I. Elementy analizy matematycznej

Podobne dokumenty
RUCH OBROTOWY Można opisać ruch obrotowy ze stałym przyspieszeniem ε poprzez analogię do ruchu postępowego jednostajnie zmiennego.

5. Pochodna funkcji. lim. x c x c. (x c) = lim. g(c + h) g(c) = lim

Siła jest przyczyną przyspieszenia. Siła jest wektorem. Siła wypadkowa jest sumą wektorową działających sił.

Zasady dynamiki Newtona. Ilość ruchu, stan ruchu danego ciała opisuje pęd

KINEMATYKA I DYNAMIKA CIAŁA STAŁEGO. dr inż. Janusz Zachwieja wykład opracowany na podstawie literatury

Zestaw zadań 4: Przestrzenie wektorowe i podprzestrzenie. Liniowa niezależność. Sumy i sumy proste podprzestrzeni.

MECHANIKA 2 MOMENT BEZWŁADNOŚCI. Wykład Nr 10. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Pokazać, że wyżej zdefiniowana struktura algebraiczna jest przestrzenią wektorową nad ciałem

f(x, y) = arctg x y. f(u) = arctg(u), u(x, y) = x y. x = 1 1 y = y y = 1 1 +

Analiza matematyczna i algebra liniowa Pochodna funkcji

MECHANIKA II. Praca i energia punktu materialnego

I. Pochodna i różniczka funkcji jednej zmiennej. 1. Definicja pochodnej funkcji i jej interpretacja fizyczna. Istnienie pochodnej funkcji.

dy dx stąd w przybliżeniu: y

Wykład 5. Zagadnienia omawiane na wykładzie w dniu r

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Matematyka z el. statystyki, # 4 /Geodezja i kartografia I/

Elementy rachunku różniczkowego i całkowego

Zaawansowane metody numeryczne Komputerowa analiza zagadnień różniczkowych 1. Układy równań liniowych

Zasady dynamiki Newtona

PODSTAWY MATEMATYCZNE

Całka nieoznaczona wykład 7 ( ) Motywacja

3. Siła bezwładności występująca podczas ruchu ciała w układzie obracającym się siła Coriolisa

Rachunek całkowy - całka oznaczona

Wykład Matematyka A, I rok, egzamin ustny w sem. letnim r. ak. 2002/2003. Każdy zdający losuje jedno pytanie teoretyczne i jedno praktyczne.

Definicje ogólne

Wykład 10: Całka nieoznaczona

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Matematyka dla biologów Zajęcia nr 6.

Statystyka Inżynierska

V. WPROWADZENIE DO PRZESTRZENI FUNKCYJNYCH

Moment siły (z ang. torque, inna nazwa moment obrotowy)

Dr inż. Janusz Dębiński Mechanika ogólna Wykład 2 Podstawowe wiadomości z matematyki Kalisz

Iloczyn skalarny, wektorowy, mieszany. Ortogonalność wektorów. Metoda ortogonalizacji Grama-Schmidta. Małgorzata Kowaluk semestr X

ZASADA ZACHOWANIA MOMENTU PĘDU: PODSTAWY DYNAMIKI BRYŁY SZTYWNEJ

Warunek równowagi bryły sztywnej: Znikanie sumy sił przyłożonych i sumy momentów sił przyłożonych.

Laboratorium ochrony danych

Rozdział 5. Twierdzenia całkowe. 5.1 Twierdzenie o potencjale. Będziemy rozpatrywać całki krzywoliniowe liczone wzdłuż krzywej C w przestrzeni

Mechanika. Wykład 2. Paweł Staszel

Kinematyka: opis ruchu

-Macierz gęstości: stany czyste i mieszane (przykłady) -równanie ruchu dla macierzy gęstości -granica klasyczna rozkładów kwantowych

Całki. Zbigniew Koza. Wydział Fizyki i Astronomii

3. KINEMATYKA Kinematyka jest częścią mechaniki, która zajmuje się opisem ruchu ciał bez wnikania w jego przyczyny. Oznacza to, że nie interesuje nas

IX. MECHANIKA (FIZYKA) KWANTOWA

Projekt 6 6. ROZWIĄZYWANIE RÓWNAŃ NIELINIOWYCH CAŁKOWANIE NUMERYCZNE

Wydział Inżynierii Środowiska; kierunek Inż. Środowiska. Lista 2. do kursu Fizyka. Rok. ak. 2012/13 sem. letni

Mechanika ogólna. Kinematyka. Równania ruchu punktu materialnego. Podstawowe pojęcia. Równanie ruchu po torze (równanie drogi)

A,B M! v V ; A + v = B, (1.3) AB = v. (1.4)

Wektor położenia. Zajęcia uzupełniające. Mgr Kamila Rudź, Podstawy Fizyki.

