4836


1.Całka oznaczona Reimanna :

f. ograniczona w [a,b] {Xi}ni=1

Δ xi=xi-xi-1 długość przedziału [xi-1,xi]

dn= max Δ xi ,def. Podział a=x0<x1<…<xi-1<xi<…<xn=b {Xi}ni=1 przedział [a,b] nazywamy przedziałem normalnym, jeżeli lim dn=0

(1)def. Granicę skończone: lim n→ γn= Σni=1 f(ξi) Δ xi niezależną od wyboru p. pośrednich ξi i dla każdego ciągu podziałów przedz. [a,b], nazywamy całkę oznaczoną Reimanna.

(2) lim n→ γab f(x)dx jeżeli istnieje całka(2) oznaczona to mówimy, ze f jest całkowalna w [a,b].

Interpretacja geometryczna całki (2) niech f(x)≥0w[a,b],f(x)>0w(a,b);

D={(x,y):a≤x≤b i 0≤y≤f(x) f. ciągła

Σni=1 f(ξi) Δ xi =γn jest sumą pól prostokątów o podstawie Δ xi i wysokości f(ξi) i przybliżająca pole obszaru D (3)

(4) │D│= ab f(x)dx Pole obszaru zawartego między osią ox krzywą o równaniu y=f(x) i rzędnymi w punktach a i b tzn prostymi x=a i x=b γn= Σni=1 f(ξi) Δ xi, (1) lim n→ dn=0= ab f(x)dx

2.Twierdzewnia o istnieniu całki w xn :

(1) Funkcja f ciągła jest całkowalna w [a,b]

(2) Jeżeli funkcja f jest ograniczona w [a,b] i ma skończoną liczbę p. nieciągłości w [a,b] lub nieskończoną, ale zbiór p. nieciągłości da się pokryć sko0ńczoną liczbom odcinków o długości dowolnie małej, to funkcja f jest całkowalna w [a,b]

(3) funkcja f która nie jest ograniczona w [a,b], nie jest w nim całko.

(4) funkcję monotoniczną w [a,b] jest całkowalna

3. Twierdzenie Leibniza-Newtona:

Jeżeli funkcja f jest całkowalna w [a,b] i F jest dowolna f pierwotną funkcji f tzn. F(x)=∫f(x)dx, to abf(x)dx=F(b)-F(a)

NP: obliczyc pole obszaru D ograniczonego osia ox, krzywą y=x2+4 w przedziale [0,1]. D=o1(x2+4)dx= F(b)-F(a)

o1(x2+4)dx=│ x3/3+4x o1=1/3+4=41/3

4. Zastosowanie geometryczne całki oznaczonej:

(1) D={(x,y):a≤x≤b,0≤y≤f(x), f(x)>0, x(a,b), f ciągła w [a,b]}

D│= ab f(x)dx

(2) D={(x,y):a≤x≤b, φ(x)≤y≤ψ(x),gdzie φ(x)< ψ(x), x(a,b), φ i ψ są ciągłe}

│D│= ab[ψ(x)- φ(x)]dx

Np.: D ograniczony krzywą daną parametrem:

x= φ(t), t [α,β]

y=ψ(t)

x= acost t[0,2π], a >0

y=asint

x2+y2=a2(cos2t=sins2t)

x=x0=acost

y=y0+asint => (x-x0)2+(y-y0)2=a2

def. (1)γ nazywamy ciągłą, jezeli φ i ψ są ciągłe w [a,b]

(2) γ nazywamy łukiem zwykłym jeżeli nie ma punktów wielokrotnych tzn.  t1,t2 (α,β): t1≠t2=>(x1,y1)≠(x2,y2)

(φ(t1),ψ(t1))≠(φ(t2),ψ(t2))

(3) γ nazywamy łukiem gładkim jeżeli jest łukiem zwykłym φiψ są kl. C1 w [α,β] i [φ'(t)]2+[ψ'(t)]2>0, t(α,β)

(4) γ nazywamy krzywa gładką, jeżeli da się podzielić na skończoną liczbę łuków gładkich.

