Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Функция, способы её задания, простейшие свойства.Содержание книги
Поиск на нашем сайте 216. КРИВЫЕ ВТОРОГО ПОРЯДКА 217. Геометрическое место точек называется алгебраической кривой, если левая часть его уравнения в декартовых координатах после упрощения и переноса всех членов в одну часть равенства будет многочленом относительно x и y. Степень этого многочлена, т. е. наибольшая из сумм показателей степеней x и y членов многочлена, называется порядком этой кривой. Можно доказать (это будет ниже доказано только для кривых второго порядка), что порядок алгебраической кривой не зависит от выбора осей координат на плоскости; иными словами, степень уравнения данной кривой остается одной и той же, к какой бы системе прямоугольных координат ее ни относить. 218. Всякое уравнение вида 219. К кривым второго порядка относятся эллипс, частным случаем которого является окружность, гипербола и парабола. Кроме того, в некоторых случаях уравнение второй степени относительно x и y может определять две прямые, точку или мнимое геометрическое место. 220. Кривые второго порядка – эллипс, гипербола и парабола – играют большую роль в прикладных вопросах. Напомним, что планеты солнечной системы в соответствии с первым законом Кеплера движутся вокруг Солнца по эллипсам; по эллипсам же движутся вокруг планет их спутники (в частности, искусственные спутники Земли); наконец, кометы, зашедшие в солнечную систему из мирового пространства, могут двигаться вокруг Солнца либо по эллипсам, либо по параболам, либо по гиперболам в зависимости от значения скорости, с которой комета приближается к Солнечной системе. 221. Кривые второго порядка начнем изучать с простейших из них – окружности. 222. § 4.1. Окружность. 223. Как известно, уравнение окружности радиуса 224. 225. Если в этом уравнении раскрыть скобки и перенести 226. 227. Геометрический смысл уравнения не изменится, если все его члены умножить на один и тот же, отличный от нуля и не зависящий от 228. Уравнение (3.1') запишется тогда в виде: 229. 230. Возникает вопрос: всякое ли уравнение вида (3.2) является уравнением некоторой окружности? 231. Чтобы ответить на этот вопрос, проделаем обратное преобразование уравнения (3.2) к виду (3.1), считая коэффициенты A, D, E и F произвольными (но 232. Разделим все члены уравнения (3.2) на А и введем обозначения: 233. 234. Дополняя члены с x и y до полных квадратов и перенося член 235. 236. Правая часть последнего уравнения может быть числом положительным, отрицательным или нулем. 237. 1. Если 238. Уравнение (3.3) запишется в виде: 239. 240. и является, как известно, уравнением окружности радиуса R с центром в точке 241. 2. Если 242. 243. Ему удовлетворяют только значения 244. 3. Если 245. 246. Поскольку сумма квадратов двух вещественных чисел не может быть числом отрицательным, то на плоскости xOy не существует точек, которые удовлетворяли бы уравнению (3.3'''). Поэтому уравнение (3.3''') не определяет никакой кривой; иногда говорят, впрочем, что уравнение (3.3''') является уравнением мнимой окружности. 247. Только учитывая это последнее замечание, можно говорить, что уравнение (3.2) всегда определяет окружность (вещественную, выродившуюся в точку или мнимую). 248. Примеры. 249. 1. Уравнение x2 + y2 – 4x + 6y – 12 = 0 приводится к виду (x – 2)2 + (y + 3)2 = 25 и определяет окружность радиуса R = 5 с центром в точке С(2;–3). 250. 2. Уравнение x2 + y2 + 2x + 1 = 0 приводится к виду (x + 1)2 + y2 = 0 и определяет единственную точку С(–1;0). 251. 3. Уравнение x2 + y2 + 4x + 2y + 7 = 0 приводится к виду (x + 2)2 + (y + 1)2 = – 2 и никакой вещественной кривой не определяет (мнимая окружность). 252. § 4.2. Эллипс 253. Эллипсом называется геометрическое место точек плоскости, сумма расстояний которых от двух данных точек этой же плоскости, называемых фокусами эллипса, постоянна. 254. Пусть фокусами эллипса являются точки F1 и F2 , а М – некоторая точка, принадлежащая эллипсу. По определению эллипса для любой его точки М имеем: 255. 256. где через 257. Для вывода простейшего уравнения эллипса выберем следующее расположение координатных осей. Начало координат О поместим в середину отрезка 258. При таком выборе осей координаты фокусов будут 259. Имеем: 260. 261. а подставляя эти значения в уравнение (3.4), находим: 262. 263. Получено уравнение эллипса. Для преобразования уравнения к более простому виду перенесем корень второй степени в правую часть равенства и возведем обе части равенства в квадрат (одновременно раскрыв скобки): 264. 265. Перенося в этом уравнении радикал в левую часть, а все остальные члены – в правую часть равенства, после привидения подобных членов и сокращения на общий множитель найдем: 266. 267. Снова возведем в квадрат обе части уравнения: 268. 