V A I D O T A S MOCKUS MATEMATIKOS ATMINTINĖ MOKSLEIVIAMS ISBN 9 9 8 6 - 9 1 5 0 - 7 - A 9 , TURINYS U D K 51 (075.3) Mo-09 2-asis leidimas Leidinio autorius: Vaidotas M o c k u s Scann<MI (¾/ Cloud Dandng ISBN 9 9 8 6 - 9 1 5 0 - 7 - 4 © © © © Vaidotas Mockus, 2001 Vaidotas Mockus, 2004 V.Mockaus įmonė, 2001 V.Mockaus įmonė, 2004 Pratarmė 7 1. Skaičiai 9 2. Aibės 15 3. Modulis 17 4. Skaičių apvalinimas. Paklaidos 17 5. Sutrumpintos daugybos formulės 18 6. Procentai 19 7. Vidurkiai 19 8. Laipsniai ir šaknys 20 9. Logaritmai 21 10. Lygtys 22 10.1. Bendros sąvokos 22 10.2. Tiesinės lygtys 22 10.3. Kvadratinės lygtys 23 10.4. Kvadratinio trinario skaidymas dauginamaisiais. Pilno kvadrato išskyrimas kvadratiniame trinaryje 25 10.5. Bikvadratinės lygtys 25 10.6. Lygtys su modulio ženklu 26 10.7. Iracionaliosios lygtys 27 10.8. Rodiklinės lygtys 28 10.9. Logaritminės lygtys 28 11. Lygčių sistemos 30 12. Nelygybės 31 12.1. Tiesinės nelygybės 31 12.2. Kvadratinės nelygybės 32 12.3. Racionaliosios nelygybės 33 12.4. Dvigubos nelygybės 34 12.5. Nelygybės su moduliu 34 12.6. Rodiklinės nelygybės 35 12.7. Logaritminės nelygybės 36 13. Skaičių sekos. Progresijos 38 13.1. Skaičių sekos sąvoka 38 13.1. Aritmetinė progresija 39 13.2. Geometrinė progresija 14. Funkcijos ir jų grafikai 40 16. Ribos. Funkcijos tolydumas 68 17. Funkcijos išvestinė 17.1. Argumento pokytis ir funkcijos pokytis 17.2. Funkcijos išvestinės apibrėžimas 70 70 71 41 17.3. Elementariųjų funkcijų išvestinės 71 14.1. Bendros sąvokos 41 17.4. Išvestinių skaičiavimo taisyklės 72 14.2. Tiesioginis proporcingumas 45 17.5. Išvestinės mechaninė prasmė 72 14.3. Tiesinė funkcija 45 17.6. Funkcijos grafiko liestinės ir normalės taške lygtys .. 73 14.4. Kvadratinė funkcija 46 17.7. Funkcijos kritiniai taškai. Funkcijos ekstremumo 14.5. Atvirkštinis proporcingumas 49 14.6. Laipsninė funkcija 49 17.8. Funkcijos monotoniškumo intervalai 14.7. Rodiklinė funkcija 53 17.9. Funkcijos didžiausia ir mažiausia reikšmė uždarame 14.8. Logaritminė funkcija 53 14.9. Funkcijų j' = e* Iry = Injrgrafikai 53 14.10. Funkcijų grafikų transformacijos 54 14.11. Funkcijų su moduliu grafikų braižymas 56 18.1. Pirmykštė funkcija 81 57 18.2. Neapibrėžtinis integralas 83 15.1. Kampų matavimo vienetų tarpusavio priklausomybė 57 18.3. Apibrėžtims integralas 84 15.2. Trigonometrinių funkcijų apibrėžimas 58 18.4. Plokščiųjų figūrų ploto skaičiavimas 85 15.3. Trigonometrinių funkcijų savybės 58 18.5. Sukinio tūris 87 15.4. Trigonometrinių funkcijų ženklai ketvirčiuose ...... 59 15. Trigonometrija 15.5. Pagrindinių trigonometrinių funkcijų reikšmių lentelė taškai intervale 17.10. Funkcijų tyrimas 18. Pirmykštė funkcija. Integralas 74 76 77 78 81 19. Kombinatorikos pradmenys 88 20. Tikimybių teorijos pradmenys 92 59 20.1. {vykiai 92 15.6. Redukcijos formulės 60 20.2. Įvykių tikimybės 93 15.7. Pagrindinės trigonometrinės formulės 61 20.3. Atsitiktiniai dydžiai 95 15.8. Trigonometrinės lygtys 64 15.9. Atvirkštinės trigonometrinės funkcijos 65 15.10. Trigonometrinių funkcijų grafikai 66 15.11. Atvirkštinių trigonometrinių funkcijų grafikai .... 67 21. Matematinės statistikos pradmenys 22. Planimetrija 22.1. Kampai ir apskritimas 22.2. Trikampiai 96 101 101 107 22.3. Keturkampiai 22.4. Iškilasis daugiakampis 22.5. Taisyklingieji daugiakampiai 22.6. Plokščiųjų figūrų plotai 23. Stereometrija 23.1. Tiesės ir plokštumos erdvėje 23.2. Briaunainiai 23.3. Sukiniai 24. Vektoriai. Koordinačių metodas 24.1. Bendros sąvokos ir veiksmai su vektoriais 24.2. Vektoriaus reiškimas koordinatiniais vektoriais ... 24.3. Vektorių, išreikštų koordinatėmis, sudėtis, atimtis ir daugyba iš skaičiaus 24.4. Vektoriaus ilgio reiškimas jo koordinatėmis 24.5. Vektorių skaliarinė sandauga 24.6. Dviejų vektorių statmenumo sąlyga 24.7. Kampo tarp vektorių skaičiavimas 24.8. Dviejų nenulinių vektorių kolinearumo požymis .. 24.9. Atkarpos vidurio taško koordinatės. Atstumas tarp dviejų taškų. Vektoriaus ilgio radimas, kai žinomos jo pradžios ir galo koordinatės 24.10. Tiesės lygtis 24.11. Apskritimo lygtis 24.12. Sferos lygtis / priedas. Graikų kalbos abėcėlė 2 priedas. Metrinė matų sistema 3 priedas. Natūraliųjų skaičių nuo 10 iki 99 kvadratų lentelė . 4 priedas. Skaičių 2 ir 3 laipsniai 5 priedas. Kai kurių skaičių faktorialai 6 priedas. Gretinių skaičius 7priedas. Derinių skaičius 118 123 123 125 132 132 136 142 147 147 150 151 151 152 153 153 154 PRATARMĖ Si knygelė tai antrasis papildytas V.Mockaus „Mate- matikos atmintinės moksleiviams" leidimas. Joje pateiktos pagrindinės mokyklinės matematikos formulės, sąvokų apibrėžimai, teiginiai, lentelės. Daugelis formulių, taisyklių ir sprendimo būdų iliustruojami pavyzdžiais. Pakartotinis knygelės leidimas buvo papildytas šiomis naujomis temomis ir sąvokomis: aibės, skaičių sekos sąvoka, funkcijų su moduliu grafikų braižymas, trigonometrinių funkcijų savybės, Bcrnulio formulė, argumento pokytis ir funkcijos pokytis, funkcijos didžiausia ir mažiausia reikšmė uždarame intervale, funkcijų tyrimas, imties mediana, kvartiliai. Taip pat skaitytojas šioje atmintinėje ras ir daugiau uždavinių sprendimo pavyzdžių, naujas lenteles „Gretinių skaičius A* ir „Derinių skaičius C* ". Visa knygelėje esanti medžiaga atitinka mokyklinę matematikos programą. 155 156 157 158 159 159 161 161 161 162 162 Leidinys skirtas pagrindinių ir vidurinių mokyklų bei gimnazijų moksleiviams. Autorius 1. SKAIČIAI • Skaičius 1, 2, 3, 4, 5, 6, ..., vartojamus daiktams skaičiuoti ar j ų numeriui nurodyti, vadiname natūraliaisiais skaičiais. Visų natūraliųjų skaičių aibė žymima raide N = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , . . . } . Bet kurį dviženklį natūralųjį skaičių galima pavidalu: 1 OJC + y ; čia x, y - skaičiaus skaitmenys. Pavyzdžiui, užrašyti 83 = 8 1 0 + 3 . Bet kurį triženklį natūralųjį skaičių galima užrašyti pavidalu: 1 OOx +10j> + z ; čia χ, y, z - skaičiaus skaitmenys. Pavyzdiiui, 527 = 5 100 + 2 10 + 7 . Panašiai galima užrašyti keturženklius, penkiaženklius ir kt. skaičius. •k k rk Jei natūralusis skaičius dalijasi iš 2, tai jis vadinamas lyginiu. Lyginio natūraliojo skaičiaus bendras pavidalas yra n = Ik, kur k = 1,2,3,4,... Taigi lyginiai skaičiai yra šie: 2, 4, 6, 8, 10, 12,... Jei natūralusis skaičius nesidalija iš 2, tai jis vadinamas nelyginiu. Nelyginio natūraliojo skaičiaus bendras pavidalas yra n = 2k-\, kur Λ = 1,2,3,4,... Taigi nelyginiai skaičiai yra šie: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13,... Sumos dalumo teorema. Jeigu kiekvienas dėmuo dalijasi iš to paties skaičiaus, tai ir suma dalijasi iš to paties skaičiaus. Sandaugos dalumo teorema. Jeigu bent vienas sandaugos dauginamasis dalijasi iš kurio nors skaičiaus, tai ir sandauga dalijasi iš to skaičiaus. Natūraliųjų skaičių dalumo požymiai: Dalumo iš 2 p o ž y m i s Dalybos su liekana teorema. Kokie bebūtų natūralieji skaičiai m ir n (m > n) visada galima rasti tokius vienintelius natūraliuosius skaičius p ir r (r<n), kad būtų teisinga lygybė m = n-p + r, Natūralusis skaičius dalijasi iš 2, kai j o paskutinis skaitmuo yra O arba lyginis skaičius (2, 4, 6, 8). Dalumo iš 3 požymis Naturalusis skaičius dalijasi iš 3, kai j o skaitmenų suma dalijasi iš 3. Dalumo iš 4požymis \ Naturalusis skaičius, turintis n e m a žiau kaip tris skaitmenis, dalijasi iš 4, kai du jo paskutiniai skaitmenys yra nuliai arba kai iš 4 dalijasi dviženklis skaičius, sudarytas iš paskutinių dviejų skaičiaus skaitmenų. Dalumo iš 5 požymis Naturalusis skaičius dalijasi iš 5, kai j o paskutinis skaitmuo yra O arba 5. Į Dalumo iš 6 požymis Į Natūralusis skaičius dalijasi iš 6, jeigu jis dalijasi iš 2 ir iš 3. Dalumo iš 8 požymis Natūralusis skaičius dalijasi iš 8, jeigu trys j o paskutiniai skaitmenys yra nuliai arba sudaro skaičių, kuris dalijasi iš 8. Dalumo iš 9 požymis Naturalusis skaičius dalijasi iš 9, kai j o skaitmenų suma dalijasi iš 9. Dalumo iš 25 požymis Į Natūralusis skaičius dalijasi iš 25, jeigu du j o paskutiniai skaitmenys yra nuliai arba sudaro skaičių, kuris dalijasi iš 25. Dalumo iš 10, 100 ir 1000 požymis Naturalusis skaičius dalijasi iš 10, kai j o paskutinis skaitmuo yra nulis, iš 100 - kai j o du paskutiniai skaitmenys yra nuliai, iš 1000 - kai j o trys paskutiniai skaitmenys yra nuliai. čia m - dalinys, n - daliklis, p - nepilnas dalmuo, r - liekana. Kiekvieną teigiamą realųjį skaičių a galima užrašyti standartine išraiška: a = a] 10", čia 1 й α, < 10, n - sveikasis skaičius, vadinamas skaičiaus a eile. Pavyzdžiui, 975 = 9,75 · 10 2 ; 0,0032 = 3,2 · 10" 3 ; 7,32 = 7,32 • 10°. Ie * * Pirminiu vadinamas natūralusis skaičius, kuris turi tik du daliklius (vienetą ir patį save). Pavyzdžiui, pirminiai. skaičiai 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, ... yra Sudėtiniu vadinamas natūralusis skaičius, kuris turi daugiau kaip du daliklius. Pavyzdžiui, skaičiai 4, 6, 8, 9, 10, 12, 14, 15,... yra sudėtiniai. Skaičiaus 1 nepriskiriame sudėtinių skaičių. nei prie pirminių, nei prie Pagrindinė aritmetikos teorema. Kiekvieną sudėtinį natūralųjį skaičių galima vieninteliu būdu išskaidyti pirminiais dauginamaisiais (į dauginamųjų užrašymo tvarką neatsižvelgiama). Pavyzdys. Išskaidykite pirminiais dauginamaisiais skaičius 300 ir 315. 300 2 315 3 150 2 105 3 75 3 35 5 25 5 7 7 5 5 1 1 2 2 2 3 0 0 = 2 - 2 - 3 · 5 · 5 = 2 -3-5 315 = 3 - 3 - 5 - 7 = 3 - 5 - 7 Kiekvienas sudėtinis skaičius turi bent vieną pirminį daliklį. Natūraliųjų skaičių a ir b didžiausiuoju bendruoju dalikliu DBD vadinamas didžiausias natūralusis skaičius, iš kurio dalijasi skaičiai a ir b. Skaičių a ir b didžiausias bendrasis daliklis žymimas DBD (a, b). Pavyzdžiui, skaičių 28 ir 42 didžiausiasis bendrasis daliklis yra skaičius 14, t.y. DBD{28,42) = 14 . Jei skaičiai a ir b yra tokie, kad DBD(a,b) vadiname tarpusavyje pirminiais. = 1, tai juos Kelių natūraliųjų skaičių didžiausiojo bendrojo daliklio radimo taisyklė: 1) 2) 3) skaičius išskaidome pirminiais dauginamaisiais, iš visų skaidinių išrenkame tiktai tuos dauginamuosius, kurie įeina į visų skaičių skaidinius; dauginamuosius imame su mažiausiais laipsnio rodikliais, randame išrinktųjų dauginamųjų sandaugą, kuri ir yra duotųjų skaičių DBD. Pavyzdys. Raskime skaičių 126 ir 540 didžiausiąjį bendrąjį daliklį (DB D). Skaičius išskaidome pirminių skaičių sandauga. 540 126 270 63 135 21 45 7 15 1 5 1 126 = 2 - 3 - 7 540 = 2 2 -3 3 -5 Iš gautųjų sandaugų išrenkame bendruosius dauginamuosius; juos imame su mažiausiu (iš turimų) laipsnio rodikliu. Taigi DBD(126, 540) = 2-3 2 = 18 . Natūraliųjų skaičių a ir b mažiausiuoju bendruoju kartotiniu MBK vadinamas mažiausias natūralusis skaičius, kuris dalijasi ir iš skaičiaus a, ir iš b, t.y. mažiausias iš visų bendrųjų kartotinių. Skaičių a ir b mažiausias bendrasis kartotinis žymimas MBK (a, b). Pavyzdžiui, skaičių 8 ir 12 mažiausias bendrasis kartotinis yra skaičius 24, t.y. MBK(β, 12) = 24 . Kelių natūraliųjų skaičių kartotinio radimo taisyklė: 1) 2) 3) mažiausiojo bendrojo skaičius išskaidome pirminiais dauginamaisiais, iš visų skaidinių išrenkame tiktai tuos dauginamuosius, kurie įeina į bent vieną duotųjų skaičių skaidinį; dauginamuosius imame su didžiausiu (iš turimų skaidiniuose) laipsnio rodikliu, randame išrinktųjų dauginamųjų sandaugą, kuri ir yra duotųjų skaičių BMK. Pavyzdys. Rasime skaičių 126 ir 540 mažiausiąjį bendrąjį kartotinį ( M B K ) . Šių skaičių D S D j a u ieškojome. Skaičius 126 ir 540 buvome išskaidę pirminiais dauginamaisiais: 126 = 2-3 2 ·7 540 = 2 2 -З 3 -5 2 3 Tada MBK {126,540) = 2 • З · 5 · 7 = 3780. Dviejų natūraliųjų skaičių a ir b mažiausiasis bendrasis kartotinis yra lygus tų skaičių sandaugai, padalytai iš j ų didžiausiojo bendrojo daliklio, t.y. MBK (a, b)-- baigtine dešimtaine trupmena. arba DBD (a, b) Iracionalieji skaičiai gali būti išreiškiami dešimtainėmis neperiodinėmis trupmenomis. periodine begalinėmis Pavyzdžiui, skaičiai J i , S , e, π ir kt. yra iracionalieji: Ši lygybė rodo, kaip surasti kelių skaičių MBK, jei žinome tų skaičių DBD. Pavyzdžiui, jei žinome, kad £>5£>(300,315)=15, tai = dešimtaine • Realieji skaičiai - tai racionalieji ir iracionalieji skaičiai kartu paėmus. Realiųjų skaičių aibė žymima raide R. a b 300 315 М Щ 3V 0 0 , 3 1 5 ) = ' DBD(300,315) begaline 15 2. AIBĖS Aibė, sudaryta iš visų elementų, kurie įeina bent į vieną iš aibių A, B, vadinama šių aibių sąjunga ir žymima AuB. = 6300 . • Sveikieji skaičiai - tai natūralieji skaičiai 1, 2, 3, 4, ..., natūraliesiems skaičiams priešingieji skaičiai - 1 , - 2 , - 3 , - 4 , ... ir skaičius 0. Sveikųjų skaičių aibė žymima raide Z = { . . . , - 4 , - 3 , - 2 , - 1 , 0,1,2,3,4,...}. Natūralieji skaičiai dar vadinami teigiamais skaičiais. sveikaisiais Pavyzdžiui, yraaibė AuB Racionalieji skaičiai - tai skaičiai turintys pavidalą — , kur n m - sveikasis skaičius, onnatūralusis skaičius. Vadinasi, bet skaičių aibių A = {l; 3} ir B = { з ; 4 ; 5} sąjunga = {1;3;4;5}. • kuri nesuprastinama paprastoji trupmena — {m e Z, n e N) n išreiškia kurį nors racionalųjį skaičių. Aibė, sudaryta tik iš tų elementų, kurie įeina ir į aibę A, ir į aibę B, vadinama šių aibių sankirta ir žymima AnB; jeigu nėra elementų, įeinančių į abi aibes, tai tų aibių sankirta yra tuščioji aibė. Diagramoje aibių A ir B sankirtą AnB vaizduojanti figūra nuspalvinta. • Iracionaliaisiais skaičiais vadiname visus skaičius, kurie nėra racionalieji, t.y. visus skaičius, kurių negalima išreikšti nesuprastinama paprastąja trupmena — {me Z, ne N), t.y. Pavyzdžiui, sankirta yra skaičių aibių Λ = { ΐ ; 2 ; 3 ; 4 } ir B = { 3 ; 4 ; 5 ; б } aibė AnB = { 3;4}; aibių Л = {5;6;7} 5 = { l ; 2 ; 3 ; 4 ; 8 ; 9 } sankirta yra tuščia aibė, t.y. AnB= 0. ir 3. a I= Pavyzdžiui, Aibė, sudaryta iš tų aibės A elementų, kurie nepriklauso aibei B, vadinama aibių A ir B skirtumu ir žymima A \ B. Diagramoje aibių A ir B skirtumą A \ B vaizduojanti figūra yra užbrūkšniuota. MODULIS a, kai a > O, - a, kai a< 0. modulio apibrėžimas. | 5 | = 5 ; j - 5 Į= - ( - 5 > = 5, | 0 | = 0 . Modulio savybės: 1) M > 0 ; 4) | α · ζ > | = Μ Ή ; 2) 5) 3) | a | 2 = a 2 ; a\ = | - α I a b b*0. \b\ • Geometriškai \a \ reiškia koordinačių tiesės taško A, kurio koordinatė yra skaičius a, atstumą nuo koordinačių pradžios taško O. 4. Pavyzdžiai. 1) Jei Λ = {1; 2 ; З}, o B = { 3 ; 4 ; 5}, tai Λ \ β = { ΐ ; 2 } ; 2) Jei A = { a, b, c, d}, o B = {a,b,e, tai A\B = /}, {c,d}. 