффициент
k характеризует угол, который образует прямая y = kx с положительным
направлением оси Ох, поэтому k называется угловым коэффициентом. Если k
> 0, то этот угол острый; если k < 0 - тупой; если k = 0, то прямая
совпадает с осью Ох.
- График
функции y = kx + b может быть постпоен с помощью параллельного переноса
графика функции y = kx.
Ответ
№2. Опр.
Квадратичной функцией называется функция, которую можно задать формулой вида y
= ax2 + bx + c, где х - независимая переменная, а, b и с - некоторые
числа, причем а 0.
Графиком квадратичной функции является парабола.
Свойства функции y = ax2(частный случай) при а > 0.
1. Если х = 0, то y = 0. График функции проходит через начало координат.
2. Если х 0,
то y > 0. График функции расположен в верхней полуплоскости.
3. График функции симметричен относительно оси Oy.
4. Функция убывает в промежутке (- ; 0] и возрастает в промежутке [0;
+ ).
5. Наименьшее значение функция принимает при х = 0. Область значений функции
[0; + ).
Свойства функции y = ax2 при а < 0.
1. Если х = 0, то y = 0. График функции проходит через начало координат.
2. Если х 0,
то y < 0. График функции расположен в нижней полуплоскости.
3. График функции симметричен относительно оси Oy.
4. Функция убывает в промежутке [0; + ) и возрастает в промежутке (- ; 0].
5. Наименьшее значение функция принимает при х = 0. Область значений функции (-
; 0].
И, так, график функции y = ax2 + bx + c есть парабола, вершиной
которой является точка (m; n), где m = , n= . Осью симметрии параболы служит
прямая х = m, параллельная оси y. При а > 0 ветви параболы направлены вверх,
при a < 0 - вниз.
Ответ 3
Если
переменная у обратно пропорциональна переменной х, то эта зависимость
выражается формулой , где - коэффициент обратной
пропорциональности.
- Область
определения функции - есть множество всех чисел,
отличных от нуля, т. е. .
- Графиком
обратной пропорциональности у=k/x является кривая, состоящая из двух
ветвей, симметричных относительно начала координат. Такая кривая
называется гиперболой. Если k>0, то ветви гиперболы расположены в I и
III координатных четвертях; если же k<.0, то во II и IV координатных
четвертях.
- Заметим,
что гипербола не имеет общих точек с осями координат, а лишь сколь угодно
близко к ним приближается.
№
4. Опр. Функция,
заданная формулой y = ax, где а - некоторое положительное число, не
равное еденице, называется показательной.
1. Функция y = ax при а>1
а) область определения - множество всех действительных чисел;
б) множество значений - множество всех положительных чисел;
в) функция возрастает;
г) при х = 0 значение функции равно 1;
д) если х > 0, то ax > 1;
е) если х < 0, то 0< ax <1;
2. Функция y = ax при 0< а <1
а) область определения - множество всех действительных чисел;
б) множество значений - множество всех положительных чисел;
в) функция убывает;
г) при х = 0 значение функции равно 1;
д) если х > 0, то 0< ax <1;
е) если х < 0, то ax > 1.
№5.Опр. Функцию, заданную
формулой y = loga x называют логарифмической функцией с основанием
а.
Свойства функции y = loga x при a>1:
а) D(f) = R+;
б) E(f) = R;
в) функция возрастает;
г) если x = 1, то loga x = 0;
д) если 0<x<1, то loga x < 0;
е) если x > 1, то loga x > 0.
Свойства функции y = loga x при 0<a<1:
а) D(f) = R+;
б) E(f) = R;
в) функция убывает;
г) если x = 1, то loga x = 0;
д) если 0 < x < 1, то loga x > 0;
е) если x > 1, то loga x < 0.
№6.
Опр.
Отношение катета прямоугольного треугольника, противолежащего острому углу, к
гипотенузе называется синусом этого угла (обозначается sin ).
- область
определения - множество всех действительных чисел;
- множество
значений - [-1; 1];
- функция
нечетная: sin(-x) = -sin(x) для всех ;
- функция
периодическая с наименьшим положительным периодом ;
- sin(x)
= 0 при x = ;
- sin(x)
> 0 для всех ;
- sin(x)
< 0 для всех ;
- функция
возрастает на ;
- функция
убывает на .