269. Перенесем теперь члены с текущими координатами в левую часть равенства, а постоянные члены – в правую: 270. 271. Наконец, разделим левую и правую части на 272. 273. Так как 274. 275. Можно доказать, что уравнение (3.12) равносильно исходному уравнению (3.6). 276. Исследуем форму эллипса по его уравнению. Прежде всего заметим, что каждое из двух слагаемых левой части уравнения (3.12) не превосходит единицы, поскольку их сумма (а они оба положительны) равна единице: 277. 278. отсюда найдем, что для всех точек эллипса: 279. 280. т. е. что эллипс целиком лежит внутри прямоугольника, определяемого неравенствами (3.13). 281. Далее заметим, что уравнение (3.12) сохраняет вид, если заменить 282. Решим уравнение (3.12) относительно y: 283. 284. Для построения дуги эллипса, лежащей в I четверти, надо в правой части (3.14) взять знак плюс и изменять x только от 0 до a: 285. 286. Из этого уравнения следует: 1) при 287. Познакомимся с принятой в аналитической геометрии по отношению к эллипсу терминологией. 288. Отрезки 289. Форма эллипса зависит от величины соотношения 290. 291. т. е. в уравнение окружности радиуса а с центром в начале координат. 292. В качестве характеристики формы эллипса в аналитической геометрии чаще пользуются не соотношением его полуосей 293. 294. Так как 295. Если по уравнению эллипса (3.12) нужно построить не только сам эллипс, но и отметить на чертеже положение его фокусов 296. 297. Это сразу следует мз основного соотношения, связывающего величины a, b и с: 298. 299. Пример. 300. Найти простейшее уравнение и построить его, если его большая ось расположена на оси Ox симметрично относительно начала координат и имеет длину 301. Решение. Пользуясь формулой (3.16), находим с: 302. 303. Затем по формуле (3.17) определяем 304. 305. Построение этого эллипса по его уравнению рекомендуем читателю сделать самостоятельно. 306. Рассмотрим теперь уравнение 307. 308. 309. в котором 310. Очевидно, отнесенный к системе координат, в которой оси Ox и Oy поменялись ролями: большая ось и фокусы этого эллипса лежат на оси Oy, а малая ось – на оси Ox (рис. 3.3). Следует лишь помнить, что для такого эллипса 311. 312. § 4.3. Гипербола 313. 314. Гиперболой называется геометрическое место точек плоскости, разность расстояний которых от двух данных точек той же плоскости, называемых фокусами гиперболы, постоянна. 315. Для вывода простейшего уравнения гиперболы расположим оси координат по отношению к ее фокусам 316. Возьмем произвольную точку 317. 318. а для точек, лежащих во II и III четвертях: 319. 320. Заметим, что для гиперболы в отличие от эллипса 321. 322. Производя над этим уравнением те же преобразования, что и над уравнением (3.6) в случае эллипса (см. § 4.2), мы в конечном счете придем к тому же самому уравнению (3.10): 323. 324. в котором, однако, теперь 325. Деля левую и правую части уравнения (3.10) на 326. 327. 328. 329. Наконец, полагая 330. 331. Можно доказать, что равенство (3.21) равносильно объединенному равенству (3.19). 332. Для построению гиперболы по ее уравнению (3.21) заметим прежде всего, что первый член левой части этого уравнения не меньше его правой части, т. е. единицы (поскольку из 333. Отсюда 334. Отмечаем далее, что, так же как и для эллипса, оси координат служат осями симметрии гиперболы, так как в уравнении (3.21) x и y входят лишь в четных степенях. Поэтому достаточно построить часть гиперболы, лежащую в I четверти. 335. Решим уравнение гиперболы (3.21) относительно y: 336. 337. При 338. 339. Из последнего выражения видно, что когда х неограниченно возрастает, то 340. Таким образом, прямая 341. В отношении гиперболы используется следующая терминология. 342. Отрезок 343. Для построения фокусов гиперболы 344. 345. Поэтому расстояние от центра гиперболы до ее фокуса 346. Форма гиперболы зависит от угла наклона асимптоты к вещественной оси, т. е. от величины отношения 347. Но, так же как и для эллипса, в качестве характеристики формы гиперболы в аналитической геометрии пользуются не величиной отношения 348. 349. Так как у гиперболы 350. 351. и, следовательно: 352. 353. т. е. эксцентриситет гиперболы 354. Важным частным случаем гиперболы является равносторонняя (равноосная) гипербола – такая гипербола, у которой равны длины вещественной и мнимой полуосей: 355. Уравнение этой гиперболы имеет вид: 356. 357. У равносторонней гиперболы, как нетрудно показать, угол между асимптотами прямой, 358. Для гиперболы, у которых оси совпадают и равны, но вещественная ось одной служит мнимой осью другой и наоборот, называются сопряженными; асимптоты таких гипербол также совпадают (поскольку совпадают их осевые прямоугольники), но гиперболы располагаются в смежных углах между асимптотами. 359. Нетрудно видеть, что если уравнением одной из сопряженных гипербол является уравнение (3.21): 360. 