3) Jeigu Z - s v e i k ų j ų skaičių aibė, o N - n a t ū r a l i ų j ų skaičių aibė, tai Z \ N = { O, - 1 , - 2 , - 3 , . . . } . Jei visi aibės B elementai įeina ir į aibę A, tai sakoma, kad aibė B yra aibės A poaibis, ir žymima BdA. Pavyzdžiui, B = { 2 ; 4} skaičių yra A = {1; 2 ; 3 ; 4} Bcz A. aibė skaičių aibės poaibis, t.y. SKAIČIŲ APVALINIMAS. PAKLAIDOS Apvalindami skaičių iki kurio nors skyriaus, visus po to skyriaus einančius skaitmenis keičiame nuliais, o jeigu tie skaitmenys yra po kablelio, tai juos atmetame. Jeigu pirmas po to skyriaus esantis skaitmuo yra 5, 6, 7, 8, 9, tai paskutinį likusį skaitmenį padidiname vienetu, t.y. apvaliname su pertekliumi. Jeigu pirmas po to skyriaus esantis skaitmuo yra 0, 1,2, 3, 4, tai paskutinis skaitmuo nekeičiamas, t.y. apvaliname su trūkumu. Pavyzdys. Skaičių 3578,2489 suapvalinkime: a) tūkstančių tikslumu: 3578,2489« 4000 ; b) šimtų tikslumu: 3578,2489 « 3 6 0 0 ; c) dešimčių tikslumu: 3578,2489 « 3580 ; d) vienetų tikslumu: 3578,2489 « 3 5 7 8 ; e) dešimtųjų tikslumu: 3578,2489 « 3 5 7 8 , 2 ; f) šimtųjų tikslumu: 3578,2489« 3578,25; g) tūkstantųjų tikslumu: 3578.2489 « 3578,249. 6. Jei skaičiaus χ apytikslė reikšmė lygi skaičiui a, tai apytikslės reikšmės absoliučioji paklaida yra | x-a lygį i i — f i M PROCENTAI |, o santykinė paklaida Santykinė paklaida dažniausiai reiškiama procentais: 1% = — = 0,01 - procento apibrėžimas. 100 Jei p % nuo skaičiaus a yra skaičius b, tai b = y^ i^.100%. · p. H Pavyzdys. Skaičių y = 0,666... suapvalinkime iki dešimtųjų ir raskime gautos apytikslės reikšmės absoliučiąją ir santykinę paklaidas. Sprendimas. - = 0,666... « 0 , 7 . Absoliučioji paklaida 2 2_J_ -0,7 3 _1_ 10 30 0,7 Σ 21 21 10 (a + bY = a2 + 2ab + b2. 2. (a-b)2 = a2 - 2ab + b2. 3. a2-b2 = {a + 2 •Ja·b 2 4. (a+b)> = a + 3a b+ Iab 5. 6. (a-bY = a3-3a2b + „3 i.3 a + o = (a + b)(a2-ab 7. a -b = (a-b)(a2 7. a+b b){a-b). 3 +/>'. iab2-b\ + b2). +ab + b2). 1± 100, K=— M 100%; čia M - mišinio bendra masė, kurioje yra m masės vienetų tam tikros medžiagos. 5. S U T R U M P I N T O S D A U G Y B O S F O R M U L Ė S 1. Sn=S0- čia Sn - galutinis dydis, iki kurio per n kartų padidėjo (sumažėjo) pradinis dydis S0 , kaskart didėdamas (mažėdamas) p %. Mišinio koncentracija: = -22. = — , arba — 1 0 0 « 4 , 8 % . Santykinė paklaida Sudėtinių procentų formulė: 30' 1 -0,7 Dviejų skaičių α ir i procentinis santykis a = — T 00 % . b VIDURKIAI - skaičių a ir b aritmetinis vidurkis. - skaičių a ir b geometrinis vidurkis. Dviejų skaičių aritmetinis vidurkis nėra mažesnis už jų geometrinį vidurkį, t.y. 8. 1. a" = 9. LAIPSNIAI IR Š A K N Y S ąaa-...-ą; n dauginamųjų čia a - realusis skaičius, n - natūralusis skaičius. 1. Jei Ja=X, Skaičiaus χ logaritmas pagrindu a yra laipsnio rodiklis, kuriuo reikia pakelti skaičių a, norint gauti x, t.y. tai x" = a. Jei a ž О, л: £ 0, tai Ja=XIog a χ = y, a" = χ, čia a > 0, a * 1 ir χ > 0. aritmetinė n - tojo laipsnio šaknis iš skaičiaus a. 2. 3. Logaritmas pagrindu 10 žymimas Ig ir vadinamas dešimtainiu, o logaritmas, kurio pagrindas yra skaičius e ( e « 2,7) , vadinamas natūraliuoju ir žymimas In. a1 = a , a ° = l . a~" = — , kai a * 0 . a" LOGARITMAI 2. Iyla I =a, kai n> 1. 3. \a =| a I, Pagrindinė logaritmų tapatybė: kai n - lyginis skaičius. 4. a " = U a m , kai a > 0. O loga * Atskiru 5. 1 a " kai a > 0, a * 1 ir χ > 0. IO l g j t =X, e h j c = χ. atveju: 1 a, kai a > 0, 3a M - -a, a' kai Pavyzdžiui, 4 1 ° 8 ' 5 = 5 , IO1g2 = 2. a<0. Sukiekvienu α > 0 , a * \ ir χ > 0, y > 0 teisingos lygybės: kai a > 0. 6. am - a" = am+n. am = a" ;y/a = a". m 7. m — = a" 5. J^b=J^-Jb. 6. {ab)"=a b". -I UJ log e „ xn = Iog fl x; 2. Iog fl a = \, IglO = I, Ine = I; 8. Iog 0 X-Iog^a = I 3. \°%a{xy)=Iog f l X + Iog 0 y; 4. Iog fl - = Iog fl χ - I o g a y; y = — , kai b* 0. b" 5. l o g f l x " =Zilog fl x ; Jb 8. 9. Iog 1 α ; 9. IogeX=I0g^ Iogi, α (b>0, i>*l) - logaritmo pagrindo keitimo formulė. 6. 11. arba Iog f l X= kai b * 0 . U n 7. 10. 7. m (a )"=a ". 9. I o g 0 I = O, Igl = O, Inl = O; a ". m 8. 1. " J ^ = J ^ m . log " χ = - I o g a χ; n 10. Iogfl X = Iog i X-Iog f l b. Galimi atvejai: 10. L Y G T Y S 1) kai a *0, 10.1. BENDROS SĄVOKOS • • Norėdami surasti kintamųjų reikšmes, su kuriomis du reiškiniai A(x) ir B(x) įgyja tas pačias reikšmes, juos sulyginame, t.y. sudarome lygtį su vienu nežinomuoju χ: A(x) = B(x). Dažnai vienas iš reiškinių A(x), 3) kai a = 0 , 6 * 0 , tai lygtis 0-x = b sprendinių neturi. Aibė tų lygties B(x) būna tiesiog skaičius. A(x) = B(x) kuriomis lygties reiškiniai A(x), nežinomojo reikšmių, B(x) su D = b2 - 4 a c įgyja lygias skaitines reikšmes, vadiname lygties sprendiniu. • ax2 +&t + c = 0, a Φ 0 - kvadratinės lygties bendras pavidalas. Kiekvieną nežinomojo χ reikšmę, su kuria reiškiniai A (x) ir B(x) • 10 J . KVADRATINĖS LYGTYS yra apibrėžti, vadi- nama lygties apibrėžimo sritimi. • tai tiesinė lygtis ax = b turi vieną sprendinį b χ = —; a 2) kai a = 0 , b = 0, tai lygtis 0 · χ = 0 turi be galo daug sprendinių, t.y. lygties sprendinys yra bet kuris realusis skaičius; • Išspręsti lygtį - reiškia rasti visus jos sprendinius (arba nustatyti, kad j ų nėra). Lygtys vadinamos ekvivalenčiomis, jeigu jos turi tuos pačius sprendinius (arba abi jų neturi). Kitaip sakant, dvi lygtys, kurių sprendinių aibės sutampa, yra ekvivalenčios. 10.2. TIESINĖS LYGTYS Tiesine lygtimi su vienu kintamuoju χ vadiname lygtį αχ = b (a ir b realieji skaičiai), skaičius a vadinamas kintamojo koeficientu, b - laisvuoju nariu. kvadratinės lygties diskriminantas. Sprendžiant kvadratinę lygtį ax2 +bx + c = 0 atvejai: galimi trys 1) Kai D > 0 , tai kvadratinė lygtis turi du skirtingus sprendinius X1 Wx 2 , kuriuos skaičiuojame pagal formulę: _-b±yfp •^12 — 2a _ -b±^Jb2 - Лас — > 2a 2) Kai D = 0 , tai kvadratinė lygtis turi du lygius sprendinius, kuriuos randame remiantis formule _ ~b X] 2 ' ~ 2a' 3) Kai D < 0 , tai kvadratinė lygtis realiųjų sprendinių neturi. Kvadratinės lygties = -Jm 10.4. K V A D R A T I N I O T R I N A R I O S K A I D Y M A S DAUGINAMAISIAIS. PILNO K V A D R A T O IŠSKYRIMAS K V A D R A T I N I A M E T R I N A R Y J E sprendiniai: ir X2= Jm. • Pavyzdžiui, lygties x2 = 2 sprendiniai yra jc, Kvadratinio trinario skaidymo dauginamaisiais formulė: ir αχ2 + bx +c = a(x - X1 )(x -x2); X2=Jl. čiaX 1 , X2 - kvadratinės lygties ax2 +bx + c = O sprendiniai. • Vijeto teorema. Jei Jei redukuotoji kvadratinė lygtis x2+px + q = O turi du sprendinius X1 ir X2 , tai j ų suma lygi lygties koeficientui prie Χ kvadratinės D = b2-4ac lygties neigiamas, ax~+bx tai +c = O kvadratinio diskriminantas trinario išskaidyti dauginamaisiais negalima. su priešingu ženklu, o sprendinių sandauga lygi laisvajam nariui, t.y. X1 + X 2 = - P , X1-X2 Pavyzdys. = Q . Atvirkštinė Vijeto teorema. Jei skaičių m ve n suma lygi -p, o jų sandauga lygi q, tai šie skaičiai yra lygties x 2 + px + q = O Kvadratinė lygtis ox 2 + bx + c = Q,a*Q čia a = 2, o kvadratinės lygties 2 x 2 - 3 x + l = 0 sprendiniai yra turi: 1) dvi skirtingas teigiamas realiąsias šaknis, jei • Pilno kvadrato išskyrimo formulė: D > O, tenkinamos šios sąlygos: nes 1 · i *i = 2 ir X 2 = 1 - sprendiniai. • 2x2-3x+l = 2^x-^j(x-l)=(2x-l)(x-l), f b) 2 ax2 +bx + c = a\ χ + — + I 2a) X1 + X2 > O, 4ac - b2 ——. 4a X1 X2 > 0; 2) dvi skirtingas neigiamas realiąsias šaknis, jei 10.5. B I K V A D R A T I N Ė S L Y G T Y S D > O, tenkinamos šios sąlygos: · X1 + x 2 < O, X1 X2 > 0; Bikvadratinė nežinomojo lygtis pakeitimo αχ 4 + bx2 +c = 0,a*0 metodu: keitinio sprendžiama x2 = y 2 3) dvi skirtingų ženklų realiąsias šaknis, jei \d > O, tenkinamos šios sąlygos: X1 · χ 2 < 0 . bikvadratinė lygtis suvedama į kvadratinę lygtį ay Suradę šios lygties sprendinius yt 2 spręsdami lygtis x = 2 ir x = y2. ir y2, pagalba + by+ c = 0. rasime χ reikšmes 10.6. LYGTYS SU MODULIO ŽENKLU • Lygties | / ( x ) | = a , kai a ž O sprendinių aibė yra dviejų lygčių f ( x ) = a ir f ( x ) = -a • Lygtį \f(x)\ = g(x) sprendinių aibių sąjunga. galima spręsti dviem būdais: 1 būdas (remiantis modulio apibrėžimu). Lygties |/(jc)| = g(jc) sprendinių aibė yra dviejų sistemų ( f ( x ) ž O, < . , . 1) . τ [ / W = gW j f (χ) < O, 2) [-/W =gW sprendinių aibių sąjunga. 2 būdas. Lygtis | / ( x ) | = g ( x ) ekvivalenti sistemai JgW^O, W(X)) 2 • Iracionaliąją lygtimi vadiname lygtį, kurioje kintamasis yra |)o šaknies ženklu. Pagrindiniai iracionaliųjų lygčių sprendimo metodai: 1. Iracionaliųjų lygčių keliant tuo pačiu laipsniu. sprendimas abi lygties / W =gW · Γ 2. Iracionaliųjų lygčių sprendimas keičiant jas lygčiai ekvivalenčia sistema. [/W>0, =OrW)2. 1) Lygtis y j f i x ) = yjg(x) |/(x)| = |g(x)| sprendinių aibė yra lygčių / W = - g W sprendinių aibių sąjunga. 2 badas. Lygtis \f(x)\ r 2 = |g(x)| ekvivalenti lygčiai 2 O W) =Grw) . ekvivalenti sistemai ^ g ( x ) > 0 , { f ( x ) = g(x). , igW * O, 2) Lygtis yjf(x)=g(x) ekvivalenti sistemai < [ / W = g W3. Iracionaliųjų lygčių sprendimas pakeičiant nežinomąjį. 4. Iracionaliųjų lygčių sprendimas pakeičiant jas lygtimis su modulio ženklu. Lygties / ( | Χ I ) = g ( x ) sprendinių aibė yra dviejų sistemų j χ > O, 0 4 l /"w = = g W aibių sąjunga. puses Keliant abi iracionaliosios lygties puses kvadratu (arba bet kuriuo lyginiu laipsniu), gaunama lygtis ne visada ekvivalenti pradinei lygčiai, t.y. gautoji lygtis gali turėti tokių sprendinių, kurie nėra pradinės iracionaliosios lygties sprendiniai (tokie sprendiniai vadinami pašaliniais), todėl gautuosius sprendinius būtina patikrinti įstatant juos į pradinę lygtį. Lygtį \f(x)\ = | g W | galima spręsti dviem būdais: 1 bodas. Lygties • 10.7. IRACIONALIOSIOS LYGTYS . fx < O, ir 2) / ( - * ) = g(x) sprendinių * * -k 2) Logaritminė lygtis I o g / ( t ) a = Iog irfxt a ekvivalenti arba 10.8. RODIKLINĖS LYGTYS Rodiklinė lygtis af(x)=ag(x), čia a > 0 , a*\ yra ekvivasistemai lenti lygčiai / ( χ ) = g(x). f ( x ) = g(x), / ( x ) > O, arba sistemai f (X)* g(x)> O, L g(x)* i. Pagrindiniai rodiklinių lygčių sprendimo bodai: 1) pagrindų suvienodinimo metodas, kai rodiklinė lygtis pertvarkoma į lygtį = ag(x}, 3) Logaritminė lygtis l o g j { x ) g(x) = b ekvivalenti sistemai '(/(χ))4 =g(x), o po to į lygtį / ( x ) = g(x); · / ( * ) > O, 2) nežinomojo pakeitimo metodas, kai rodiklinė lygtis pa2x + qax + r = 0 2 kvadratinę lygtį py keitinio ax = y pagalba suvedama f (Χ)* L į + qy + r = 0. 4) Logaritminė lygtis log f(x) g(x) = log f(x . h(x) ekvivalenti f( X ) ' Pagrindiniai logaritminių lygčių sprendimo bodai. 1. Logaritminių apibrėžimu. lygčių sprendimas remiantis logaritmo Lygtis Iog a f { x ) = b, α > O, a* 1, ekvivalenti lygčiai f(x)= a. 2. Logaritminių lygčių sprendimas keičiant jas ekvivalenčia lygčių sistema. , .f . / / ( * ) = £(*), arba sistemai < [ / ( X ) > O, arba sistemai g(x)> O, arba sistemai , ekvivalenti , .f . \ f ( x ) = g(x), arba sistemai > 0. f ( x ) > O, Д х ) > O, f (X)* 1, f (Χ)* I 3. Naujo kintamojo įvedimo metodas (a > O, a Φ 1, χ > 0) keitinio Iog a χ = y pagalba suvedama į kvadratinę lygtį Py1 + qy + r = 0. 4. Lygties abiejų pusių Iogaritmavimas vienu ir tuo pačiu pagrindu. Jei paprastesnis reiškinys / ( x ) , tai sprendžiame pirmąją sistemą, o jei paprastesnis yra reiškinys / ( x ) , tai sprendžiame antrąją sistemą. h(x) > O, Logaritminė lygtis p log 2 χ + q Iog a χ + r = O b 1) Lygtis Iog a / ( x ) = Iog a g ( x ) , α > O, a g ( x ) = h(x), g(x) = h(x), 10.9. LOGARITMINĖS LYGTYS * * * 12. N E L Y G Y B Ė S 11. L Y G Č I Ų S I S T E M O S Sakykime, duota dviejų lygčių su dviem kintamaisiais / / ( J f j J O = O, sistema { [g(x,y) = 0. • Kai norime nustatyti, su kuriomis kintamojo reikšmėmis vienas reiškinys įgyja mažesnes (arba didesnes) reikšmes negu kitas reiškinys, sprendžiame nelygybę. Sąryšiai A(x)>B(x), Kiekvieną kintamųjų reikšmių porą, su kuria kiekviena sistemos lygtis virsta teisinga skaitine lygybe, vadiname lygčių sistemos sprendiniu. A(x)<B(x)yra A(x)<B(x), A(x)>B(x), nelygybės su vienu nežinomuoju x; čia A(x) ir B(x) - reiškiniai su vienu kintamuoju*; dažnai vienas iš šių reiškinių būna tiesiog skaičius. • Išspręsti lygčių sistemą tai reiškia rasti visus jos sprendinius arba įrodyti, kad sistema sprendinių neturi. • Nelygybės su vienu nežinomuoju apibrėžimo sritimi vadinama aibė tų nežinomojo reikšmių, su kuriomis visi nelygybės reiškiniai turi prasmę. • Dvi lygčių sistemos, turinčios tuos pačius sprendinius arba abi sistemos neturinčios sprendinių, vadinamos ekvivalenčiomis. Kiekvieną nežinomojo reikšmę, su kuria nelygybė tampa leisinga skaitine nelygybe, vadiname nelygybės sprendiniu. Išspręsti nelygybę - reiškia surasti visus jos sprendinius arba įrodyti, kad nelygybė jų neturi. Tiesinių lygčių su dviem kintamaisiais sistema axx+bxy = ct, Dvi nelygybės, kurios turi tuos pačius sprendinius arba abi sprendinių neturi, vadinamos ekvivalenčiomis. a2x + b2y = C2: 1) turi vienintelį sprendinį, o lygčių grafikai (tiesės) susikerta , - 0 I b, viename taške, kai — Φ — : a2 b2 Tiesine nelygybe su vienu kintamuoju χ vadiname nelygybę ax>b ,a vadinamas kintamojo koeficientu, b - laisvuoju nariu. 2) neturi sprendinių, o tiesės lygiagrečios, kai a2 = — Φ —; b2 c2 3) turi be galo daug sprendinių, o abi tiesės sutampa, kai Q1 b2 C2 12.1. TIESINĖS NELYGYBĖS Sprendžiant tiesinę nelygybę ax> b, galimi sekantys atvejai: 1) jei a > 0 , tai χ > — ir sprendinių aibė yra a intervalas ( —; oo); Pateikiame 2) jei a < О , tai χ < — ir sprendinių aibė yra a kvadratinių nelygybių sprendimo intervalų metodu lentelę ( x , , X 2 - kvadratinės lygties a x 2 + f o x + c = 0 sprendiniai): intervalas I - oo : — a, 3) jei α = O , tai gauname nelygybę O · д;> b. Kvadratinė nelygybė kai b < O, tai nelygybės sprendinys yra kiekvienas realusis skaičius χ e (-00;oo). Sprendiniai 2 ax + bx + c > 0, a > 0 Kai b> O, ši nelygybė sprendinių neturi, Pastovaus lenklo intervalai u(x - x,)(x- x2)> 0 + V " ! X1 C2 X ax2 +bx + c >0, a > 0 χ e (- 00; X1 ) u (x2; со) χ e (-00; x,]w[x 2 ; со) a(x-jc,)(x-x2)>0 αχ2 + bx + c < 0, a > 0 12.2. K V A D R A T I N Ė S N E L Y G Y B Ė S 1. Kvadratinė nelygybė ax2 + fox + c > O: 1) teisinga su visomis realiosiomis kintamojo χ reikšmėmis, kai XS(X1JX2) a(χ - X1 )(x - X2) < 0 ax2 + bx + c < 0, a > 0 a(x-x,)(x-x2)<0 + V V N Xi д xe[x,;x2] D< O, α > 0; 2) sprendinių neturi, kai 12.3. R A C I O N A L I O S I O S N E L Y G Y B E S Л<0, a< 0. 1. Nelygybės > O ( / ( x ) · g ( x ) > θ) sprendinių aibė yra g W 2. Kvadratinė nelygybė αχ 2 +fox+ c < O: 1) teisinga su visomis realiosiomis kintamojo χ reikšmėmis, kai \D < O, J/(x) >0, dviejų sistemų < l&M >O sprendinių aibių sąjunga. . ir i / ( x ) < O, U(X) < O β < 0; 2) sprendinių neturi, kai D< O, α > 0. Jei D £ O, tai kvadratinės nelygybės sprendžiamos intervalų metodu arba grafiko pagalba. 2. Nelygybės < 0 ( / ( x ) · g ( x ) < θ) sprendinių aibė yra g(x) J f ( x ) > O, . dvieių sistemų < ir 4 \g(x) < O sprendinių aibių sąjunga. J / ( x ) < O, U(x) > O f(x) 3. Nelygybės ž O sprendinių aibė yra dviejų sistemų Nelygybė | / ( x ) | > | g ( x ) | g(x) /WiO, . ir g(x)> O f( 4. Nelygybės 2 i/M^o, ·( [gW<0 X ) . . sprendimų aibių sąjunga. (/W) >(gW) · Nelygybės | / ( x ) | > a , k u r a ž O sprendinių aibė yra dviejų i O sprendinių aibė yra dviejų sistemų nelygybių f(x)>a g(x) f(x)Z O, g(x)<0 . ir ekvivalenti nelygybei 2 ir f(x)<-a sprendinių aibių sąjunga. Kai a < O , tai nelygybės |/(x)[ > a Jf(X)ZO, . . < sprendinių aibių sąjunga. [g(x) > O 12.4. DVIGUBOS N E L Y G Y B Ė S Dviguba nelygybė a<f(x)<b kuris realusis . \ m < b , sistemai < reiškinio f(x) apibrėžimo sričiai. Nelygybė ekvivalenti nelygybių sprendinys yra bet skaičius x, priklausantis nelygybei sistema [ / ( • * ) > a- |/(x)|<a, kur -a< f(x)<a, f(x)<a, ekvivalenti dvigubai kurią galima pakeisti nelygybių Kai f(x)>-a. a> O aš O, tai nelygybė i , \f(x)\<a sprendinių neturi. 