Найти годограф вектор функции

Переменные векторы. Вектор-функции и их дифференцирование

Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции

Найти годограф вектор функции

Видео:Метод годографа и центростремительное ускорениеСкачать

Метод годографа и центростремительное ускорение

Переменные векторы. Вектор-функции и их дифференцирование

  • Переменный вектор. Векторные функции и их различие № 1. Переменный вектор. Функция вектора Годограф. Представьте себе точку M (x, y, z) t, движущуюся в пространстве вдоль определенной кривой K (рис. 293). Выберите единицу времени и первый момент. И любой момент времени характеризуется числом т.

Непрерывность векторной функции. Их дифференциация № 3. Непрерывность векторной функции. Различать их. Дай мне а = а (и) Функция вектора и скалярного аргумента. Как и в случае обыкновенных дифференциальных вычислений, если бесконечно малое приращение аргумента соответствует бесконечно малому приращению функции, a (n) называется непрерывным. lirn [a (u + Lee) -a (//)] = 0. (7) к- * 0 Равенство (7) также может быть описано в следующем формате: lim a (u — — di) = a (u). Где u0, a, — <Aw по n заменяет определение непрерывности. lim a (n) = a (a0). a- + io

Поэтому гл. II, свойство непрерывности вектор-функции означает, что предел (и u0) этой функции равен значению из предела аргумента. Далее поясняется операция дифференцирования непрерывной вектор-функции. Дай мне а = а (и) -Такую функцию. Давайте сделаем пять вещей: 1) Исправьте значение аргумента и найдите соответствующее значение функции a (s). 2) Дайте аргументу приращение A и найдите новое значение функции a (u — <- Au); 3) Найдите приращение Da = a (u + A «)

a (u). .v да (s + Dy) -a (s) 4) Настройте отношение -m— = —1-! -r1, -;

б) (s) и обозначается одним из символов. , T, h da a, a ‘(s), g. Нахождение ‘(u) называется производной функции a (u). *) Конечно, этого может и не быть.

Поверните A на ноль и ищите пределы *) lim * Джим Ли 0 Ли Аа 0 Ли Это ограничение называется производной функции a Людмила Фирмаль

Легко найти геометрический смысл производной a ‘(u). Для этого представим годограф векторной функции. Если (см. Рисунок 295) a (u) -OM, a (n-dY) = ON, тогда A a = LSH Отношение-вектор в том же направлении А Ды]> 0 для ММ, Di 0 и о = МП, Вы можете видеть, что вектор MP направлен на годограф по секущей линии.

Если Да -О (из-за непрерывности вектор-функции), точка N стремится соответствовать точке М. Поэтому предельное положение вектора MP направлено на годограф по касательной MQ. Однако эта предельная позиция n является производной от o ‘(u). Следовательно, производная вектор-функции направлена ​​по касательной к годографу этой функции. Пример. Переместить точку М в пространстве, r = r (t)

Векторное уравнение для этого движения. Годограф радиус-вектора r (0 — траектория точки М. Производная / (t) называется скоростью точки М. Следовательно, скорость точки — это вектор, который касается траектории этой точки. Этот вектор является направлением движения. И характеризуем скорость: r ‘(0 — предел длины вектора г (/ + ac-g (0 ат Учитывая ясность,Однако (рис. 296) DO-g (01 — длина кода MN, Включает в себя минимальную дугу MN точечной траектории. Как вы знаете, эти коды и дуги эквивалентны друг другу Поэтому друзья if’wi-lim, x, 1 w / a rW / r (t + AtJ

  • Другими словами, длина вектора скорости является пределом отношения пути, по которому течет ток через бесконечно короткие промежутки времени. 296.Время этого периода Gap. Это скалярное значение — скорость точки. Направление вектора / (t) указывает направление движения. № 4. Формулы и правила дифференцирования векторных функций. Правила дифференцирования векторных функций полностью аналогичны правилам обыкновенных дифференциальных вычислений.

