Файл: Зайцев И.Л. Элементы высшей математики для техникумов учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 291
Скачиваний: 9
gr f
fi*,:
И. А. З А Й Ц Е В
лѳменты
высшей
математики
Д Л Я Т Е Х Н И К У М О В
И. Л. ЗАЙЦЕВ
ЭЛЕМЕНТЫ ВЫ СШ ЕЙ
М АТЕМ АТИКИ
ДЛЯ ТЕХНИКУМОВ
Под редакцией А. М. ПЫ Ш КАЛО
ИЗДАНИЕ ТРИНАДЦАТОЕ, СТЕРЕОТИ П Н ОЕ
Допущено Министерством еысшего и среднего специального образования С С С Р
в качестве учебника для средних специальных учебных заведений
И ЗДАТЕЛ ЬСТВО «НАУКА»
ГЛ А ВН АЯ РЕД АКЦ И Я Ф ИЗИКО-М АТЕМ АТИЧЕСКОЙ Л И ТЕРА ТУРЫ
М О С К В А ' 1 9 7 4
517
317 УД К 510(075.3)
Иван Лазаревич Зайцев
ЭЛЕМ ЕНТЫ ВЫ СШ ЕЙ МАТЕМАТИКИ ДЛЯ ТЕХН И КУМ О В
М ., 1974 г. 4 16 стр. с нлл
Редактор Ф. И . Кизнер
Техн. редактор К . Ф . Брудно |
Корректор Н . Д . Дорохова |
Печать с матриц. Подписано к печати 14/Х11 1973 г. Бумага 84 X 108/ЛІ, тип. № 2. Фнз. печ. л. 13. Условн. печ. л. 21,84. Уч.-нзд. л. 20,92. Тираж 300 000 экз.
(1-0 завод 1—200 000). Цена книги 66 коп. Заказ № 945
Издательство «Наука» Главная редакция физико-математической литературы
117071, Москва, В-71, Ленинский проспект, 15
Отпечатано с матриц ордена Трудового Красного Знамени Ленинградской типографии № 2 имени Евгении Соколовой в ордена Трудового Красного Знамени
Первой Образцовой типографии имени А. А . Жданова Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Москва, М-54, Валовая, 28
20203—010
053 (01)-74 30-74
О ГЛ А В Л Е Н И Е
Предисловие редактора.................................................................................................... |
7 |
Предисловие к седьмому и зд ан и ю .................................................................... |
7 |
Из предисловия к первому и зд ан и ю ............................................................... |
8 |
ЭЛ ЕМ ЕН ТЫ А Н АЛ И ТИ ЧЕСК О Й ГЕОМ ЕТРИ И НА П Л О СК О СТИ
Г л а в а |
I. Метод координат.................................................................................... |
9 |
§ |
I. Предмет аналитической геометрии (9). § 2. Декартова- |
прямо |
угольная система коордипат на плоскости (9). § 3. Расстояние |
между |
|
двумя точками (12). § 4. Деление отрезка в данном отношении (14). |
Г л а в а |
И. Линии и их уравнения.................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
18 |
||||||
§ 5. Постоянные и переменные |
величины |
(18). § 6. Функциональная |
|||||||||||||
зависимость (18). § 7. Линин и их уравнения (20). § 8. Формулы пре |
|||||||||||||||
образования прямоугольных координат (23). |
|
|
|
|
|
27 |
|||||||||
Г л а в а |
III. Прямая линия |
................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
§ 9. Уравнения прямых, параллельных осям координат (27). § 10. Урав |
|||||||||||||||
нения осеіі координат (28). § 11. Уравнение прямой, |
проходящей че |
||||||||||||||
рез начало координат (29). § 12. Уравнение прямой с угловым коэф |
|||||||||||||||
фициентом |
и начальной |
ординатой |
(32). |
§ 13. |
Общее |
уравнение |
|||||||||
прямой (35). § 14. Уравнение прямой в отрезках |
(39). |
§ |
15. |
Уравне |
|||||||||||
ние пучка прямых (42). § 16. Уравнение прямой, |
проходящей |
через |
|||||||||||||
две данные |
точки |
(44). § |
17. |
Угол |
между |
двумя |
прямыми |
(47). |
|||||||
§ 18. Условие параллельности прямых (49). § 19. Условие перпенди |
|||||||||||||||
кулярности прямых (51). § 20. Пересечение прямых (53). |
|
|
|
||||||||||||
Г л а в а |
IV . |
Кривые второго |
порядка |
. |
.....................................................59 |