12.5. N E L Y G Y B Ė S SU M O D U L I U 1. Nelygybė |/(x)|<a, nelygybei -a < f(x)<a\ dinių neturi. kur α>O ekvivalenti 12.6. RODIKLINĖS N E L Y G Y B Ė S dvigubai jei α < O, tai ši nelygybė spren- Kai a> 1, tai rodiklinė nelygybė at<x) > aglx) ekvivalenti nelygybei f ( x ) > g(x). 2. Nelygybės | / ( x ) | > a , kur a > O sprendinių aibė yra dviejų nelygybių f(x)>a ir f(x)<~a sprendinių aibių sąjunga; jei a < O, tai šios nelygybės sprendinys yra bet kuris realusis skaičius x, priklausantis reiškinio f ( x ) apibrėžimo sričiai. 3. Nelygybės \f(x)\ > g(x) f (χ) ž O, f(x)>g(x) . sprendinių aibė yra dviejų sistemų f / ( x ) < O, . ... . ir -į sprendinių aibių sąjunga. f ( x ) > g(x) Kai O < a < 1, tai rodiklinė nelygybė a i<x> > agix) ekvivalenti nelygybei / ( x ) < g(x). Kai a > 1, b >O tai rodiklinė nelygybė a fix) >b af(x) >b ekvivalenti nelygybei / ( x ) > Iog a b. Jei O < a < 1, b > O , tai rodiklinė nelygybė ekvivalenti nelygybei f ( x ) < Iog a b. 5. Jei a>O, af(x)>b o b<>O, tai rodiklinės nelygybės S. Nelygybės I o g g w f(x)> sprendinys yra bet kuris realusis skaičius x, priklausantis reiškinio f ( x ) apibrėžimo sričiai. suvedame į kvadratinės nelygybės O < g(x) < 1, g(x) > I yra dviejų sistemų Дх) > O, f ( x ) > O, c f(x)>(g(x)) 6. Nelygybės Aa2x +Bax + C > O sprendimą keitinio y = ax pagalba c sprendinių aibė /(x)<{g(x)Y sprendinių aibių sąjunga. Ay2 + By+ C > O sprendimą. (>. Nelygybės log ,X)f(x)>0 yra dviejų sistemų 1. Kai a > i , tai nelygybė Iog a f ( x ) > Iog a g ( x ) ekvivalenti nelygybių sistemai O < g(x) < 1, g(x)>l 12.7. LOGARITMINĖS NELYGYBĖS f f(x)>g(x), sprendinių aibė / ( χ ) > o, ir /W>1 O, / ( X ) > / « < 1 sprendinių aibių sąjunga. g ( x ) > o. 7. Nelygybės I o g g w / ( x ) > log ? ( x ) h(x) sprendinių aibė 2. Kai O < a < 1, tai nelygybė Iog a / ( x ) > Iog a g(x) { 3. Kai a > 1 , tai nelygybė Iog a /(x) < g(x f ( x ) > 0. f(x)>b ekvivalenti nelygybių sistemai yra dviejų sistemų g(x)> 1, O < g(x) < 1, / ( χ ) > O, / ( X ) h(x) > O, h(x) > O, f ( x ) > h(x) /(x)<h(x) sprendinių aibių sąjunga. f(x)>ab, / ( * ) > 0. 4. Kai 0 < α < 1 nelygybė l o g a f ( x ) > b ekvivalenti nelygybių sistemai •k Ax) < a", /W>0. ic "k > O, • 13. S K A I Č I Ų S E K O S . P R O G R E S I J O S 13.1. SKAIČIŲ SEKOS SĄVOKA Skaičių seka vadinama natūraliojo argumento funkcija a„ = f (n). Šios funkcijos reikšmės a 3 = / ( 3 ) ; ...; an = f{n)\... o, = /(1); Seka gali boti išreikšta: 1) Formule, nurodančia, kaip apskaičiuoti sekos л-ąjį narį. ,r tai o, = ne N, 1 Didėjančias ir mažėjančias sekas vadiname monotoninėmis. O2 = / ( 2 ) ; antruoju, trečiuoju,..., n-uoju,... sekos nariu. Seka, kurios nariai Pavyzdžiui, • 13.2. ARITMETINĖ PROGRESIJA vadinamos atitinkamai pirmuoju, yra α,,ο 2 ,α 3 ,...,o„,... žymima (o„). • Skaičių seką (a„), kurios kiekvienas narys yra mažesnis už priešjįeinantį,t.y. a„+1 < an (n e N), vadiname mažėjančia. jei seka (o„) išreikšta formule a„ •• 1 n+2 1 1=—; a =——1 1= —; a , = 1 =1—· irt.t. . . 22 1+2 3 2+2 4 ^ 3+2 5 2) Rekurentiniu būdu, kai nurodomas pirmasis sekos narys (arba keli pirmieji nariai) ir nurodoma formulė, pagal kurią n-asis sekos narys apskaičiuojamas iš prieš j į esančių narių. Pavyzdžiui, jei žinoma, kad o„+1 =(n + 2)an Aritmetinė progresija yra skaičių seka, kurios kiekvienas narys, pradedant antruoju, lygus prieš jį esančio nario ir pastovaus skaičiaus sumai. Kitaip sakant, seka (a„) yra aritmetinė progresija, jei su kiekvienu natūraliuoju n (n >2) teisinga lygybė an =an_į + d; skaičius d - aritmetinės progresijos skirtumas. I. n - tojo nario formulė: an = al + (n-\)d 2. Charakteristinė savybė. Kiekvienas aritmetinės progresijos narys, išskyrus pirmąjį (ir paskutinįjį, kai aritmetinė progresija yra baigtinė), lygus gretimų narių aritmetiniam vidurkiui, t.y. (n > 2). ir a, = 1, tai O2 = (1 + 2)-0, = 3 ; O3 = ( 2 + 2)-o 2 = 4-3 = 12 irt.t. 3. am + an = ak + a , kai m + n = k + p. 3) Žodiniu būdu, kai seka apibrėžiama žodine taisykle. Pavyzdžiui, sekos 2,71; 2,718; 2,7182; ... kiekvienas narys yra skaičiaus e = 2,71828... artinys. • Skaičių seką, kaip skaitinę funkciją, galima geometriškai pavaizduoti taškais koordinačių plokštumoje. • Skaičių seką (a n ), kurios kiekvienas narys yra didesnis už prieš jį einantį, t.y. a„ +1 > a„ (n e N), vadiname didėjančia. 4. Pirmųjų n narių sumos formulės: 1) 5,, = 0 , + ¾ + ¾ + ... + ¾; Oj+fiį 2) n; 3) j. _ 2o, +(n-\)d Γ n. 13.3. GEOMETRINĖ PROGRESIJA 14. F U N K C I J O S IR J Ų G R A F I K A I 14.1. BENDROS SĄVOKOS Geometrinė progresija yra nelygių nuliui skaičių seka, kurios kiekvienas narys, pradedant antruoju, lygus prieš j į esančiam nariui, padaugintam iš pastovaus skaičiaus. Kitaip sakant, seka (b„) yra geometrinė progresija, jei su kiekvienu natūraliuoju n [n > 2) teisinga lygybė b„ = bn_rq, bn*0, q * O, skaičius q - geometrinės progresijos vardiklis. 1. n - tojo nario formulė: bn=bvr\ 2. Charakteristinė savybė. Kiekvienas geometrinės progresijos narys, išskyrus pirmąjį (ir paskutinįjį, kai geometrinė progresija baigtinė), yra lygus prieš jį esančio nario ir po j o einančio nario geometriniam vidurkiui, t.y. b„=yjb„., A + i bmb„ = bkb (" - 2), arba b2„=b„_rb„+l,(n>2). , kai m + n = k + p. b \-qb„ 1 -ą _ 2) S„ = • Funkcijos reikšmė kintamojo χ reikšmę. kintamojo y reikšmė, atitinkanti • Funkcijos apibrėžimo sritį sudaro visos reikšmės, kurias gali įgyti nepriklausomasis kintamasis (argumentas) x. Funkcijos / ( * ) apibrėžimo sritis žymima Df, arba D(J). • Funkcijos reikšmių sritimi vadinama aibė visų funkcijos f ( x ) reikšmių ir žymima E f , arba E ( f ) . • Funkcijos grafiku vadinama aibė visų koordinačių plokštumos taškų, kurių abscises yra argumento χ reikšmės, o ordinatės - funkcijos f ( x ) atitinkamos reikšmės. 4. Pirmųjų n narių sumos formulės: 1) • Funkcija yra kintamojo y priklausomybė nuo kintamojo x, kai kiekvieną χ reikšmę pagal tam tikrą taisyklę atitinka vienintelėj reikšmė. Kintamasis χ vadinamas nepriklausomuoju kintamuoju, arba argumentu, o kintamasis y - priklausomuoju kintamuoju arba argumentu. Kai kintamasis y yra kintamojo χ funkcija, rašome y = f ( x ) . • bx(\~qn) Funkciją galima apibrėžti: 1) Analiziškai, kai duotas reiškinys f ( x ) su kintamuoju x, 1 -q pagal kurį skaičiuojamos funkcijos y = f ( x ) reikšmės. S. Nykstamosios geometrinės progresijos, kurios sumos formulė: | g | < 1, Pavyzdžiui, y = 5x 2 +1; y = sin(x +1). 2) Reikšmių lentele (pavyzdliui, logaritmų ir kitos lentelės); S= A . \-q trigonometrinių funkcijų, 3) Grafiškai, jei žinomas funkcijos grafikas; 4) Pateikiant funkcijos aprašymą. • Funkcija у =f( χ ) vadinama didėjančia intervale (a,b), • jei bet Funkcija y = f ( x ) vadinama nelygine, jei kartu su kiek- viena argumento χ reikšme iš funkcijos apbrėžimo srities D(y) kuriems Jc1 ir x2 iš intervalo (a, b) reikšmė ( - x ) irgi priklauso tos funkcijos apibrėžimo sričiai, be iš nelygybės x, < X1 seka nelygybė lo, yra teisinga lygybė • Funkcija = -/(*)· A~x) /(X1) < / ( x 2 ) . y =/(x) У) 1 vadinama mažėjančia intervale (a,b), jei bet kuriems x, ir x 2 iš intervalo / \y=Ax)> -a V (a,b) iš nelygybės x, < x 2 seka nelygybė /(χ, )>/(x2). • • Didėjančias ir mažėjančias intervale funkcijas vadiname monotoninėmis funkcijomis tame intervale, o patį intervalą monotoniškumo intervalu. 0 α "x Nelyginės funkcijos grafikas yra simetriškas koordinačių pradžios taško O atžvilgiu. Funkcija y = f ( x ) vadinama periodine, jei egzistuoja toks skaičius T * O , kad kartu su kiekviena argumento χ reikšme ii funkcijos apbrėžimo srities reikšmės χ-T ir χ+ T irgi priklauso tos funkcijos apibrėžimo sričiai, be to, yra teisingi lygybė • f ( x ± T ) =f(x). Funkcija y = / ( x ) vadinama lygine, jei kartu su kiekviena argumento χ reikšme iš funkcijos apibrėžimo srities D (y) reikšmė ( - x ) irgi priklauso tos funkcijos apibrėžimo sričiai, be to, yra teisinga lygybė A - X ) = f (χ). y = T* O vadinamas funkcijos y = f ( x ) periodu yra funkcijos y = f ( x ) periodas, tai vis: skaičiai, kurių pavidalas yra kT, kur k e Z, k* O , taip pat yre iios funkcijos periodai, t.y. periodinė funkcija turi be galo daug Lyginės funkcijos grafikas yra simetriškas ordinačių ašies (Oy ašies) atžvilgiu. M Skaičius Ieigu skaičius T Ax) periodų: ..., - 3 7 \ - 2 T , - T , T , 27", 3T,... Mažiausias teigiamas periodas (t.y. periodas T ) dar vadinamas pagrindiniu. Jis paprastai ir nurodomas, kai kalbama apie funkcijos periodiškumą. • Jei y = f(ax funkcijos y =f(x) periodas T + b) periodas yra skaičius —. a yra T, tai funkcijos PavyzdUui, funkcijos у = sin(3x + 2) mažiausias teigiamas periodas yra skaičius ~ , o funkcijos y = tg2x - skaičius ~ . • Jei funkcija y = / ( x ) apibrėžta ir didėja (mažėja) intervale [e, i ] , o jos reikšmių sritis yra intervalas atvirkštinę funkciją y = g(x), Tiesioginio proporcingumo y = kx (k * θ) grafikas yra tiesė, einanti per koordinačių pradžią (skaičius k vadinamas proporcingumo koeficientu). tai ji turi kuri yra apibrėžta, didėja (mažėja) intervale \c,d ] , o jos reikšmių sritis yra intervale [a, Funkcijos y = / ( x ) 14.2. TIESIOGINIS PROPORCINGUMAS ir y = g ( x ) b\. vadinamos tarpusavyje atvirkštinėmis. Jų grafikai yra simetriški tiesės y = χ atžvilgiu. Atvirkštinės funkcijos radimo taisyklė. Kai funkcija y = / ( x ) yra apgręžiama, tai, išreiškę χ iš formulės y = / ( x ) , gauname lygybę χ = g(y), kurioje, sukeitę χ ir y vietomis, gauname atvirkštinę funkciją y = g(x). 14.3. TIESINĖ FUNKCIJA Pavyzdys. Raskime funkciją, atvirkštinę funkcijai y = 2x +1. Sprendimas. Duotoji funkcija apibrėžta visoje skaičių tiesėje (-00; 00) ir yra didėjanti. Todėl ši funkcija turi atvirkštinę funkciją. Norėdami j ą surasti, naudosimės atvirkštinės funkcijos radimo taisykle. v-1 1) Iš lygybės y = Ix +1 išreikškime x. Turime χ = . 2) Lygybėje v-1 x=— kintamuosius χ ir y sukeiskime vietomis. Gausime: v = ——- = — χ—i-. Funkcija y = — x~— 2 2 2 2 2 yra atvirkštinė funkcija duotajai funkcijai y = 2x +1. , , Atsakymas. У = 1 1 ir Tiesinės funkcijos y = kx + b (k ir b - realieji skaičiai) grafikas yra tiesė. Skaičius k vadinamas krypties koeficientu; k = tg a. Koordinačių 14.4. KVADRATINĖ FUNKCIJA Kvadratinės funkcijos y = ox +bx+c, kur a, b, c — bet kurie realieji skaičiai, o a * O, grafikas yra parabolė. Parabolės viršūnės л(х 0 ;y 0 ) koordinatės: tašką ( - 2 ; - 9 ) . plokštumoje pažymime parabolės viršūnės Surasime, kuriuose taškuose parabolė kerta abscisių ašį. Šių taškų abscises yra lygties x1 + Ax-S = O sprendiniai Xi = - 5 ir X1 = X. Taigi parabolė kerta abscisių ašį taškuose ( - 5 ; 0) ir (1;0). b x0 = - — , 2a 2 , y0 = ax0+bx0+c Aac-b2 = Randame, kuriuose taškuose parabolė kerta ordinačių ašį: . Ag kai Kvadratinės funkcijos y = ax" + bx+ c grafiko ir abscisių ašies susikirtimo 2 ax +bx+c = 0 taškų šaknų skaičius lygus kvadratinės skaičiui, kurį nustato lygties diskriminanto 1 D = b - Aac ženklas. x = 0, tai j = 02 + 4 0 - 5 = - 5 . Taigi parabolė kerta ordinačių ašį taške ( 0 ; - 5 ) . Parabolės simetrijos ašis yra tiesė χ = - 2 . Parabolės šakos nukreiptos aukštyn, nes funkcijos išraiškoje y = x2 + Ax-S koeficientas prie x 2 yra lygus 1, t.y. teigiamas skaičius. Kai a > O, tai funkcijos y = ax2 +bx+c grafiko - parabolės šakos nukreiptos aukštyn, kai a < O, - žemyn. Kvadratinės funkcijos y = ax2 + bx+c apibrėžimo sritis yra visų realiųjų skaičių aibė R : D(y) = (-oo;oo). Parabolės simetrijos ašis yra tiesė χ = — — . 2a Pavyzdys. Nubraižykime funkcijos y = x2 + Ax - 5 grafiką. Sprendimas. Duotosios funkcijos grafikas yra parabolė, kurios viršūnės abscisę apskaičiuojame pagal formulę χη = -—. 2a Gauname: X0n = — ~ = -2. 2-1 { funkcijos išraišką y = x2 + Ax-5 randame parabolės viršūnės ordinatę: j' 0 = ( - 2 ) 2 + 4 - ( - 2 ) - 5 = - 9 . vietoje д-įrašome ( - 2 ) ir Pateikiame įvairius parabolės y = ax2 + bx+c išsidėstymo koordinačių plokštumoje atvejus, priklausomai nuo koeficiento a ir diskriminanto D ženklų: 14.5. ATVIRKŠTINIS PROPORCINGUMAS lę y = — (k - atvirkštinio χ proporcingumo koeficientas, k ^ O ) grafikas yra hiperbolė. Atvirkštinio 3. a > 0, D = O U, 4. У) \ 0 *0 proporcingumo a < 0,D = 0 y> 0 14.6. LAIPSNINĖ FUNKCIJA ^x / • y = χ", n - lyginis natūralusis skaičius, t.y. n = 2, 4, 6 , . . . Atskiru atveju, kai n = 2 , šios funkcijos grafikas parabolė • у = χ", n- nelyginis natūralusis skaičius, t.y. n = 1, 3, 5 , . it - lyginis skaičius УА • Atskiru atveju, kai n = 3 , šios funkcijos grafikas parabolė My 'y=x Laipsninės funkcijos su sveikuoju neigiamuoju rodikliu j» = j c " = — Laipsninės funkcijos su teigiamuoju trupmeniniu rodikliu y = xn Pavyzdys: Atskiru atveju, kai (n - natūralusis skaičius) grafikas. = x2, n - lyginis s kaičius Л I — > 0 , и > 1J grafikas. n - nelygini s skaičius У) У/ 1 i 1 -1i ^ i > arba y =-Jx : m = 1, o n= 2 gauname funkciją • Laipsninės funkcijos rodikliu y = x" su neigiamuoju I — < 0 , л > 1 j grafikas. Pavyzdys: n - lyginis skaičius 4 n - nelyginis skaičius * * * trupmeniniu 14.7. RODIKLINĖ FUNKCIJA 14.10. FUNKCIJŲ GRAFIKŲ TRANSFORMACIJOS • Norint gauti funkcijos y = f ( x + c) grafiką iš funkcijos y = f ( x ) grafiko, reikia visus pastarojo taškus pastumti per c vienetų į kairę, jei c > 0 arba per | c \ vienetų į dešinę, jei c < 0 . y = f( ΛΓ+2) y = /(x-2) • Norint gauti funkcijos y = f(x)+B vienetų į viršų, jei B> 0 Paveiksle pavaizduoti funkcijų Paveiksle pavaizduoti funkcijų У= 4 5 Norint gauti funkcijos 2 ir 2 JC • • + У = Ax)~ grafikai. У= Ax-2) grafikai. 3 Ax), y = f(JC) У — f ( x + 2) ir 2 arba per Į B | vienetų į apačią, jei B < 0 . y=Αχ), 1 grafiką iš funkcijos y = f ( x ) grafiko, reikia visus pastarojo taškus pastumti per B y = f(ax) grafiką iš funkcijos Norint gauti У = f(x) funkcijos y = Af(x) grafiką iš funkcijos grafiko, reikia: pastarąjį ištempti išilgai ordinačių (Oy) y = f ( x ) grafiko, reikia: pastarąjį suspausti išilgai abscisių ašies A kartų, kai A > 1, ir suspausti (taip pat išilgai ordinačių (Ox) a kartų, kai a > 1, ir ištempti (taip pat išilgai abscisių (Oy) ašies) — kartų, kai 0 < A < 1 . (Ox) ašies) — kartų, kai 0 < a < 1. a Paveiksle pavaizduoti funkcijų У=f(X), y = f(2x) Paveiksle pavaizduoti funkcijų y = Ax), y = 2.f(X) ir ir y=\f(x) grafikai. grafikai. 14.1. FUNKCIJŲ SU M O D U L I U G R A F I K Ų B R A I Ž Y M A S • • pirmiausia jau žinomu būdu nubraižome funkcijos y = f ( Funkcijos y =|/(x)| grafikas gaunamas iš funkcijos y = f ( x ) grafiko sekančiu būdu: grafiko dalį, esančią virš χ ašies, paliekame nepakeistą, o grafiko dalį, esančią po χ ašimi, Funkcijos j> = | / ( | x | ) | grafiką braižome sekančiu būdu: |x|) grafiką, o po to ieškomosios funkcijos y = | / (| χ | )| grafiką. Pavyzdys: atvaizduojame į simetrinę jai dalį χ ašies atžvilgiu. Pavyzdys: 15. • Funkcijos j=(|jc|) grafikas gaunamas y = f ( x ) grafiko sekančiu būdu: kai x > 0 iš funkcijos funkcijos y = f ( x ) TRIGONOMETRIJA 15.1. K A M P Ų M A T A V I M O VIENETŲ TARPUSAVIO PRIKLAUSOMYBĖ grafikas išlieka tas pats, t.y. grafiko dalis, esantis į dešinę nuo y I ašies lieka nepakitusi , o kai χ < O, tai gautoji grafiko dalis, r a r f = I ^ «57°, π esanti į dešinę nuo y ašies, atvaizduojama į simetrišką jai dalį y I0 = ašies atžvilgiu. 