361. то уравнение второй будет иметь вид: 362. 363. 364. 365. поскольку меняются ролями оси Ox и Oy и полуоси гипербол а и b. 366. Отметим, что расстояние с от центра до фокусов у обеих сопряженных гипербол одно и то же, определяемое формулой (3.24), но эксцентриситеты различные: 367. § 4.4. Парабола 368. Параболой называется геометрическое место точек плоскости, расстояния которых от заданных на той же плоскости точки (фокуса параболы) и прямой (директрисы параболы) равны между собой. 369. Пусть точка F – фокус; прямая KL – директриса параболы; М – произвольная точка параболы. 370. По определению параболы: 371. 372. где В – основание перпендикуляра, опущенного из точки М на директрису KL. 373. Введем обозначение 374. Для вывода простейшего уравнения параболы оси координат расположим следующим образом: начало координат поместим в точку О – середину отрезка 375. При таком выборе осей координаты фокуса 376. Для точки 377. 378. подставляя эти значения в равенство (3.29), получаем: 379. 380. Возведем обе части уравнения (3.30) в квадрат, одновременно раскрывая скобки: 381. 382. Приводя подобные члены, получим простейшее (каноническое) уравнение параболы: 383. 384. Построим параболу по этому уравнению. 385. Прежде всего отметим, что вся парабола расположена справа от оси 386. Поскольку в уравнение (3.31) текущая координата 387. При возрастании 388. При построении параболы полезно помнить, что ордината точки 389. 390. откуда 391. Таким образом, длина хорды 392. Если повернуть параболу относительно осей координат на угол 393. 394. 395. Вершиной этой параболы по-прежнему является начало координат, но осью симметрии будет служить ось 396. Нетрудно далее убедиться в том, что уравнения: 397. 398. и 399. 400. (в обоих случаях 401. Рекомендуем читателю самому найти координаты фокусов этих парабол и уравнения их директрис. 402. Уравнения парабол (3.31) и (3.33) можно записать в виде единого уравнения: 403. 404. а уравнения парабол (3.32) и (3.34) – в виде уравнения: 405. 406. если в уравнениях (3.31') и (3.32') рассматривать 407. При 408. МАТ.АН. 1.1. КОМПЛЕКСНЫЕ ЧИСЛА (КЧ) Комплексным числом z называется выражение z = a+bi, где a – действительная часть КЧ или a = Re z. b – мнимая часть КЧ или b = Im z. 0+bi = bi - чисто мнимое число a + 0i = a - действительное число 0 + 1i = i 1 + 0i = 1 0 + 0i = 0 мнимая единица обычная единица обычный нуль Z1 = a1 + b1i Z2 = a2 + b2i
Действия над КЧ. Z1 Возведение в степень мнимой единицы: i1 = i i2 = – 1 i3 = i i4 = 1 Z1 = (a1 Сопряженным числом (
Пример:
Пример:
Комплексная плоскость. Z = a + bi – алгебраическая форма записи КЧ. Модуль КЧ.
Аргумент КЧ. Аргумент КЧ – Полярная система координат
Декартова система. Полярная система.
Пример:
Примеры:
Формула Эйлера.
– Формула Эйлера
– взаимосвязь между e, i и
КЧ не сравнивают между собой. Множество КЧ не упорядоченно. Возведение в степень КЧ.
При возведении в степень модуль возводиться в эту степень, а аргумент умножается на показатель степени. Формула Муавра.
Возведение во 2 – ю и 3 – ю степень по формуле Муавра:
Используя равенство КЧ, получим: Извлечение корня из КЧ.
k = 0, 1…,n – 1. Корень n – ой степени из КЧ имеет n различных значений. Примеры: Все корни n-ой степени из единицы находятся на единичной окружности и делят эту окружность на n равных частей. Основные обозначения: N – натуральные числа, Q – рациональные(дробные), Z – целые числа, R – действительные числа;
Счетное множество – это множество, элементы которого можно пересчитать.
R – несчетное множество.
Окр [x0] – окрестность точки x0 , любой открытый интервал, содержащий x0. Окр [x0] = (a, b), где (a, b) содержит x0 – это окрестность.
Кванторы 1) 2) |x – x0| – расстояние от точки x до точки x0 Числовой функцией называется соответствие между числовыми множествами X
У каждого прообраза всегда один образ, у каждого образа может быть много прообразов. Взаимнооднозначная функция – это когда разные x имеют разные y. Способы задания функций: а) аналитический; б) графический; в) табличный; г) алгоритмический. Функции делятся на 2 класса
Элементарные функции изучаются в школьной математике и делятся на:
а) степенные y = xn б) показательные y = ax в) тригонометрические y = sin x и другие.
f
X Y
f -1 (обратная функция) Обратные к показательным функциям – логарифмические функции. Обратные к тригонометрическим Пример:
y = f (g(x)) – сложная функция – композиция элементарных функций.
Элементарными функциями называются функции, полученные из элементарных базисных функций с помощью алгебраических операций и операций композиции. Г(f) – график функции. График функции есть множество точек (x, y), где y = f(x). Общие свойства функций:
|
||
|
Последнее изменение этой страницы: 2024-06-27; просмотров: 48; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 216.73.216.196 (0.012 с.) |