5.Tw. Jeżeli funkcje φiψ są klasy C1 w [α,β] i ψ(t)>0 w(α,β) i φ'(t)>0 w [α,β], to obszar D ograniczony osią ox, rzędnymi w punktach φ(α) i φ(β) prostymi o x= φ(α), x= φ(β) i krzywą γ ma pole dane wzorem: │D│= αβ[ψ(x)- φ'(x)]dt

Np. x=a(t-sint) t [0,2π], a>0

y=a(1-sint)

│D│= 02πa(1-cost)a(1-cost)=a2 02π(1-2cost+cos2t)= a2[t 02π -2sint02π +02π(1+cos2t)/2dt]= a2[2π+1/2t 02π+1/202π cos2t dt]=

a2[2π+π]+ a2/2*sin2t/2 02π=3π a2

6. D ograniczony krzywą daną równaniem biegunowym:

R=f(φ),φ[α,β] i promieniami r(α)=f(α), r(β)=f(β)

Δφiii-1 ; ΔSi=pole wycinka koła o promieniu r(φi) i odpowiadaΔφi

│D│=1/2 αβf2(φ) dφ

Np: r=a(1+cosφ)

φ =0=>r=2a; φ= π/2=>r=a; φ=π=>r=0; φ =3/2π=>r=a; φ=2 π=>r=2a

│D│=2*1/20πa2(1+cosφ)2dφ= a20π(1+2cosφ+cos2φ) dφ= a20π +2sinφ0π +1/20π(1+cos2φ) dφ=3π a2

7.Długość łuku krzywej gładkiej:

TW. Jeżeli φ jest łukiem gładkim i φ: φ(t) ,ψ(t); t[α,β], to ma długość wyrażoną wzorem: │φ│= αβ√ [φ'(t)]2+[ψ'(t)]2dt

8.Całka niewłaściwa, punkty osobliwe, zbierzność: Nich f jest określona w [a,b) i niech istnieje aβf(x)dx gdy a≤β<b

Def. Punkt b nazywamy p. osobliwym funkcji f, jeżeli

(1)b=∞ (2) b jest skończone, ale f jest w b nieograniczone

Def. Jeżeli istnieje granica: aβf(x)dx=(n) abf(x)dx to granicę tą nazywamy całką niewłaściwą z f w [a,b]

Niech f jest określona w (a,b] : abf(x)dx, a≤α<b

Def. Punkt a nazywamy p. osobliwym funkcji f jeżeli (1)a=-∞

(2) a jest skończone ale f jest nieograniczona w a.

Jeżeli istnieje granica: limα→a →αbf(x)dx=(n) abf(x)dx to mówimy ze całka (n) abf(x)dx jest zbierzna

Kryterium zbierzności całki niewłaściwej: Jeżeli funkcja f i F spełniają nierówność │f(x)│≤F(x) i p. b jest punktem osobliwym dla x,

f i F, to jeżeli abF(x) dx jest zbierzna to abf(x)dx jest zbierzna i to bezwzględnie.

9.Liczy zespolone: Liczbą zespoloną Z nazywamy parę uporządkowaną (a,b) gdy aR i bR

Dodawanie: Z1=(a,b), Z2=(c,d), Z1+ Z2=(a,b)+(c,d)=(a+c,b+d)

Mnożenie: Z1* Z2=(a,b)*(c,d)=(ac-bd,ad+bc)

Dla rzeczywistych:a=(a,0), c=(c,0)

a+c=(a,0)+(c,0)=(a+c,0); a*c=(a,0)*(c,0)=(ac,0)

Dwie liczby zespolone Z1=(a,b), Z2=(c,d) są równe ich poprzedniki są równe i ich następniki są równe: Z1=Z2a=c i b=d.

