Взаимно-обратные
операции в математике.
В
математике существуют взаимно-обратные операции. Рассмотрим в сравнении.
ПРЯМАЯ.
|
ОБРАТНАЯ.
|
Сложение
Умножение
- возведение в квадрат.
|
Вычитание
Деление
- извлечение из квадратного корня.
|
- синус угла.
…………………………..
|
- арксинус угла.
………………………………
|
дифференцирование
вычисление
производной
|
интегрирование
восстановление
функции из производной
|
Взаимно-обратные
операции в физике.
Рассматриваются
две взаимно-обратные задачи в разделе механике. Нахождение скорости по
заданному уравнению движения материальной точки (нахождение производной
функции) и нахождение уравнения траектории движения по известной
формуле скорости (нахождение первообразной).
***Производная
– «производит» на свет новую функцию. Первообразная - первичный образ.
1. Из истории интегрального исчисления.
(История понятия интеграла тесно связана с задачами
нахождения квадратур. Задачами о квадратуре той или иной плоской фигуры
математики Древней Греции и Рима называли задачами, которые мы сейчас относим
к задачам на вычисление площадей.
Многие значительные достижения математиков Древней Греции в
решении таких задач связаны с применением метода исчерпывания, предложенным
Евдоксом Книдским. С помощью этого метода Евдокс доказал:
1. Площади двух кругов относятся как квадраты их диаметров.
2. Объём конуса равен 1/3 объёма цилиндра, имеющего такие же
высоту и основание.
Метод Евдокса был усовершенствован Архимедом и были доказаны
такие вещи:
1. Вывод формулы площади круга.
2. Объем шара равен 2/3 объема цилиндра.
Все достижения были доказаны великими математиками с применением
интегралов.)
2. Определение первообразной, её основное свойство, правила
нахождения первообразных.
Определение
1. Функцию F (x) ,
заданную на некотором промежутке X, называют первообразной
для функции задан ной на том же промежутке, если для всех xX выполняется равенство .
Теорема
(о неоднозначности первообразной): y = f(x)
имеет бесконечно много первообразных вида y = F(x)+C, где C - произвольное
число.
С
геометрической точки зрения это означает, что графики любых двух
первообразных для функции получаются
друг из друга параллельным переносом вдоль оси Oy.
Найдем
первообразные функций (С-любое число):
1)
для
функции
Проверим: (4x +
C)’= 4
2)для ,
т.к.
(- х + С)’ = -1
Аналогично
рассуждая, получим:
3)
4)
5)
, проверка:
,
проверка:
,
проверка:
Свойство
1.
Если F есть первообразная для функции f, а G –
первообразная для g, то F+G – есть первообразная для f+g.
Пример.
Свойство
2. Если F –
первообразная для f, а k – постоянная, то функция kF –
первообразная для kf.
Пример.
(здесь
k = 5)
Свойство
3. Если F –
первообразная для f, а k и b– постоянные (), то функция - первообразная
для f(kx+b).
Примеры:
3.
Понятие неопределенного интеграла, его
свойства. О происхождении терминов и обозначений.
Определение:
Неопределенным
интегралом от функции y = f(x) называется совокупность первообразных F(x)+C,
т.е. , где функцию f(x) называется подынтегральной
функцией, а выражение f(x)dx – подынтегральным выражением,
переменную x – переменной интегрирования,
слагаемое C - постоянной интегрирования.
Символ введен Лейбницем в 1675 г. Этот знак является изменением
латинской буквы S. Само слово «интеграл» придумано Бернулли в
1690 г. Оно происходит от латинского integro, которое переводится, как
приводить в прежнее состояние, восстанавливать.
Пример: .
Запишем
то же выражение с помощью неопределенного интеграла:
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.