|
Матем. КР1 для психологов. Матрицы. Операции над матрицами
Пример. Решить систему уравнений:
.
Решение. Расширенная матрица системы имеет вид:
.
Шаг 1. Так как , то умножая на вторую, третью и четвертую строки матрицы на числа (-2), (-3), (-2) и прибавляя полученные строки соответственно ко второй, третьей, четвертой строкам, исключим переменную из всех строк, начиная со второй. Заметив, что в новой матрице , поменяем местами вторую и третью строки:
.
Шаг 2. Так как теперь , то умножая вторую строку на (-7/4) и прибавляя полученную строку к четвертой, исключим переменную из всех строк, начиная с третьей:
.
Шаг 3. Учитывая, что ,умножаем третью строку на 13,5/8=27/16, и прибавляя полученную строку к четвертой, исключим из нее переменную . Получим (см. последнюю матрицу) систему уравнений:
,
откуда, используя обратгный ход метода Гаусса, найдем из четвертого уравнения ; из третьего ; из второго и из первого уравнения , то есть решение системы (1;2;-1;-2).
ПРОИЗВОДНАЯ.
Производной функции называется придел отношения приращения функции к приращению независимой переменной при стремлении последнего к нулю (если этот предел существует:
.
Правила дифференцирования.
Производная постоянной равна нулю:
.
Производная аргумента равна 1:
.
Производная алгебраической суммы конечного числа дифференцируемых функций равна такой же сумме производных этих функций:
.
Производная произведения двух дифференцируемых функций равна произведению производной первого сомножителя на второй плюс произведение первого сомножителя на производную второго:
.
Производная частного двух дифференцируемых функций находится по формуле:
, (если ).
Постоянный множитель можно выносить за знак производной:
.
Таблица производных элементарных функций.
1. .
| 6. .
| 11. .
| 2. .
| 7. .
| 12. .
| 3. .
| 8. .
| 13.
| 4. .
| 9. .
|
| 5. .
| 10. .
|
| Производные сложной и обратной функции.
Пусть есть функция от независимой переменной , определенной на промежутке с областью значений . Поставим в соответствие каждому единственное значение , при котором . Тогда полученная функция , определенная на промежутке с областью значений , называется обратной.
Дифференцирование обратной функции. Для дифференцируемой функции с производной, не равной нулю, производная обратной функции равна обратной величине производной данной функции, т.е.
.
Пусть функция есть функция от переменной , определенной на множестве с областью значений , а переменная в свою очередь является функцией от переменой , определенной на множестве с областью значений . Тогда заданная на множестве функция называется сложной функцией (или композицией функций, суперпозицией функций, функцией от функций).
Дифференцирование сложной функции. Если и – дифференцируемые функции от своих аргументов, то производная сложной функции существует и равна производной данной функции по промежуточному аргументу и умноженной на производную самого промежуточного аргумента по независимой переменной , т.е.
.
Пример. Найти производные функций:
а) ; б) ; в) ; г) ; д)
Решение. а) Функцию можно представить в виде , где . Поэтому по формуле дифференцирования сложной функции
.
б) Имеем , где , поэтому получаем
.
в) Вынося постоянный множитель 12 за знак производной, получим
.
г) Данная функция представляет произведение двух функций и , каждая из которых является сложной функцией ( , где ; , где ). Поэтому
.
д) Представим функцию в виде . Теперь
.
ИНТЕГРИРОВАНИЕ.
Функция называется первообразной функцией для функции на промежутке , если в каждой точке этого промежутка .
Совокупность всех первообразных для функции на промежутке называется неопределенным интегралом от функции и обозначается , где – знак интеграла, – подынтегральная функция, – подынтегральное выражение. Таким образом,
,
где – некоторая первообразная для , С – произвольная постоянная.
Свойства неопределенного интеграла.
Производная от неопределенного интеграла равна подынтегральной функции:
.
Дифференциал неопределенного интеграла равен подынтегральному выражению:
.
Неопределенный интеграл от дифференциала некоторой функции равен этой функции с точностью до постоянного слагаемого, т.е.
.
Постоянный множитель можно выносить за знак интеграла:
.
Интеграл от алгебраической суммы двух функций равен алгебраической сумме интегралов от этих функций:
.
Таблица интегралов от элементарных функций.
1.
| 2.
| 3.
| 4.
| 5.
| 6.
| 7.
| 8.
| 9.
| 10.
| |
|
|