Liczba przeciwna do Z1=(a,b)

(a,b)=(x,y)=(0,0); (a+x,b+y)=(0,0)

a+x=0 => x=-a

b+y=0 y=-b Liczbą przeciwną do (a,b) jest (-a,-b)

Liczba odwrotna do Z=(a,b)≠(0,0)

(a,b)*(x,y)=(1,0) Liczba odwrotna

(ax-by,ay+bx)=(1,0) do Z=(a,b)≠(0,0)

ax-by=1 /*a jest równa

ay+bx=0 /*b 1/Z=( a/a2+b2 , -b/a2+b2)

x=a/a2+b2

y=-b/a2+b2

10.Postać algebraiczna l. zespolonej: Każdą liczbę zespoloną można zapisać w postaci algebraicznej: Z =(a,b)=a+ib

Z =(a,0)+(0,b)=(a,0)+(0,1)*(b,0)= a+ib

11.Liczba zespolona sprzężona: Liczbą zespoloną sprzężoną do (a,b) nazywamy l . zespoloną o części rzeczywistej równej: a i części urojonej -bi oznaczamy Ž. Ž=(a,-b)=a-ib

12.Postać trygonometryczna liczby zespolonej: Każda liczba zespolona Z=(a,b)≠(0,0) ma postać trygonometryczną:

Z=│Z │(cosφ+isinφ), gdzie

cosφ=a/√ a2+b2

sinφ= b/√a2+b2 φ- nazywamy argumentem liczby Z (ArgZ) jeżeli:0≤ φ<2π (-π≤ φ≤π) to φ nazywamy argumentem głównym l. zespolonej argZ=φ,π ArgZ=argZ+2kπ, k

13.Twierdzenie o argumencie liczby zespolonej:

Argument liczby

Jeżeli Z1≠0 i Z2≠0 to: argZ1*Z2= argZ1+ argZ2

Argument ilorazu

Jeżeli Z1≠0 i Z2≠0 to: arg Z1/Z2= argZ1- argZ2

Tw: Jeżeli Z≠0 i k, to : argZk =kargZ

14.wzór de Maivre'a:

Z=cosφ+isinφ Z≠

Zk=(cosφ+isinφ)k k

argZk =kargZ=k*φ

[cosφ+isinφ]k =cosφ+isinφ k

Jeżeli Z≠, to istnieje dokładnie n pierwiastków algebraicznych stopnia n-tego z liczby Z=│Z1│(cosφ+isinφ), czyli rozwiązania równania danych wzorem Wn=Z

Wk=n√│Z │[cos (φ+2kπ/n)+isin(φ+2kπ/n)] k=1,2,3…,n-1

W=│W│(cos φ+isinφ) W0,W1,…,Wn-1 Wk=nZ

Dwie liczby zespolone w post. tryg. są różne i ich argumenty są równe lub różnią się co najwyżej o całkowitą wielokrotność 2π

15.Macierze i Wyznaczniki:

A: (i,k)→aik R

i=1,…,n- wskaźnik wiersza

k=1,2,…,n- wskaźnik kolumny

A=[aik]mxn

A w której aik=0 nazywamy macierzą zerową 0=[0]=[aik]

Jeżeli m=n to macierz A nazywamy macierzą kwadratową stopnia n.

Dwie macierze nazywamy równymi, jeżeli mają te same wymiary i ich elementy o tych samych wskaźnikach.

A=[aik]mxn , B=[bik]mxn, aik= bik

Działania na macierzach:

U- zbiór macierzy o wymiarach mxn AmxnU, BmxnU, CmxnU

Dodawanie: A+B=[aik]+[bik]=:[ aik+bik]

Mnożenie przez liczbe:α*A=α[aik]=:[α*aik]

16.Macierz jednowierszowa (wektor): Iloczyn skalarny wekt. x≠0, y≠0 nazywamy liczbą x°y=x1y1+x2y2+…+xnyn Jeżeli jeden z wektorów jest równy 0 to iloczyn skalarny jest 0

Bierzemy układ wektorów: x1,x2,…,xk; zRn; α12,…,αkR liczbyR

Def.α1 x1+ α2 x2+…+ αk xk- nazywamy kombinacją liniową wektorów

Def. Układ wektorów x1,x2,…,xk nazywamy liniowi niezależnymi Rn

Jeżeli z tego ze α1 x1+ α2 x2+…+ αk xk=0 wynika ze x1=0 i x2=0 i xk=0

Def. Układ wektorów x1,x2,…,xk nazywamy liniowo zbieżnymi w Rn

Jeżeli istnieje nieznany układ α12,.,αk także ze:α1x12x2+…+αkxk=0

Warunek konieczny i wystarczający: na to aby układ wektorów x1,x2,…,xk był liniowo zależny w Rn jest aby jeden z wektorów był kombinacją liniową wektorów pozostałych

