Дифференциальное
И интегральное исчисление функции
Одной переменной
Утверждено Редакционным советом
университета в качестве учебного пособия
Рецензенты:
Доктор технических наук, профессор Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева
Л. С. Гордеев
Кандидат физико-математических наук, доцент Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ)
С. А. Изотова
Дифференциальное и интегральное исчисление функции одной
Д50 переменной: учеб. пособие / Е. Г. Рудаковская, М. Ф. Рушайло,
М. А. Меладзе, Е. Л. Гордеева, В. В. Осипчик; под ред. Е. Г. Рудаковской,
М. Ф. Рушайло. М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева,
2012. – 108 с.
ISBN 978-5-7237-0993-5
Пособие представляет сжатое изложение лекций по математическому анализу, читаемых кафедрой высшей математики.
Пособие охватывает следующие разделы курса математического анализа: дифференциальное исчисление функций одной переменной, интегральное исчисление функций одной переменной. Большое внимание уделено разбору примеров по изучаемым темам, имеющим прикладное значение для других дисциплин.
Предназначено для студентов I курса всех факультетов и колледжей РХТУ им. Д. И. Менделеева.
УДК 517 (075)
ISBN 978-5-7237-0993-5 © Российский химико-технологический
университет им. Д. И. Менделеева, 2012
ГЛАВА 1. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ ФУНКЦИИ ОДНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ.. 3
§ 1. ФУНКЦИЯ ОДНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ, ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.. 3
1. Определение функции одной переменной. 3
2. Способы задания функции. 3
3. Сложная и обратная функции. 3
4. Элементарные функции. 3
§ 2. ПРЕДЕЛ ФУНКЦИИ.. 3
1. Предел функции в конечной точке x 0 3
2. Односторонние пределы.. 3
3. Предел функции на бесконечности. 3
4. Бесконечно малые и бесконечно большие функции. 3
5. Основные теоремы о конечных пределах. 3
6. Первый замечательный предел. 3
7. Второй замечательный предел. 3
§ 3. НЕПРЕРЫВНОСТЬ ФУНКЦИИ.. 3
1. Непрерывность функции в точке и на промежутке. 3
2. Точки разрыва функции и их классификация. 3
§ 4. ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЕ ФУНКЦИИ ОДНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ.. 3
1. Определение производной, её геометрический и механический смысл. …….3
2. Примеры вывода производных некоторых элементарных функций. 3
3. Таблица производных основных элементарных функций. 3
4. Дифференцируемость функции. Связь дифференцируемости с существованием производной и непрерывностью функции. 3
5. Правила дифференцирования. 3
6. Дифференцирование функции, заданной неявно. 3
7. Производные показательной и степенной функций. 3
8. Производные обратных тригонометрических функций. 3
9. Дифференциал функции. 3
10. Производные и дифференциалы высших порядков. 3
§ 5. СВОЙСТВА ФУНКЦИЙ, НЕПРЕРЫВНЫХ НА ОТРЕЗКЕ……...37
1. Теорема Ролля. 3
2. Теорема Лагранжа. 3
3. Теорема Коши. 3
4. Правило Лопиталя. 3
§ 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ.. 3
1. Асимптоты плоской кривой. 3
2. Монотонность функции. 3
3. Экстремумы функции. 3
4. Выпуклость, вогнутость и точки перегиба графика функции. 3
5. Наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке. 3
6. Схема исследования функции. Построение графика. 3
ГЛАВА 2. ИНТЕГРАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ ФУНКЦИИ ОДНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ 3
§ 1. НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ.. 3
1. Первообразная функция и её свойства. 3
2. Понятие неопределённого интеграла. 3
3. Свойства неопределённого интеграла. 3
4. Таблица основных неопределённых интегралов. 3
§ 2. МЕТОДЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ.. 3
1. Непосредственное интегрирование. 3
2. Интегрирование подстановкой. 3
3. Интегрирование по частям. 3
4. Интегрирование рациональных дробей. 3
5. Интегрирование тригонометрических выражений. 3
6. Интегрирование некоторых видов иррациональных выражений. 3
§ 3. ОПРЕДЕЛЁННЫЙ ИНТЕГРАЛ.. 3
1. Задача, приводящая к определённому интегралу. 3
2. Свойства определённого интеграла. 3
3. Вычисление определенного интеграла. Формула Ньютона–Лейбница. …....3
4. Методы интегрирования определённого интеграла. 3
5. Приложения определённого интеграла. 3
§ 4. НЕСОБСТВЕННЫЕ ИНТЕГРАЛЫ.. 3
1. Интегралы с бесконечными пределами. 3
2. Интегралы от разрывных функций. 3
ГЛАВА 1. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ ФУНКЦИИ ОДНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ
ФУНКЦИЯ ОДНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ, ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Определение функции одной переменной
Определение. Пусть даны два множества X и Y . Если каждому элементу x из множества X по некоторому правилу f соответствует единственный элемент y из множества Y , то говорят, что на множестве X определена функция y = f (x ) с областью определения X = D (f ) и областью изменения Y = E (f ). При этом x считают независимой переменной, или аргументом функции, а y – зависимой переменной или функцией .