180 rad » 0,01745 rad, Pavyzdys: a° Pavyzdys: 180 a 12° = — 12 = — rad. 180 15 , 180° . . a rad = a laipsnių. π _ Pavyzdys: 7π —rad 4 = 180° 7 π π 4 „,„ = 315°. rad, Mažiausias teigiamas periodas) yra 2 π . 15.2. T R I G O N O M E T R I N I Ų F U N K C I J Ų A P I B R Ė Ž I M A S sma= Ąa(xa-,ya) (1) ya, cos α = (2) lygybės funkcijų dažnai periodas naudojamos (pagrindinis trigonometrinių funkcijų reikšmių skaičiavimui, kai argumentai didesni už 360°. xa, sin α ir šių _ tg« = cos α ya 15.4. T R I G O N O M E T R I N I Ų FUNKCIJŲ ŽENKLAI KETVIRČIUOSE sinx cosx tgx ctgx Ctgo- = sina ya 15.3. T R I G O N O M E T R I N I Ų FUNKCIJŲ S A V Y B Ė S sin(-jc) = - s i n χ - sinusas nelyginė funkcija ; cos(-x) = c o s x - kosinusas lyginė funkcija ; 15.5. PAGRINDINIŲ T R I G O N O M E T R I N I Ų FUNKCIJŲ REIKŠMIŲ LENTELĖ t g ( - x ) = - t g x - tangentas nelyginė funkcija ; ctg ( - x ) = - c t g x - kotangentas nelyginė funkcija . Trigonometrinės funkcijos 7 = s i n x , y = cosx, y = tgx, y = c t g x , yra periodinės funkcijos. (2) (1) lygybės rodo, kad visi skaičiai, kurių bendras pavidalas 2 n k , k e Z, k Φ O yra funkcijų jy = sinx ir y = c o s x periodai (pvz.,... - 6 π , -4π, -2π, 2π, 4π, 6 π , ...). Mažiausias teigiamas šių funkcijų periodas (pagrindinis periodas) yra lit. a° 0° arad O sin ar O tg a keZ, k* O yra funkcijų y = t g x ir .y = Ctgx perio- dai (pvz.,... - 4 π , -3π, -2π, -π, π, 2π, 3π, 4 π , ...). ctga K π 4 π 7 1 2 A A A 1 л/J VJ 1 A 2 3 A 180° 270" 360° π 2 π 3π 2 2π 1 0 -1 0 0 -1 0 1 2 1 2 O — 2 2 A (2) lygybės rodo, kad visi skaičiai, kurių bendras pavidalas π k, 45° 1 cos a Argumentai 60° 90° 30° з — 0 0 — — 0 0 — 15.7. PAGRINDINĖS TRIGONOMETRINĖS FORMULĖS 15.6. R E D U K C I J O S F O R M U L Ė S PAGRINDINĖS TAPATYBĖS • Redukcijos taisyklė: 1) kampų t g a Ctga = I; sin2 a + cos 2 a = 1; π±α ir 2π+α funkcijos pavadinimas nekei- sin tgačiamas, o kampų l ± a ir 2 2 keičiamas (sinusas - į kosinusą, kosinusas - į sinusą, tangentas - į kotangentą, kotangentas - į tangentą); 2) ctgar= funkcija dešiniojoje lygybės pusėje rašoma su tokiu pat ženklu, kurį turi pradinė funkcija atitinkame ketvirtyje. • or 1 2 1 + tg a = į—; a , 1 1+ctgV = - 3 - , sin a ; cos a funkcijos pavadinimas cos a . ; sina cos ARGUMENTŲ SUDĖTIES FORMULĖS s i n ( a + / ? ) = s i n a c o s /tf+cosarsin/?; Redukcijos formulių lentelė: s i n f o - - / ? ) = sin cc cos β — cos α sin β\ Argumentas t Funkcij CS π a 2 π —+a 2 π- a π+α cos ( α + β)= cos α cos β-sin 3π 2 a 3π — +a 2 c o s ( a -β)= 2 π-a * sini cos α cos a sine? -sin α -cos α -cos a -sin a cosi sin a -sin α -cos or -cos α -sin α cos a + « s i n β\ cos a cos β + sin α sin β\ 1-tga-tg/? tg(a-/*)«J8pM 1 + t g a · tg/ KARTOTINIO ARGUMENTO FORMULĖS sin a s i n ( 2 a ) = 2 sin α cos α ; 2 tg t Ctg t ctg a tga -ctga -tg a -tga -ctga tga ctga ctga tga -ctga -tga -tga -ctga c o s ( 2 a ) = cos a - s i n 2 a = 1 - 2 s i n 2 α = 2cos 2 a - 1 ; t g ( 2 c t g ( 2 a ) = b ^ = 1 - tg a 2tga ^ Z ^ . 2 TRIGONOMETRINIŲ FUNKCIJŲ SUMOS BEI SKIRTUMO KEITIMO SANDAUGA FORMULĖS . 2 l-cos(2a) sin a = i—-; 2 . . ал-β a - β sin ar+ sin rZ?= 2sin — cos — 2 2 . . a + ,0 . α-β s i n a - s i n / ? = 2 cos — sm — 2 2 cos a- + cos ρ = 2cos . . cos o r - c o s B = - 2 s m 2 —cos αλ-β . — sin 2 2 1 - cos(2a) = 2 sin 2 a ; —; α-β 2 sin a cos β = • i ( s i n ( a - /?) + sin(a + / ? ) ) ; )); , [•i Γ~ tga 1 i ar = ±V 1 - c o s a = — = = = = = — . ; ± y l + tg 2 ar l^/l + ctg2» ISa = I V l - S i n a = — . =—. ; ±J\ + tg2a ± y l + ctg 2 ar tga = TRIGONOMETRINIU FUNKCIJŲ IŠREIŠKIMAS PUSĖS ARGUMENTO TANGENTU sma = i+ tg2- ±Vl -cos2a sin a 2 a cos 1 ct « S f l "' + cos(a + ^ ) ) . ctga: < 1 + cos(2a) = 2 cos 2 a . VIENŲ TRIGONOMETRINIU FUNKCIJŲ IŠREIŠKIMAS KITOMIS ± Vl-sin cos a cos/? = i ( c o s ( a - 2 l + cos(2a) 1 cos α = —-; 2 ; TRIGONOMETRINIU FUNKCIJŲ SANDAUGOS KEITIMO SUMA FORMULĖS sin a sin/? = i (cos(a - /?) - cos(a + LAIPSNIO ŽEMINIMO FORMULĖS .-tg2f cosa = ,I + tg 22 —a' _ a 2 a 1-tg 2 T 2tg2 I tga = ctga = , 2«' 8 T ±Vl-sin2a cosa sinflr ± Vl-cos a _ 2 1 t fl S " Pastaba. Ženklas prieš šaknį priklauso nuo to, kokiame ketvirtyje yra atitinkamos trigonometrinės funkcijos kampas a . 15.8. TRIGONOMETRINĖS LYGTYS 3. Lygties tgx = a sprendinių radimo bendroji formulė yra 1. Lygtis sin* = a. x = arctga + Jifc, Kai | α | > 1 lygtis sprendinių neturi. keZ. 4. Lygties ctg* = a sprendinių radimo bendroji formulė yra Kai I a | < 1 lygties sprendinių radimo bendroji formulė yra x = arcctga + 7i&, k e Z . x = ( - l ) * arcsin α + π fc, k e Z . 15.9. ATVIRKŠTINĖS TRIGONOMETRINĖS FUNKCIJOS Atskiri atvejai: sinx = 0, 1. χ = ilk, k ε Ζ ; sin χ = 1, χ = —+2nk, 2 sinx = - l , χ=- - +2 2 >> = arcsinx<=>x = sinj>, k e Ζ; PavyzdHui, nk,keZ. ~2'2" > £ arcsin 2 arccosx <=> χ = cos^, . VŠ π =-arcsin— = — . 2 3 ^ε[θ;π], xe[-l;l], arccos(-x) = π - arccosx. 2. Lygtis cosx = a. Kai I a \ > 1 lygtis sprendinių neturi. Pavyzdžiui, S) x = ±arccosa + 27t&, keZ. 3. л/з π 2 6 -— = n - a r c c o s — = π arccos 2 Kai I a \ < 1 lygties sprendinių radimo bendroji formulė yra x e у = arctgx<=>χ = tgy, 5π = —. 6 ^- arctg ( - χ ) = - arctg χ. Atskiri atvejai: cosx = 1, π π arcsin(-x) = - a r c s i n x . 2. cosx = 0, y e x = — + nk, keZ; 2 χ = 2nk, keZ\ Pavyzdžiui, 4. arctg ( - л/з )= - arctg л/з = - ~ . у = arcctgx <=> χ = etgy, _με(θ;π), xeR. arcctg(-x) = π - arcctgx. cosx = - 1 , χ = π+2nk, keZ. Pavyzdžiui, arcctg A 3 л/3 π 2π = jt-arcctg— = π — = — . 3 3 3 15.10.TRIGONOMETRINIŲ FUNKCIJŲ GRAFIKAI 15.11.ATVIRKŠTINIŲ TRIGONOMETRINIŲ FUNKCIJŲ GRAFIKAI 16. R I B O S . F U N K C I J O S T O L Y D U M A S • Funkcijų ribų teoremos: • Skaičius a vadinamas sekos (jc„) riba, jeigu kiekvienam, kiek norima mažam, teigiamam skaičiui ε galima rasti tokį natūralųjį skaičių N, priklausantį nuo ε , kad visiems numeriams n > N būtų teisinga nelygybė: 1. \x„ - a < ε 3. Žymi/na: • lim(/(jc) + g ( x ) ) = Iim / ( * ) + Iim g(x). x-> a 2. χ-> a I i m ( / ( * ) • g(x))= Iim(c· f(xj)=c· x-> a Iim xn = a. n .χ 4. X-* a Iim f(x)• Iim g(x). Hm f(x), c-skaičius. x-> a lim f(r\ /W Iim 1Ю- = — , kai Iim χ-+" g(jc) lim g(x) g(x)*0. x->a Sekų ribų teoremos: Jeigu (jc„) ir (y„) konverguojančios sekos, tai • Funkcija / ( j c ) , kurios riba taške jc0 lygi funkcijos reikšmei tame taške, vadinama tolydžia taške x 0 , būtent 1. Iim (x„ +y„)= n-> QO Iim x„ + Iim y„. /»-»00 «->00 2. Iim (x„ • У„)= Iim xn • Iim yn. n-* 00 il-)® n-*<X> 3. Iim (c · Jcn ) = c • Iim jc„ , kur c - skaičius. n—>00 n-*aO lim / ( * ) = / ( * o ) 4. 5. Iim jc„ Iim = , kai Iim yn* η_> °° У n nHm *-**> * 00y„ 0. Jei 11? I < 1, tai Iim q" = 0 . П » OO • Skaičių b vadiname funkcijos f(x) riba taške a, kai, pasirinkus bet kokį ε > O, visi x * a , kurie pakankamai mažai skiriasi nuo a, tenkina nelygybę | A * M <ε Žymima·. • Funkcija, tolydi kiekviename intervalo (a; b) taške, vadinama tolydžia tame intervale. Intervalas ( а ; б ) , kuriame funkcija /(jc) yra tolydi, vadinamas funkcijos tolydumo intervalu. • Kelios svarbios ribos: .· sinjc , lim = 1; X-* O JC lim(l + jc)* = e ; χ -»o .. ( . 1V lim 1+— =e; e = 2,7182818... Neapibrėžtumai: Iim f ( x ) = b. ( f ) , (o··). ( » — ) . & · ) . M . И · 17. F U N K C I J O S I Š V E S T I N Ė 17.2. FUNKCIJOS IŠVESTINĖS APIBRĖŽIMAS 17.1. ARGUMENTO POKYTIS IR FUNKCIJOS POKYTIS Jei y = / ( x ) - funkcija, χ ir x 0 - dvi nepriklausomo kintamojo reikšmės iš funkcijos apibrėžimo srities Df, tai Funkcijos / ( x ) išvestine duotajame taške x 0 vadinama funkcijos pokyčio šiame taške ir argumento pokyčio santykio riba, kai argumento pokytis artėja prie nulio, t.y. Δχ = χ - x 0 (skaitoma „delta iks") yra argumento pokytis. / ' ( Vx ) = Iim ^ = ' Δχ-> 0 Δχ Kadangi χ = x„ + Δχ , tai ^У = Δ/(*ο ) = / W - f (xo ) = Αχο + Δχ)- f (X0 ) (skaitoma „delta igrek" arba „delta ef taške X0 ") yra funkcijos pokytis taške дс0 . Funkcijos / ( x ) pokytis taške X0 trumpai žymimas Δ / arba Ay . Hm Ж ^x)-/(x0) Δχ kur Δ χ = χ - χ 0 - funkcijos argumento pokytis taške x 0 ; ts.y = f(x0 + Ax)- f(x0) Jei - funkcijos pokytis taške X 0 . funkcija turi išvestinę taške diferencijuojama tame taške. x 0 , tai ji Funkcijos /(x) vadinama išvestinės radimas vadinamas funkcijos diferencijavimu. 17 J . ELEMENTARIŲJŲ FUNKCIJŲ IŠVESTINĖS Pavyzdžiui, jei duota funkcija / ( x ) = x 2 ir χ = 2,5, X0 = 2, tai argumento pokytis yra c' = 0 (c - konstanta); (x")'=«x' W=*'; И = * М (lnx)'=į; Ooga x)'=- (sinx) = c o s x ; (cosx) = - Ы (ctg*) = Δχ = x - x į = 2 , 5 - 2 = 0,5, o funkcijos y = / ( x ) pokytis Δ / = / ( x 0 + Δ χ ) - / ( x 0 ) = /(2,5) - / ( 2 ) = 2,52 - 2 2 = = 6 , 2 5 - 4 = 2,25. = 2 ; COS X 17.4. IŠVESTINIŲ SKAIČIAVIMO TAISYKLĖS 1. (c - f (x)) = c • f'{x), Pagreitis yra greičio išvestinė laiko atžvilgiu: kai c - konstanta; α v(i)= Iim — = v'(/)· / Δί->o Δ / 2. (/X*)+ « < * ) ) ' = / ' ( * ) + *'(*); 3. Pavyzdys. Tiesiaeigis materialaus taško judėjimas aprašomas (/W-gW)'=/'W-g'W; 4. i/(x) g(x)i =f\x) g(x)+f(x) lygtimi s (t) = 312 - Ъ - 5, kur t - laikas, išreikštas sekundėmis, g'W; o j - kelias, išreikštas metrais. Raskime taško judėjimo greitį ir pagreitį laiko momentu t = S s. 5. • U W j «W kai Sprendimas. v(t) = s'(t) = (3/ 2 - 2t - 5)' = 6f - 2 ; čia / ( x ) ir g(x) - diferencijuojamos funkcijos. v(5) = s'(5) = 6- 5 - 2 = 2 8 — ; s Sudėtinės funkcijos išvestinės skaičiavimo taisyklė a (t) = v'(t) = (61 - 2)' = 6; a(5) = v'(5) = Jei h(x) = g ( f ( x j ) - sudėtinė funkcija, tai h\x) = g \ f ( x ) \ f ( x ) . Pavyzdžiai: s 17.6. FUNKCIJOS GRAFIKO LIESTINĖS IR NORMALĖS TAŠKE LYGTYS Funkcijos y = f ( x ) grafiko liestinės taške ( x 0 ; / ( x 0 ) ) lygtis yra 1) (sin(3x)) = cos(3x) · (3x) =3cos(3x); t y= f{xo)+f'(xo)-(x-xo)· 2) ( ( x 2 + 3 x + l ) 3 ) = з ( х 2 + 3 x + l) 2 -(x 2 + 3 x + l)'= = 3(2x + 3 ) ( x 2 + 3 x + l) 2 . 17.5. IŠVESTINĖS MECHANINĖ PRASMĖ Greitis yra kelio išvestinė laiko atžvilgiu: v(/)= Iim — = s'(l). W W Af-> О Д/ Pavyzdys. Parašysime funkcijos / ( x ) = x 2 - 2x grafiko liestinės taške, kurio abscisė x 0 = 3, lygtį. Sprendimas. /(*)= 2x-2, / ( x į ) = / ( 3 ) = 3 2 - 2 - 3 = 3; Turime f(X0)=A3)=2-3-2 2 Funkcijos f ( x ) = χ -2x =f(x0) = 4. grafiko liestinės taške (3;3) lygtis yra y = 3 + 4 ( x - 3 ) = 3 + 4 x - 1 2 = 4 x - 9 , y = 4x-9. Jei funkcija y = /(JC) taške X0 turi išvestinę / ' ( x 0 ) , tai funkcijos grafikas tame taške turi liestinę, sudarančią su Ox ašimi kampą, kurio tangentas lygus f'(x0), t.y. Ax0)= Funkcijos y = /(JC) lygtis yra y = Ax) a) minimumo taškas, jei taško X0 aplinkoje funkcijos išvestinė keičia ženklą iš minuso į pliusą: tga. Išvestinės ženklai: grafiko normalės taške У = Ax0)- (x0; /(x 0 )) Ук yęj-(x~*(>)• = I(X0) - 17.7. FUNKCIJOS KRITINIAI TAŠKAI. FUNKCIJOS EKSTREMUMO TAŠKAI Funkcijos kritiniai taškai yra tokie taškai, kuriose funkcijos išvestinė lygi nuliui arba iš viso neegzistuoja. Funkcijos / ( χ ) kritinis taškas x 0 yra šios funkcijos ekstremumo taškas, jei funkcijos išvestinės f'(x) Funkcijos reikšmė maksimumo taške vadinama funkcijos maksimumu. ženklai iš kairės ir dešinės nuo taško x 0 nesutampa t.y. pereidama per tašką x 0 funkcijos Funkcijos reikšmė minimumo taške vadinama funkcijos minimumu. Funkcijos maksimumai ir minimumai vadinami funkcijos ekstremumais. Pavyzdys. Raskime funkcijos / ( x ) = x 3 - 3 x 2 ekstremumo taškus ir eksremumus. Sprendimas. Randame funkcijos / ( x ) išvestinę: išvestinė / ' ( x ) keičia ženklą (iš pliuso į minusą arba iš minuso į / ' (x) = ( x 3 - 3x 2 j = (r3)' - (зх2 j = 3x2 - 3 · 2x = 3x (x - 2). pliusą). Ekstremumo taškas x 0 yra: Taigi išvestinė egzistuoja visuose taškuose, be to, / ' ( x ) = O, a) maksimumo taškas, jei taško x 0 aplinkoje funkcijos išvestinė keičia ženklą iš pliuso į minusą: max Išvestinės ženklai: "!IT^n^—~ XQ X kai x = 0 ir χ = 2. Vadinasi, funkcijos / ( x ) kritiniai taškai yra x = 0 ir χ = 2. Pažymėkime funkcijos / ( x ) išvestinės ženklus intervaluose (-oo;0), (0; 2) ir (2;oo): f \ x ) ženklai: fix): Matome, kad pereinant tašką χ = O išvestinės f'(x) ženklas keičiasi iš pliuso į minusą, o praeinant tašką χ = 2 - iš minuso į 1 pliusą. Vadinasi, taškas x = 0 yra funkcijos f ( x ) = х - 3x 2 maksimumo taškas, o taškas χ = 2 - minimumo taškas. Taške x = 0 funkcija įgyja maksimumą / ( O ) = O, o taške x = 2 - minimumą / ( 2 ) = - 4 : / - , = / ( 0 ) = 0, Zmm=/(2) = -4. x<0 , s * O ir χ > 2 , ~ , 2 tai + S* /(x)>0, > * vadinasi, intervalai ( - o o ; 0 ) ir (2;oo) yra funkcijos reikšmių didėjimo intervalai. Kai 0 < x < 2 , tai f'(x)<0, vadinasi, (0;2) yra funkcijos reikšmių mažėjimo intervalas. 17.9. FUNKCIJOS DIDŽIAUSIA IR MAŽIAUSIA REIKŠMĖ UŽDARAME INTERVALE Norint rasti funkcijos y = / ( x ) didžiausiąją ir mažiausiąją 17.8. FUNKCIJOS MONOTONIŠKUMO INTERVALAI Sakykime, kad funkcija f ( x ) kuriame nors intervale turi išvestinę. Tada, jeigu visame intervale: 1) / Ό 0 > 0 , tai funkcijos / ( x ) Kai + reikšmės didėja šiame reikšmę uždarame intervale [a;b], kuriame ta funkcija turi baigtinį skaičių kritinių taškų, reikia apskaičiuoti funkcijos reikšmes tuose kritiniuose taškuose bei intervalo galuose ir iš visų gautųjų reikšmių išrinkti didžiausiąją ir mažiausiąją reikšmę. Funkcijos y = / ( x ) didžiausioji reikšmė atkarpoje [a; b] intervale; 2) / ( x ) < 0 , tai funkcijos f ( x ) reikšmės mažėja šiame žymima шах / ( * ) , o mažiausioji - m i n / ( x ) • [ч.Ь\ (a; 61 intervale; 3) f i x ) = 0 , tai f ( x ) = const., t.y. funkcija y = / ( x ) yra Pavyzdys. Rasimefunkcijos / ( x ) = - 2 x 3 - 3x2 + 4 mažiau- sią ir didžiausią reikšmes uždarame intervale [ - 2 ; 1]. pastovioji funkcija. Pavyzdys. Raskimefunkcijos f ( x ) = χ - 3 x 2 reikšmių didėjimo ir mažėjimo intervalus. Sprendimas. Randame funkcijos f ( x ) išvestinę: j Sprendimas. Randame funkcijos kritinius taškus. Turime: / ' ( x ) = - 6 x 2 - 6x = - 6 x ( x +1); / ' ( x ) = O, - 6 x ( x + 1) = 0, kai x = 0 ir x = - l . Funkcijos kritiniai taškai yra x = 0 ir x = - l . Apskaičiuo- f ( x ) = (r 3 - 3x2 = 3x 2 - 6x = 3x(x - 2). jame funkcijos reikšmes kritiniuose taškuose bei Nustatome išvestinės / ( x ) [ - 2 ; 1 ] galuose: (0;2) ir (2;oo). ženklą intervaluose ( - o o ; 0 ) , / ( 0 ) = 4, intervalo 3) Nustatysime, kuriuose taškuose funkcijos / ( x ) grafikas kerta abscisių ašį: / ( - 1 ) = - 2 · (-1) 3 - 3 • (-1) 2 + 4 = 3, / ( - 2 ) = - 2 · (-2) 3 - 3 · (-2) 2 + 4 = 8, / ( x ) = X3 - 3 x = x(x 2 - 3 ) = xiįc-yF})iįc+yl3)= 0, /(1) = - 2 · 1 3 - 3 · 1 2 + 4 = - 1 . Matome, kad funkcijos / ( х ) = - 2 х 3 - З х 2 + 4 kai x = 0, х = л/з ir х = ~Уз. didžiausioji Vadinasi, funkcijos / ( x ) grafikas kerta abscisių ašį trijuose reikšmė lygi 8 ir j ą funkcija įgyja taške χ = - 2 , o mažiausioji reikšmė lygi - 1 ir j ą funkcija įgyja taške x = \, t.y. max f (x) = 8 , m i n / 0 0 = - 1 . [~2;1] [-2; 1] taškuose (0;0), (ч/3;о) ir (-л/3;о). Nustatysime, kuriame taške funkcijos / ( x ) grafikas kerta ordinačių ašį: / ( 0 ) = 0 3 - 3 0 = 0. 