Z W.K. x1,…,xk jest liniowo zależny  α1,…,αk niezerowy αk≠0

T. jeden z wektorów (np. xk) jest kombinacją liniową pozostałych wekt. xk1x1+…+ βk-1xk-1(teza)

W.W.Z. xk1x1+…+ βk-1xk-1

jest xk komb. lin. Pozostałych

T.  niezerowy układ α1,.,αk, ze β1x1+…+ βk-1xk-1- xk=0

 α1= β1,…, αk-1= βk-1 , αk=-1 - niezerowy układ

17.Iloczyn macierzy W.K.: na to aby wymnożyć macierz A przez macierz B jest aby liczba kolumn macierzy A była równa liczbie wierszy macierzy B.

18.Wyznacznik Macierzy (permutacja):Wyznacznik macierzy stopnia n-tego A=[aik]mxn E={1,2,…,n}

Def. Każde różnowartościowe odwzorowanie zbioru n-elementowego na siebie nazywamy permutacją

(1,2,…,n)- permutacja zerowa jest n! permutacji zbioru n-elem.

Def. Dwa elementy tworzą permutację inwersję jeżeli występują w kolejności różnej od permutacji zerowej.

Def. Permutację nazywamy parzystą (nieparzystą) jeżeli jest zerowa lub liczba inwersji w tej permutacji jest parzysta (nieparzysta).

Def. Wyznacznikiem macierzy kwadratowej st.-n nazywamy liczbę

│A│=:∑(-1)I (α1,α2,.,αn) a1α1* a2α2*…* aiαi*…* anαn

I- liczba inwersji w (α12,.,αn) Suma po wszystkich możliwych permutacjach (α12,.,αn) Składników jest n!

19. Własności wyznacznika:

(1)Jeżeli w wyzn. wiersz (kolumna) składa się z samych 0=> │A│=0.

(2)Jeżeli przestawimy 2 wiersze (kolumny) to wyzn. zmieni znak na przeciwny.

(3)Jeżeli dwa wiersze (kolumny) są identyczne to wyzn. jest równy 0.

(4)Jeżeli jeden wiersz (kolumne) pomnożymy przez liczbę β, to cały wyzn. mnożymy przez β.

(5)Jeżeli 2 wiersze (kolumny) są proporcjonalne=> wyznacznik jest równy 0.

(6)Jeżeli i-ty wiersz (kolumna) jest suma aiαi+ciαi, to wyznacznik jest równy sumie wyzn. o wierszach aiαi i ciαi.

(7)Jeżeli do pewnego wiersza (kolumny) dodamy kombinację liniową pozostałych wierszy (kolumn), to wyzn. nie zmieni swojej wartości.

20. Twierdzenie Laplace'a:

│A│=:∑(-1)I (α1,α2,.,αn) a1α1* a2α2*…* aiαi*…* anαn

Def. Mik- nazywamy minorem macierzy A=[aik]mxn odpowiadającemu elem. aik, jeżeli powstaje z wyznacznika macierzy A przez skreślenie i-tego wiersza i k-tej kolumny.

Def. Aik=(-1)i+kMik nazywamy dopełnieniem algebra. aik

T. Laplace'a : │A│=∑ni=1aikAik=∑nk=1aikAik

21.Twierdzenie Couchyego (macierz odwrotna):