Частным значением функции y = f (x ) при фиксированном значении аргумента x = x 0 называют y 0 = f (x 0 ).
Графиком функции y = f (x ) называют геометрическое место точек M (x;f (x )) на плоскости Oxy , где x Î D (f ) и f (x ) Î E (f ).
Способы задания функции
1) Аналитический способ – способ задания функции с помощью формулы.
Различают несколько способов аналитического задания функции:
а) Функция задана явно формулой y = f (x ).
Например: , где D (y ) = (– ∞;1) (1;+∞).
б) Функция задана неявно уравнением, связывающем x и y : F (x ;y ) = 0.
Например: – уравнение окружности с центром в начале координат и радиусом r . Если из этого уравнения выразить y через x , то получится две функции:
и ,
которые имеют область определения , а области значений этих функций будут: для первой – , для второй – .
в) Функция задана параметрически с помощью некоторого параметра t , причём и аргумент x , и функция y зависят от этого параметра:
Например: можно задать окружность с помощью параметрических уравнений:
2) Табличный способ задания функции – например, таблицы Брадиса задают функции y = sin x , y = cos x и др.
3) Графический способ задания функции , когда зависимость функции от её аргумента задаётся графически.
Сложная и обратная функции
Определение 1 . Пусть функция y = f (U ) определена на множестве D (f ), а функция U = g (x ) определена на D (g ), причём E (g ) D (f ).
Тогда функция y = F (x ) = f (g (x )) называется сложной функцией (или функцией от функции, или суперпозицией функций f и g ).
Определение 2 . Пусть задана функция y = f (x ) взаимно однозначно отображающая множество X = D (f ) на множество Y = E (f ).
Тогда функция x = g (y ) называется обратной к функции y = f (x ), т. е. любому y E (f ) соответствует единственное значение x D (f ), при котором верно равенство y = f (x ).
Замечание. Графики функций y = f (x ) и x = g (y ) представляют одну и ту же кривую. Если же у обратной функции независимую переменную обозначить x , а зависимую y , то графики функций y = f (x ) и y = g (x ) будут симметричны относительно биссектрисы первого и третьего координатных углов.
Элементарные функции
Основные элементарные функции:
y = const (постоянная функция ), D (y ) = R; E (y ) = c .
(линейная функция ), D (y ) = R; E (y ) = R .
y = (степенная функция ), α ÎR , E (y ), D (y ) зависят от α.
y = (показательная функция ), a > 0, a ≠ 1, D (y ) = R , E (y ) = (0;+∞).
y = (логарифмическая функция )), a > 0, a ≠ 1, D (y ) = (0;+∞), E (y ) = R .
Тригонометрические функции :
y = sin x , D (y ) = R , E (y ) = .
y = cos x , D (y ) = R , E (y ) = .
y = tg x , D (y ) = , E (y ) = R .
y = ctg x , D (y ) = , E (y ) = R .
Обратные тригонометрические функции :
y = arcsin x , D (y ) = , E (y ) = .
y = arccos x , D (y ) = , E (y ) = .
y = arctg x , D (y ) = R , E (y ) = .
y = arcctg x , D (y ) = R , E (y ) = .
Элементарной функцией называется функция, составленная из основных элементарных функций с помощью конечного числа операций сложения, вычитания, умножения, деления и суперпозиции.
Например: – элементарная функция.
Графики обратных тригонометрических функций:
Определение 1. Окрестностью точки x 0 называется любой интервал, содержащий точкуx 0:. и справедливо равенство:
Замечание 2. Если f (x ) имеет в точке x 0 правый и левый пределы, равные между собой, то в точке функция f (x ) имеет предел, равный числу:
Замечание 3. Если f (x ) имеет в точке x 0 правый и левый пределы, но они не равны между собой, то в точке x 0 функция f (x ) не имеет предела.