||||||||||
§ 21. Окружность II ее уравнение (59). § 22. |
Уравнение |
окружности |
|||||||||||||
как частный вид общего уравнения второй степени (61). § 23. Эллипс |
|||||||||||||||
и его |
уравнение (65). § 24. Исследование |
уравнения эллипса (67). |
|||||||||||||
§ 25. Эксцентриситет эллипса (70). § 26. Связь эллппеа с окружностью |
|||||||||||||||
(72). § 27. Гипербола |
и ее уравнение |
(74). § 28. Исследование |
урав |
||||||||||||
нения |
гиперболы |
(76). |
§ |
29. |
Эксцентриситет |
гиперболы |
(78). |
||||||||
§ 30. Асимптоты гиперболы (79). § 31. Сопряженные гиперболы |
(83). |
||||||||||||||
§ 32. Равносторонняя гипербола (83). § 33. Уравнение равносторонней |
|||||||||||||||
гиперболы, |
отнесенной к асимптотам |
(84). § 34. Парабола |
и ее про- |
1
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
4 |
стейшее уравнение (87). § 35. Исследование уравнения параболы (8Р), |
|
|
§ 36. Уравнение параболы со смещенной вершиной (92). § 37. |
Кони |
|
ческие сечения (100). |
|
|
ЭЛЕМ ЕНТЫ Д И Ф Ф ЕРЕН Ц И АЛ ЬН О ГО |
|
|
И И Н ТЕГРАЛ Ь Н О ГО И СЧ И СЛ ЕН И И |
|
Г л а в а V . Теория пределов................................................................................... |
105 |
§ 38. Абсолютная величина и соотношения, связанные с ней (105). § 39. Последовательность. Характер изменения переменной величины (106). § 40. Бесконечно малая величина (109). § 41. Бесконечно боль шая величина (112). § 42. Связь бесконечно малой величины с беско нечно большой (114). § 43. Понятие о пределе переменной (115). § 44. Свойства бесконечно малых величин (II7). § 45. Теоремы 0 пре делах (120). § 46. Приложенію теории пределов к вычислению длины окружности, площади круга и суммы членов бесконечно убывающей геометрической прогрессии (124). § 47. Предел функции (132).
sin X |
х |
|
|
§ 48. Предел отношения — - — при |
|
-> 0 (139). § 49. Эквивалентные |
|
бесконечно малые величины (141). § 50. Предел выражения ^1+— |
|
||
при л •> оо (142). § 51. Натуральные логарифмы (143). |
|
||
Г л а в а VI. Функция и ее простейшие св о й ст в а ............................... |
145 |
§ 52. Символика функциональной зависимости (146). § 53. Значении функции. Область определения функции (146). § 54. Геометрическое изображение функций (147). § 55. Приращение функции (150). § 56. Гео метрическое изображение приращений аргумента и функции (153). § 57. Непрерывность функции (154). § 58. Свойство непрерывной функции (158). § 59. Виды функций (158).
Г л а в а VII. Производная ф у н к ц и и .............................................................. Iб 1
§60. Равномерное движение и его скорость (161). § 61. Неравномер ное движение и его скорость (162). § 62. Скорость изменения функ
ции (164). § 63. Производная функции (16-5), § 64. |
Связь дифференци |
|
руемости функции с непрерывностью (169). § 65. |
Касательная (170). |
|
§ 65. |
Геометрический смысл производной (170). |
174 |
Г л а в а VIII. Формулы дифференцирования.......................................... |
||
у —х |
|
|
§ 67. |
Производная постоянной (174). § 6S. Производпяя функции |
|
§ 70. |
(175). § 69. Производная алгебраической суммы функций (175). |
|
Производная произведения двух функций (176). § 71. Производ |
||
ная |
произведения постоянной на функцию (177). § 72. Производная |
частного (178). § 73. Понятие о сложной функции (179). § 74. Произ водная степени с целым положительным показателем (179). § 75. Про
изводная функции уѵвѴи (181). § 76. Производная функции (/=—.