№
7.Опр.
Отношение катета прямоугольного треугольника, прилежащего к острому углу, к
гипотенузе называется косинусом этого угла (обозначается cos )
- область
определения - множество всех действительных чисел;
- множество
значений - [-1; 1];
- функция
четная: cos(-x) = cos(x) для всех ;
- функция
периодическая с наименьшим положительным периодом ;
- cos(x)
= 0 при ;
- cos(x)
> 0 для всех ;
- cos(x)
> 0 для всех ;
- функция
возрастает на ;
- функция
убывает на
№8.Опр. Отношение катета,
противолежащего острому углу прямоугольного треугольника, к катету, прилежащему
к этому углу, называется тангенсом (обозначается tg ).
- область
определения - множество всех действительных чисел, кроме чисел вида;
- множество
значений - вся числовая прямая;
- функция
нечетная: tg(-x) = -tg(x) для всех х из области определения;
- функция
периодическая с наименьшим положительным периодом ;
- tg(x)
= 0 при х = ;
- tg(x)
> 0
для всех ;
- tg(x)
< 0 для всех ;
- функция
возрастает на .
№9.Опр. Отношение катета,
прилежащего острому углу прямоугольного треугольника, к катету, противолежащему
к этому углу, называется котангенсом (обозначается ctg )
- область
определения - множество всех действительных чисел, кроме чисел вида ;
- множество
значений - вся числовая прямая;
- функция
нечетная: ctg(-x) = -ctg(x) для всех х из области определения;
- функция
периодическая с наименьшим положительным периодом ;
- ctg(x)
= 0 при x = ;
- ctg(x)
> 0 для всех ;
- ctg(x)
< 0 для всех ;
- функция
убывает на .
Ответ № 10
- Числовая
последовательность, каждый член которой, начиная со второго, равен
предшествующему члену, сложенному с одним и тем же числом, называется
арифметической прогрессией.
- Из
определения арифметической прогрессии следует, что разность между любым ее
членом и ему предшествующим равна одному и тому же числу, т. е. а2
- а1 = а3 - а2 = ... = ak - ak-1
= ... . Это число называется разностью арифметической прогрессии и обычно
обозначается буквой d.
- Для
того чтобы задать арифметическую прогрессию (аn), достаточно
знать ее первый член а1 и разность d.
- Если
разность арифметической прогрессии - положительное число, то такая
прогрессия является возрастающей; если отрицательное число, то убывающей.
Если разность арифметической прогрессии равна нулю, то все ее члены равны
между собой и прогрессия является постоянной последовательностью.
- Характеристическое
свойство арифметической прогрессии. Последовательность (аn) является
арифметической прогрессией тогда и только тогда, когда любой ее член,
начиная со второго, является средним арифметическим предшествующего и
последующего членов, т. е. (1)
- Формула
n-го члена арифметической прогрессии имеет вид: an = a1
+ d(n-1). (2)
- Формула
суммы n первых членов арифметической прогрессии имеет вид: (3)
- Если
в формулу (3) подставить вместо аn его выражение по формуле
(2), то получим соотношение
- Из
определения разности арифметической прогрессии следует, что a1
+ an = a2 + an-1 = ..., т. е. сумма
членов, равноудаленных от концов прогрессии, есть величина постоянная.
Ответ № 11
- Числовая
последовательность, первый член которой отличен от нуля, а каждый член,
начиная со второго, равен предшествующему члену, умноженному на одно и то
же не равное нулю число, называется геометрической прогрессией.
- Из
определения геометрической прогрессии следует, что отношение любого ее
члена к предшествующему равно одному и тому же числу, т. е. b2:b1
= b3:b2 = ... = bn:bn-1
= bn+1:bn = ... . Это число
называется знаменателем геометрической прогрессии и обычно обозначается
буквой q.
- Для
того, чтобы задать геометрическую прогрессию (bn),
достаточно знать ее первый член b1 и знаменатель q.
- Если
q > 0 (), то прогрессия является
монотонной последовательностью. Пусть, например, b1= -2,
q = 3, тогда геометрическая прогрессия -2, -6, -18, ... есть
монотонно убывающая последовательность. Если q = 1, то все члены
прогрессии равны между собой. В этом случае прогрессия является постоянной
последовательностью.