Рассмотрим сначала понятие переменной величины, или просто переменной.
Переменная величина х определяется множеством тех значений, которые она может принять в рассматриваемом случае. Это множество X назовем областью изменения значений переменной x .
Главным предметом изучения в математике является, однако, не изменение одной переменной самой по себе, а зависимость между двумя или несколькими переменными при их совместном изменении. Во многих случаях переменные не могут принимать любую пару значений из своих областей изменения; если одной из них придано конкретное значение, то этим уже определяется и значение другой. Тогда первая из них называется независимой , а вторая – зависимой переменной.
Пусть даны две переменные x и y с областями изменения X и Y . Если при этом каждому элементу x X по определенному правилу f поставлен в соответствие единственный элемент y Y , то говорят, что на множестве X задана функция y = f (x ).
Ясно, что при этом переменная x является независимой переменной. Ее часто называют аргументом функции.
Переменная y является зависимой переменной и называется значением функции, или просто функцией .
Множество X называется областью определения функции, а множество Y - областью ее значений .
Существует ряд способов задания функции:
а) наиболее простой - аналитический способ, т. е. задание функции в виде формулы. Если область определения функции X при этом не указана, то под X подразумевается множество значений x , при которых формула имеет смысл;
б) графический способ. Этот способ особенно нагляден. Для функции одной переменной y = f (x ) используется координатная плоскость (xy ).
Совокупность точек y , соответствующих заданным значениям x , определяет график функции на плоскости (xy );
в) табличный способ. Он часто используется, когда независимая переменная x принимает лишь конечное число значений.
5.2. Основные свойства функций
Рассмотрим основные свойства функций, которые упрощают проведение их исследования:
Четность. Функция y = f (x ) называется четной , если для любого значения x , принадлежащего области определения функции X , значение (–x ) тоже принадлежит X и при этом выполняется
f (–x ) = f (x ).
График четной функции симметричен относительно оси ординат.
Функция y = f (x ) называется нечетной , если для любого x X следует (–x ) X и при этом
f (–x ) = –f (x ).
График нечетной функции симметричен относительно начала координат.
Если функция y = f (x ) не является ни четной, ни нечетной, то ее часто называют функцией общего вида .
Монотонность. Функция y = f (x ) называется возрастающей на некотором интервале (a , b ), если для любых x 1 , x 2 (a , b ), таких,
что x 1 < x 2 , следует, что f (x 1) < f (x 2), и убывающей , если f (x 1) > f (x 2).
Возрастающую и убывающую на интервале (a,b ) функции называют монотонными на этом интервале, а сам интервал (a,b ) - интервалом монотонности этих функций.
В некоторых учебниках такие функции называют строго монотонными , а монотонными называют неубывающую и невозрастающую на рассматриваемом интервале функции (вместо строгих неравенств для функций пишутся нестрогие).
Ограниченность. Функция y = f (x ) называется ограниченной на интервале (a , b ), если существует такое число С > 0, что для любого x (a , b ) следует |f (x )| < C , и неограниченной в противном случае, т. е. если для любого числа C > 0 существует такой x (a , b ), что |f (x )| > C. На рис. 5.1 показан график функции, ограниченной на интервале (a , b ).
Аналогичное определение ограниченности можно дать для любого вида промежутка.
Периодичность. Функция y = f (x ) называется периодической , если существует такое число t , что для любого x X выполняется
f (x + t ) = f (x ).
Наименьшее из таких чисел t называется периодом функции и обозначается Т .
Характерным признаком периодичности функций является наличие в их составе тригонометрических функций.
5.3. Элементарные функции и их графики
К элементарным функциям относятся:
а) простейшие элементарные функции
1. Константа y = c , где с - постоянное для данной функции действительное число, одно и то же для всех значений x .
2. Степенная функция , где - любое постоянное действительное число, кроме нуля. Вид графиков функций при некоторых целых положительных ( = n ), целых отрицательных ( = –n ) и дробных ( = 1/n ) значениях представлен ниже.
4. Логарифмическая функция y = log a x (a > 0; a 1).
5. Тригонометрические функции : y = sin x , y = cos x , y = tg x , y = ctg x .
6. Обратные тригонометрические функции .
y = arcsin x y = arccos x
y = arctg x y = arcctg x
б) сложные функции
Кроме перечисленных простейших элементарных функций аргумента x к элементарным функциям также относятся функции, аргументами которых являются тоже элементарные функции, а также функции, полученные путем выполнения конечного числа арифметических действий над элементарными функциями. Например, функция
тоже является элементарной функцией.