PODSTAWY RACHUNKU WEKTOROWEGO

Całka podwójna po prostokącie

Zasady dynamiki Newtona. Ilość ruchu, stan ruchu danego ciała opisuje pęd

Wykład 1 Zagadnienie brzegowe liniowej teorii sprężystości. Metody rozwiązywania, metody wytrzymałości materiałów. Zestawienie wzorów i określeń.

y(t) = y 0 + R sin t, t R. z(t) = h 2π t

Podstawy elektromagnetyzmu. Wykład 1. Rachunek wektorowy

ver ruch bryły

Fizyka 1- Mechanika. Wykład 7 16.XI Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

22. CAŁKA KRZYWOLINIOWA SKIEROWANA

Wykład Turbina parowa kondensacyjna

Twierdzenie Bezouta i liczby zespolone Javier de Lucas. Rozwi azanie 2. Z twierdzenia dzielenia wielomianów, mamy, że

Całki krzywoliniowe wiadomości wstępne

65120/ / / /200

WYKŁAD 2 KINEMATYKA PŁYNÓW CZĘŚĆ 1 1/14

Zestaw IV Wstęp do matematyki wyższej (cz. 1)

ALGEBRY HALLA DLA POSETÓW SKOŃCZONEGO TYPU PRINJEKTYWNEGO

Zapis informacji, systemy pozycyjne 1. Literatura Jerzy Grębosz, Symfonia C++ standard. Harvey M. Deitl, Paul J. Deitl, Arkana C++. Programowanie.

5. Całka nieoznaczona

stosunek przyrostu funkcji y do odpowiadajacego dy dx = lim y wielkości fizycznej x, y = f(x), to pochodna dy v = ds edkości wzgl edem czasu, a = dv

Diagnostyka układów kombinacyjnych

Matematyka II. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr letni 2018/2019 wykład 13 (27 maja)

opracował Maciej Grzesiak Całki krzywoliniowe

Podstawy teorii falek (Wavelets)

6. Całka nieoznaczona

Układy współrzędnych

Ćwiczenia 4 / 5 rachunek różniczkowy

INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA. - Prąd powstający w wyniku indukcji elektro-magnetycznej.

Politechnika Wrocławska Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych. Materiał ilustracyjny do przedmiotu. (Cz. 2)

Prawdopodobieństwo geometryczne

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka. Wykład 7

METODA ELEMENTU SKOŃCZONEGO. Termokinetyka

1 Funkcje dwóch zmiennych podstawowe pojęcia

CAŁKOWANIE NUMERYCZNE całki pojedyncze

Definicje i przykłady

Energia potencjalna jest energią zgromadzoną w układzie. Energia potencjalna może być zmieniona w inną formę energii (na przykład energię kinetyczną)

Zagadnienie dwóch ciał

Agata Boratyńska ZADANIA Z MATEMATYKI, I ROK SGH GRANICA CIĄGU

PRÓBNA MATURA ZADANIA PRZYKŁADOWE

Geometria w R 3. Iloczyn skalarny wektorów

Wykład z Podstaw matematyki dla studentów Inżynierii Środowiska. Wykład 8. CAŁKI NIEOZNACZONE. ( x) 2 cos2x

Rachunek różniczkowy i całkowy 2016/17

2.9. Zasada zachowania pędu (w układach izolowanych)

Funkcje wielu zmiennych

Całki krzywoliniowe. SNM - Elementy analizy wektorowej - 1

Weryfikacja hipotez dla wielu populacji

Mh n. 2 ε. h h/ n n. Ekstrapolacja Richardsona (szacowanie błędu) błąd. ekstrapolowana wartość całki I. kwadratury z adaptowanym krokiem

W naukach technicznych większość rozpatrywanych wielkości możemy zapisać w jednej z trzech postaci: skalara, wektora oraz tensora.

Opracowanie: mgr Jerzy Pietraszko

TO SĄ ZAGADNIENIA O CHARAKTERZE RACZEJ TEORETYCZNYM PRZYKŁADOWE ZADANIA MACIE PAŃSTWO W MATERIAŁACH ĆWICZENIOWYCH. CIĄGI

WYKŁAD 3 OGÓLNE UJĘCIE ZASAD ZACHOWANIA W MECHANICE PŁYNÓW. ZASADA ZACHOWANIA MASY. 1/15

Funkcje i charakterystyki zmiennych losowych

AERODYNAMICS I WYKŁAD 6 AERODYNAMIKA SKRZYDŁA O SKOŃCZONEJ ROZPIĘTOŚCI PODSTAWY TEORII LINII NOŚNEJ

Transkrypt:

WSTAWKA MATEMATYCZNA I. Elementy analzy matematycznej Pochodna funkcj f(x) Pochodna funkcj podaje nam prędkość zman funkcj: df f (x + x) f (x) f '(x) = = lm x 0 (1) dx x Pochodna funkcj podaje nam zarazem tangens kąta pomędzy styczną do wykresu funkcj w danym punkce a osą x ( czyl: f (x) = tgα ): Oto klka przykładów pochodnych podstawowych funkcj: (x 2 )' = 2x (e x )' = e x (ln x)' = 1/x (x>0) (sn x)' = cos x (cos x) = - sn x (x n )' = n x n-1 1