Они использованы в следующей таблице. a = a (u), b = b (u) -: векторная функция скалярного аргумента и вектор c-константы? (O) -скалярная функция и k-константа, v-скалярный аргумент, связанный с выражением q = u (m>): 1) ду * 6) рфа-дурь 2) d (a — — b) du da | du 1 db du * 7) rfu и i

. -A * + e du db du ‘8) rf (ffl) du 4) dfoa) du rfa. du * 9) d [ab] du б) д (ка) __ ду ■ к да • * ду ’10) да дв ‘да ду ду дв’ Формула 1) понятна. Положите s-a — — b, чтобы доказать 2). Тогда s + bs = (a — — Да) + отсюда D $ = Да + Db и AL, AB Я Ли 1 Ли

Когда вы достигнете предела Di 0, вы получите 2). Формула 3) тоже доказана. Дальше давайте

0, *) получается уравнение 4). Формулы 5) и 6) являются частными случаями 4). Уравнение 7) доказывается так же, как 4). Частные случаи 8) -7) и 9) такие же, как 4). Наконец, 10) доказывается точно так же, как и скалярный анализ.

Пусть ax, ay> ar — проекция вектор-функции a = a (n). тогда a = axi — — ay] — — атака. Используя уравнения 2) и 6) da_dax. , День da2- «Du

du J ^ Ifa Da Da Однако, когда вектор разлагается на векторы единичных координат, коэффициент единичного вектора i является проекцией разрешимого вектора на ось * Ox. так дакс н да du — iip * du 9

То есть проекция векторной производной на ось равна производной этой проекции на эту ось. Людмила Фирмаль

Пример. r = r (0 — радиус-вектор движущейся точки) М (х, у, z). Введите u =. Как вы уже знаете, v это скорость Точка М. Как сказано, vx = ^

-t. Но Tx = х. о Следовательно, проекция векторов на другие оси одинакова. Вот так дз дт *

То есть спроецированная скорость движущейся точки (на оси координат) равна производной соответствующей координаты по времени. Например, если точка движется как x = 8t * -1, = = z = tz + 1, vx = 16 /, r> y = 4, vz = 3Отс Выше называется «скорость движения®» и равна г / — = Y * 2LY * — — 1 () -) — 9/4 В момент времени t = 1, y = 16,8. *) Поскольку предполагается, что функция a (s) непрерывна, litnAa = 6 для Ли 0.

Равен длине временного интервала, отделяющего этот момент от первого момента. В этом случае знак присваивается номеру t. Или это зависит от того, следует ли момент интереса или предшествует первому моменту. Радиус-вектор r = OM в каждый конкретный момент t имеет определенную длину и направление. Однако их длина и направление со временем изменятся *). Итак, здесь мы имеем дело с переменными векторами. Как правило, переменные векторы — это векторы, которые различаются по длине или направлению.

Однако мы рассматриваем постоянные векторы как частный случай переменных (аналогично использованию констант в скалярном анализе). Скалярный анализ различал индивидуальные постоянные значения при работе с переменными. Фактически, переменная задача состояла из задачи этого набора значений. Аналогичным образом определим переменную вектор а Вы определите набор постоянных векторов — индивидуальное значение. В процессе изменения a принимает одно из этих значений. Если a является переменным вектором, его проекция ayt ax также является (скалярной!) Переменной. Установка вектора a эквивалентна установке переменных ay и av.

Если a принимает одно из своих значений, ay ay1 также принимает соответствующее постоянное значение. Очень важным примером переменного вектора является скалярная функция-вектор аргумента. Они говорят, что переменная vector a является векторной функцией скалярных аргументов, и каждое значение связано с определенным значением a. В этом случае они пишут а = а (к). г » И м Рисунок 293.

Если a = a (u), проекционный топор и ar ag являются (скалярными!) Аргументными функциями, ax = ax (u), y = a y (u), ax = ax (u). *) Длина r не изменяется, если кривая K находится на поверхности шара с центром в начале координат. Точно так же, если K — луч, происхождение которого является источником, это может быть в определенном направлении r.

Пример вектор-функции показан для радиус-вектора r = OM в точке M перемещения, описанной выше. Здесь, поскольку аргумент — время U, g = g (0- (1) Это уравнение называется векторным уравнением движения для точки М. Поскольку координаты точки M (x, y, r) являются проекциями ее радиус-вектора r, уравнение (1) можно заменить тремя скалярными уравнениями движения. x = x (t), y = y (f), z = z (t). Например, равенство x = Py y = 7t + 2, z = s nt Движение точки происходит. Их можно заменить одним векторным уравнением r = t4 — — (7t-2) / + sin tk.