Функции, аргументами которых являются не независимые переменные, а другие функции, называются сложными функциями или суперпозициями функций. Пусть даны две функции: y = sinx и z = log 2 y . Тогда сложная функция (суперпозиция функций) может иметь вид
z = log 2 (sin x ).
Также можно ввести понятиеобратной функции .Пусть y = f (x ) задана в области определения X , а Y - множество ее значений. Выберем какое-нибудь значение y = y 0 и по нему найдем x 0 так, чтобы y 0 было равно f (x 0).Подобных значений x 0 может оказаться и несколько.
Таким образом, каждому значению y из Y ставится в соответствие одно или несколько значений x . Если такое значение x только одно, то в области Y может быть определена функция x = g (y ), которая называется обратной для функции y = f (x ).
Найдем, например, обратную функцию для показательной функции y = a x . Из определения логарифма следует, что если задано значение y , то значение x , удовлетворяющее условию y = a x , находится по формуле x = log a y . То есть каждому y из Y можно поставить в соответствие одно определенное значение x = log a y .
Следовательно, функция x = log a y является обратной для функции y = a x на множествах X и Y . Так как принято у любой функции независимую переменную обозначать x , то в этом случае говорят, что y = f (x ) и y = g (x ) - обратные функции.
Графики функции y = f (x ) и обратной ей функции y = g (x ) симметричны относительно биссектрисы 1-го и 3-го координатных углов.
Рассмотрим сначала понятие переменной величины, или просто переменной.
Переменная величина х определяется множеством тех значений, которые она может принять в рассматриваемом случае. Это множество X назовем областью изменения значений переменной x .
Главным предметом изучения в математике является, однако, не изменение одной переменной самой по себе, а зависимость между двумя или несколькими переменными при их совместном изменении. Во многих случаях переменные не могут принимать любую пару значений из своих областей изменения; если одной из них придано конкретное значение, то этим уже определяется и значение другой. Тогда первая из них называется независимой , а вторая – зависимой переменной.
Пусть даны две переменные x и y с областями изменения X и Y . Если при этом каждому элементу x X по определенному правилу f поставлен в соответствие единственный элемент y Y , то говорят, что на множестве X задана функция y = f (x ).
Ясно, что при этом переменная x является независимой переменной. Ее часто называют аргументом функции.
Переменная y является зависимой переменной и называется значением функции, или просто функцией .
Множество X называется областью определения функции, а множество Y - областью ее значений .
Существует ряд способов задания функции:
а) наиболее простой - аналитический способ, т. е. задание функции в виде формулы. Если область определения функции X при этом не указана, то под X подразумевается множество значений x , при которых формула имеет смысл;
б) графический способ. Этот способ особенно нагляден. Для функции одной переменной y = f (x ) используется координатная плоскость (xy ).
Совокупность точек y , соответствующих заданным значениям x , определяет график функции на плоскости (xy );
в) табличный способ. Он часто используется, когда независимая переменная x принимает лишь конечное число значений.
5.2. Основные свойства функций
Рассмотрим основные свойства функций, которые упрощают проведение их исследования:
Четность. Функция y = f (x ) называется четной , если для любого значения x , принадлежащего области определения функции X , значение (–x ) тоже принадлежит X и при этом выполняется
f (–x ) = f (x ).
График четной функции симметричен относительно оси ординат.
Функция y = f (x ) называется нечетной , если для любого x X следует (–x ) X и при этом
f (–x ) = –f (x ).
График нечетной функции симметричен относительно начала координат.
Если функция y = f (x ) не является ни четной, ни нечетной, то ее часто называют функцией общего вида .
Монотонность. Функция y = f (x ) называется возрастающей на некотором интервале (a , b ), если для любых x 1 , x 2 (a , b ), таких,
что x 1 < x 2 , следует, что f (x 1) < f (x 2), и убывающей , если f (x 1) > f (x 2).
Возрастающую и убывающую на интервале (a,b ) функции называют монотонными на этом интервале, а сам интервал (a,b ) - интервалом монотонности этих функций.
В некоторых учебниках такие функции называют строго монотонными , а монотонными называют неубывающую и невозрастающую на рассматриваемом интервале функции (вместо строгих неравенств для функций пишутся нестрогие).
