Лектор: Булатов Владимир Иванович, доц., кандидат физ.-мат. наук.
Экзаменационные вопросы по курсу "Математический анализ"
1-й курс, 2-й семестр 1998-1999 учебного года.
Краткое описание курса.
- Евклидово пространство Rn. Неравенство Коши-Буняковского.
- Нормированное пространство Rn. Метрика в Rn.
- Топология в Rn.
- Точечные последовательности в Rn и их сходимость.
- ФНП и их сходимость. Бесконечные пределы ФНП.
- Критерий Гейне сходимости ФНП. Основные свойства сходящихся ФНП.
- Непрерывные ФНП. Теорема о непрерывности композиции ФНП.
- Локальные и глобальные свойства непрерывных ФНП.
- Теорема Вейерштрасса для ФНП.
- Теорема Кантора для ФНП.
- Частные производные и дифференциалы ФНП.
- Достаточное условие дифференцируемости ФНП.
- Теорема о дифференцировании композиции ФНП.
- Инвариантность формы 1-го дифференциала ФНП. Следствия (теорема Эйлера об однородных функциях).
- Градиент и производная по направлению ФНП.
- Производные и дифференциалы высших порядков ФНП. Теорема о равенстве соответствующих смешанных производных 2-го порядка.
- Формула Тейлора для ФНП.
- Неявные ФНП. Теорема о неявной функции.
- Системы функциональных уравнений и якобиан.
- Теорема об однозначной разрешимости системы функциональных уравнений.
- Линейная зависимость и независимость системы функций. Признак функциональной независимости.
- Квадратичные формы и их свойства. Лемма о положительно-определённых квадратичных формах.
- Локальный экстремум ФНП. Необходимое условие.
- Достаточное условие локального экстремума ФНП.
- Условный экстремум ФНП. Метод дифференциалов.
- Метод множителей Лагранжа.
- Глобальный экстремум ФНП.
- Векторные функции скалярного аргумента. Гладкие кривые в Rn.
- Леммы 1, 2 о дифференцируемости векторных функций.
- Натуральный параметр и натуральное представление кривых.
- Сопутствующий трёхгранник кривой.
- Формулы Френе.
- Кривизна, кручение и их вычисление.
- Огибающая однопараметрического семейства гладких кривых. Дискриминантная линия и необходимое условие существования.
- Квадрируемые плоские фигуры, их разбиения и 2И. Условие Дарбу интегрируемости по Риману Ф2П.
- Теорема об интегрируемости непрерывной Ф2П.
- Основные свойства 2И.
- Вычисление 2И по прямоугольнику.
- Вычисление 2И по криволинейной трапеции.
- Формула замены переменных в 2И. Смысл модуля якобиана диффиоморфного отображения Ф2П.
- Приложения 2И.
- Интегрирование Ф3П. 3И и его основные свойства.
- Вычисление 3И. Замена переменных в 3И.
- Приложения 3И.
- КРИ-1 и его смысл.
- Вычисление КРИ-1.
- Основные свойства КРИ-1.
- КРИ-2 на плоскости и в пространстве, его смысл.
- Теорема о вычислении КРИ-2.
- Связь КРИ-1 и КРИ-2. Основные свойства КРИ-2.
- Формула Грина.
- Условие независимости КРИ-2 от пути интегрирования на плоскости.
- Первообразная дифференциального выражения.
- Площадь в криволинейных координатах.
- Обоснование замены переменных в 2И.
- Двусторонние поверхности.
- 1-я квадратичная форма поверхности и её приложения.
- ПОВИ-1 и его вычисление.
- Приложение ПОВИ-1.
- ПОВИ-2 и его вычисление.
- ПОВИ-2 как предел интегральных сумм. Механический смысл ПОВИ-2.
- Формула Стокса.
- Условие независимости пространственного КРИ-2 от пути интегрирования.
- Формула Остроградского.
- Вычисление объема через ПОВИ.
- Выражение объемов в криволинейных координатах.
- Геометрический смысл модуля якобиана диффиоморфного отображения Ф3П.
- Обоснование замены переменных в 3И.
- Скалярное и векторное поле. Потенциальные поля.
- Поток и дивергенция. Соленоидальные поля.
- Циркуляция и ротор. Поле роторов.
Сокращения:
- Ф2П - функция двух переменных;
- ФНП - функция нескольких переменных;
- 2И - двойной интеграл;
- 3И - тройной интеграл;
- КРИ-1(2) - криволинейный интеграл первого (второго) рода;
- ПОВИ-1(2) - поверхностый интеграл первого (второго) рода.