∫ Математика1 курс

Математичний Аналіз 1

Границі, неперервність, похідні та дослідження функцій, правило Лопіталя, невизначений інтеграл

80
годин навчання
7
модулів
1
курс університету
Алгебра
попередня підготовка

Програма курсу

Модуль 1
Вступ. Числові множини та функції
📚 8 тем⏱ 10 год
  • Множини дійсних чисел: ℕ, ℤ, ℚ, ℝ. Нерівності та числові проміжки
  • Супремум і інфімум числової множини
  • Поняття функції, область визначення та значень
  • Складена, обернена, неявна функція
  • Елементарні функції та їх графіки
  • Обмежені функції, монотонні, парні/непарні, визначення
Модуль 2
Границі та неперервність
📚 12 тем⏱ 15 год
  • Границя числової послідовності. Теорема про стисколо
  • Границя функції (ε–δ означення Коші)
  • Основні теореми про границі (арифметика границь)
  • Перший чудовий ліміт: lim sin(x)/x = 1
  • Другий чудовий ліміт: lim(1+1/n)ⁿ = e
  • Нескінченно малі та нескінченно великі функції. Еквівалентні нескінченно малі
  • Неперервність функції у точці й на проміжку. Точки розриву та їх класифікація
  • Теорема Больцано-Коші (проміжних значень). Теорема Вєєрштрасса
  • Правило Лопіталя для розкриття 0/0, ∞/∞
Модуль 3
Диференціальне числення
📚 18 тем⏱ 22 год
  • Означення похідної як границі відношення приростів
  • Геометричний зміст похідної. Рівняння дотичної та нормалі
  • Таблиця стандартних похідних (степінь, exp, log, trig)
  • Сума, добуток, частка функцій. Диференціювання складної функції (ланцюгове правило)
  • Похідна оберненої функції. Диференціювання неявних функцій
  • Логарифмічне диференціювання
  • Похідні вищих порядків. Формула Лейбніца для n-ої похідної добутку
  • Диференціал функції та його властивості. Апроксимація лінійним диференціалом
  • Теорема Ролля, Лагранжа, Коші — умовний формулювання та геометричний зміст
Модуль 4
Дослідження функцій
📚 10 тем⏱ 12 год
  • Монотонні функції та ознаки монотонності через похідну
  • Локальний мінімум і максимум. Достатні умови за 1-ю і 2-ю похідними
  • Найбільше і найменше значення функції на відрізку
  • Опуклість, вгнутість, точки перегину
  • Вертикальні, горизонтальні, похилі асимптоти графіку
  • Повна схема дослідження функції і побудова графіку
Модуль 5
Невизначений інтеграл
📚 14 тем⏱ 15 год
  • Первісна функція і невизначений інтеграл. Таблиця стандартних інтегралів
  • Властивості невизначеного інтеграла: лінійність
  • Метод підстановки (заміни змінної)
  • Інтегрування частинами: ∫u·dv = u·v − ∫v·du
  • Інтегрування найпростіших раціональних дробів
  • Розклад раціональних функцій на прості дроби (метод невизначених коефіцієнтів)
  • Інтегрування тригонометричних виразів (підстановка Вейєрштрасса)
  • Інтеграли з коренями квадратними (тригонометрична підстановка)
Модуль 6–7
Функції, означені параметрично та полярно
📚 6 тем⏱ 6 год
  • Параметрично задані криві. Похідна параметричної функції
  • Опуклість та дотична для параметричних кривих
  • Полярні координати. Перехід між декартовими та полярними координатами
  • Похідна у полярних координатах

Ключові теореми

Теорема Лагранжа (МЗЗ)
f(b)−f(a) = f'(c)·(b−a)
Існує c∈(a,b) де швидкість дорівнює середній
Правило Лопіталя
lim f/g = lim f'/g'
При невизначеностях 0/0 або ∞/∞
Перший чудовий ліміт
lim[x→0] sin(x)/x = 1
Фундаментальна границя тригонометрії
Інтегрування частинами
∫u dv = uv − ∫v du
Для добутків функцій різних типів

Ресурси для вивчення

📘
Демидович — збірник задач
Класичний збірник з тисячами задач — обов'язковий для студентів
🎥
3Blue1Brown: Essence of Calculus
Візуальне пояснення суті похідних та інтегралів
🏫
MIT 18.01 Single Variable Calculus
Безкоштовний курс МІТ: лекції, задачі, іспити
📗
Фіхтенгольц — курс матаналізу
Класичний університетський підручник у 3 томах