Годограф определенного вектора переменных — это геометрическое положение конечных точек всех значений, если каждое значение откладывается от общей начальной точки. Годограф вектор-функции a (u) представляет собой (как правило, пространственную) кривую. Если все значения a (u) установлены на что-то отличное от источника, уравнение x = ax (u), y = ay (u), z = az (u) Представляет параметрическое уравнение вышеуказанной линии. Если вектор a (u) постоянен, годограф — это линия на поверхности шара.

Постоянный векторный годограф — это точка. Годограф радиус-вектора r = OM движущейся точки M является ее точкой. n ° 2. Векторное ограничение. Рассмотрим переменный вектор a, который изменяется в соответствии с законом *).Определение 1. Переменный вектор a называется бесконечно малым, если он имеет тенденцию быть нулевым по длине. Определение 2. Постоянный вектор I называется пределом переменного вектора a.

Разница между ними — бесконечно малый вектор. •) Например, a является векторной функцией скалярного аргумента a = a (s) и имеет определенные ограничения. Или, в более простом случае, пронумерованная последовательность постоянных значений alt at) atl …

Запишите с любой формулой Лима = /, а- + Л (Рис. 294) Приведите векторы / и a к общему началу координат 0 и приведите их в соответствие с началом координат. Далее разность I-a представлена ​​вектором AL. Если длина этого вектора стремится к нулю, точка A стремится соответствовать точке L, поэтому X A XV Однако, в конце концов (поскольку 0 соответствует началу координат), xA и xL являются проекциями векторов a и / на ось Ox. Таким образом, предыдущие отношения Я, — * / *.

Эта ситуация аналогична проекции векторов на другие оси. 80М это правда Рисунок 294. Теорема 1. Связь (2) (3) 1g lim a = 1 Это предполагает тройные отношения. 1G a9 Покажем, что обратное также верно в соответствии с теоремой 2. (3) — (2). Фактически, переместите векторы a и / к общему началу координат 0. Это совпадает с происхождением. В то же время конечными точками векторов a и I являются точки A и ξ. a = OAt 1 = O b

В понятной нотации * «= * # Ay = ul ‘*» = * # (3) чк

+ ги Откуда Y (XA- + (YA-Y0 * + (* A- * jf- * ° — и Последнее соотношение можно записать как AL — + 0, Это означает, что по определению 2 (2) верно. Таким образом, векторное соотношение (2) эквивалентно скалярному отношению тройка (3). Эта эквивалентность позволяет легко переносить наиболее важные свойства скалярных переменных в вектор.

Например, теорема 3I верна. а * л * т (4) тогда a + a * a-a * -> l-l * t (5) м. е. Предел суммы (разности) ограниченных векторов равен сумме пределов (разности). Конечно, это из (4) * * *! * ….. AJ-WJ. тогда i * -faj + ^ -f>> / j, -f l> 9 + + (6) Для простоты Если a — — a * = b, 1 + 1 * = m, (6) можно переписать в следующем формате bx-> tx% by —► tu, bg- * mt> По теореме 2 Lim 6 = / I Это эквивалентно первому соотношению (5). Второе доказывается аналогично. Подобные рассуждения доказывают еще две теоремы. Теорема 4. С (4)

(A, a *) — * (/, / *), [a, a *) -> — [/, / *], / я. д. Предел скалярного (векторного) произведения двух векторов с ограничениями равен (соответствующему) произведению этих ограничений. Теорема б. если И это = /, l p скалярная переменная с конечными ограничениями q> then lim (pa) = 0 /.

Найти годограф вектор функции

Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции Найти годограф вектор функции

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Видео:Мама, я Гейне! #26 Вектор-функцииСкачать

Мама, я Гейне! #26 Вектор-функции

Вектор-функции

Видео:Годограф вектор функцииСкачать

Годограф вектор функции

Предел и непрерывность вектор-функции.

Понятие вектор-функции.