Det(A*B)=detA*detB A,B- st. n-tego

Macierz odwrotna do Amxn, której│A│≠0

Def. Macierz st. N-tego o wyznaczniku ≠0 nazywamy macierzą nieosobliwą

Def. Macierzą odwrotnej A-1 do macierzy nieosobliwej A st. n-tego

A* A-1=I i A-1*A=I

Wzór na macierz odwrotną: A-1=[Aik]T/detA

Własności macierzy odwrotnej: A,B- nieosobliwe

1). (A*B)-1=B-1*A-1

2). ( A-1)-1=A

3). (AT)-1=(A-1)T

4). det(A-1)=1/detA

5). (A*B)T= AT*BT

22.Układ Cramera: Układ równań algebraicznych liniowych

(*) a11x1+a12x2+…+a1nxn=b1

a21x1+a22x2+…+a2nxn=b2

…………………………

am1x1+am2x2+…+amnxn=bm

Układ (*) nazywamy układem n równań algebraicznych liniowych o n niewiadomych x1+x2+…+xn ; b1,b2,…,bm -wyrazy wolne

Układ nazywamy jednorodnym, jeżeli bi=0 (i=1,…,m)w przeciwnym

razie układ nazywamy niejednorodnym.

Układ Cramera: Def. Układem Cramera nazyw. układ (*), w którym m=n i detA≠0

Tw. Cramera: Układ n równan o n niewiadomych i detA≠0 ma dokładnie 1 rozw. dane wzorem:

xk= Wk/det gdzie Wk jest wyznacznikiem macierzy A, w którym k-tą kolumnę zastąpiono kolumną wyrazów wolnych

Def. Rządem macierzy Amxn nazywamy maksymalną liczbę kolumn (wierszy) liniowo niezależnych macierzy A

23.Definicja wyznacznikowa: Mówimy, że rząd macierzy Amxn jest równy n, jeżeli istnieje wyznacznik M stopnia n, zbudowany z wierszy i kolumn macierzy A rózny od 0, a każdy wyznacznik stopnia wyższego zbudowany z M przez dodanie kolumn i wierszy macierzy A jest równy 0

24. Twierdzenie Kronecka-Copellego:

(*) a11x1+a12x2+…+a1rxr+…+ ainxn =b1

…………………………………..

ar1xnx2+…+ar rxr+…+arnxn=br

……………………………………

ain1x1+an2x2+…+ anrxr+…+amnxn=bm

A= [aik]-macierz współczynników układu (*)

B= a11 a12 … a1n1 b1

an1 an2 … amn bm

Tw. Wkn na to aby układ m równań o n niewiadomych miał rozwiązanie x1,x2,…,xn ,jest aby rząd macierzy współczynników był równy rzędowi macierzy uzupełnionych kolumn wyr, wolnych.

rzA: rzB

r=rzA→r kolumn l. niezal. jest w A =>

r=rzA→r kolumn l. niezal. jest w A

=>x1,x2,…,xn: a1x1+a2x2+…+arxr+ ar+1xr+1+…+anxn =b

a1,…,ar - l. rzecz. => ar+1,…, an są kombinacją liniową a1,…,ar

b- też jest kombinacją liniową a1,…,ar

(1) rzA=rzB=r układ ma rozwiązanie:

(a) r=n ;

I).m≥n ; m=n=r=>układ cromera n równań o n niewiadomych i detAmxn≠0, ma dokładnie jedno rozwiązanie (układ oznaczony)

II).m>n=r n równań tworzy układ cramera pozostałe równania są kombinacją liniową równań n=r

(b)r<n≤m=>rozw. Zalerzy od n. r parametrów układ ma nieskończenie wiele rozwiązań (układ nieoznaczony)

(2) rzA≠rzB=> układ nie ma rozwiązania (układ sprzeczny)

25.Iloczyn skalarny: (1) v‾ °ū =:│v‾│*│ū│cos<(v‾, ū)

ū =(u1,u2,u3); v‾=(v1,v2,v3);

(2) v‾ °ū = v1u1+v2u2+v3u3 Jeżeli v‾=0 lub ū=0 => v‾ °ū=0

Iloczyn skalarny wektorów niezerowych jest równy zero jeżeli cos<(v‾, ū)=0 wektory v‾ i ū są ┴

26.Iloczyn wektorowy wektorów ả i b‾:

ả=(ax,ay,az)≠0 ; b‾=( bx,by,bz)

def. iloczynem wektorowym ảxb‾ wekt ả przez b‾ nazywamy wektor ĉ

(1)długość │ảxb‾│=│ả││b‾│sin<(ả,b‾) (2)kierunku ĉ┴ả i ĉ┴b‾

(3)zwrocie ả, b‾,ĉ- jest równoległa z przyjętym układem

Własności iloczynu wektorowego:

(1) ảxb‾=-b‾x

(2)( ả+ b‾)xĉ= ảxĉ‾+b‾xĉ

(3)(αả) xb‾=α(ảxb‾)=ảx(αb‾)

Uzup. def. Jeżeli ả=0 lub b‾=0 to ảxb‾=0

Iloczyn wektorowy wektorów nie zerowych jest równy wektorowi zerowemu jeżeli wektory ả i b‾ są równoległe ả׀׀b‾ sin<(ả,b‾)=0

27.Interpretacja geometryczna długości iloczynu wektorowego:

xb‾=│ả│*│b‾│*sin<(ả,b‾)

P□=│ả│*│b‾│*sinφ

h/│b‾│= sinφ

h=│b‾│*sinφ

Długość iloczynu wekt. Jest równa polu równoległoboku zbudowanego na wektorach ả i b‾.

28. Iloczyn mieszany ả,b‾,ĉ niezerowe wektory:

│ảxb‾│°ĉ=│ảxb‾│°│ĉ│cos<(axb,c)= │ả│*│b‾│*sin<(a,b)°│ĉ│cos<(axb,c)

29. Płaszczyzna π prostopadła do wektora V i P0π

P0(x0,y0,z0), P(x,y,z)

PπV┴ P0P V°P0P=0a(x-x0)+b(y-y0)+c(z-z0)=0

P0P=(x-x0,y-y0,z-z0) ; V┴ P0P

a(x-x0)+b(y-y0)+c(z-z0)=0

Założenie V=(a,b,c)≠0; V┴ π, P0π

30.Wzajemne położenie płaszczyzn:

π: ax+by+cz+d=0, (a,b,c)≠(0,0,0),π┴( a,b,c)

π1: a1x+b1y+c1z+d1=0, (a,b,c)≠(0,0,0),π┴( a1,b1,c1)

(1) π1‖π=>(a,b,c)‖( a1,b1,c1)rz a b c =1

a b c d a1 b1 c1

a)rz a1 b1 c1 d1 =1 => płaszczyzny pokrywają sie π1

b) a b c d =2 => π1 i π≠0 (płaszczyzny równoległe

a1 b1 c1 d1 nie przecinają się)

(2) π1‖π rz a b c =2=rz a b c d =>nieskończenie

a1 b1 c1 a1 b1 c1 d1

wiele rozw. układ zależny od 1 parametru

1.Całka oznaczona Reimanna

2.Twierdzewnia o istnieniu całki w xn

3. Twierdzenie Leibniza-Newtona

4. Zastosowanie geometryczne całki oznaczonej

5.Tw. Jeżeli funkcje φiψ są klasy C1

6. D ograniczony krzywą daną równaniem biegunowym

7.Długość łuku krzywej gładkiej

8.Całka niewłaściwa, punkty osobliwe, zbierzność

9.Liczy zespolone

10.Postać algebraiczna l. zespolonej

11.Liczba zespolona sprzężona

12.Postać trygonometryczna liczby zespolonej

13.Twierdzenie o argumencie liczby zespolonej

14.wzór de Maivre'a

15.Macierze i Wyznaczniki

16.Macierz jednowierszowa (wektor)

17.Iloczyn macierzy W.K.

18.Wyznacznik Macierzy (permutacja)

19. Własności wyznacznika

20. Twierdzenie Laplace'a

21.Twierdzenie Couchyego (macierz odwrotna)

22.Układ Cramera

23.Definicja wyznacznikowa

24. Twierdzenie Kronecka-Copellego

25.Iloczyn skalarny

26.Iloczyn wektorowy wektorów ả i b‾

27.Interpretacja geometryczna długości iloczynu wekt.

28. Iloczyn mieszany ả,b‾,ĉ niezerowe wektory

29. Płaszczyzna π prostopadła do wektora V i P0π

30.Wzajemne położenie płaszczyzn



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
4836
4836
4836
d62646e3 133c 4836 8b26 d6b7460e3e52

więcej podobnych podstron