17.10. FUNKCIJŲ TYRIMAS Tirti funkcijos savybes patogu tokia tvarka: 1) Nustatome funkcijos apibrėžimo sritį. 2) Išsiaiškiname, ar funkcija yra lyginė, ar nelyginė, ar nei lyginė, nei nelyginė. 3) Išsiaiškiname, ar funkcija yra periodinė. 4) Randame taškus, kuriuose funkcijos grafikas kerta koordinačių ašis (tokių taškų gali ir nebūti). 5) Nustatome funkcijos reikšmių didėjimo ir mažėjimo intervalus, ekstremumo taškus ir ekstremumus. 6) Tiriame funkcijos elgesį, nepriklausomajam kintamajam neaprėžtai didėjant arba mažėjant. Vadinasi, funkcijos / ( x ) grafikas kerta ordinačių ašį taške (0;0). 4) Skaičiuojame funkcijos / ( x ) išvestinę: j / ' ( x ) = ( r 3 - 3xj = (r 3 - (Зх)' = 3x2 - 3 = 3 (c2 - 1 ) = 3 (χ - l)(x +1). Matome, kad / ' ( x ) = 0, kai x = - l Nustatome funkcijos išvestinės / ' ( x ) ženklus intervaluose ( - o o ; - l ) , (— 1; 1) ir (1;®): f' ženklai Sprendimas. + J 1 — Kai x<-l ir x > l , + 1 -1 Pavyzdys. Ištirkime funkciją f(x) = x 3 - 3 x ir nubraižykime jos grafiką. ir x = l. 1 tai / ' ( x ) > 0, χ vadinasi, intervalai ( - 0 0 ; - 1 ) ir (1; 00) yra funkcijos reikšmių didėjimo intervalai; 1) Funkcija yra apibrėžta visoje realiųjų skaičių aibėje, t.y. Df = (-00; QO). 2) Kadangi f(-x) = ( - x f - 3 (-х) = -хг+ 3x = -f(x), tai funkcija yra nelyginė ir jos grafikas yra simetriškas koordinačių pradžios taško atžvilgiu. kai - 1 < χ < 1, tai /'(x)<0, todėl (-1;1) yra funkcijos reikšmių mažėjimo intervalas. Taškas x = - l yra funkcijos / ( x ) maksimumo taškas, o taškas x = l yra funkcijos / ( x ) minimumo taškas. Taške x = - 1 funkcija / ( χ ) įgyja m a k s i m u m ą / ( - 1 ) = 2, o 18. P I R M Y K Š T Ė F U N K C I J A I R I N T E G R A L A S taške x = l - minimumą /(1) = - 2 . 18.1. PIRMYKŠTĖ FUNKCIJA Patogu šio tyrimo rezultatus surašyti į lentelę: X f f (-<*>;-1) -1 0 Αχ) > o, 7 2, X 1 0 (-i;i) Ax) <0, (l;oo) Ax) -2, min max >0, Funkcija F(x) vadinama funkcijos / ( x ) pirmykšte funkcija nurodytame intervale, jei visos χ reikšmės iš to intervalo tenkina lygybę F\x) = / ( x ) . Jei funkcija F(x) yra funkcijos / ( x ) pirmykštė funkcija, tai ir bet kuri funkcija F(x) + C (C - konstanta) taip pat yra funkcijos / ( x ) pirmykštė funkcija. Dabarjau galime nubraižyti funkcijos grafiką: Pirmykščių funkcijų radimo taisyklės: У) 1. Jeigu F(x) / ( x ) = x 3 - : !x yra 2 yra funkcijos / ( x ) pirmykštė funkcija, o G(x) funkcijos g{x) pirmykštė funkcija, tai F(x) + G(x) yra funkcijų sumos f{x)±g(x) -sl 2. Jeigu k yra skaičius, F(x) Į i -i . funkcija, tai X o funkcija yra k f(x) yra funkcijos / ( x ) pirmykštė funkcija, o a, b (a* 0 ) du skaičiai, tai funkcijos g(x) = f(ax + b) -2 pirmykštė funkcija yra funkcija —F(ax+b) a . Pavyzdžiui, remiantis 3. taisykle, viena iš / ( x ) = sin(3x-4) pirmykščių funkcijų yra * pirmykštė funkcijos pirmykštė. 3. Jeigu funkcija F{x) I yra funkcijos / ( x ) k • F(x) funkcija pirmykštė. * funkcijos funkcija * F,(x)=--jcos(3x-4), o visų pirmykščių funkcijų bendras pavidalas yra F(x) = - -i- cos (3x - 4) + C. 18.2. NEAPIBRĖŽTINIS INTEGRALAS Kai kurių pirmykščių funkcijų radimo lentelė Nr. Funkcija /(лг) Pirmykštė funkcija F (χ)+ C 1. k - pastovus dydis kx + C = F ( x ) + C - neapibrėžtinio integralo apibrėžimas, čia F(x) - funkcijos / ( x ) pirmykštė funkcija ir F'(x) = f(x). • 2. 0 С 3. I х+С 4. n x (ne R, ПФ- l) x" + 1 - — +С л+1 1 5. 2 л/х+С 4~x 1 6. In I χ I + С • Neapibrėžtinio integralo savybės: I 1) (J/(*)&) =/(x); 2) \kf(x)dx 3) J ( f ( x ) ± g { x ) ) d x = \f(x)dx± 4) j f ( k x + b)dx = -F(kx = k\f(x)dxįg(x)dx- + b)+C. Paprasčiausių funkcijų neapibrėžtiniai integralai: X 7. AX (a > 0, A * l) — + С Ina 8. e* е* + С 9. sin χ -COSX+ С 10. COSX 1) \dx = x + C\ 2) 3) 1 7) [-$=- = 2 y f x + C ; Vx 8) f — = ln|x|+C; 9) j jexdx = ex + C; r sinxrfx = - c o s x + C; J fcosxi/x = sinx + C ; J sin χ + С 4) 11. r y" +1 \x"dx = + C; J n+\ 6) J tgx+C X f - A _ = tgx + C; j COS J sin χ X COS 2 X 12. 1 sin 2 χ 5) -ctgх + С (><& = — + C; J Ina 10) = - c t g x + C. 4 18.3. APIBRĖŽTIMS INTEGRALAS Apibrėžtinio integralo skaičiavimo formulė (Niutono ir Leibnico formulė): ~b = • 34 Sx2 4 ч ^Sxdx- ^Adx = 4 = - J x 2 dx + 5 jx<&-4 J<fo = - i - | + - ^ | - 4 x | = I-T + = - 2 1 + 37,5-12 = 4,5. Atsakymas. 4 Pavyzdys. Apskaičiuokime integralą Jx 2 dx. 3 3 f 2 , JC I 4 \xdx=— = į 3 ι 3 4,5. ΐ 2 Pavyzdys. Apskaičiuokime integralą 2 4 4 F(x)\=F{b)-F{a); a čia a - apatinis integravimo rėžis, b - viršutinis integravimo rėžis, fix) - pointegralinė funkcija. • 4 J ( - x 2 + 5 x - 4 ) d x = j-x2dx+ "b \f{x)dx a C »· Sprendimas. Sprendimas. Sprendimas. 3 2 64 =3 3 8 56 , „ 2 = — = 18—. 3 3 3 * jsin(2x)i/x. π <· * 3 j 3 ι / 2д Jsin(2x)dx= - - c o s ( 2 x ) j = - - | c o s — — cos y j = Apibrėžtinio integralo skaičiavimo taisyklės: b 1) 2) b b j{f(x)±g(x))dx= a jf(x)dx± a b 3) ь J ' k f ( x ) d x = k j f ( x ) d x , kur k - pastovus dydis; a a c 2 1 2 2 Atsakymas. — !•(-D=! 2 2 b 18.4. PLOKŠČIŲJŲ FIGŪRŲ PLOTO SKAIČIAVIMAS Jgix)dx; a У/Ь b j / ( x ) « f c = J f ( x ) d x + jfix)dx, a a c kai cĄa\b}. 1 Pavyzdys. Remdamiesi 1) ir 2) taisyklėmis apskaičiuokime 4 integralą j"(-x 2 + 5x - 4 ) j x . i Kreivinė y = f(x\ trapecija yra figūra, apribota neneigiamos ir x = b tolydžios atkarpoje [a; b] funkcijos y = f ( x ) grafiku, Ox ašimi ir tiesėmis χ = a, χ = b . • Figūrų ploto skaičiavimo atskiri atvejai: Pavyzdys. Apskaičiuokime plotą figūros, apribotos kreivėmis V) 1 i 2 y =—, jf = l, χ = 2, y = 0. χ Sprendimas. Kreivinė trapecija pavaizduota paveiksle (užbrūkšniuotoji dalis). Jos plotas 2 2 2 S= f—die = Inx I = I n 2 - I n l = I n - = Jx j 1 = In2. Atsakymas. In2. 18.5. SUKINIO TŪRIS Sukinio, gauto kreivinę trapeciją sukant apie Ox ašį, tūris apskaičiuojamas pagal formulę: t> •-к \ f \ x ) d x . 19. K O M B I N A T O R I K O S P R A D M E N Y S • Kombinatorinė sudėties taisyklė. Jei kuriam nors elementui a pasirinkti yra л būdų, o elementus b pasirinkti yra m būdų, tai pasirinkti arba a, arba b yra n + m būdų. • Kombinatorinė daugybos taisyklė. Jei kuriam nors elementui a pasirinkti yra л būdų, o elementui b pasirinkti yra m būdų, tai galimybių pasirinkti (sudaryti) a ir b elementų porą skaičius lygus m • n . • Gretinių su pasikartojimais iš n elementų po k skaičius Ak=nk. • Kėliniai iš n elementų yra gretiniai iš n elementų po n elementų. Kėlinių skaičius žymimas Pn ir apskaičiuojamas remiantis formule: Pn = л ( л - 1 ) ( л - 2 ) - . . . - 3 - 2 - 1 = л!. Kėlinių su pasikartojimais skaičiaus formulė: Natūraliojo skaičiaus л faktorialas: л!= л ( л - l ) ( / i - 2 ) - . . . - 3 - 2 - 1 = л ( л - 1 ) ! . Pavyzdžiui: Рп{к\,к2,кг,...,к„)= 5!= 5 · 4 · 3 · 2 · 1 = 120. Laikoma, kad 0!=1 čia л - j u n g i n i o elementų skaičius, /t, - elemento Oi1 pasikartojimų skaičius, k2 - elemento a2 pasikartojimų skaičius, 1!=1. • Junginiai yra įvairios elementų grupės besiskiriančios viena nuo kitos arba pačiais elementais, arba jų išsidėstymo tvarka. • Gretiniai iš л elementų po k yra tokie junginiai, kurie vienas nuo kito skiriasi arba pačiais elementais, arba jų išdėstymo tvarka. Gretinių Ak (1 <k<n) iš я elementų po k skaičius yra žymimas ir apskaičiuojamas remiantis formulėmis: 4=л(Л-1)(Л-2)-...-(Л-(*-1)) arba Ak=- n\ Cn-k)\ kn - elemento a„ pasikartojimų skaičius. Visada Aib = _5! Ą = 5(5 -1)(5 - 2) = 5 · 4 • 3 = 60, 5! _ 5 - 4 - 3 - 2 - 1 (5-3)! ~ 2 ! Laikoma, kad 2-1 An = 1 = 60. A0n=I t, +к2+къ+... + к„ = n. • Deriniais iš л elementų po k elementų vadinami junginiai, kurie vienas nuo kito skiriasi tik pačiais elementais (į elementų išdėstymo tvarką neatsižvelgiame). Derinių iš n elementų po k skaičius yra žymimas (1 <k<n) Pavyzdžiui: Uk2\U:.,kn\' Ck ir apskaičiuojamas remiantis formulėmis: arba t ^ n ~~ л ( л - 1 ) ( л - 2) - . . , ( л - ( t - l ) ) k\ Laikoma, kad C00=! arba C0=L Ck = " k\(n-k)\ _ „ . . „3 5 ( 5 - 1 ) ( 5 - 2 ) 5·4·3 ι η , Pavyzdbui, C55 = — = = 10, arba 3! 3-2-1 ^3 • Niutono binomo formulė . /--IOΛ/i—l į + c V " 2 į 2 + . . . + (a+ i)" = fO CnO„n +C n n 5' C55 = = - ± - = 10. 31(5-3)! 3!-2! • 5' ^ Л ~ ^ n - 1 Pavyzdžiui: 3. Pavyzdžiui: _- У-.В-* Ln . Pavyzdiiui: (a + bΫ = C 5 V +C 5 O 4 Z> + C52O3 • Z>2 + C53O2 · i 3 + C54O• ft4 + C,970 9 = C™" ' = C "+"CZI- 3 00 . + C 5 V =O 5 + 5 o 4 - į +IOo 3 V + IOo2 b* +5a b4 +bs. , kai Λ < n. Paskalio taisyklė Niutono binomo formulės dešinioji dalis vadinama binomo laipsnio dėstiniu. Dėstinyje yra n +1 narys. 3 3-1 C 5 = C S - I + CS - I -- = C 4 3 +C 4 2 . + + c · + C 2 + . .. Pavyzdžiui: ьпА+сппьп·, čia C n - binominiai koeficientai. Derinių skaičius Ckn savybės: t1. 2. + Cknank Binomo dėstinio (k +1)- ojo nario formulė L τT + C ; k*\=Cna = 2". C40 + C į +C 4 2 +C 4 3 +C 4 4 = 2 4 . • Derinių su pasikartojimais iš n elementų po k skaičius ^k _ (я+ * - ! ) ! _ " Pavyzdžiui: И(и-1)! " * я+ —2 , - , 7 ' 7' C 6 = C 62 2+ 2. =1 C7 2 = = - 1 - = 21. 2!(6-1)! 2!·5! /1 = 1 Ryšys tarp gretinių ir derinių skaičiaus /i = 5 /1 = 6 л=7 Pavyzdžiui: Ai1 = 3!-C 3 = 210. C30 /i = 3 /j = 4 1 Q0 /г = 2 *-'' • Paskalio trikampis и=O • /^k „n-kik b C10 1 с, 2 2 2 с] C32 C33 1 1 12 1 13 3 1 У-тО y-ll ^--3 /^4 L 4 4 4 4 s-<0 2 /^>3 L 5 Lj L5 L5 L5 L5 riO •чб C 2 uy-,3 cy^-4 6 6 6 C70 C) C 2 3 1 C7 C74 C75 C76 C77 1 4 6 41 1 5 10 10 5 1 1 6 15 20 15 6 1 1 7 21 35 35 21 7 1 20. T I K I M Y B I Ų T E O R I J O S P R A D M E N Y S 20.1. ĮVYKIAI • Pavyzdys. Dėžėje yra 3 rutuliai: raudonas, geltonas ir mėlynas. Iš jos vienu metu ištraukiami du rutuliai. Su šiuo bandymu susiję elementarieji įvykiai yra šie: Įvykis yra bandymo arba stebėjimo rezultatas. E1 - „ištrauktas raudonas ir geltonas rutuliai", E2 - „ištrauktas geltonas ir mėlynas rutuliai", • Būtinas įvykis yra toks įvykis, kuris, atlikus bandymą, visada įvyksta. Ei - „ištrauktas raudonas ir mėlynas rutuliai". Įvykiai E1, E2, E3 yra poromis nesutaikomi, t.y. negali • Negalimas įvykis - įvykis, kuris, atlikus bandymą, niekada neįvyksta. įvykti vienu metu ir vienas iš j ų yra būtinasis įvykis. • Atsitiktinis įvykis yra toks įvykis, kuris, atliekant bandymą, gali įvykti arba neįvykti. • Įvykiui A palankūs elementarieji įvykiai yra tokie įvykiai, kuriems įvykstant įvyksta ir mus dominantis įvykis A. • Nesutaikomi įvykiai yra tokie įvykiai, kurie, atliekant bandymą, negali įvykti visi vienu metu, t.y. gali įvykti tik vienas iš jų. • Du įvykiai yra sutaikomi, jei abiem įvykiams yra bent vienas palankus elementarus įvykis. • Poromis nesutaikomi įvykiai yra tokie Au A2,..., An, kai bet kurie du iš jų yra nesutaikomi. įvykiai • Įvykis A nepriklausomas nuo B tada, kai jo tikimybė nesikeičia nuo to, ar įvykis B įvyko ar neįvyko. • Įvykių A ir B suma yra toks įvykis, kuris įvyksta tada ir tik tada, kai įvyksta bent vienas iš įvykių A ir B. Žymima taip: A+ B. • Įvykiai A ir B yra priklausomi, kai įvykio A tikimybė priklauso nuo to, ar įvykis B įvyko ar neįvyko. • Įvykių A ir B sandauga yra toks įvykis, kuris įvyksta tada ir tik tada, kai įvyksta abu įvykiai A ir B. Žymima taip: AB. 20.2. ĮVYKIŲ TIKIMYBĖS • • Lygūs įvykiai A ir B yra tokie įvykiai, jei įvykus vienam iš jų, įvyksta ir kitas. Žymima: A = B . • Įvykiui A priešingas įvykis yra toks įvykis A , kuris įvyksta tada ir tik tada, kai neįvyksta A. • Elementarieji įvykiai yra tokie įvykiai, iš kurių susideda kai kurie kiti įvykiai, t.y. tokie įvykiai, kurių negalima išskaidyti į smulkesnius. • Elementariųjų įvykių aibė yra bandymo visų elementariųjų įvykių visuma. Su bandymu susiję elementarieji įvykiai yra poromis nesutaikomi ir vienas iš jų yra būtinas įvykis. Įvykio A tikimybė skaičiuojama remiantis formule P(A) = ^ ; n čia n - visų elementariųjų įvykių skaičius, m - įvykiui A palankių elementariųjų įvykių skaičius. 0<m<n; 0<P(A)<\. Būtinojo įvykio tikimybė P(A) = 1, nes m = n. Negalimo įvykio tikimybė P(A) = O, nes m = 0. • Įvykiui A priešingo įvykio A tikimybė: =1 -P(A); P(A)=\-P 14 • 20 J . ATSITIKTINIAI DYDŽIAI Nesutaikomų įvykių A ir B sumos tikimybė: • P(A + B) = P(A) + P(B). Sakykime, X - atsitiktinis dydis, Jt1, x2, ..., x„ - atsitikti- nio dydžio X įgyjamos skirtingos reikšmės, Jei Ah A2,..., Λ „ - poromis nesutaikomi įvykiai, tai j ų sumos ..., A2+...+ An)= P(A1)+P(A2)+...+ Atsitiktinio dydžio X skirstinys gali būti užrašomas lentele, ĄA„) • m • Sutaikomų įvykių A ir B sumos tikimybė: P(A +B) = P(A) • P(X = m) +P(B)-P(AB). Nepriklausomų įvykių A ir B sandaugos tikimybė: P(A B) = P(A) P(B). =^ ^ - , P(B)* 0. x I X2 *3 P\ Pi Рг kurioje Px+ p2 + p2+...+ Dviejų priklausomų įvykių A ir B sandaugos tikimybė: P(AB) = P(A)-P(B\A) = • ~ čia p - įvykio A tikimybė, o q = 1 - p yra įvykiui A priešingo įvykio A tikimybė. + χ,,ρ, Atsitiktinio dydžio X dispersija - skaičius DX = E(X - EX)2 = (x, - EX)2 • P1 + (xn-EX)2-Pn. + Dispersiją patogiau skaičiuoti pagal formulę DX = EX2 -(EX)2 2 Pn(k) = Ckn pkg Pn EX - matematinės vilties žymėjimas. P(B)-P(A\B). • Tikimybę, kad binominiame bandyme įvykis A įvyks k kartų iš n (k = 0,\,2,...,n), skaičiuojame remdamiesi Bernulio formule: n pn =1. = X 1 P , + X2P2+... + (X2-EX)2-p2+... • x • Jei atsitiktinio dydžio X skirstinys užrašytas lentele, tai atsitiktinio dydžio X matematinė viltis (vidurkis) apskaičiuojama šitaip: EX • Jei kurio nors įvykio A tikimybė priklauso nuo to, ar įvykis B įvyko ar neįvyko, tai įvykio A tikimybė su sąlyga B (sąlyginė tikimybė) skaičiuojama šitaip: P(A\B) px = P(X = X1), pn = P(X = xn) - atsitiktinio dydžio X įgyjamų reikšmių x,, x2, ..., xn tikimybės. tikimybė skaičiuojama remiantis formule ĄA,+ P2 = P(X = x2), = (x -P1 +X2 = -P2 +... + xn 2 pn)-(EX)2. Dispersija parodo, kaip atsitiktinio dydžio X reikšmės yra išsibarsčiusios apie j o matematinę viltį, t.y. dispersija yra atsitiktinio dydžio X reikšmių išsibarstymo apie jo vidurkį matas. Vidutinis kvadratinis nuokrypis yra dydis: 21. M A T E M A T I N Ė S S T A T I S T I K O S P R A D M E N Y S • Imties JC,, JC2, Pirmasis kvartilis (JSrt) yra imties apatinės pusės mediana, trečiasis kvartilis (Ki) - viršutinės pusės mediana. ДСЯ plotis r= Pavyzdiiui, xd+xm\ mediana M = čia xd - imties didžiausia reikšmė, • • Imties centras (žymimas raide c) yra mažiausios imties reikšmių aritmetinis vidurkis didžiausios ir d m 2 Pavyzdiiui·. lentelė yra Imties tūris yra imties elementų skaičius. • Imties mediana (žymima raide M) - skaičius, padalijantis imtį į dvi dalis: apatinę ir viršutinę. Norėdami j ą rasti, pirmiausia išrikiuojame imties elementus didėjimo tvarka (imtį sutvarkome), paskui randame skaičių (ar du tokius skaičius), esantį sutvarkyto sąrašo viduryje: a) kai imties tūris n - nelyginis skaičius, vidurinio skaičiaus (žymimas mk) yra skaičius, • imties 6, 8, 5, 6, 10, 5, 6, 10, 8, 6, 10 dažnių x k 5 6 8 10 mk 2 4 2 3 Imties elemento santykinis dažnis (žymimas raide pk ) yra imties elemento dažnio mk ir imties elementų skaičiaus n santykis: , todėl tas skaičius ir yra mediana; b) kai imties tūris n - lyginis skaičius, imami du viduriniai skaičiai, kurių numeriai yra ir — + 1 . Mediana yra tų dviejų skaičių aritmetinis vidurkis. Pavyzdiiui, Imties elemento dažnis parodantis, kiek kartų elementas xk pasikartoja imtyje. • Dažnių lentelė. Stebėjimo duomenys dažniausiai surašomi į lentelę, kurios pirmoje eilutėje užrašome skirtingas variacinės eilutės reikšmes xk, o a n t r o j e - j ų dažnius mk. x +x numeris yra = 5,5 pirmasis kvartilis Ki = 3 , trečiasis kvartilis X 3 = 8 . xm - imties mažiausia reikšmė. • sutvarkytos imties 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 sutvarkytos imties 3, 4, 5, 7, 8 mediana M = 5 , o imties 2, 4, 6, 8, 10, 12 mediana M = 6+8 • Dažnių lentelę galima pavaizduoti grafiškai tokiu būdu: abscisių ašyje atidedame imties reikšmes xux2,...,xk , o ordiačių ašyje - j ų atitinkamus dažnius тх,т2,...,тк kinius dažnius Ρ',ΡΙ,.,.,ΡΙ)·, taškus ( x k , mk) arba (xk;p'k). (arba santy- tiesių atkarpomis sujungiame Kreivė, jungianti atidėtus taškus ir yra dažnių lentelės grafinis vaizdas. Ši kreivė vadinama =7. poligonu. • Imties χ , , x 2 , . . . , x„ vidurkiu (žymimas x) vadinamas • Dažnai dispersiją patogu skaičiuoti taikant formulę aritmetinis vidurkis _ Xi +X7 X =— + ... + j Xn n • X2 m, o p*, p2,..., • Xn + X m]+x2m2+...