Ограниченность. Функция y = f (x ) называется ограниченной на интервале (a , b ), если существует такое число С > 0, что для любого x (a , b ) следует |f (x )| < C , и неограниченной в противном случае, т. е. если для любого числа C > 0 существует такой x (a , b ), что |f (x )| > C. На рис. 5.1 показан график функции, ограниченной на интервале (a , b ).
Аналогичное определение ограниченности можно дать для любого вида промежутка.
Периодичность. Функция y = f (x ) называется периодической , если существует такое число t , что для любого x X выполняется
f (x + t ) = f (x ).
Наименьшее из таких чисел t называется периодом функции и обозначается Т .
Характерным признаком периодичности функций является наличие в их составе тригонометрических функций.
5.3. Элементарные функции и их графики
К элементарным функциям относятся:
а) простейшие элементарные функции
1. Константа y = c , где с - постоянное для данной функции действительное число, одно и то же для всех значений x .
2. Степенная функция , где - любое постоянное действительное число, кроме нуля. Вид графиков функций при некоторых целых положительных ( = n ), целых отрицательных ( = –n ) и дробных ( = 1/n ) значениях представлен ниже.
4. Логарифмическая функция y = log a x (a > 0; a 1).
5. Тригонометрические функции : y = sin x , y = cos x , y = tg x , y = ctg x .
6. Обратные тригонометрические функции .
y = arcsin x y = arccos x
y = arctg x y = arcctg x
б) сложные функции
Кроме перечисленных простейших элементарных функций аргумента x к элементарным функциям также относятся функции, аргументами которых являются тоже элементарные функции, а также функции, полученные путем выполнения конечного числа арифметических действий над элементарными функциями. Например, функция
тоже является элементарной функцией.
Функции, аргументами которых являются не независимые переменные, а другие функции, называются сложными функциями или суперпозициями функций. Пусть даны две функции: y = sinx и z = log 2 y . Тогда сложная функция (суперпозиция функций) может иметь вид
z = log 2 (sin x ).
Также можно ввести понятиеобратной функции .Пусть y = f (x ) задана в области определения X , а Y - множество ее значений. Выберем какое-нибудь значение y = y 0 и по нему найдем x 0 так, чтобы y 0 было равно f (x 0).Подобных значений x 0 может оказаться и несколько.
Таким образом, каждому значению y из Y ставится в соответствие одно или несколько значений x . Если такое значение x только одно, то в области Y может быть определена функция x = g (y ), которая называется обратной для функции y = f (x ).
Найдем, например, обратную функцию для показательной функции y = a x . Из определения логарифма следует, что если задано значение y , то значение x , удовлетворяющее условию y = a x , находится по формуле x = log a y . То есть каждому y из Y можно поставить в соответствие одно определенное значение x = log a y .
Следовательно, функция x = log a y является обратной для функции y = a x на множествах X и Y . Так как принято у любой функции независимую переменную обозначать x , то в этом случае говорят, что y = f (x ) и y = g (x ) - обратные функции.
Графики функции y = f (x ) и обратной ей функции y = g (x ) симметричны относительно биссектрисы 1-го и 3-го координатных углов.
Основные определения и понятия
Одним из основных понятий математики является число. Числа целые и дробные, как положительные, так и отрицательные, вместе с числом ноль называются рациональными числами. Рациональные числа могут быть представлены в виде конечных или бесконечных периодических дробей. Числа, которые представляются в виде бесконечных, но непериодических дробей, называются иррациональными .
Совокупность всех рациональных и иррациональных чисел называется множеством действительных , или вещественных чисел. Действительные числа можно изображать точками числовой оси. Числовой осью называется бесконечная прямая, на которой выбраны:
1) некоторая точка О, называемая началом отсчёта;
2) положительное направление, указываемое стрелкой;
3) масштаб для измерения длин.
Между всеми действительными числами и всеми точками числовой оси существует взаимно-однозначное соответствие , т.е. каждому действительному числу соответствует точка числовой оси и наоборот.
Абсолютной величиной (или модулем ) действительного числа x называется неотрицательное действительное число Рx Р, определяемое следующим образом: Рx Р = x , если x ? 0, и Рx Р = -x , если x < 0.
Переменной величиной называется величина, которая принимает различные численные значения. Величина, численные значения которой не меняются, называется постоянной величиной.