- Характеристическое
свойство геометрической прогрессии. Последовательность (bn)
является геометрической прогрессией тогда и только тогда, когда каждый ее
член, начиная со второго, есть среднее геометрическое соседних с ним
членов, т. е. (1)
- Формула
n-го члена геометрической прогрессии имеет вид: (2)
- Формула
суммы п первых членов геометрической прогрессии имеет вид: , (3)
- Если
в формулу (3) подставить вместо bn его выражение по формуле
(2), то получится соот-ношение. , (4)
- Из
определения знаменателя геометрической прогрессии следует, что b1bn
= b2bn-1 = …, т.е. произведение членов,
равноотстоящих от концов прогрессии, есть величина постоянная.
Сумма бесконечной геометрической
прогрессии при
- Пусть
(xn) - геометрическая прогрессия со знаменателем q, где и . Суммой
бесконечной геометрической прогрессии, знаменатель которой удовлетворяет
условию , называется предел суммы n
первых ее членов при .
- Обозначим
сумму бесконечной геометрической прогрессии через S. Тогда верна
формула .
№ 12
Решение тригонометрических уравнений вида sin(x)
= a
- формула
для корней уравнения sin(x) = a, где , имеет вид:
Частные случаи:
- sin(x)
= 0, x =
- sin(x)
= 1, x =
- sin(x)
= -1, x =
- формула
для корней уравнения sin2(x) = a, где , имеет вид: x=
Решение тригонометрических неравенств
вида sin(x) > a, sin(x) < a
- Неравенства,
содержащие переменную только под знаком тригонометрической функции,
называются тригонометрическими.
- При
решении тригонометрических неравенств используют свойство монотонности
триго-нометрических функций, а также промежутки их знакопостоянства.
- Для
решения простейших тригонометрических неравенств вида sin(x) > a
(sin(x) < а) используют единичную окружность или график функции y =
sin(x).
sin(x) = 0 если х = ;
sin(x) = -1, если x = >;
sin(x) > 0, если ;
sin(x) < 0, если .
Ответ № 13
Решение тригонометрического уравнения
cos(x) = a
- Формула
для корней уравнения cos(x) = a, где , имеет вид: .
- Частные
случаи:
cos(x) = 1, x = ;
cos(x) = 0, ;
cos(x) = -1, x =
- Формула
для корней уравнения cos2(x) = a, где , имеет вид: .
Решение тригонометрических неравенств
вида cos(x) > a, cos(x) < a
- Для
решения простейших тригонометрических неравенств вида cos(x) > a,
cos(x) < a используют единичную окружность или график функции y =
cos(x);
- Важным
моментом является знание, что:
cos(x) = 0, если ;
cos(x) = -1, если x = ;
cos(x) = 1, если x = ;
cos(x) > 0, если ;
cos(x) > 0, если .
№
14
Решение тригонометрического уравнения
tg(x) = a
- Формула
для корней уравнения tg(x) = a имеет вид: .
- Частные
случаи:
tg(x) = 0, x = ;
tg(x) = 1, ;
tg(x) = -1, .
- Формула
для корней уравнения tg2(x) = a, где , имеет вид:
Решение тригонометрических неравенств
вида tg(x) > a, tg(x) < a
- Для
решения простейших тригонометрических неравенств вида tg(x) > a, tg(x)
< a используют единичную окружность или график функции y = tg(x).
- Важно
знать, что:
tg(x) > 0, если ;
tg(x) < 0, если ;
Тангенс не существует, если .
№ 15
- Формулами
приведения называются соотношения, с помощью которых значения
тригонометрических функций аргументов , , , , выражаются через значения
sin ,
cos ,
tg и
ctg .
- Все
формулы приведения можно свести в следующую таблицу:
Функция
|
Аргумент
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin
|
cos
|
cos
|
sin
|
-sin
|
-cos
|
-cos
|
-sin
|
sin
|
cos
|
sin
|
-sin
|
-cos
|
-cos
|
-sin
|
sin
|
cos
|
cos
|
tg
|
ctg
|
-ctg
|
-tg
|
tg
|
ctg
|
-ctg
|
-tg
|
tg
|
ctg
|
tg
|
-tg
|
-ctg
|
ctg
|
tg
|
-tg
|
-ctg
|
ctg
|
- Для облегчения
запоминания приведенных формул нужно использовать следующие правила:
a) при переходе от функций углов , к функциям угла название функции
изменяют: синус на косинус, тангенс на котангенс и наоборот;
при переходе от функций углов , к функциям угла название функции
сохраняют;
б) считая острым углом (т. е. ), перед
функцией угла ставят такой знак, какой
имеет приводимая функ-ция углов , , .