Podstawowe własnośc pochodnej : (g + f)' = g ' + f ' (addytywność) (g f)' = gf ' + fg ' (pochodna loczynu dwóch funkcj) (g/f)' = (g ' f f ' g) / f 2 (pochodna lorazu dwóch funkcj) [ f (g(x)) ] ' = f '(u) g '(x) = f ' [g(x)] g'(x) ( gdze: u=g(x) ) Całka neoznaczona (pochodna funkcj złożonej) Całkowane jest operacją odwrotną do różnczkowana (czyl do brana pochodnej). Zapsujemy je następująco: g (x)dx = f (x) (2) Wynk operacj całkowana nterpretujemy następująco: znalezona funkcja f(x) ma taką własność, że po zróżnczkowanu jej otrzymujemy funkcję podcałkową g(x); a zatem: f '(x) = g(x) lub też naczej: f '(x) dx = f(x) lub jeszcze naczej : df dx = f (x). dx Prawdzwa jest też równość uzyskana z powyższej przez zamanę kolejnośc różnczkowana całkowana: d dx f (x)dx = f (x) Klka przykładów całek neoznaczonych: 2x dx = x 2 + C e x dx = e x + C 2

(1/x) dx = ln x + C cos x dx = sn x + C Całka oznaczona Ma ona znaczene powerzchn pod krzywą: Zastanówmy sę jak można polczyć pole pod wykresem funkcj g(x) w przedzale x od x=a do x=b. Najproścej jest rozbć to pole na welką lość bardzo cenkch pasków. Ponumerujmy te pask wskaźnkem, całkowta lość tych pasków nech wynos N. Pole -tego paska, o szerokośc x wynos: S = g(x ) x, Zaś całkowte pole pod krzywą (w zakrese x od a do b) wynos: S = S = g(x ) x 3

gdy przejdzemy z x do grancy zero: b lm g(x ) x = g(x)dx ( x 0) Zatem ostateczne: a S = b a g(x)dx = f (b) f (a) (3) Zwązek całk oznaczonej z neoznaczoną W analze matematycznej wykazuje sę, że: b g(x)dx a = f (b) f (a) (4) gdze: f. (x) = g(x) dx Często też stosowany jest następujący praktyczny sposób zapsu: b g(x)dx = a b [ f (x)] = [f (b) f (a)] a (5) II. Elementy rachunku wektorowego Układ współrzędnych Geometryczną bazą rozważań w fzyce jest układ współrzędnych. Słynne jest twerdzene z fzyk klasycznej, które mów, że: Wszystke prawa fzyk mają taka samą postać w dowolnym nercjalnym (czyl ne poruszającym sę ruchem przyspeszonym) układze współrzędnych. 4

Wektory Welkośc take jak: przemeszczene r prędkość v przyspeszene a pęd p wele, wele nnych są wektoram. Wektory oznaczać będzemy prze pogrubene (ang.: bold ). W welu podręcznkach oznaczane są one także prze dopsane strzałk nad lterką oznaczającą dany wektor. Wektor ma wartość, kerunek zwrot. Składowe wektora są wartoścam jego rzutów na ose układu współrzędnych. Dodawane wektorów: A + B = C 5

Zachodz oczywśce: C x =A x +B x, C y =A y +B y, C z =A z +B z. Równość wektorów: A = B Zachodz oczywśce: A x =B x, A y =B y, A z =B z. Iloczyn skalarny wektorów: Iloczyn skalarny defnujemy następująco: A B = A B cosα Wynkem loczynu skalarnego jest lczba. Iloczyn wektorowy: Defnujemy go następująco: 6

A x B = C Rezultatem wykonana loczynu wektorowego jest nowy wektor C, który jest prostopadły do A B jego długość wynos: C=A B sn α Wynkowy wektor C możemy przedstawć jako: C=C x + C y j + C z k, gdze, j, k są wersoram (czyl wektram jednostkowym) os układu współrzędnych. Wykazuje sę, że: C x =A y B z - A z B y C y =A z B x A x B z C z =A x B y A y B x Zauważmy, że w obrębe perwszych trzech wektorów występujących w powyższych równanach zauważyć można cyklczność występowana wskaźnków (np. xyz, yzx czy zxy). Ilustruje to ponższy dagram. Wygodne jest także przedstawć wynk loczynu wektorowego w postac wyznacznka: 7

C = A B x x j A B y y k A B z z Pochodna wektora: Pochodną tą stosuje sę do wektorów zmenających sę w czase. Jeśl w przedzale czasu t przyrost wektora r(t) wynos r: r = r(t+ t) r(t), to stosunek: r dr t dt (gdy t 0) dr Pochodna wektora r, czyl jest zatem zdefnowana tak samo jak pochodna funkcj skalarnej. dt Pamętać jednak należy, że pochodna wektora jest nowym wektorem, o nnym na ogół kerunku nż wektor, który różnczkujemy. Przykładowo, jeśl cało porusza sę po łuku, to pochodna wektora r (pokazującego położene cała, a węc skerowanego wzdłuż promena krzywzny łuku) jest jego prędkoścą v skerowana jest styczne do łuku. Właśne welkośc take jak prędkość przyspeszene są ścśle zdefnowane poprzez pochodną wektorową. Tak węc: dr Prędkość: v (t) = dt 2 dv d r Przyspeszene: a (t) = = 2 dt dt 8