+ xkmk Imties X|,X 2 ,...,X„ ( « > 1 ) dispersija (žymima s2) Imties x,,x2,...,xn vidutiniu (xt-xf+... P K - χ ; kvadratiniu nuokrypiu + {xn-xf PK{A}: + (X 2 -X) 2 + ... + ( X „ - J ) 2 ' n-1 1 'pAAsc-' čia χ - imties vidurkis. • K n-i santykį — ir žymime n 2 2*—2 + - + X apskai- čiuojama pagal formulę 2_(Xį-X) 2 • Tarkime, kad atliekame n bandymų. Kiekvieno bandymo metu įvykis A įvyko arba neįvyko. Jei n bandymų serijoje įvykis A įvyko k kartų, tai įvykio A statistiniu dažniu vadiname n • P p'k - imties elementų santykiniai dažniai. tai tokios sugrupuotos imties vidurkis, kai k yra grupių skaičius, apskaičiuojamas pagal formulę _=Xi 2 vadinama šaknis iš imties dispersijos. Jis žymimas raide 5: mk //I2 2 * 2 * = x , A čia χ - imties vidurkis, Jei imtis užrašyta dažniu lentele X1 2 —. čia k - skaičius tų bandymų, kuriuose A įvyko. Jei imtis užrašyta dažnių lentele • Stebėjimo duomenų grupavimas. Paprastai kurios nors X\ X2 x objektų grupės tyrimo pagal tam tikrą požymį procese stebėjimo m, rn mk duomenų gauname I n tai tokios sugrupuotos imties dispersija apskaičiuojama pagal formulę labai daug. Jie dažniausiai būna labai išsibarstę, „negražūs". Su tokiais duomenimis sunku atlikti bet kokius skaičiavimus, taip pat sunku nustatyti kokius nors dėsningumus. Skaičiavimams palengvinti stebėjimo duomenys 2_ (xl-x)2ml + (x2-x)2m2 + ... + (x„-x)2mk paprastai grupuojami. Grupuojant duomenis, kuriame telpa visi stebėjimo duomenys x , , x 2 , . . . , x „ Imtiesdispersija s2 apibudina stebėjimo duomenų išsibarstymo apie imties vidurkį dydį. skaidomas [I2Ui), į :.,[tkUk vienodo +i ). ilgio dalinius intervalus intervalas, paprastai [i,;i2), 22. P L A N I M E T R I J A Dalinio intervalo dažnis yra imties reikšmių, patekusių į šį intervalą, skaičius. Jis žymimas л,; čia i - dalinio intervalo numeris. 22.1. KAMPAI IR APSKRITIMAS Kampai a ir β gretutiniai. Intervalo santykinis dažnis (žymimas f , ) yra intervalo ал- β = 1 8 0 ° . dažnio fiį ir imties tūrio N santykis: Kampai φ ir / Jei stebėjimo duomenis esame suskirstę į dalinius intervalus, t.y. esame juos sugrupavę, be to, apskaičiavę kiekvieno dalinio intervalo [/,;<, +) ), / = 1 , 2 , . . . , k, dažnį л, ir santykinį dažnį f-,, tai visus šiuos skaičiavimo rezultatus patogu surašyti į lentelę kryžminiai. φ= γ Kampai, gaunami dvi lygiagrečias tieses a ir b kertant trečiąja tiese c. Vienašaliai kampai: i Jt' lk+\) h "i f, "l "2 nk /2 Л Ši sugrupuota duomenų lentelė dar vadinama sugrupuotos imties dažnių lentele. Turėdami sugrupuotos imties dažnių lentelę galime lengvai nubraižyti grafinį imties vaizdą - histogramą. Histogramą braižome tokiu būdu: Ox ašyje atidedame dalinius intervalus, o Oy ašyje j ų santykinius dažnius f , ; po to virš kiekvieno intervalo braižomas stulpelis, kurio aukštis lygus cI a b Z 3 + Z 5 = 180°, Z 4 ir Z6. Z 4 + Z 6 = 180°. Vidaus priešiniai kampai: 2j\ 4/3 6/5 8/7 Z 3 ir Z 5 , Z 3 ir Z 6 , Z 4 ir Z5. • a\\b • Atitinkamieji kampai: ZlirZ5, Z2irZ6, Z l = Z5, Z 2 = Z 6 , Z3irZ7, Z4irZ8. Z 3 = Z7, Z 4 = Z8. Išorės priešiniai kampai: Z l ir Z8, Z 2 ir Z 7 . santykiniams dažniui ft = — ; gautoji laiptuota figūra, sudaryta N iš stačiakampių, ir yra histograma. Histograma rodo, kokiomis proporcijomis duomenys pasiskirstę pasirinktuose intervaluose. Z 3 = Z6, Z 4 = Z5. Z l = Z8, Z 2 = Z7. Z 1 + Z 7 = 180°, Z 2 + Z 8 = 180°, Z 3 + Z 8 = 180°, Z 4 + Z 7 = 180°. Kampo kraštinių kirtimas lygiagrečiomis tiesėmis. ZAOB Jei AA1 Il BB1 Il CC 1 tai OA OB OC OA1 OB OC, ' OB OB1 BB\ OA OA1 AAi ' OC OC1 _ C C 1 OA ~ OA1 ~ AA1 ' OC OC, CC 1 OB OBi BB1 ' AB BC AC A1B1 S1C1 A1C1- - centrinis kampas. Lanko AKB laipsniniu matu vadinamas j į atitinkančio centrinio kampo A OB laipsninis matas: u AKB = ZAOB. ZAOB - centrinis kampas, ZACB - įbrėžtinis kampas. Ibrėžtinis kampas matuojamas puse lanko, į kurį jis remiasi: ZACB = -kjAB. 2 Talio teorema. Jei vienoje kampo kraštinėje nuosekliai atidėsime kelias lygias atkarpas ir per j ų galus išvesime lygiagrečias tieses, kertančias kitą kampo kraštinę, tai j o s toje kampo kraštinėje iškirs viena kitai lygias atkarpas, t.y. jei OA1 =A1B1 =B1C1 ir AA1 Il SS 1 Il CC1, tai Jeigu apskritimo centras O ir įbrėžtinio kampo A CB viršūnė C yra vienoje stygos AB pusėje, tai ZACB = -ZAOB. Jeigu apskritimo centras O ir įbrėžtinio kampo ADB viršūnė D yra skirtingose stygos AB pusėse, tai OA = AB = ВС. Z ADB = \%0° - — Z AOB. t? " S4M J 4 A y — Jei KA ir KB - dvi apskritimo kirstinės, išeinančios iš vieno taško K ir kertančios apskritimą taškuose C ir D, tai Įbrėžtiniai kampai, kurie remiasi į tą patį lanką, yra lygūs. D C/ įbrėžtiniai kampai ACB, ADB ir AEB remiasi į tą patį lanką AB ir todėl yra lygūs, t.y. KAKC O. s11 ZACB = Z ADB = Z AKB c> Įbrėžtiniai kampai KML, KNL ir KPL remiasi į lanką KL, lygų pusei apskritimo, ir todėl yra statūs, t.y. ZKML = ZKNL = ZKPL = —(u \ s MA-MB o, / D = ^(U AB-U MC-MD. Kampas, kurį sudaro dvi susikertančios apskritimo stygos AC). = U^J AD + UCB). Lankas AD yra tarp kampo kraštinių, o lankas CB tarp kraštinių tęsinių. M MC. Kampas, kurį sudaro liestinė ir kirstinė, išeinančios iš vieno taško M: ZAMB = = 90°. Jei MA ir MB - apskritimo liestinė ir kirstinė, išeinančios iš vieno taško M, tai = MB- AB-UCD). AB ir CD - dvi susikertančios apskritimo stygos. Susikertančių apskritimo stygų savybė: Z AMD MA2 KB-KD. Kampas, kurį sudaro dvi kirstinės -"TD ZAEB. Įbrėžtiniai kampai, kurie remiasi į lanką, lygų pusei apskritimo (pusapskritimį), yra statūs. = A^ - QL3· Jei apskritimo liestinė MN ir styga AB, einančios per tą patį bendrą apskritimo tašką A, sudaro kampą NAB, tai ZNAB = - U 2 čia ZAOB kampas, besiremiantis į stygą AB. AB = - Z A O B , 2 - apskritimo centrinis Jei ZACB 22.2. TRIKAMPIAI - apibrėžtinis, CA ir CB yra dvi apskritimo liestinės, išeinančios iš taško C, tai 1) CA = 2) CO yra kampo A CB pusiaukampinė. 3) OAL CA, OB -L CB - apskritimo spindulys, išvestas į lietimosi tašką, statmenas liestinei. Z A CB = - i ( u AEB •k "k a, b, c- trikampio kraštinės, a, β, γ - trikampio vidaus kampai, CB. - VJADB) α , β , γ - trikampio vidaus kampų priekampiai. • Trikampio vidaus kampų, priekampių ir kraštinių sąryšiai: 1. Trikampio vidaus kampų suma lygi 180°, t.y. a + β + y = \ 80°. . 2. Trikampio priekampis yra didesnis už bet kurį jam negretulinį trikampio vidaus kampą, t.y. -k α > β, a > γ\ 1. Apskritimo ilgis C = INR arba C 3. Trikampio priekampis lygus dviejų jam negretutinių trikampio vidaus kampų sumai, t.y. čia R - apskritimo spindulys, d - apskritimo skersmuo: d = 2R . C_ 2R γ > α, γ > β. β>α,β>γ\ = Tid-, Apskritimo ilgio ir skersmens santykis yra tas pats, kad ir kokie būtų apskritimai. π - iracionalusis skaičius, π = 3,1416... γ = a + β. β = a + /\ a' = β + y, 4. Trikampio priekampių suma lygi 360°, t.y. a ' + β + / = 360°. Apskritimo lanko, atitinkančio a° centrinį kampą AOB, ilgis: I _ 5. Trikampio nelygybė: a<b + c, b<a + c, 180 ' 6. Trikampio perimetras: P = a + b + c. Stygos AB ilgis: AB = c<a + b. NRA 2Λ8ΐΗΑ. Trikampio pusperimetris: a +b+c Trikampio pusiaukraštinės AK, BL ir CM susikerta viename taške O, kuris dalija kiekvienąjų santykiu 2 :1 (pradedant nuo viršūnės): • Trikampio vidurine linija vadinama atkarpa, jungianti j o dviejų kraštinių vidurio taškus. Trikampio vidurinė linija (m) lygiagreti vienai jo kraštinei ir lygi pusei tos kraštinės: AO-OK = 2:1, BO:OL = 2:1, m\\ a ir m = —a. • Kosinusų teorema: CO-.OM = 2:1. AO = — AK, 3 OK = — AK, a 2 = b2 + c 2 -2bccosA, b2 = a2 + c 2 - BO = -BL, OL = -BL, 3 CO = —CM, OM- ---CM. 2 2 c = a + b2 IaccosB, - 3 3 2abcosC. 3 3 • Sinusų teorema: sin A sin B sin С = 2 R; a, b, c - trikampio ABC kraštinės, čia R - apie trikampį apibrėžto apskritimo spindulys. A • Trikampio pusiaukampinės kertasi viename taške, kuris yra į trikampį įbrėžto apskritimo centras. Sakykime, AD = I a - kampo A pusiaukampinė. ma, mb, mc - trikampio ABC pusiaukraštinės. Pusiaukampinės savybė: Pusiaukampinės Ia skaičiavimo formulė m b n c Ia = -Jbc - mn. b = ^2[m2a+mį)-m2b, c - l ^ t e + m ž K mb 2 , =^ΐ(α2+c2)-b2, mc=\Ua2+b2)-c2. • Į trikampį įbrėžtas apskritimas 1. I kiekvieną trikampį galima įbrėžti apskritimą. STATUSIS TRIKAMPIS • Trikampis, kurio vienas kampas status, vadinamas stačiuoju. /C = 90°, a, b- statiniai, c - įžambinė. a . - b sinar = —, s i n / ; = —, c c b a cosor = —, cos β = —, C C 2. Į trikampį įbrėžto apskritimo centras O yra to trikampio pusiaukampinių AO, BO ir CO susikirtimo taškas. a tga = - , b 3. Jei į trikampį ABC įbrėžtas spindulio r apskritimas, tai b 0 tgβ = - , a ctga = - , CtgyJ = ^. a b čia S - trikampio plotas, p - trikampio pusperimetris: • Apie trikampį apibrėžtas apskritimas 1. Apie kiekvieną trikampį galima apibrėžti apskritimą. a = C s i n a = C COS β= btga = bcXgfi, b = c s i n / ? = c c o s a = Otgfi = a c t g a , a b b a sin a cos a sin/? cos β Stačiųjų trikampių savybės 2. Apie trikampį apibrėžto apskritimo centras O yra to trikampio kraštinių vidurio statmenų susikirtimo taškas. I. Stačiojo trikampio dviejų smailiųjų kampų suma lygi 90°, t.y. ZA +ZB = 90°. 2. Stačiojo trikampio statinis, esantis prieš 30° kampą, lygus pusei įžambinės, t.y. 3. Apie trikampį ABC apibrėžto apskritimo spindulys R= abc čia S - trikampio plotas; a, b, c- trikampio kraštinės. jei ZA = 30°, tai a = - . V Jei stačiojo trikampio statinis lygus pusei įžambinės, tai prieš 1.1 statinį esantis kampas lygus 30°. a, b - statiniai, с - įžambinė, h c - aukštinė, nuleista iš stačiojo kampo viršūnės C į įžambinę, ac — statinio a projekcija įžambinėje c, bc - statinio b projekcija įžambinėje c. ( statųjį trikampį įbrėžtas ir apie statųjį trikampį apibrėžtas apskritimas a, b - statiniai, c - įžambinė, O - įbrėžto apskritimo centras, r - įbrėžto apskritimo spindulys. r= a + b-c 2 . 1. Pitagoro teorema. Stačiojo trikampio įžambinės kvadratas lygus statinių kvadratų sumai: C2=U2+b2. 1. Apie statųjį trikampį apibrėžto apskritimo centras O yra įžambinės vidurio taškas. Iš Pitagoro teoremos gauname: C = Va 2 +b2, b = 4c2 -a2, 2. Apie statųjį trikampį apibrėžto apskritimo spindulys R lygus pusei įžambinės: a = Vc2-b2. 2. Stačiojo trikampio statinis yra įžambinės ir j o projekcijos įžambinėje geometrinis vidurkis: a =-Jc-Oc, t.y. a2 =c-ac, b = JcTc, 2 t.y. b = c-bc. 3. Stačiojo trikampio aukštinė, nubrėžta iš stačiojo kampo viršūnės, yra statinių projekcijų įžambinėje geometrinis vidurkis: K= V«c bc t-y- h c =ac - b ^ R = - = m/, c 2 čia mc - pusiaukraštinė, nubrėžta iš stačiojo kampo viršūnės <' į įžambinę c. * * * TRIKAMPIŲ LYGUMO POŽYMIAI LYGIAŠONIS TRIKAMPIS • Trikampis, kurio dvi kraštinės lygios, vadinamas lygiašoniu. a h b- šoninės kraštinės, c - pagrindas. a =b Trikampiai ABC ir AiBtCi (šoninės kraštinės lygios). 1. AB = AiBi, AC = AiCi, IygOs (Д ABC = AAiBiCi), ZA = ZAi (trikampių jei: lygumo požymis pagal dvi kraštines ir kampo tarp jų), 1. Lygiašonio trikampio kampai prie pagrindo lygūs, t.y. 2. ZA = ZB. 2. Lygiašonio trikampio aukštinė, pusiaukampinė ir pusiaukraštinė, nubrėžtos į pagrindą c sutampa, t.y. K = m C = l C - kurio visos kraštinės ZA = ZAi, ZB = ZBi (trikampių lygumo lygios, 3. AB = AiBi, BC=BiCi, AC=A1C1 (trikampių lygumo požymis pagal tris kraštines). TRIKAMPIŲ PANAŠUMAS IR TRIKAMPIŲ PANAŠUMO POŽYMIAI LYGIAKRAŠTIS TRIKAMPIS • Trikampis, lygiakraščiu. AB = AiBi, požymis pagal kraštinę ir du prie jos esančius kampus), vadinamas 1. Lygiakraščio trikampio visi kampai lygūs 60°. 2. Lygiakraščio trikampio aukštinė, pusiaukampinė, ir pusiaukraštinė, nubrėžtos iš bet kurios trikampio viršūnės į prieš j ą esančią kraštinę, sutampa. Du trikampiai panašūs, kai j ų atitinkami kampai lygūs ir atitinkamos kraštinės proporcingos, t.y. du trikampiai ABC ir AiBiCi panašūs (žymima: AABC ~ AAiBiCi), jei ZA = ZAltZB = ZBitZC • = ZCl Stačiųjų trikampių panašumo požymiai Du statieji trikampiai yra panašūs: AB AiBl BC BlCi AC AiCi I- 1) jei j i e turi po vieną lygų smailųjį kampą, 2) jei vieno stačiojo trikampio statiniai proporcingi kito stačiojo trikampio statiniams, čia k - panašumo koeficientas. • Panašių trikampių savybės: 1) Dviejų panašių trikampių ABC ir AiBiC1 lygus panašumo koeficiento kvadratui, t.y. Sabc s A1BlCl _ Г AB I Л 2 AlBij i BC {B1C1 plotų santykis KETURI Y P A T I N G I T R I K A M P I O T A Š K A I r f ^] J C,) c 2) Dviejų panašių trikampių ABC ir AiBiCi 1 taškas. Trikampio aukštinės kertasi viename taške. perimetrų santykis lygus panašumo koeficientui: • ^ABC AB BC pA B C t i 1 A1B1 BiC1 3) jei vieno stačiojo trikampio įžambinė ir statinis yra proporcingi kito stačiojo trikampio įžambinei ir statiniui. 2 taškas. Trikampio pusiaukampinės kertasi viename taške. Sis taškas yra į trikampio įbrėžto apskritimo centras. 3 taškas. Trikampio pusiaukraštinės kertasi viename taške. - A C AiCx 4 taškas. Trikampio kraštinių vidurio statmenys kertasi viename taške. Šis taškas yra apie trikampį apibrėžto apskritimo centras. -k- Trikampių panašumo požymiai Pirmasis trikampių panašumo požymis. Jei vieno trikampio du kampai atitinkamai lygūs trikampio dviem kampams, tai tie trikampiai panašūs. kito Antrasis trikampių panašumo požymis. Jei vieno trikampio dvi kraštinės proporcingos kito trikampio dviem kraštinėms ir kampai tarp tų kraštinių lygūs, tai tie trikampiai panašūs. Trečiasis trikampių panašumo požymis. Jei vieno trikampio visos trys kraštinės proporcingos kito trikampio kraštinėms, tai tie trikampiai panašūs. •k -k -k 2. Rombas 22.3. KETURKAMPIAI Daugiakampio vidaus kampų suma lygi n - daugiakampio kraštinių skaičius. 