Все
вышеприведенные формулы можно получить, пользуясь следующим правилом:
Любая тригонометрическая функция угла 90°n + по абсолютной величине равна той
же функции угла , если число n - четное, и
дополнительной функции, если число n - нечетное. При этом, если функция угла
90°n + .
положительна, когда - острый угол, то знаки обеих
функций одинаковы, если отрицательна, то различны.
№ 16
- Формулы
косинуса суммы и разности двух аргументов:
Рис.1
Рис.2
Повернем радиус ОА, равный R, около точки О на угол и на угол (рис.1). Получим
радиусы ОВ и ОС. Найдем скалярное произведение векторов и . Пусть координаты
точки В равны х1 и y1, координаты точки С равны х2
и y2. Эти же координаты имеют соответственно и векторы и . По
определению скалярного произведения векторов:
= х1х2
+ y1y2. (1)
Выразим скалярное произведение через тригонометрические
функции углов и . Из определения косинуса и
синуса следует, что
х1 = R cos , y1 = R sin , х2
= R cos , y2 = R sin .
Подставив значения х1, х2, y1, y2
в правую часть равенства (1), получим:
= R2cos cos + R2sin sin = R2(cos cos + sin sin).
С другой стороны, по теореме о скалярном произведении векторовимеем:
= cos BOC = R2cos
BOC.
Угол ВОС между векторами и может быть равен - (рис.1), - ( - ) (рис.2)
либо может отличаться от этих значений на целое число оборотов. В любом из
этих случаев cos BOC = cos ( - ). Поэтому
= R2
cos ( -
).
Т.к. равно также R2(cos cos +
sin sin), то
cos( - ) =
cos cos +
sin sin.
cos( + ) =
cos( - (-)) =
cos
cos(-) +
sin
sin(-) =
cos cos -
sin sin.
Значит,
cos( + ) =
cos cos -
sin sin.
- Формулы
синуса суммы и разности двух аргументов:
sin( + ) = cos( /2 - ( + )) = cos((
/2 - ) - ) = cos( /2 - ) cos + sin( /2 - ) sin = sin cos + cos sin.
Значит,
sin( + ) =
sin cos +
cos sin.
sin( - ) =
sin( + (-)) =
sin
cos(-) +
cos
sin(-) =
sin cos -
cos sin.
Значит,
sin( - ) =
sin cos -
cos sin.
№ 17
Формулы двойных углов
Формулы
сложения позволяют выразить sin 2, cos 2, tg 2, ctg 2 через тригонометрические функции
угла .
Положим в формулах
sin( + ) = sin cos + cos sin ,
cos( + ) = cos cos - sin sin ,
,
.
равным . Получим
тождества:
sin 2 = 2 sin cos ;
cos 2 = cos2
- sin2
= 1 - sin2
= 2 cos2
- 1;
; .
№ 18
Формулы половинного аргумента
- Выразив
правую часть формулы cos 2 = cos2 - sin2 через одну
тригонометрическую функцию (синус или косинус), придем к соотношениям
cos 2 =
1 - sin2 , cos 2 = 2 cos2 - 1.
Если в данных соотношениях положить = /2, то получим:
cos = 1
- 2 sin2 /2, cos 2 = 2 cos2 /2 - 1. (1)
- Из
формул (1) следует, что
(2),
(3).
- Разделив
почленно равенство (2) на равенство (3), получим
(4).
- В
формулах (2), (3) и (4) знак перед радикалом зависит от того, в какой
координатной четверти находится угол /2.
- Полезно
знать следующую формулу:
.
№ 19
Формулы суммы и разности синусов,
косинусов
Сумму
и разность синусов или косинусов можно представить в виде произведения
тригонометрических функций. Формулы, на которых основано такое преобразование,
могут быть получены из формул сложения.