Если каждому значению (tin E), где (Esubsetmathbb), поставлен в соответствие вектор (r(t)) трехмерного пространства, то говорят, что на множестве (E) задана векторная функция (r(t)) скалярного аргумента (t).

Пусть в пространстве фиксирована прямоугольная система координат (Oxyz). Тогда задание вектор-функции (r(t), tin E), означает задание координат (x(t), y(t), z(t)) вектора (r(t), tin E). Если (i,j,k) — единичные векторы координатных осей, то
$$
r(t)=x(t)i+y(t)j+z(t)k,qquad tin E,nonumber
$$
или
$$
r(t)=(x(t),y(t),z(t)).nonumber
$$
Если (z(t)=0) при всех (tin E), то вектор-функцию (r(t)) называют двумерной.

В случае, когда начало каждого из векторов (r(t)) совпадает с началом координат (рис. 21.1), эти векторы называют радиус-векторами, а множество их концов — годографом вектор-функции (r(t)), (tin E), который можно рассматривать как траекторию точки (M(t)) конца вектора (r(t)), если считать, что (t) — время.

Предел вектор-функции.

Вектор (a) называют пределом вектор-функции (r(t)) в точке (t_0) и пишут (displaystyle lim_<trightarrow t_>r(t)=a) или (r(t)rightarrow a) при (trightarrow t_0), если
$$
lim_<trightarrow t_> |r(t)-a|=0,label
$$
то есть длина вектора (r(t)-a) стремится к нулю при (trightarrow t_0).

Найти годограф вектор функцииРис. 20.1

Если заданы (r(t)=(x(t),y(t),z(t))) и (a=(a_,a_,a_)), то
$$
lim_<trightarrow t_>r(t)=alabel
$$
тогда и только тогда, когда
$$
x(t)rightarrow a_1, y(t)rightarrow a_2, z(t)rightarrow a_3quad при trightarrow t_0.label
$$

Поэтому, если (r(t)rightarrow a) при (trightarrow t_0), то есть выполняется условие eqref, то выполняется условие eqref.

Обратно: если выполняются условия eqref, то из равенства eqref следует, что выполнено условие eqref. (bullet)

При доказательстве свойств предела вектор-функции удобно использовать следующее очевидное утверждение: условие eqref выполняется в том и только том случае, когда
$$
r(t)=a+alpha(t),nonumber
$$
где (alpha(t)) — бесконечно малая вектор-функция, то есть
$$
alpha(t)rightarrow 0quad mbox trightarrow t_.nonumber
$$

Свойства пределов вектор-функций.

(circ) Это свойство следует из неравенства
$$
||r(t)|-|a|| leq |r(t)-a|.qquad bulletnonumber
$$

Если (r(t)rightarrow a) при (trightarrow t_), а скалярная функция (f(t)) такова, что (f(t)rightarrow A) при (trightarrow t_), то (f(t)r(t)rightarrow Aa) при (trightarrow t_), то есть
$$
lim_f(t)r(t)=lim_<trightarrow t_>f(t)lim_r(t).label
$$

(circ) Из определений пределов скалярной функции и вектор-функции следует, что (r(t)=a+alpha(t), f(t)=A+beta(t)), где (alpha(t)) — бесконечно малая вектор-функция, (beta(t)) — бесконечно малая функция при (trightarrow t_0). Поэтому (f(t)r(t)=Aa+gamma(t)), где (gamma(t)=Aalpha(t)+beta(t)a+beta(t)alpha(t)) — бесконечно малая вектор-функция при (trightarrow t_0), откуда получаем равенство eqref. (bullet)

(circ) По условию (r_(t)=a_+alpha_), где (a_i(t)rightarrow 0) при (trightarrow t_ (i=1,2)). Поэтому (r_1(t)+r_2(t)=a_1+a_2+beta(t)), где (beta(t)=alpha_(t)+alpha_2(t)rightarrow 0) при (trightarrow t_), откуда следует eqref. Докажем формулу eqref. В силу свойств скалярного произведения
$$
(r_(t),r_2(t))-(a_1,a_2)=(alpha_(t),a_)+(alpha_(t),a_1)+(alpha_1(t),alpha_2(t)),nonumber
$$
причем в правой части этого равенства — бесконечно малая функция, так как (alpha_(t),alpha_(t)) — бесконечно малые вектор-функции и (|(p,q)| leq |p|cdot|q|) для любых векторов (p) и (q).