180°(n-2),čia v а/ Ar Keturkampio kampų suma lygi 360° ( 1 8 0 ° ( 4 - 2 ) = 360°). d 1. Lygiagretainis V Rombu vadinamas lygiagretainis, kurio visos kraštinės lygios. / Lygiagretainiu vadinamas keturkampis, kurio priešingosios kraštinės yra lygiagrečios. Rombo savybės 1) Rombo įstrižainės rf, ir d2 rf, I d 2 . 2) Rombo įstrižainės yra jo kampų pusiaukampinės. 3) Rombo įstrižainių susikirtimo taškas kiekvieną jų dalija pusiau. Lygiagretainio savybės 1) Lygiagretainio priešingosios kraštinės yra lygios, priešingieji kampai lygūs. 4) Rombo priešingieji kampai lygūs. 5) Ryšys tarp rombo įstrižainių ir kraštinių: 2) Lygiagretainyje prie vienos kraštinės esančių kampų suma d2 ^d22= lygi 180°, t.y. ZA + ZB= 180°, ZB + ZC = 180°, ZC+ZD= 180°, ZA+ZD= 3. 2 l(a kvadratų Aa2. Stačiakampis 180°. 3) Lygiagretainio įstrižainės AC ir BD susikerta ir susikirtimo taškas jas dalija pusiau. 4) Lygiagretainio kraštinių kvadratų sumai: susikerta stačiuoju kampu: suma lygi Stačiakampiu vadinamas lygiagretainis, kurio visi kampai statūs. įstrižainių Stačiakampio savybės 2 +b )=d~ 2 +d 2\ čia a ir b - dvi gretimos lygiagretainio kraštinės d\ ir d2 lygiagretainio įstrižainės. 1) Stačiakampio priešingosios kraštinės yra lygiagrečios ir lygios, o kampai statūs. 2) Stačiakampio įstrižainės lygios. 4. Lygiašonė trapecija Kvadratas a Lygiašonė trapecija - trapecija, kurios šoninės kraštinės lygios. Kvadratu vadinamas stačiakampis, kurio visos kraštinės lygios. Kvadrato savybės Lygiašonės trapecijos savybės 1) Kvadrato įstrižainės yra lygios ir kertasi stačiu kampu. 1) Lygiašonės trapecijos šoninės kraštinės yra lygios: AB = CD. 2) Kvadrato įstrižainė lygi d = a j l , a - kvadrato kraštinė. 2) Lygiašonės Z A = ZDY 5. Trapecija Trapecija vadinamas keturkampis, kurio dvi priešingosios kraštinės lygiagrečios, o kitos dvi kraštinės nelygiagrečios. Trapecijos vidurinė linija m lygiagreti pagrindams ir lygi jų sumos pusei: N m\\a, Il U m\\b, m= а + Ь . = Iab a + b' = kampai ED = FD. prie pagrindo lygūs: ZC. 3) Lygiašonės trapecijos, į kurią galima įbrėžti apskritimą, aukštinė h lygi pagrindų a ir b geometriniam vidurkiui: -Jai). Stačioji trapecija Stačioji trapecija - trapecija, kurios vienas kampas status (ABI EF - atkarpa, lygiagreti trapecijos pagrindams ir einanti per įstrižainių susikirtimo tašką. EF trapecijos ZB AD). 6. 22.4. IŠKILASIS DAUGIAKAMPIS Įbrėžtiniai keturkampiai Kiekvieno įbrėžtinio keturkampio priešingųjų kampų suma lygi 180°, t.y. 1. Iškiliojo n-kampio vidaus kampų suma lygi 2. 180°(n-2). Iškiliojo n-kampio įstrižainių skaičius lygus 3. Jeigu keturkampio priešingųjų kampų suma lygi 180°, tai apie jį galima apibrėžti apskritimą. Apie trapeciją galima apibrėžti apskritimą tik tada, kai ji yra lygiašonė. Ptolomėjo teorema: ac + bd = ef\ n(n-3) 2 ZA + ZC = ZB + ZD = \ 80°. Iškiliojo n-kampio priekampių suma lygi 360°. 22.5. TAISYKLINGIEJI DAUGIAKAMPIAI Taisyklingojo daugiakampio visi kampai lygūs ir visos kraštinės lygios. Taisyklingojo n-kampio visų kampų suma lygi čia a, b, c, d-keturkampio kraštinės, e, f - keturkampio įstrižainės. («-2)180°, 7. Apibrėžtiniai keturkampiai kiekvienas kampas C \\Y( "Ly я Kiekvieno apibrėžtinio keturkampio priešingųjų kraštinių sumos lygios, t.y. ^ i a = ——--180° b it - taisyklingojo n-kampio kampų (kraštinių) skaičius. a„ - taisyklingojo n-kampio kraštinės ilgis, R - apibrėžtinio apskritimo spindulys, r - įbrėžtinio apskritimo spindulys. AB + CD = BC + AD. Jeigu iškiliojo keturkampio priešingųjų kraštinių ilgių sumos lygios, tai į jį galima įbrėžti apskritimą. į keturkampį įbrėžto apskritimo spindulys: čia S - apibrėžtinio keturkampio plotas, p - apibrėžtinio keturkampio pusperimetris. a„ = 2/fsin 180° r = R cos 180° 22.6. PLOKŠČIŲJŲ FIGŪRŲ PLOTAI Lygiakraštis trikampis (и = 3) Visų kampų suma lygi 180°. Kiekvienas vidaus kampas a = 60°. a = 1. Trikampio plotas Rj3, R-aA a = 2λ/3 r, R = 2r, R aj3 r " čia h a - aukštinė, nuleista iš viršūnės A į kraštinę a, hb - aukštinė, nuleista iš viršūnės B į kraštinę b, h c - aukštinė, nuleista iš viršūnės C į kraštinę c. 3 6 2 ' Visų kampų suma lygi 360°. = 90°. a = Ryl2, 2 S = — absinC = — bcsin A = —acsin B. 2 2 2 a = 2 r, R = Jlr, a 2" Herono formulė: S = Ryj2 2 čia p = a +b +c Jp(p-a)(p-b)(p-c); trikampio puspenmetns. Taisyklingasis šešiakampis (n = 6) Visų kampų suma lygi 720°. Kiekvienas vidaus kampas a = 120°. S = pr\ čia p - trikampio pusperimetris, r - į trikampį įbrėžto apskritimo spindulys. S= ^ ; 4R čia R - apie trikampį apibrėžto apskritimo spindulys, a, b, c - trikampio kraštinės. 4. Stačiojo trikampio plotas Lygiagretainio plotas S = aha=bhb; S = -ab- čia a, b - statiniai. 2 S = ^chc- V Aa / η čia ha, hb - lygiagretainio aukštinės. чУ 5 = αί> sin or. a čia c - įžambinė, h c - aukštinė, nuleista iš stačiojo kampo viršūnės C į įžambinę c. S = —dtd2 čia Lygiakraščio trikampio plotas dx,d22 S= sin^; lygiagretainio įstrižainės, φ - kampas tarp įstrižainių. aS čia a - trikampio kraštinė. S = ah; 2. Kvadrato plotas V a a / а \ а/ / У W ; čia a - kvadrato kraštinė. a a čia a - rombo kraštinė, h - rombo aukštinė. { Г rfi S = a2sinor; \ čia a - kampas tarp gretimų rombo -d2; о \ d2 /а / kraštinių. čia d - kvadrato įstrižainė. 2 ' 3. Stačiakampio plotas S = ab- 2 čia d x , d 2 - rombo įstrižainės. čia a, b - stačiakampio kraštinės. S = pr\ 5 = —d2s\na>: 2 čia d - stačiakampio įstrižainė, φ - kampas tarp įstrižainių. čia p - pusperimetris: p = 2a, r - į rombą įbrėžto apskritimo spindulys. 6. Keturkampio plotas φ b \ j/d• čia dbd2- //"I keturkampio įstrižainės, S = — d,d2 sin φ\ V c S = —d ,d 2 sin ¢7; čia dx,d2 -įstrižainės, φ - kampas tarp įstrižainių. a φ - kampas tarp įstrižainių. a+b Įbrėžtinio keturkampio plotas S = a-b yl(p-a)(p-b)(p-b-d)(p-b-c), čia p - pusperimetris: y](P~ a)(P ~ b)(p - c)(p - d) ', čia p - keturkampio pusperimetris. S = h2. S = pr; čia p - keturkampio pusperimetris. 7. Trapecijos plotas •k 8. čia a, b - trapecijos pagrindai, h - aukštinė. S1 = mh; a + ^ - trapecijos vidurinė linija. * * Taisyklingojo daugiakampio plotas Pr- čia m = a+b+c+d Lygiašonės trapecijos, kurios įstrižainės statmenos vienai kitai, plotas Apibrėžtinio keturkampio plotas 5 I Gk p = 1 „2 . 360° c S = - R «sin ; čia n - kraštinių skaičius, an - taisyklingojo n-kampio kraštinės ilgis, R - apie taisyklingąjį daugiakampį apibrėžto apskritimo spindulys, r - į taisyklingąjį daugiakampį įbrėžto apskritimo spindulys, p - pusperimetris. Lygiakraščio trikampio plotas 4 S = ^Zz2; Skritulio išpjovos plotas SispjAm=^a 4 (h = R+r; R:r = 2:l) Kvadrato plotas 360 ' čia I - išpjovos lanko ilgis; a° - lanko laipsninis matas; R - apskritimo spindulys. Skritulio nuopjovos plotas (nelygios pusskrituliui) 2 S = a ; S = 2R~; nR2a S = Ar1 360 kai a < 180°. Taisyklingojo šešiakampio plotas r _ зУ?а2 2 _ З-УЗ/?2 ' 2 360 ' 2 S = 2л/3г . skritulio išpjovos plotas kai a > 180°. Abiematvejais S ^ o i =— Л 2 sin a·, todėl universali nuopjovos ploto skaičiavimo formulė yra Skritulio plotas S = nR2; Čia π a 3,14 - pastovus skaičius; R - skritulio spindulys. R ( πα 2 V 180 • Tiesės ir plokštumos lygiagretumo požymis. Stereometrijos aksiomos ir išvados iš aksiomų Jei plokštumoje nesanti tiesė lygiagreti kuriai nors toje plokštumoje esančiai tiesei, tai ta tiesė lygiagreti plokštumai, t.y. 1. Per bet kuriuos tris taškus, esančius ne vienoje plokštumoje, eina vienintelė plokštuma. 2. Jei du tiesės taškai yra plokštumoje, tai visi tiesės taškai yra toje plokštumoje. Jei b e a, a t a ir a || b, tai a || a. • 4. Per tiesę ir joje nesantį tašką eina plokštuma, tačiau tik viena. Plokštumos erdvėje gali būti: 1. Susikertančios (jų susikirtimo linija yra tiesė a) 5. Per dvi susikertančias tieses eina plokštuma, tačiau tik viena. α<~\β = а /4 a \\ β 23.1. TIESĖS IR PLOKŠTUMOS ERDVĖJE • • M Susikertančiosiomis tiesėmis vadinamos tiesės, kurios turi tik vieną bendrą tašką. Lygiagrečiosiomis tiesėmis erdvėje vadinamos dvi tiesės, kurios yra vienoje plokštumoje ir neturi bendrų taškų. • Prasilenkiančiosiomis tiesėmis erdvėje tiesės kurios nėra vienoje plokštumoje. vadinamos • Galimos šios tiesės ir plokštumos padėtys erdvėje: dvi 1) tiesė ir plokštuma susikerta (tiesė ir plokštuma turi vieną bendrą tašką), 2) tiesė priklauso plokštumai, 3) tiesė lygiagreti plokštumai (tiesė ir plokštuma neturi bendrų taškų). 2. Lygiagrečios (neturi bendrų taškų). / \ 3. Jei dvi skirtingos plokštumos turi bendrą tašką, tai jos susikerta tiese, kurioje yra visi bendri tų plokštumų taškai. \ STEREOMETRIJA Xfcs 23. V • Dviejų plokštumų lygiagretumo požymis. Jei vienos plokštumos dvi susikertančios tiesės lygiagrečios kitos plokštumos dviem susikertančioms tiesėms, tai tos plokštumos lygiagrečios. • Teorema. Jei dvi lygiagrečias plokštumas kerta trečia plokštuma, tai jų susikirtimo tiesės lygiagrečios. • Tiesė vadinama statmena plokštumai, jei ji yra statmena kiekvienai tiesei, esančiai toje plokštumoje. • Tiesės ir plokštumos statmenumo požymis. • Dvisieniu kampu vadinama figūra, kurią sudaro tiesė a bei dvi pusplokštumės, turinčios bendrą kraštą a. Jei tiesė statmena dviem susikertančioms tiesėms, esančioms plokštumoje, tai ji statmena tai plokštumai, t.y. Jei aLb Norėdami išmatuoti dvisienio kampo didumą, iš bet kurio briaunos a taško A abiejose kampo sienose išveskime briaunai statmenus spindulius AB ir AC (ABIDE ir AC IDE). ir a X c , tai a 1 a. • Trijų statmenų teorema. Tiesė, išvesta plokštumoje, statmena pasvirosios projekcijai toje plokštumoje, yra statmena ir pasvirajai. AB- statmuo plokštumai a , AC- pasviroji, BC- pasvirosios A C projekcija plokštumoje a , a - tiesė, išvesta plokštumoje a , statmena pasvirosios projekcijai BC. Tų spindulių sudarytas kampas ВАС vadinamas dvisienio kampo tiesiniu kampu. Dvisienio kampo Iaipsniniu matu vadinamas j o tiesinio kampo laipsninis matas, t.y. dvisienis kampas matuojamas tiesiniu kampu Jei a l BC, t a i o l ^ C . • Jei vienas iš keturių dvi- Atvirkštinė teorema. Tiesė, išvesta plokštumoje, statmena pasvirajai, yra statmena ir j o s projekcijai. sienių kampų, gautų susikirtus • yra status, tai tokios plokštumos dviem plokštumoms Kampu tarp tiesės ir plokštumos, kertančios tą tiesę ir jai nestatmenos, vadinamas kampas tarp tiesės ir j o s projekcijos plokštumoje. α - kampas tarp tiesės AK ir plokštumos β , AM - tiesės AK projekcija plokštumoje β . a ir β vadinamos statmenomis (viena kitai statmenomis). • Dviejų plokštumų statmenumo požymis. Jei viena iš dviejų plokštumų eina per tiesę, statmeną kitai plokštumai, tai tos plokštumos viena kitai statmenos. GRETASIENIS. STAČIAKAMPIS GRETASIENIS 23.2. BRIAUNAINIAI STAČIOJI PRIZMĖ • • Prizmė, kurios šoninės briaunos statmenos vadinama stačiąja. • Prizmė, kurios gretasieniu. • Gretasienis, kurio šoninės sienos statmenos pagrindams, vadinamas stačiuoju. • Statusis gretasienis, kurio pagrindai vadinamas stačiakampiu gretasieniu. gretasienio visos sienos - stačiakampiai. R, h= AAi = BBi = CCi - stačiosios prizmės aukštinė lygi jos šoninei briaunai. h I V I ^ _4 s , ' / i ж f įy—'-r vadinama 7υ / R, A1 ISpagr, / A / \ a C \ i 1. Gretasienio priešingos sienos yra lygiagrečios ir lygios. 3. Gretasienio įstrižainių susikirtimo taškas yra j o simetrijos centras. a, b, c - stačiakampio gretasienio matmenys. 1. Visos stačiakampio gretasienio įstrižainės yra lygios. c »·—-V- čia Spagr - prizmės pagrindo plotas. C1 Di I \ I 4 ι ^d I \ 2. Stačiosios prizmės paviršiaus plotas stačiakampiai, Stačiakampio 2. Gretasienio įstrižainės susikerta viename taške, kuris kiekvienąjų dalija pusiau. C -Ph, čia P - prizmės pagrindo perimetras, h - aukštinė. C1 i A 1. Stačiosios prizmės šoninio paviršiaus plotas S = Sion + lygiagretainiai, pagrindams, Stačioji prizmė, kurios pagrindai yra taisyklingieji daugiakampiai, vadinama taisyklingąja prizme. Ston pagrindai 2. Stačiakampio gretasienio kiekvienos įstrižainės kvadratas lygus jo matmenų kvadratų sumai: d2 =a2 +b2 + c2. 3. Stačiosios prizmės tūris y = Spagr- h. 3. Stačiakampio gretasienio šoninio paviršiaus plotas Ss„„=2(ac + bc). 4. S = SSo„+2S =2(ab + bc + ac). Jei piramidės pagrindas yra trikampis, tai piramidė vadinama trikampe, jei keturkampis - keturkampe, jei penkiakampis penkiakampe ir t.t. Spagr=Vb pagrindo plotas. • Taisyklingosios piramidės šoninės sienos aukštinė, nuleista i š j o s viršūnės, vadinama apotema. Stačiakampio gretasienio viso paviršiaus plotas 5. Kiekvieno gretasienio turis lygus j o pagrindo ploto ir aukštinės sandaugai V = S^ 6. Taisyklingoji trikampė piramidė, kurios visos briaunos yra lygios, vadinama tetraedru. 1. Taisyklingosios piramidės šoninio paviršiaus plotas -h. Stačiakampio gretasienio tūris V = ab-c. čia hno„ KUBAS R\ Cl /u AI L) ι I I B) 2. C / / A Kubas yra stačiakampis gretasienis, kurio visos briaunos lygios. Visos kubo sienos kvadratai. a a CL) S = 6a1, V = a\ PIRAMIDĖ Piramide vadinamas briaunainis, kurio viena siena (pagrindas) yra daugiakampis, o šoninės sienos - trikampiai, turintys bendrą viršūnę. • Piramidė, kurios pagrindas - taisyklingasis daugiakampis, o atkarpa, jungianti piramidės viršūnę su pagrindo centru, yra piramidės aukštinė, vadinama taisyklingąja piramide. apotema, P - pagrindo perimetras, Spagr - pagrindo plotas, ψ kampas, kurį sudaro šoninė siena su pagrindo plokštuma (dvisienio kampo prie pagrindo didumas). Taisyklingosios piramidės paviršiaus plotas S = S., 3. Taisyklingosios piramidės turis čia h - piramidės aukštinė. NUPJAUTINĖ PIRAMIDĖ • Jei piramidę perkirsime plokštuma, lygiagrečia pagrindo plokštumai, tai gausime du briaunainius. Vienas jų yra piramidė, o kitas - nupjautinė piramidė • Taisyklingosios nupjautinės piramidės pagrindai yra taisyklingieji daugiakampiai. Šoninės sienos - lygiašonės trapecijos. Šoninės sienos (lygiašonės trapecijos) aukštinė vadinama apotema (žymima hio„ ). Hson=EEi. Nupjautinės piramidės šoninės sienos yra trapecijos. • Tegu SABC trikampė piramidė yra perkirsta pagrindui lygiagrečia plokštuma. Tada piramidžių SA1B1C1 ir SABC pagrindai AxBiCi ir ABC yra panašieji trikampiai [AiBiCi ~ ABC). Jeigu 1. SOi - piramidės SAiBiCi aukštinė, Taisyklingosios nupjautinės piramidės šoninio paviršiaus plotas S bon = ^ + ^2 Son ' SO - piramidės SABC aikštinė, čia hSo„ - apotema, Pi ir P2 - pagrindų perimetrai. 5, - piramidės SAiBiCi pagrindo plotas, S - piramidės SABC pagrindo plotas, _ S1 Vi - p i r a m i d ė s SAiBiCi tūris, V- S2 >iramidės SABC tūris, tai S, , ^- = Ic2; S V V — = * čia ; AB1 S1C1 k = -= BC AB SBi • , SA čia k = —-1 = SA SB AiCi SOi AC ~~ŠO SCi SC = čia S, - apatinio pagrindo plotas, S2 - viršutinio pagrindo plotas, φ - kampas, kurį sudaro šoninė kraštinė su pagrindo plokštuma (dvisienio kampo prie pagrindo didumas). SOi SO Šios abi formulės galioja ir keturkampei, ir šešiakampei piramidei. Bendru atveju šios formulės galioja ir piramidei, kurios pagrindas yra bet koks iškilasis daugiakampis. Taisyklingoji nupjautinė piramidė • Nupjautinė piramidė, kuri gaunama taisyklingąją piramidę perkirtus pagrindui lygiagrečia plokštuma, vadinama taisyklingąja nupjautinė piramide. 