Чтобы представить в виде произведения сумму sin + sin , положим = x + y и = x - y и воспользуемся
формулами синуса суммы и синуса разности. Получим:
sin + sin = sin (x + y) + sin
(x - y) = sinx cosy + cosx siny + sinx cosy - cosx siny = 2sinx cosy.
Решив
теперь систему уравнений = x + y, = x - y относительно x и y,
получим х = ,
y = .
Следовательно,
sin + sin = 2 sin cos .
Аналогичным образом выводят формулы:
sin -sin = 2 cos sin ;
cos + cos = 2 cos cos ;
cos + cos = -2 sin sin .
№ 20
Чтобы
найти решение приведенного квадратного уравнения x2 + px + q
= 0, где ,
достаточно перенести свободный член в правую часть и к обеем частям равенства
прибавить .
Тогда левая часть станет полным квадратом, и мы получаем равносильное уравнение
= - q .
Оно отличается от простейшего уравнения x2 = m только внешним
видом: стоит
вместо x и - q - вместо m.
Находим = . Отсюба х = - . Эта формула
показывает, что всякое квадратное уравнение имеет два корня. Но эти корни могут
быть и мнимыми, если < q . Может также
оказаться, что оба корня квадратного уравнения равны между собой, если = q .
Возращаемся к обычному виду .
1. Сумма корней приведенного квадратного уравнения x2 + px + q
= 0 равна второму коэффициенту, взятому с противоположным знаком, а
произведение корней равно свободному члену, т.е. х1 + х2
= -р, а х1х2 = q .
2. Теорема, обратная теореме Виета. Если р, q, х1, х2
таковы, что х1 + х2 = -р и х1х2
= q , то х1 и х2 - корни уравнения x2 +
px + q = 0.
№
21
Опр. Логарифмом числа b
по основанию а называется показатель степени, в которую нужно возвести
основание а, чтобыполучить число b.
Формулу (где b > 0, a > 0 и a 1) называют
основным логарифмическим тождеством.
Свойства логарифмов:
- ;
- ;
- Логарифм
произведения равен сумме логарифмов сомножителей:
.
Для
доказательства воспользуемся основным логарифмическим тождеством:
x = ,
y = .
Перемножим почленно эти равенства, получаем:
xy = = .
Следовательно, по определению логарифма (п.3) доказан.
- Логарифм
частного равен логарифму делимого без логарифма делителя:
.
Ход
доказательства аналогичен доказательству п.3
- Логарифм
степени равен произведению показателя степени на логарифм ее основания:
.
При
доказательстве, также необходимо воспользоваться основным логарифмическим
тождеством.
№
22
- Производной
функции f(x) в точке х0 называется предел отношения приращения функции в
точке х0 к приращению аргумента, когда последнее
стремится к нулю. Это можно записать так: .
- Из
определения производной следует, что функция может иметь производную в
точке х0 только в том случае, если она определена в некоторой
окрестности точки х0, включая эту точку.
- Необходимым
условием существования производной функции в данной точке является
непрерывность функции в этой точке.
- Существование
производной функции f в точке х0 эквивалентно существованию
(невертикальной) касательной в точке (х0 ; f(х0))
графика, при этом угловой коэффициент касательной равен . В этом
состоит геометрический смысл производной.
- Механический
смысл производной f '(x) функции у = f(x) - это скорость изменения функции
в точке х. Поэтому при решении прикладных задач следует помнить, что какой
бы процесс ни описывался изучаемой функцией у = f(x) производную с
физической точки зрения можно представить как скорость, с которой
протекает процесс.
№
23
- Производная
суммы равна сумме производных, если они существуют:
.
- Если
функция u и v дифференцируемы в точке х0 то их
производные дифференцируемы в этой точке и
.
- Если
функция u и v дифференцируемы в точке х0, а С
- постоянная, то функция Cu дифференцируема в этой точке и
.
- Если
функция u и v дифференцируемы в точке х0 и
функция v не равна нулю в этой точке, то частное двух функций тоже
дифференцируемо в точке х0 и
.
Алгебра и начала анализа.
1. Линейная функция y = ax + b, её свойства
и график.
Ответ
2. Квадратичная функция y = ax2
+ bx + c, её свойства и график.
Ответ
3. Функция y =
k/x, её свойства и график, график