упорядоченной , если известна область её изменения и про каждое из двух любых её значений можно сказать, какое из них предыдущее и какое последующее. Частным случаем такой величины является числовая последовательность
Переменная величина называется возрастающей (убывающей ), если каждое её последующее значение больше (меньше) предыдущего. Возрастающие и убывающие переменные величины называются монотонными . Переменная величина называется ограниченной , если существует такое постоянное число M > 0, что все последующие значения переменной, начиная с некоторого, удовлетворяют условию:
M ? x ? M, т.е. Рx Р? M.
Переменная величина y называется (однозначной) функцией переменной величины x, если каждому значению переменной величины x, принадлежащему множеству действительных чисел X, соответствует одно определённое действительное значение переменной величины y .
Переменная x называется в этом случае аргументом , или независимой переменной , а множество X - областью определения функции.
Запись y = f(x) означает, что y является функцией x . Значение функции f(x) при x = a обозначают через f(a).
Область определения функции в простейших случаях представляет собой: интервал (открытый промежуток ) (a, b ), т.е. совокупность значений x , удовлетворяющих условию a < x < b ; сегмент (отрезок или замкнутый промежуток ) , т.е. совокупность значений x , удовлетворяющих условию a ? x ? b ; полуинтервал (т.е. a < x ? b ) или (т.е. a ? x < b ); бесконечный интервал (a, + ?) (т.е. a < x < + ?) или (- ?, b ) (т.е. - ? < x < b ) или (- ?, + ?) (т.е. - ? < x < + ?); совокупность нескольких интервалов или сегментов и т. п.
Графиком функции y = f(x) называется геометрическое место точек плоскости xOy, координаты которых удовлетворяют уравнению y = f(x).
Функция f(x) называется чётной, если для любого значения x . График чётной функции расположен симметрично относительно оси ординат. Функция f(x) называется нечётной , если для любого значения x . График нечётной функции расположен симметрично относительно начала координат.
Функция f(x) называется периодической , если существует такое положительное число T, называемое периодом функции, что для любого значения x выполняется равенство.
Наименьшим же периодом функции называется наименьшее положительное число?, для которого f(x + ?) = f(x) при любом x . Следует иметь в виду, что f(x + k?) = f(x) , где k - любое целое число.
Функции задаются:
1) аналитически (в виде формулы), например, ;
2) графически (в виде графика);
3) таблично (в виде таблицы), например таблица логарифмов.
Основными элементарными функциями являются следующие, аналитически заданные функции:
1. Степенная функция : , где? - действительное число.
2. Показательная функция : , где a > 0, a ? 1.
3. Логарифмическая функция : , где a > 0, a ? 1.
4. Тригонометрические функции : y = sin x, y = cos x, y = tg x, y = ctg x ,
y = sec x, y = cosec x.
5. Обратные тригонометрические функции :
y = arcsin x, y = arccos x, y = arctg x, y = arcctg x, y = arcsec x ,
y = arccosec x .
Если y является функцией от u , а u есть функция от x , то y также зависит от x . Пусть y = F(u ), u = ?(x ). Тогда y = F(?(x )). Последняя функция называется функцией от функции , или сложной функцией. Например, y = sin u , u = . Функция y = sin () есть сложная функция от x .
Элементарной функцией называется функция, которая может быть задана одной формулой вида y = f(x) , где выражение f(x) составлено из основных элементарных функций и постоянных при помощи конечного числа операций сложения, вычитания, умножения, деления и взятия функции от функции.
Например, y = Рx Р = ; ; .
Пример 1 . Найти, если.
Решение . Найдём значения данной функции при x = a и x = b :
Тогда получим
Пример 2 . Определить, какая из данных функций чётная или нечётная:
Решение . а) Так как, то
т.е. f(- x) = - f(x). Следовательно, функция нечётная.
б) Имеем, т.е.
f(- x) = f(x). Следовательно, функция чётная.
в) Здесь,т.е.
f(- x) = f(x). Следовательно, функция чётная.
г) Здесь. Таким образом, функция не является ни чётной, ни нечётной.
Пример 3
Решение . Функция определена, если 2x - 1 ? 0, т.е. если. Таким образом, областью определения функции является совокупность двух интервалов:
Пример 4 . Найти область определения функции.
Решение . Функция определена, если x - 1 ? 0 и 1+ x > 0, т.е. если x ? 1 и x > - 1. Область определения функции есть совокупность двух интервалов: (- 1, 1) и (1, + ?).
Пример 5. Найти область определения функции
Решение. Первое слагаемое принимает вещественные значения при 1 -2x ? 0, а второе при. Таким образом, для нахождения области определения заданной функции необходимо решить систему неравенств: Получаем
Следовательно, областью определения будет сегмент