Аналогично доказывается формула eqref, в этом случае следует воспользоваться неравенством (|[p,q]| leq |p|cdot|q|). (bullet)

Непрерывность вектор-функции.

Вектор-функцию (r(t)) называют непрерывной при (t=t_), если
$$
lim_<trightarrow t_>r(t)=r(t_0).label
$$
Непрерывность вектор-функции (r(t)=(x(t),y(t),z(t))) при (t=t_) в силу эквивалентности условий eqref и eqref означает, что ее координаты (x(t),y(t),z(t)) непрерывны в точке (t_).

Назовем вектор-функцию (Delta r=r((t_0+Delta t)-r(t_0)) приращением вектор-функции (r(t)) в точке (t_). Тогда условие eqref означает, что
$$
Delta rrightarrow 0quad приquad Delta trightarrow 0.label
$$

Из определения непрерывности вектор-функции и свойств пределов векторных функций следует, что сумма, векторное и скалярное произведения вектор-функций (r_1(t)) и (r_2(t)) являются непрерывными функциями при (t=t_), если вектор-функции (r_1(t)) и (r_2(t)) непрерывны в точке (t_).

Видео:Вектор. Сложение и вычитание. 9 класс | МатематикаСкачать

Вектор. Сложение и вычитание. 9 класс | Математика

Производная и дифференциал вектор-функции.

Производная вектор-функции.

Если существует (displaystyle lim_frac) где (Delta r=r(t_0+Delta t)-r(t_0)), то этот предел называют производной вектор-функции (r(t)) в точке (t_0) и обозначают (r'(t_0)) или (dot(t_0)).

Таким образом,
$$
r'(t_)=lim_frac<r(t_+Delta t)-r(t_)>.label
$$
Аналогично вводится понятие второй производной
$$
r″(t_)=lim_frac<r'(t_+Delta t)-r'(t_)>nonumber
$$
и производной порядка (n > 2) вектор-функции. Заметим, что если (r(t)=(x(t),y(t),z(t))), то
$$
r'(t_)=(x'(t_0),y'(t_0),z'(t_0))label
$$
Утверждение eqref следует из определения eqref и свойств пределов вектор-функций.

Аналогично, если существует (r″(t_)), то
$$
r″(t_)=(x″(t_0),y″(t_0),z″(t_0)).nonumber
$$
Из определения производной следует, что (Delta r=r'(t_0)Delta t+alpha(Delta t)Delta t), где (alpha(Delta t)rightarrow 0) при (Delta trightarrow 0), и потому (Delta rrightarrow 0) при (Delta trightarrow 0). Таким образом, выполняется условие eqref, то есть вектор-функция (r(t)), имеющая производную в точке (t_), непрерывна при (t=t_).

(circ) Формулы eqref-eqref справедливы в точке (t), если в этой точке соответствующие функции имеют производные. Ограничимся доказательством формулы eqref. Пусть (Delta r_) — приращение вектор-функции (r_k(t)), соответствующее приращению аргумента (Delta t), то есть (Delta r_k=r_k(t+Delta t)-r_k(t), k=1,2). Тогда, используя свойства скалярного произведения и свойства пределов вектор-функций, получаем
$$
begin
(r_,r_)’=displaystylelim_frac<(r_(t+Delta t),r_(t+Delta t))-(r_(t),r_(t))>=\
=lim_left[left(r_(t),frac<Delta r_(t)>right)+left(frac<Delta r_(t)>,r_2(t)right)+left(frac<Delta r_(t)>,Delta r_2(t)right)right]=\
=(r_1,r_2′)+(r_1′,r_2),
endnonumber
$$
так как (displaystyle frac<triangle mathrm_>rightarrow r_‘(t)) при (Delta trightarrow 0 (i=1,2)) и (Delta r_2rightarrow 0) при (Delta trightarrow 0). (bullet)

Пусть существует (r'(t)) для всех (tin(alpha,beta)) и пусть (|r(t)|=C=const) для всех (tin(alpha,beta)).