(181). § 77. Применение формул дифференцирования (182). § 78. Про
изводные тригонометрических функций (188). § 79. Производная ло гарифмической функции (193). § 80. Производная степени при любом
показателе (197). § 81. Производные показательных |
функций |
(198). |
§ 82. Производные обратных тригонометрических |
функций |
(200). |
§ 83. Производная неявной функции (203). § 84. Производная второго порядка (205). § 85. Механический смысл второй производной (206).
ОГЛАВЛЕНИЕ |
б |
Г л а в а XIX. Изучение функций с помощью производных |
. .211 |
§ 8G. Возрастание и убывание функции (211). § 87. Признаки возрас тания и убывания функции (212). § 83. Максимум и минимум функ ции (214). § 89. Признаки максимума и минимума функции (215). § 90. Первое правило нахождения максимума и минимума функции (2)7). § 91. Выпуклость и вогнутость кривой (221). § 92. Признаки вы пуклости и вогнутости кривой (222). § 93. Нахождение точки пере гиба (224). § 94. Второе правило нахождения максимума и минимума функции (226). § 95. Задачи на максимум и минимум функции (228). § 96. Построение графиков функций (234).
Г л а в а X. Дифференциал......................................................................................... |
малых величин |
|
237 |
||
§ |
97. Сравнение бесконечно |
между собой. Понятие |
|||
о |
дифференциале |
(237). § |
98. Геометрическое изображение |
диф |
|
ференциала (242). |
§ 99. |
Дифференциал |
второго порядка |
(244). |
§100. Приложение дифференциала к приближенным вычислениям (246). § 101. Кривизна кривой (249). § 102. Кривизна окружности (252).
§103. Радиус кривизны кривой (253).
Г л а в а XI. И н т егр ал ................................................................................................... |
(255). |
|
|
255 |
§ 104. Понятие о неопределенном интеграле |
§ 105. Основные |
|||
свойства неопределенного интеграла (257). § 106. Основные формулы |
||||
интегрирования (258). § 107. Определение постоянной интегрирования |
||||
(262). § 108. Интегрирование способом подстановки |
(265). § 109. Оп |
|||
ределенный интеграл (274). § 110. Основные свойства определенного |
||||
интеграла (276). § 111. Вычисление определенного |
интеграла |
с по |
||
мощью подстановки (278). § 112. Геометрический смысл |
определен |
|||
ного интеграла (281). § 113. Определенный |
интеграл |
как |
предел |
|
суммы (284). |
|
|
|
|
Г л а в а |
XII. Приложения интеграла.............................................................. |
|
|
|
288 |
||
§ 114. Площади фигур (288). § 115. Объем тел (291). § 116. Объем тела |
|||||||
вращения (294). § 117. Поверхность шара |
и его |
частей |
( ). |
||||
§ |
118. |
Путь, |
пройденный телом (305). § |
119. |
Работа |
силы |
302 |
(307). |
|||||||
§ |
120. |
Работа, |
совершаемая при поднятии |
груза (312). § 121. Давле |
|||
ние жидкости |
(316). |
|
|
|
|
Г л а в а XIII. Дифференциальные уравнения.......................................... |
321 |
§ 122. Общие понятия (321). § 123. Дифференциальные |
уравнения |
первого порядка с разделяющимися переменными (322). § 124'. Одно |
|
d^u |
|
|
|
(328). |
родные дифференциальные уравнения первого порядка |
|||||
§ 125. Линейные дифференциальные уравнения |
первого |
порядка |
|||
(332). § 126. Дифференциальные уравнения внда • |
|
—f (х) |
(335). |
||
§ 127. Линейные однородные дифференциальные уравнения |
второго |
||||
порядка с постоянными коэффициентами (338). |
|
|
|
|
|
Д О П О Л Н ЕН И Я |
|
|
|
|
347 |
Г л а в а XIV . Ряды ......................................................................................................... |
признак |
|
|
||
§ 128. Понятие о рядах (347). § 129. Необходимый |
сходимо |
||||
сти ряда (348). § 130. Достаточные признаки сходимости |
ряда |
(350). |
|||
§ 131. Признак сходимости знакочередующихся рядов (353). § 132. Аб |
|||||
солютно сходящиеся ряды (355). § 133. Функциональные |
ряды (356). |
ѳ |
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
§ 134. Степенные ряды (357). § 135. Ряд Маклорена (359). § 136. |
При |
|
меры разложения функции в ркд (360). § 137. Приложение степенных |
||
рядов к приближенным вычислениям (364). § 138. Ряды с комплекс |
||
ными членами (365). § 139. Формулы Эіілера (366). |
|
|
Г л а в а |
X V . Гармонический а н а л и з .............................................................. |
369 |
§ 140. Графики функций вида у = А sin ых (369). § 141. Гармонические колебания (371). § 142. Тригонометрические ряды (374). § 143. Коэф фициенты Фурье. Ряд Фурье (375). § 144. Возможность разложения непериодической функции в ряд Фурье (377). § 145. Условия Дирих
ле. Теорема Дирихле (379). § 146. Интегрирование по частям (380). § 147. Примеры разложения функций в ряд Фурье (332). § 148. Ряды Фурье для четных и нечетных функций (386).