2. Nupjautinės piramidės paviršiaus plotas S = Sfon + Si+ 3. S2. Nupjautinės piramidės toris vĄh fa+s2+fiX), čia h - nupjautinės piramidės aukštinė. KŪGIS 23.3. SUKINIAI • RITINYS • Kūnas, gautas stačiakampį sukant apie ašį, kurioje yra j o kraštinė, vadinamas ritiniu. • Kūnas, gautas statųjį trikampį sukant apie ašį, kurioje yra statinis, vadinamas kūgiu. Atkarpa, jungianti kūgio viršūnę su pagrindo (apskritimo) tašku, vadinama kūgio sudaromąja (žymima raide I ) . 1. Ritinio šoninio paviršiaus plotas 1. Kūgio šoninio plotas Stol = 2 n r h , 2. Ritinio pagrindo plotas Spagr = T l r . 3. Ritinio paviršiaus plotas 4. 2 RitiniotOris V nr SsoiI= čia r - ritinio pagrindo spindulys, h - ritinio aukštinė. paviršiaus ^ čia r - kūgio pagrindo spindulys, i - kūgio sudaromoji. 2. Kūgio paviršiaus plotas 3. Kūgio tūris S = nr(r + (). S = 2nr{r + h). V = — nr h, čia h kūgio aukštinė. =nr h. Kūgio šoninio paviršiaus išklotinė yra skritulio išpjova, Θ Θ Ritinio paviršiaus išklotinė A л < V C = 2π r kurios spindulys SA lygus kūgio sudaromajai i , o išpjovos lanko ilgis - kūgio pagrindo apskritimo ilgiui. Kūgio šoninio paviršiaus plotu laikomasjo išklotinės plotas. SSun > čia C = 2πr -Ch, S - apskritimo ilgis. " ' У Λ / π(2α Sb», — 360 ' čia a - lanko laipsninis matas, ( - sudaromoji. Nupjautinis kūgis 1. Nupjautinio kūgio šoninio paviršiaus plotas Sia„=n(R + r)e, • Plokštuma, kuri su sfera turi vieną bendrą tašką, vadinama liečiamąja plokštuma a , o jų bendras taškas - plokštumos ir sferos lietimosi tašku B. Sferos spindulys, išvestas į sferos ir plokštumos lietimosi tašką, statmenas liečiamajai plokštumai (OB = RtOBla). RUTULYS čia R apatinio pagrindo spindulys, r - viršutinio pagrindo spindulys, I - sudaromoji (paveiksle e=AB). 2. Rutulio tūris čia R - rutulio spindulys. Nupjautinio kūgio paviršiaus plotas S = n(R + r)t + nR2 + nr2. • 3. Nupjautinio kūgio tūris V = -nh(R2 + r2 + Rr) Rutulio nuopjova Rutulio nuopjova vadinama rutulio dalis, kurią nuo jo atkerta bet kuri jį kertanti plokštuma. čia OB = R- rutulio spindulys, AB = r - rutulio nuopjovos pagrindo spindulys, AC = h - rutulio nuopjovos aukštinė. SFERA Sfera vadinamas paviršius, sudarytas iš visų erdvės taškų, vienodai nutolusių nuo vieno taško. • pa, su (OA Sferos spindulys - atkarjungianti sferos centrą O bet kuriuo sferos tašku = R). Sferos paviršiaus plotas 5 = AnR2, čia R - sferos spindulys. 1. Rutulio nuopjovos paviršiaus plotas 2. Rutulio nuopjovos tūris V = nh2[R-|j; S = 2 V = — nh(h v 6 InRh. +ir2). ' 1. Rutulio sluoksnis • S ι Spj. = Sfiuopj. Rutulio sluoksniu vadinama rutulio dalis, esanti tarp dviejų lygiagrečių kertamųjų plokštumų. čia R=AO = COrutulio spindulys, r, = AM - rutulio sluoksnio apatinio pagrindo spindulys, r2 = CN - rutulio sluoksnio viršutinio pagrindo spindulys, h = MN - rutulio sluoksnio aukštinė. 1. Rutulio sluoksnio paviršiaus plotas Sd + S k.Son.' čia SnuopJ - rutulio nuopjovos paviršiaus plotas, Sk forl - kūgio šoninio paviršiaus plotas. S nuopj. = 2 π / ? / ι ; Skson =TiRr, čia R = OC = OB - r u t u l i o spindulys, r = BD = CD - rutulio nuopjovos pagrindo spindulys, h = AD - rutulio nuopjovos aukštinė. 1. Rutulio išpjovos tūris V=-nR2h. 3 =2nRh. 24. V E K T O R I A I . K O O R D I N A Č I Ų M E T O D A S 2. Rutulio sluoksnio tūris V =-nh' 6 Rutulio išpjovos paviršiaus plotas 24.1. BENDROS SĄVOKOS IR VEIKSMAI SU VEKTORIAIS + - U i rv 11 2 + r2 2 2 k > Rutulio išpjova B • Rutulio išpjova vadinamas kūnas, gautas skritulio išpjovą, kurios kampas mažesnis už 90°, apsukus apie tiesę, einančią per vieną skritulio išpjovą ribojančių spindulių. Rutulio išpjovą sudaro rutulio nuopjova ir kūgis. Vektoriumi vadiname atkarpą, kurioje nurodyta kryptis. Jeigu atkarpoje AB nurodyta kryptis iš A į B, tai A vadiname vektoriaus pradžios tašku, B - vektoriaus galo tašku, o patį vektorių žymime AB. Vektoriaus AB ilgiu vadiname atkarpos AB ilgį. • Nuliniu vektoriumi vadiname bet kurį plokštumos tašką. Nulinio vektoriaus pradžios ir galo taškai sutampa, kryptis neapibrėžta, o ilgis lygus nuliui. Kai nurodome nulinio vektoriaus pradžios (kartu ir galo) tašką, nulinį vektorių žymime AA ; kai nenurodome - tiesiog 0. • Kolineriaisiais vadinami vektoriai, esantys vienoje tiesėje arba lygiagrečiose tiesėse. • Komplanariaisiais vadinami vektoriai, kurie yra lygiagretūs vienai plokštumai arba yra vienoje plokštumoje. • Priešingaisiais vadinami vektoriai, kurių ilgiai lygūs, bet kryptys priešingos. • Lygiais vadinami vienakrypčiai vektoriai, kurių ilgiai lygūs. Visus nulinius vektorius taip pat laikome lygiais. • 5. Vektorių sudėties lygiagretainio taisyklė + DE + EF = AF 7. Vektorių sudėties gretasienio taisyklė Vienetiniu vadinamas vektorius, kurio ilgis lygus vienetui. 1. Vienakrypčių kolineariųjų vektorių sudėtis 2. Priešpriešinių kolineariųjų vektorių sudėtis a 6. Vektorių sudėties daugiakampio taisyklė 8. Vektorių skaičiaus OA = a, ~OB = b, OC = c - daugyba i . Trys nekomplanarieji vekto- c d b c a j b : : \ \ b J e=č+d c =a+b 3. Vektorių syklė sudėties ХЧ tai- 4. Vektorių atimtis Λ A a +b m / Vektorių sudėties dėsniai 1. a + b=b + a - perstatymo dėsnis. 2. (a + b)+č = a + [b+č) 3. a + 0 = a. \m-/i n - j u n g i m o dėsnis. iš 24.3. VEKTORIŲ, IŠREIKŠTŲ KOORDINATĖMIS, SUDĖTIS ATIMTIS IR DAUGYBA IŠ SKAIČIAUS 24.2. VEKTORIAUS REIŠKIMAS KOORDINATINIAIS VEKTORIAIS • Kiekvienas plokštumos vektorius a vieninteliu būdu išreiškiamas vienetiniais vektoriais i, j : • Kiekvienas erdvės vektorius a vieninteliu būdu išreiškiamas vienetiniais vektoriais i , j , k \ a = xT + yj; a = xi + yj + zk; čia χ, y - vektoriaus a F(1; 0) ir 7(0; 1) - vienetiniai vektoriai (| i |=| j |= 1). Γ(1;0;0), stačiakampėje koordinačių sistemoje; vektoriaus a+ b koordinatės yra (JC, + X2; yx + y2), o vektoriaus a - b koordinatės yra (*, - x 2 ; y t - y 2 ) · 7(0; 1;0) • a(x\y). Jei α(χ,; г,) ir b(x2; y2\ z2) - du erdvės vektoriai, tai vektoriaus a + b + x2 i У\+ У2i z\ + zi)> koordinatės yra vektoriaus a - b koordinatės yra ( x , - x 2 ; y\-y2', ir fc(0; 0; 1) - vienetiniai vek- - plokštumos vektorius, tai vektoriaus ka koor- dinatės yra (hc; ky); čia k - skaičius. Jei a(x;y;z) Vektoriaus koordinates nurodome taip: Jei a ( x | ; ^ 1 ) ir b(x2\ _y2) - du plokštumos vektoriai, tai Jei a(x;y) išraiškos koeficientai x, y, z vadinami vektoriaus a koordinatėmis turimoje koordinačių sistemoje; koordinatės • 0 z,-z2). - erdvės vektorius, tai vektoriaus ka koor- dinatės yra (kx\ky\kz)\ čia k- skaičius. toriai (I Г |=| y I=I Л I= 1). 24.4. VEKTORIAUS ILGIO REIŠKIMAS JO KOORDINATĖMIS • Plokštumos vektoriaus a(x,y) ilgį galima apskaičiuoti remiantis formule: \а\ = т]х2 +y2; čia χ, y - vektoriaus a koordinatės. • Erdvės vektoriaus a(x;y;z) remiantis formule: a = Vlx2+y2+z2. ilgį galima apskaičiuoti 24.5. VEKTORIŲ SKALIARINĖ DAUGYBA • Dviejų nenulinių plokštumos vektorių a ir į skaliarine sandauga vadinamas skaičius, lygus tų vektorių ilgių ir kampo tarp jų kosinuso sandaugai, t.y.: 24.6. DVIEJŲ VEKTORIŲ STATMENUMO SĄLYGA • Jei vektoriai vienas kitam statmeni, tai j ų skaliarinė sandauga lygi nuliui, t.y. jei a-b a Iby a-b tai = X 1 -X2 +y, -y2 čia a b- vektorių a(x,; yt) ir b(x2;y2) • =0; =|β|· b cos\a, b j; skaliarinė sandauga. Vektoriaus skaliarinis kvadratas lygus jo ilgio kvadratui, t.y. Analogiška statmenumo sąlyga galioja ir erdvės vektoriams a2 = a • a =\ a \2 • Jei ii(x,; y,) ir b(x2\y2) 5 ( χ , ; Λ ; ζ , ) ir b (x2y y2, z2) Jei aA-b, - du plokštumos vektoriai, tai jų tai a b = Xi-x2 + yt-y2 + z, -Z2= 0; skaliarinė sandauga išreiškiama formule ab= x,x2+ 24.7. KAMPO TARP VEKTORIŲ SKAIČIAVIMAS y,y2. • • Jei O(X1JJi1JZi) ir b(x2,y2;z2) - du erdvės vektoriai, tai jų Jei a(x,; yt) ir b(x2;y2) yra plokštumoje, tai kampo a tarp jų kosinusui apskaičiuoti taikoma formulė: skaliarinė sandauga išreiškiama formule a • b = XiX2 + yty2 • +Z1Z2. Vektorių skaliarinės daugybos savybės: 1. a-b = b a - perstatymo dėsnis; 2. + cos a = - X1X2+^y V^i У\ 2+ • 2 -Jxl+y2! Kampo а tarp erdvės vektorių a(x,; y{; z,) I r i ( X 2 J y 2 J z 2 ) kosinusas apskaičiuojamas pagal formulę: = a c + b - c - skirstymo dėsnis; cosor = - 3. (ka) b = k((i b) - j u n g i m o dėsnis. a-b ab a I- b X1X2+ y,y2 +Z1Z2 ^ χ2+y2+z2-V 24.9. ATKARPOS VIDURIO TAŠKO KOORDINATĖS. ATSTUMAS TARP DVIEJŲ TAŠKŲ. VEKTORIAUS ILGIO RADIMAS, KAI ŽINOMOS JO PRADŽIOS IR GALO KOORDINATĖS 24.8. DVIEJŲ NENULINIŲ VEKTORIŲ KOLINEARUMO POŽYMIS • ICad du vektoriai a ir b būtų kolinearūs, būtina ir pakanka, kad egzistuotų toks skaičius k * O, su kuriuo būtų teisinga lygybė • Atstumas B(x2;y2) tarp dviejų plokštumos taškų Л (.*•,;>>,) ir išreiškiamas formule Ь=ка. AB •• V f e ~*l) 2 +(У2 " Л ) 2 · • Jei du plokštumos vektoriai a (x,; y]) ir b (x2; y2) yra ko- linearūs, tai jų atitinkamos koordinatės yra proporcingos, t.y. Remiantis šia formule apskaičiuojamas o galo B koordinatės yra (x2; y2), X2 plokštumos t.y. y2 AB Atvirkščiai, jei dviejų plokštumos vektorių atitinkamos koordinatės proporcingos, tai tie vektoriai kolinearūs. • ir vektoriaus AB ilgis, kai jo pradžios A koordinatės yra (x,; j , ) , Jei du erdvės vektoriai Л(х,; г,) ir b (x2; y2, z2) yra koli- • -- y](x2~X\Y +{У2 ~У\У • Jei plokštumos taško A koordinatės yra ( х , ; ^ , ) , o taško B koordinatės - (x 2 ;.y 2 ), tai atkarpos AB vidurio taško C koordinates (x; y) randame remdamiesi formulėmis: nearūs, tai jų atitinkamos koordinatės yra proporcingos, t.y. У= *2 У2 z 2 » Atvirkščiai, jei dviejų erdvės vektorių atitinkamos koordinatės proporcingos, tai tie vektoriai kolinearūs. Atstumas В(х2,y2,z2) tarp dviejų erdvės * * taškų Л (r,; y,; z,) ir išreiškiamas formule AB = yJ(x2 - Χ , ) 2 +(y2-л)2 * У1+У2 +(z 2 - z , ) 2 . Remiantis šia formule apskaičiuojamas ir erdvės vektoriaus AB ilgis, kai jo pradžios A koordinatės yra (x,; koordinatės yra (x 2 ; y2\z2), t.y. ; z , ) , o galo B Tiesės, einančios per du taškus AZ1(X1J^1) ir AB = v(*2-•X\ ) + (У2 - У\) + ( 2 - I ) · 2 2 Z z lygtis 2 У-У i У2 ~ УI • Jei erdvės taško A koordinatės yra (x,; koordinatės - Z 1 ), o taško B (x 2 ; y2; z 2 ) , tai а1каф08 AB vidurio taško C z, + z, X 2~X\ Tiesių y = k\X+lx ir y = k2x + /2 lygiagretumo sąlyga: *> - k2. koordinates (x; >>; z) randame remdamiesi formulėmis: Zi+Z? M2(x2\y2), Tiesių у = к,х + 1, ir y = k2x + l2 statmenumo sąlyga: Ar, -Ar2 = — 1. 24.10. TIESES LYGTIS Bendroji tiesės lygtis yra 24.11. APSKRITIMO LYGTIS ax + by + c = 0 tiesės taip: Jei b * 0 , tai bendrąją lygtį galima užrašyti y = kx + l; čia k = a b , I = c . b Skaičius k vadinamas tiesės krypties koeficientu; k = t g a , čia a - kampas, kurį sudaro tiesė su χ ašimi. Tiesės, einančios per tašką Л/(х,; y , ) , kai yra žinomas krypties koeficientas k = Iga , lygtis У~У\=к{х~х,). čia χ, y - bet kurio apskritimo taško koordinatės, x0, y o - apskritimo centro O1 koordinatės, R - apskritimo spindulys. r 2. Jei apskritimo centras sutampa su koordinačių pradžia O, tai apskritimo lygtis yra У/ R S NУ χ2 + y2 = R2; čia χ, y - bet kurio apskritimo taško koordinatės, R - apskritimo spindulys. 1 PRIEDAS. GRAIKŲ KALBOS ABĖCĖLĖ 24.12. SFEROS LYGTIS Sferos lygtį dviem atvejais. užrašysime 1. Stačiakampėje koordinačių sistemoje Oxyz sferos, kurios spindulys R ir centras z CTx 0 ; .Vo; o) lygtis ( X - X 0 ) 2 2 + (y-y0) + ( Z - Z ) 0 2 = /? 2 . čia χ, y, z - bet kurio sferos taško koordinatės, x0; y0; z0 - sferos centro C koordinatės, R - sferos spindulys. 2. Jei sferos centras sutampa su koordinačių pradžia O, tai apskritimo lygtis yra Pp TO кара Σσ sigma Λλ lambda Tr tau Μμ mi Υυ ipsilon epsilon Nv ni Φφ fl Ζζ dzeta Ξξ ksi Χχ chi Ηη eta Oo omikron ψψ psi Θθ teta Ππ Ωω omega Aa alfa Ββ beta Kk Γγ gama Δδ delta Εε Ilgio matavimo vienetai 1 kilometras (km) = 1000 metrų (m), 1 metras (m) = 10 decimetrų (dm) = 100 centimetrų (cm), 1 decimetres (dm) = 10 centimetrų (cm), 1 centimetras (cm) = 10 milimetrų (mm). Ploto matavimo vienetai 1 kvadratinis kilometras * kvadratinių metrų ( m ) , (dm1) * (km2) = 1000000 2 1 kvadratinis metras * P· 2 PRIEDAS. METRINĖ MATŲ SISTEMA χ2 + y 2 +z2 = R 2 ; čia χ, y, z - b e t kurio sferos taško koordinatės, R - sferos spindulys. Ii jota (m2) = 100 kvadratinių decimetrų = 10000 kvadratinių centimetrų (cm2), 1 hektaras (ha) = 100 arų (a) = 10000 kvadratinių metrų 1 aras (a) = 100 kvadratinių metrų (m2). (m2), 3 PRIEDAS. NATŪRALIŲJŲ SKAIČIŲ NUO 10 IKI 99 KVADRATŲ LENTELĖ Torio matavimo vienetai 1 kubinis metras (m 3 ) = 1000 kubinių decimetrų 5ft 3 (dm ) = 1000000 kubinių centimetrų (cm 3 ) , tB 1 kubinis decimetras (dm 3 ) = 1000 kubinių centimetrų (cm 3 ) , 1 litras (() = 1 kubiniam decimetrui Vienetai >55 U α (dm3), 1 hektolitras (hi) = 100 litrų (t) . 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 100 121 144 169 196 225 256 289 324 361 2 400 441 484 529 576 625 676 729 784 841 3 900 961 1024 1089 1156 1225 1296 1369 1444 1521 Masės matavimo vienetai 1 tona (t) = 1000 kilogramų (kg), 4 1600 1681 1764 1849 1936 2025 2116 2209 2304 2401 1 centneris (cnt) = 100 kilogramų (kg), 5 2500 2601 2704 2809 2916 3025 3136 3249 3364 3481 1 kilogramas (kg) = 1000 gramų (g), 6 3600 3721 3844 3969 4096 4225 4356 4489 4624 4761 1 gramas (g) = 1000 miligramų (mg). 7 4900 5041 5184 5329 5476 5625 5776 5929 6084 6241 8 6400 6561 6724 6889 7056 7225 7396 7569 7744 7921 9 8100 8281 8464 8649 8836 9025 9216 9409 9604 9801 Laiko matavimo vienetai 1 sekundė (s) = —min = —-—h , 60 3600 1 minutė (min) = — h , 60 1 valanda (h) = — paros, 24 1 para = 24 h, 1 metai = 365 (366) paros (dienos), 1 amžius = 100 metų 4 PRIEDAS. SKAIČIŲ 2 IR 3 LAIPSNIAI n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2" 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 3" 3 9 27 81 243 729 2187 6561 19683 59049 5 PRIEDAS. KAI KURIŲ SKAIČIŲ FAKTORIALAI 2! = 3! = 4! = 5!= 2 6 24 120 6! = 720 71 = 5040 81=40320 9! = 362880 101 = 111 = 121 = 13! = 3628800 39916800 479001600 6227020800 UŽRAŠAMS 6 PRIEDAS. GRETINIŲ SKAIČIUS A * n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 k 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 3 4 2 6 12 20 30 42 56 72 90 6 24 60 120 210 336 804 720 24 120 360 840 1680 3024 5040 6 5 7 9 8 120 720 720 2520 5040 5040 6720 20160 40320 40320 15120 60480 181440 362880 362880 30240 151200 604800 1 8 1 4 4 0 0 3 6 2 8 8 0 0 10 3 6 2 8 8 0 0 7 P R I E D A S . D E R I N I Ų S K A I Č I U S Ck„ n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 k 0 1 2 3 1 1 1 2 1 1 3 3 1 1 4 6 4 I 5 10 10 1 6 15 20 1 7 21 35 1 8 28 56 1 9 36 84 1 10 45 120 1 11 55 165 1 12 66 220 1 13 78 286 1 14 91 364 1 15 105 455 4 5 6 7 8 1 5 15 35 70 126 210 330 495 715 1001 1365 1 6 21 56 126 252 462 792 1287 2002 3003 1 7 28 84 210 462 924 1716 3003 5005 1 8 36 120 330 792 1716 3432 6435 1 9 45 165 495 1287 3003 6435 9 10 11 12 1 10 1 11 1 55 12 1 220 66 715 286 78 13 2002 1001 364 91 5005 3003 1365 455