Доказать, что ((r(t),r'(t))=0), то есть векторы (r(t)) и (r'(t)) ортогональны.

(triangle) Используя формулу (|r(t)|^2=(r(t),r(t))), правило дифференцирования скалярного произведения (формула eqref) и условие (|r(t)|=C), получаем ((r(t),r(t))’=2(r'(t),r(t))=0), так как (|r(t)|^)’=(C^)’=0). Итак,
$$
|r(t)|=CRightarrow (r(t),r'(t))=0.quadblacktrianglenonumber
$$

Дифференциал вектор-функции.

Вектор-функцию (r(t)), определенную в некоторой окрестности точки (t_), называют дифференцируемой при (t=t_), если ее приращение (Delta r=r(t_+Delta t)-r(t_)) в точке (t_) представляется в виде
$$
Delta r=aDelta t+Delta talpha(Delta t),label
$$
где вектор (a) не зависит от (Delta t), (alpha(Delta t)rightarrow 0) при (Delta trightarrow 0).

Полагая (dt=Delta t), запишем равенство eqref в виде
$$
dr=r’dt,nonumber
$$
где опущено обозначение аргумента функции (r’). Отсюда получаем
$$
r’=frac

.label (21)
$$

Замена переменного.

Если функция (t=t(s)) дифференцируема при (s=s_, t(s_)=t_), а вектор-функция (r(t)) дифференцируема в точке (t_), то вектор-функция (rho(s)=r(t(s))) дифференцируема в точке (s_), а производная этой функции выражается формулой
$$
rho’ (s_0)=r_s'(t(s_0))=r_'(t_)t_‘(s_),label
$$

где индекс указывает, по какому переменному производится дифференцирование.

(circ) Функция (alpha(Delta(t))) в формуле eqref не определена при (Delta t=0). Доопределим ее при (Delta t=0), полагая (alpha(0)=0).

Так как (t=t(s)) — функция, дифференцируемая при (s=s_0), то (Delta t=t(s_+Delta s)-t(s_)rightarrow 0) при (Delta srightarrow 0). Разделив обе части равенства eqref на (Delta sneq 0), получим
$$
frac=r'(t_0)frac+alpha(Delta t)frac.label
$$
Правая часть eqref имеет при (Delta srightarrow 0) предел, равный (r'(t_0)t'(s_0)), так как (Delta trightarrow 0) при (Delta srightarrow 0) и (alpha(Delta t)rightarrow 0) при (Delta trightarrow 0). Следовательно, существует предел в левом части eqref, и справедливо равенство eqref. Формулу eqref запишем кратко в виде равенства
$$
r_’=r_’t_’,label
$$
выражающего правило дифференцирования вектор-функции при замене переменного. (bullet)

Видео:Вектор функцииСкачать

Вектор функции

Теорема Лагранжа и локальная формула Тейлора для вектор-функции.

Формула Лагранжа, то есть формула
$$
r(beta)-r(alpha)=r'(xi)(beta-alpha),quad xiin(alpha,beta),label
$$
для вектор-функции, вообще говоря, неверна.

(circ) В самом деле, пусть формула eqref верна, и пусть (r(t)=(cos t,sin t)), тогда (r'(t)=(-sin t,cos t), |r'(t)|=1). Полагая (alpha=0,beta=2pi), получим из равенства eqref (0=r(2pi)-r(0)=r'(xi)2pi), что невозможно, так как (|r'(xi)|=1). (bullet)

Если вектор-функция (r(t)) непрерывна на отрезке ([alpha,beta]) и дифференцируема на интервале ((alpha,beta)), то
$$
existsxiin(alpha,beta): |r(beta)-r(alpha)|leq|r'(xi)|(beta-alpha).label
$$