Ответы п упражнения |
396 |
П РЕД И СЛ О В И Е РЕДАКТОРА
При подготовке двенадцатого издания, наряду с ис правлением опечаток, в текст книги были внесены и не которые дополнительные изменения. В частности, устра нены погрешности в определениях, в доказательствах предложений и в решениях примеров; отдельные дока зательства заменены новыми; внесены уточнения терми нологического характера; некоторым изменениям под верглись и иллюстрации.
Все эти изменения выполнены без нарушения общей структуры книги, что обеспечивает ее полную преем ственность с предыдущими изданиями, возможность их одновременного использования студентами и сохраняет стиль автора книги.
А. М. Пьиикало
П РЕД И СЛ О ВИ Е К СЕДЬМ ОМ У ИЗДАНИЮ
Настоящее издание учебника высшей математики для техникумов переработано в основном согласно програм ме, утвержденной Министерством высшего и среднего
специального |
образования С С С Р в 1962 |
г., и только |
в отдельных |
вопросах сделаны некоторые |
отступления |
от рекомендаций этой программы. Так, например, урав нение прямой линии, проходящей через две данные точ ки, по методическим соображениям оставлено в том же изложении, что и в предыдущих изданиях; введено по нятие функции от функции, с тем чтобы дать более ши рокое представление о функции. Многие преподаватели сочтут возможным дать более углубленное изложение основ высшей математики, поэтому в книгу включены выводы формул производных всех функций. Так как в учебнике «Алгебра и элементарные функции» Калнина Р. А. дано достаточно полное изложение темы «Счет ная линейка», указанная тема опущена.
8ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ
Внастоящее издание дополнительно включены сле дующие параграфы: «Приложение теории пределов к вычислению длины окружности, площади круга и суммы членов бесконечно убывающей геометрической прогрес
сии» |
(§ 46), «Объем тел» (§ 115), |
«Поверхность шара |
и его |
частей» (§ 117). Название |
учебника приведено |
в соответствие с программой курса. |
Автор |
ИЗ ПРЕДИ СЛОВИ Я К ПЕРВОМ У ИЗДАНИЮ
Настоящий учебник написан согласно программе по математике для техникумов, утвержденной Министер ством высшего образования в 1952 г. Исключение соста вляют два раздела: кривизна кривой и дифференциальные уравнения, которые помещены в учебник по той причине, что сведениями из этих разделов часто пользуются пре подаватели общетехнических и специальных дисциплин.
Кроме изложения теории, в учебнике приведены приме ры и задачи. Количество и степень трудности их решения рассчитаны на прочное закрепление изучаемого материала.
При написании учебника обращалось особое внима ние на доступность излагаемого материала пониманию учащихся, имеющих возраст 16— 17 лет и подготовку, соответствующую 8—9 классам средней школы. Для до стижения этой цели изложение велось по возможности простым языком, выяснение математических основ про водилось индуктивным способом. Так, например, изло жение теории прямой линии начинается с частных слу чаев положения прямых, параллельных осям координат; ознакомлению с понятиями дифференциала и интеграла
предпосылаются примеры и т. п. |
техникума, |
Учитывая уровень подготовки учащихся |
|
а также крайне ограниченное число часов |
(90 часов), |
отводимое программой для прохождения высшей мате матики в техникумах, строгие выводы, представляющие большие трудности для усвоения, я опускал, ограничи ваясь в таких случаях геометрическими иллюстрациями или рассмотрением примеров.
Автор