(circ) Рассмотрим скалярную функцию
$$
varphi(t)=(r(beta)-r(alpha),r(t)).nonumber
$$
эта функция непрерывна на отрезке ([alpha,beta]), так как вектор-функция (r(t)) непрерывна на этом отрезке. Кроме этого, функция (varphi(t)) дифференцируема на интервале ((alpha,beta)), так как функция (r(t)) дифференцируема этом интервале, причем в силу правила дифференцирования скалярного произведения
$$
varphi'(t)=(r(beta)-r(alpha),r'(t)).nonumber
$$
По теореме Лагранжа
$$
existsxiin(alpha,beta): varphi(beta)-varphi(alpha)=varphi'(xi)(beta-alpha)label
$$
Преобразуем левую часть неравенства eqref:
$$
begin
varphi(beta)-varphi(alpha)=(r(beta)-r(alpha),r(beta))-(r(beta)-r(alpha),r(alpha))=\
=(r(beta)-r(alpha),r(beta)-r(alpha))=|r(beta)-r(alpha)|^2
endnonumber
$$
Тогда равенство eqref примет вид
$$
|r(beta)-r(alpha)|^=(r(beta)-r(alpha),r'(xi))(beta-alpha).label
$$
Если (r(beta)=r(alpha)), то неравенство eqref справедливо при любом (xiin in(alpha,beta)). Если (r(beta)neq r(alpha)), то (|r(beta)-r(alpha)| > 0). Тогда, используя неравенство (|(a,b)|leq|a|cdot|b|), из формулы eqref получим
$$
|r(beta)-r(alpha)|^leq|r(beta)-r(alpha)|cdot |r'(xi)|(beta-alpha),nonumber
$$
откуда, разделив обе части неравенства на (|r(beta)-r(alpha)| > 0), получим неравенство eqref. (bullet)

Для вектор-функции (r(t)) справедлива локальная формула Тейлора
$$
r(t)=sum_^frac<r^(t_)>(t-t_)^+varepsilon(t-t_),label
$$
где (varepsilon(t-t_0)=o((t-t_)^)) — вектор-функция такая, что (varepsilon(t-t_0)=(t-t_)^varepsilon_(t-t_)), где (varepsilon_(t-t_)rightarrow 0) при (trightarrow t_).Эта формула справедлива в предположении, что существует (r^(t_0)). Для доказательства формулы eqref достаточно воспользоваться локальной формулой Тейлора для компонент вектор-функции (r(t)).

💡 Видео

Производная векторной функции скалярного аргументаСкачать

Производная векторной функции скалярного аргумента

18+ Математика без Ху!ни. Скалярное произведение векторов. Угол между векторами.Скачать

18+ Математика без Ху!ни. Скалярное произведение векторов. Угол между векторами.

18+ Математика без Ху!ни. Векторное произведение.Скачать

18+ Математика без Ху!ни. Векторное произведение.

АО МФТИ 2021-2022 | Производная, интеграл, вектор-функцияСкачать

АО МФТИ 2021-2022 | Производная, интеграл, вектор-функция

Вектор-функции многих переменных, факультет химии, лекция 21 04 20Скачать

Вектор-функции многих переменных, факультет химии, лекция 21 04 20

Как разложить вектор по базису - bezbotvyСкачать

Как разложить вектор по базису - bezbotvy

Производная векторной функции. Вторая производная ВФСА, векторное произведение ВФСАСкачать

Производная векторной функции. Вторая производная ВФСА, векторное произведение ВФСА

Урок 3. Произведение векторов и загадочный угол между векторами. Высшая математика | TutorOnlineСкачать

Урок 3. Произведение векторов и загадочный угол между векторами. Высшая математика | TutorOnline

2 42 Ортогональность векторовСкачать

2 42 Ортогональность векторов

Математический анализ 22. Свойства пределов вектор-функций. Кривые в R^nСкачать

Математический анализ 22. Свойства пределов вектор-функций. Кривые в R^n

Годограф НайквистаСкачать

Годограф Найквиста

Математический анализ 21. Компактность. Вектор-функцииСкачать

Математический анализ 21. Компактность. Вектор-функции

Оператор набла (оператор Гамильтона) и оператор ЛапласаСкачать

Оператор набла (оператор Гамильтона) и оператор Лапласа

Доказать, что векторы a, b, c образуют базис и найти координаты вектора d в этом базисеСкачать

Доказать, что векторы a, b, c образуют базис и найти координаты вектора d в этом базисе

Векторы. Метод координат. Вебинар | МатематикаСкачать

Векторы. Метод координат. Вебинар | Математика
Поделиться или сохранить к себе: