Определитель матрицы 5 порядка: Определитель матрицы 5х5 – онлайн калькулятор с подробным решением.

Определитель матрицы

Рассмотрим систему двух линейных уравнений с двумя неизвестными:

(1)

Умножим обе части первого уравнения на a22 а второе на —a12 и сложим. Получим следующее уравнение

Далее, первое уравнение умножим на —a21 а второе на a11 и сложим:

Пусть Тогда решение системы (1) примет следующий вид:

Выражение называется определителем матрицы

и обозначается:

Нетрудно заметить, что

Таким образом, решение системы линейных уравнений можно представить в виде:

Рассмотрим случай из трех неизвестных и трех уравнений. Пусть дана система линейных уравнений

(2)

Исключим неизвестные x2 и x3. Для этого умножим первое уравнение на a22a33a32a23, второе на —(a12a33a13a32), третье на a12a23a22a13, и сложим:

Сделаем следующие обозначения:

Учитывая, что выражения перед элементами x2 и x3 равны нулю, имеем:

Выражение называется определителем матрицы

(3)

и обозначается:

(3a)

Элементы Mij называются минорами элементов aij, и являются определителями матрицы (3), полученные вычеркиванием i-ой строки и j-го столбца.

Заметим, что выражение

является определителем матрицы

Если определитель (3a) неравен нулю, то x1 вычисляется из следующего выражения:

Аналогично вычисляются x2 и x3, умножая уравнения системы (2) на соответствующие выражения и суммируя:

Распространяя вышеизложенное на системы линейных уравнений с n неизвестными и n уравнениями можно сформулировать понятие определителя для квадратной матрицы порядка n.

Пусть задана матрица

(4)

Определителем порядка n, соответствующим матрице (4), называется число равное

(5)

Сделаем следующее обозначение:

Тогда выражение (5) можно переписать в следующем виде:

(6)

Aij называется алгебраическим дополнением элемента aij.

В вышеизложенном выражении определитель вычисляется суммируя произведения всех элементов первого столбца на соответствующие им алгебраические дополнения. Аналогично можно показать, что определитель равна сумме произведений всех элементов какой либо строки (или столбца) на соответствующие алгебраические дополнения:

(7)

Однако, для вычисления определителя матрицы большой размерности, такой подход требует больших усилий. Ниже мы представим более оптимальный метод вычисления определителя. Для этого сначала изложим некоторые важные свойства определителей.

Свойства определителей

  1. Перестановка строк меняет знак определителя на обратное.
  2. Общий для всех элементов множитель какой либо строки, можно выносить за знак определителя.
  3. При сложении двух определителей, различающихся только одной строкой, соответствующие элементы этой строки складываются.
  4. Прибавление одной строки к другой строке, умноженной на число, не изменяет значение определителя.
  5. При замене местами строк и столбцов (при транспонировании) определитель не изменит своего значения.

Вычисление определителя матрицы с помощью исключения Гаусса

Для вычисления определителя приведем матрицу к верхнему треугольному виду с помощью исключения Гаусса. Тогда выражение (7) примет следующий вид:

(8)

где Z— общее количество перестановок. При каждой перестановке строк, изменяется знак определителя на обратное (свойство 1). Если общее число перестановок нечетное, то нужно поменять знак произведения элементов главной диагонали на обратное.

Онлайн нахождение определителя матрицы

Для нахождения определителя матрицы вы можете использовать матричный онлайн калькулятор. Для подробного решения используйте онлайн калькулятор для вычисления определителя матрицы.

Определитель матрицы.

Навигация по странице:

  • Определение определителя матрицы
  • Свойства определителя матрицы
  • Методы вычисления определителя матрицы
    • Определитель матрицы 1×1
    • Определитель матрицы 2×2
    • Определитель матрицы 3×3
      • Правило треугольника для вычисления определителя матрицы 3-тего порядка
      • Правило Саррюса для вычисления определителя матрицы 3-тего порядка
    • Определитель матрицы произвольного размера
      • Разложение определителя по строке или столбцу
      • Приведение определителя к треугольному виду
      • Теорема Лапласа

Онлайн калькулятор. Определитель матрицы.

Определитель матрицы или детерминант матрицы — это одна из основных численных характеристик квадратной матрицы, применяемая при решении многих задач.

Определение.

Определителем матрицы n×n будет число:

det(A) = Σ(-1)N(α12,. ..,αn)·aα11·aα22·…·aαnn
12,…,αn)

где (α12,…,αn) — перестановка чисел от 1 до n, N(α12,…,αn) — число инверсий в перестановке, суммирование идёт по всем возможным перестановкам порядка n.

Обозначение

Определитель матрици A обычно обозначается det(A), |A|, или ∆(A).

Свойства определителя матрицы

  1. Определитель единичной матрицы равен единице:

    det(E) = 1

  2. Определитель матрицы с двумя равными строками (столбцами) равен нулю.

  3. Определитель матрицы с двумя пропорциональными строками (столбцами) равен нулю.

  4. Определитель матрицы, содержащий нулевую строку (столбец), равен нулю.

  5. Определитель матрицы равен нулю если две (или несколько) строк (столбцев) матрицы линейно зависимы.

  6. При транспонировании значение определителя матрицы не меняется:

    det(A) = det(AT)

  7. Определитель обратной матрицы:

    det(A-1) = det(A)-1

  8. Определитель матрицы не изменится, если к какой-то его строке (столбцу) прибавить другую строку (столбец), умноженную на некоторое число.

  9. Определитель матрицы не изменится, если к какой-то его строке (столбцу) прибавить линейную комбинации других строк (столбцов).

  10. Если поменять местами две строки (столбца) матрицы, то определитель матрицы поменяет знак.

  11. Общий множитель в строке (столбце) можно выносить за знак определителя:

    a11a12. ..a1n
    a21a22a2n
    ....
    k·ai1k·ai2k·ain
    ....
    an1an2ann
     = k
    a11a12a1n
    a21a22a2n
    ....
    ai1ai2ain
    ....
    an1an2ann

  12. Если квадратная матрица n-того порядка умножается на некоторое ненулевое число, то определитель полученной матрицы равен произведению определителя исходной матрицы на это число в n-той степени:

    B = k·A   =>   det(B) = kn·det(A)

    где A матрица n×n, k — число.

  13. Если каждый элемент в какой-то строке определителя равен сумме двух слагаемых, то исходный определитель равен сумме двух определителей, в которых вместо этой строки стоят первые и вторые слагаемые соответственно, а остальные строки совпадают с исходным определителем:

    a11a12a1n
    a21a22a2n
    ....
    bi1 + ci1bi2 + ci2bin + cin
    ....
    an1an2ann
     = 
    a11a12. ..a1n
    a21a22a2n
    ....
    bi1bi2bin
    ....
    an1an2ann
     + 
    a11a12a1n
    a21a22a2n
    ....
    ci1ci2cin
    ....
    an1an2ann

  14. Определитель верхней (нижней) треугольной матрицы равен произведению его диагональных элементов.

  15. Определитель произведения матриц равен произведению определителей этих матриц:

    det(A·B) = det(A)·det(B)


Методы вычисления определителя матрицы

Вычисление определителя матрицы 1×1

Правило:

Для матрицы первого порядка значение определителя равно значению элемента этой матрицы:

∆ = |a11| = a11


Вычисление определителя матрицы 2×2

Правило:

Для матрицы 2×2 значение определителя равно разности произведений элементов главной и побочной диагоналей:

∆ = 
a11a12
a21a22
 = a11·a22 — a12·a21

Пример 1.

Найти определитель матрицы A

A = 
57
-41

Решение:

det(A) =  = 5·1 — 7·(-4) = 5 + 28 = 33

Вычисление определителя матрицы 3×3

Правило треугольника для вычисления определителя матрицы 3-тего порядка

Правило:

Для матрицы 3×3 значение определителя равно сумме произведений элементов главной диагонали и произведений элементов лежащих на треугольниках с гранью параллельной главной диагонали, от которой вычитается произведение элементов побочной диагонали и произведение элементов лежащих на треугольниках с гранью параллельной побочной диагонали.

+

∆ = 
a11a12a13
a21a22a23
a31a32a33
 =

=  a11·a22·a33 + a12·a23·a31 + a13·a21·a32 — a13·a22·a31 — a11·a23·a32 — a12·a21·a33

Правило Саррюса для вычисления определителя матрицы 3-тего порядка

Правило:

Справа от определителя дописывают первых два столбца и произведения элементов на главной диагонали и на диагоналях, ей параллельных, берут со знаком «плюс»; а произведения элементов побочной диагонали и диагоналей, ей параллельных, со знаком «минус»:

∆ = 
a11a12a13a11a12
a21a22a23a21a22
a31a32a33a31a32
 =

=  a11·a22·a33 + a12·a23·a31 + a13·a21·a32 — a13·a22·a31 — a11·a23·a32 — a12·a21·a33

Пример 2.

Найти определитель матрицы A

A = 
571
-410
203

Решение:

det(A) = 
571
-410
203
 = 5·1·3 + 7·0·2 + 1·(-4)·0 — 1·1·2 — 5·0·0 — 7·(-4)·3 =

= 15 + 0 + 0 — 2 — 0 + 84 = 97

Вычисление определителя матрицы произвольного размера

Разложение определителя по строке или столбцу

Правило:

Определитель матрицы равен сумме произведений элементов строки определителя на их алгебраические дополнения:

n
det(A) = Σaij·Aij          — разложение по i-той строке
j = 1

Правило:

Определитель матрицы равен сумме произведений элементов столбца определителя на их алгебраические дополнения:

n
det(A) = Σaij·Aij          — разложение по j-тому столбцу
i = 1

При разложение определителя матрицы обычно выбирают ту строку/столбец, в которой/ом максимальное количество нулевых элементов.

Пример 3.

Найти определитель матрицы A

A = 
241
021
211

Решение: Вычислим определитель матрицы разложив его по первому столбцу:

det(A) = 
241
021
211
 =
= 2·(-1)1+1· + 0·(-1)2+1· + 2·(-1)3+1· =

= 2·(2·1 — 1·1) + 2·(4·1 — 2·1) = 2·(2 — 1) + 2·(4 — 2) = 2·1 + 2·2 = 2 + 4 = 6


Пример 4.

Найти определитель матрицы A

A = 
2411
0200
2113
4023

Решение: Вычислим определитель матрицы, разложив его по второй строке (в ней больше всего нулей):

det(A) = 
2411
0200
2113
4023
 =
= -0·
411
113
023
 + 2·
211
213
423
 — 0·
241
213
403
 + 0·
241
211
402
 =

= 2·(2·1·3 + 1·3·4 + 1·2·2 — 1·1·4 — 2·3·2 — 1·2·3) = 2·(6 +12 + 4 — 4 — 12 — 6) = 2·0 = 0


Приведение определителя к треугольному виду

Правило:

Используя свойства определителя для элементарных преобразований над строками и столбцами 8 — 11, определитель приводится к треугольному виду, и тогда его значение будет равно произведению элементов стоящих на главной диагонали.

Пример 5.

Найти определитель матрицы A приведением его к треугольному виду

A = 
2411
0210
2113
4023

Решение:

det(A) = 
2411
0210
2113
4023

Сначала получим нули в первом столбце под главной диагональю. Для этого отнимем от 3-тей строки 1-ую строку, а от 4-той строки 1-ую строку помноженную на 2:

det(A) = 
2411
0210
2 — 21 — 41 — 13 — 1
4 — 2·20 — 2·42 — 2·13 — 2·1
 = 
2411
0210
0-302
0-801

Получим нули во втором столбце под главной диагональю. Для этого поменяем местами 2-ой и 3-тий столбци:

det(A) = —
2141
0120
00-32
00-81

Получим нули во третьем столбце под главной диагональю. Для этого к 3-ему столбцу добавим 4-тий столбец умноженный на 8:

det(A) = —
214 + 8·11
012 + 8·00
00-3 + 8·22
00-8 + 8·11
 = —
21121
0120
00132
0001
 = -2·1·13·1 = -26

Теорема Лапласа

Теорема:

Пусть ∆ — определитель n-ого порядка. Выберем в нем произвольные k строк (столбцов), причем k < n. Тогда сумма произведений всех миноров k-ого порядка, которые содержатся в выбранных строках (столбцах), на их алгебраические дополнения равна определителю.

Онлайн калькуляторы с матрицами.

Упражнения с матрицами.

Матрицы. вступление и оглавлениеМатрицы: определение и основные понятия.Сведение системы линейных уравнений к матрице.Виды матрицУмножение матрицы на число.Сложение и вычитание матриц.Умножение матриц.Транспонирование матрицы.Элементарные преобразования матрицы.Определитель матрицы.Минор и алгебраическое дополнение матрицы.Обратная матрица.Линейно зависимые и независимые строки.Ранг матрицы.

Любые нецензурные комментарии будут удалены, а их авторы занесены в черный список!

линейная алгебра — Как найти определитель матрицы 5×5

Задавать вопрос

спросил

Изменено 1 год, 11 месяцев назад

Просмотрено 55 тысяч раз

$\begingroup$

Как мне найти определитель этого? $$\begin{bmatrix} 0& 6& −2& −1& 5\\ 0& 0& 0& −9& −7\\ 0& 15& 35& 0& 0\\ 0 &−1 &−11& −2& 1\\ −2 &−2& 3& 0& −2\end{bmatrix}$$

Я пробовал выполнять сокращения строк, но каждый раз получаю $0$ и получаю число. Я не совсем уверен, как это сделать с помощью кофакторов

  • линейной алгебры
  • определителя

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Используя разложение Лапласа по первому столбцу, проблема сразу сводится к вычислению $R=-2\cdot\det(M)$ с $$ \det M=\det\begin{pmatrix}6&-2&-1& 5 \\ 0 & 0 & -9 & -7 \\ 15 & 35 & 0 & 0 \\ -1&-11&-2&1\end{ pmatrix}=-5\cdot\det\begin{pmatrix}6&-2&1& 5 \\ 0 & 0 & 9 & -7 \\ 3 & 7 & 0 & 0 \\ -1&-11&2&1\end{pmatrix}$$ следовательно $$ R = 10\влево[-9\det\begin{pmatrix}6&-2&5 \\ 3 & 7 & 0 \\ -1&-11&1\end{pmatrix}-7\det\begin{pmatrix}6&-2&1 \\ 3 & 7 & 0 \\ -1&-11&2\end{pmatrix}\right]$$ $$ R = 10\left[-9\det\begin{pmatrix}11&53& 0 \\ 3 & 7 & 0 \\ -1&-11&1\end{pmatrix}-7\det\begin{pmatrix}6&-2&1 \ \ 3 & 7 & 0 \\ -13&-7&0\end{pmatrix}\right]$$ $$ R = 10\влево[-9\cdot(11\cdot 7-53\cdot 3)-7\cdot\влево(-7\cdot 3+7\cdot 13\вправо)\right]=\color{ красный}{2480}. $$

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Если вы хотите сделать это чисто сокращением строки:

Сначала прибавьте 6 раз четвертую строку к первой, мы получим \начать{выравнивать} \begin{vmatrix} 0& 6& −2& −1& 5\\ 0& 0& 0& −9& −7\\ 0& 15& 35& 0& 0\\ 0 &−1 &−11& −2& 1\\ −2 &−2& 3& 0& −2\end{vmatrix} =\begin{vmatrix} 0& 0& −68& −13& 11\\ 0 и 0 и 0 и −9& −7\\ 0& 15& 35& 0& 0\\ 0 &−1 &−11& −2& 1\\ −2 &−2& 3& 0& −2\end{vmatrix}. \end{выравнивание} Теперь прибавьте 15 раз четвертый ряд к третьему: $$ \begin{vmatrix} 0& 0& −68& −13& 11\\ 0& 0& 0& −9& −7\\ 0& 0& -130& -30& 15\\ 0 &−1 &−11& −2& 1\\ −2 &−2& 3& 0& −2\end{vmatrix}. $$ Теперь умножьте первую строку на 65, а третью на 34 (разумеется, выделив эти числа как делители: $$ \frac1{34\times65}\,\begin{vmatrix} 0& 0& -4420& -845& 715\\ 0 и 0 и 0 и −9& −7\\ 0& 0& -4420& -1020& 510\\ 0 &−1 &−11& −2& 1\\ −2 &−2& 3& 0& −2\end{vmatrix}. $$ Теперь вычитаем третью строку из первой: $$ \frac1{34\times65}\,\begin{vmatrix} 0& 0& 0& 175& 205\\ 0& 0& 0& −9& −7\\ 0& 0& -4420& -1020& 510\\ 0 &−1 &−11& −2& 1\\ −2 &−2& 3& 0& −2\end{vmatrix}. $$ Теперь умножьте первую строку на 9, а вторую на 175: $$\frac1{9\times34\times65\times175}\,\begin{vmatrix} 0& 0& 0& 1575& 1845\\ 0& 0& 0& −1575& −1225\\ 0& 0& -4420& -1020& 510\\ 0 &−1 &−11& −2& 1\\ −2 &−2& 3& 0& −2\end{vmatrix} $$ а затем добавьте вторую строку к первой: $$ \ frac1 {9\times34\times65\times175}\,\begin{vmatrix} 0& 0& 0& 0& 620\\ 0& 0& 0& −1575& −12255\\ 0& 0& -4420& -1020& 510\\ 0 &−1 &−11& −2& 1\\ −2 &−2& 3& 0& −2\end{vmatrix} $$

Тогда определитель равен $$ \frac{(-2)\times1\times (-4420)\times1575\times620}{9\times34\times65\times175}=2480. $$

$\endgroup$

2

линейная алгебра — Как найти определитель этой матрицы $5 \times 5$?

спросил

Изменено 6 лет, 10 месяцев назад

Просмотрено 19 тысяч раз

$\begingroup$

Как найти определитель этой матрицы?

Я знаю в матрице $3 \times 3$

$$A= 1(5\cdot 9-8\cdot 6)-2 (4\cdot 9-7\cdot 6)+3(4\cdot 8-7\cdot 5) $$

а как работать с матрицей $5\x 5$?

  • линейная алгебра
  • матрицы
  • определитель

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Когда матрица начинает увеличиваться, может быть проще использовать сокращение строк или столбцов для нахождения определителя, особенно если не так много разреженных строк или столбцов, которые можно было бы использовать в повторяющихся разложениях Лапласа. Этот метод использует тот факт, что замена двух строк/столбцов меняет знак определителя, умножение строки/столбца на скаляр умножает определитель на ту же величину, а добавление скаляра, кратного одной строке/столбцу, к другой оставляет определитель без изменений.

Для вашей матрицы мы можем начать с прибавления $3$ от первой строки к четвертой: $$\begin{vmatrix} 1 и 2 и 3 и 4 и 1 \\ 0 и -1 и 2 и 4 и 2 \\ 0 и 0 и 4 и 0 и 0 \\ 0 и 0 и 0 и 0 и 7 \\ 0 и 0 и 1 и 1 и 1 \notag \end{vmatrix}$$ Очистить первую и вторую строки: $$\begin{vmatrix} 1 и 0 и 0 и 0 и 0 \\ 0 и -1 и 0 и 0 и 0 \\ 0 и 0 и 4 и 0 и 0 \\ 0 и 0 и 0 и 0 и 7 \\ 0 и 0 и 1 и 1 и 1 \notag \end{vmatrix}$$ Очистить третий и последний столбцы: $$\begin{vmatrix} 1 и 0 и 0 и 0 и 0 \\ 0 и -1 и 0 и 0 и 0 \\ 0 и 0 и 4 и 0 и 0 \\ 0 и 0 и 0 и 0 и 7 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \notag \end{vmatrix}$$ Поменяйте местами четвертую и пятую строки: $$-1\cdot\begin{vmatrix} 1 и 0 и 0 и 0 и 0 \\ 0 и -1 и 0 и 0 и 0 \\ 0 и 0 и 4 и 0 и 0 \\ 0 и 0 и 0 и 1 и 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 7 \notag \end{vmatrix}$$ В этот момент мы можем остановиться и перемножить диагональные элементы вместе, чтобы найти определитель, который равен 28.

Обновление: Должен отметить, что я проделал гораздо больше работы, чем необходимо выше. Вам не нужно выполнять полное сокращение строк — достаточно привести матрицу к верхнетреугольному виду, поскольку определитель такой матрицы также является произведением ее элементов главной диагонали. После первого шага, описанного выше, мы можем перейти непосредственно к добавлению $-\frac14$, умноженных на третью строку, к последней: $$\begin{vmatrix} 1 и 2 и 3 и 4 и 1 \\ 0 и -1 и 2 и 4 и 2 \\ 0 и 0 и 4 и 0 и 0 \\ 0 и 0 и 0 и 0 и 7 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 1 \notag \end{vmatrix}$$ и затем поменять местами последние две строки$$-1\cdot\begin{vmatrix} 1 и 2 и 3 и 4 и 1 \\ 0 и -1 и 2 и 4 и 2 \\ 0 и 0 и 4 и 0 и 0 \\ 0 и 0 и 0 и 1 и 1 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 7 \notag \end{vmatrix}.$$ Это, очевидно, имеет тот же определитель, что и результат приведенной выше полной редукции строк.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Разложение определителя по Лапласу можно выполнить, используя любую строку или столбец квадратной матрицы. {4+4}b_{44}\left|\begin{array}{ccc}1&2&4\\0&-1&4\\-3&-6&-12\end{массив}\right|\right ) = 4\left(-\left|\begin{array}{ccc}1&2&1\\0&-1&2\\-3&-6&4\end{array}\right| + \left|\begin{array}{ccc} 1&2&4\\0&-1&4\\-3&-6&-12\конец{массив}\право|\право)$$ Первый столбец подходит для обоих этих расширений определителя 3×3. Я опущу символику кофактора, так как вы уже знаете, как разложить детерминанты 3×3: $$4\left(-\left(\left|\begin{array}{cc}-1&2\\-6&4\end{массив}\right| — 3\left|\begin{array}{cc}2&1\\ -1&2\конец{массив}\право|\право) + \влево(\влево|\начало{массив}{cc} -1&4\\-6&-12\конец{массив}\вправо| — 3\влево|\ begin{массив}{cc}2&4\\-1&4\end{массив}\right|\right)\right)$$ И, наконец, разложим определители 2×2: $4(-((-4-(-12)) — 3(4 — (-1))) + ((12-(-24)) — 3(8-(-4)))) = 28$ $

$\endgroup$

$\begingroup$

1) Сначала выберите самую простую строку/столбец для расширения, чтобы сэкономить работу. Третья строка в вашем случае имеет только одну ненулевую запись.

2) Развернуть по этому ряду. Вы получаете

\begin{equation} 4 \begin{vmatrix} 1 и 2 и 4 и 1 \\ 0 и -1 и 4 и 2 \\ -3&-6&-12&4\ 0 и 0 и 1 и 1 \нетаг \end{vmatrix}, \end{уравнение} так как все остальные члены равны нулю. Эта матрица получается удалением третьей строки и третьего столбца.

3) Повторив процесс снова с этим новым определителем 4×4, вы получите ответ в терминах определителей 3×3, и, судя по всему, вы знаете, как с ними обращаться…

$\endgroup$

$\begingroup$

Умножив 1-ю строку на $3$ и прибавив к 4-й строке, а затем умножив 3-ю строку полученной матрицы на $-\frac 1 4$ и прибавив к 5-й строке, получим

$$ \det \begin{bmatrix} 1 & 2 & 3 & 4 & 1\\ 0 & -1 & 2 & 4 & 2\\ 0 & 0 & 4 & 0 & 0\\ -3 & -6 & -9& -12 & 4\\ 0 & 0 & 1 & 1 & 1\end{bmatrix} = \det \begin{bmatrix} 1 & 2 & 3 & 4 & 1\\ 0 & -1 & 2 & 4 & 2 \\ 0 & 0 & 4 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 7\\ 0 & 0 & 1 & 1 & 1\end{bmatrix} = \det \begin{bmatrix} 1 & 2 & 3 & 4 & 1\\ 0 & -1 & 2 & 4 & 2\\ 0 & 0 & 4 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 & 7\\ 0 & 0 & 0 & 1 & 1 \end{bmatrix}$$

Мы получили блочную верхнюю треугольную матрицу.

Перевести из jpg в пдф онлайн конвертер: Конвертировать JPG в PDF — быстрый, онлайн, бесплатный

Преобразование любого файла JPG — легко с PDFSimpli

  

Ильин В. А. и др. Математический анализ. Начальный курс/В. А. Ильин, В. А. Садовничий, Бл. Х. Сендов. Под ред. А. Н. Тихонова,— 2-е изд., перераб., — М.: Изд-во МГУ, 1985. — 662 с.

Учебник представляет собой первую часть трехтомного курса математического анализа для высших учебных заведений СССР, Болгарии и Венгрии, написанного в соответствии с соглашением о сотрудничестве между Московским, Софийским и Будапештским университетами. Книга включает в себя теорию вещественных чисел, теорию пределов, теорию непрерывности функций, дифференциальное и интегральное исчисления функций одной переменной и их приложения, дифференциальное исчисление функций многих переменных и теорию неявных функций.



Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ ТИТУЛЬНОГО РЕДАКТОРА
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ
Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
Глава 2. ВЕЩЕСТВЕННЫЕ ЧИСЛА
2. Недостаточность рациональных чисел для измерения отрезков числовой оси.
3. Упорядочение множества бесконечных десятичных дробей.
§ 2. ОГРАНИЧЕННЫЕ СВЕРХУ (ИЛИ СНИЗУ) МНОЖЕСТВА ЧИСЕЛ, ПРЕДСТАВИМЫХ БЕСКОНЕЧНЫМИ ДЕСЯТИЧНЫМИ ДРОБЯМИ
2. Существование точных граней.
§ 3. ПРИБЛИЖЕНИЕ ЧИСЕЛ, ПРЕДСТАВИМЫХ БЕСКОНЕЧНЫМИ ДЕСЯТИЧНЫМИ ДРОБЯМИ, РАЦИОНАЛЬНЫМИ ЧИСЛАМИ
§ 4. ОПЕРАЦИИ СЛОЖЕНИЯ И УМНОЖЕНИЯ. ОПИСАНИЕ МНОЖЕСТВА ВЕЩЕСТВЕННЫХ ЧИСЕЛ
2. Существование и единственность суммы и произведения вещественных чисел.
§ 5. СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВЕННЫХ ЧИСЕЛ
2. Некоторые часто употребляемые соотношения.
3. Некоторые конкретные множества вещественных чисел.
§ 6. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ ВЕЩЕСТВЕННЫХ ЧИСЕЛ
2. Аксиоматическое введение множества вещественных чисел.
§ 7. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ МНОЖЕСТВ
2. Операции над множествами.
3. Счетные и несчетные множества. Несчетность сегмента [0, 1]. Мощность множества.
4. Свойства операций над множествами. Отображение множеств.
Глава 3. ТЕОРИЯ ПРЕДЕЛОВ
§ 1. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ И ЕЕ ПРЕДЕЛ
2. Ограниченные, неограниченные, бесконечно малые и бесконечно большие последовательности.
3. Основные свойства бесконечно малых последовательностей.
4. Сходящиеся последовательности и их свойства.
§ 2. МОНОТОННЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
2. Теорема о сходимости монотонной ограниченной последовательности.
4. Примеры сходящихся монотонных последовательностей.
§ 3. ПРОИЗВОЛЬНЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
2. Расширение понятий предельной точки и верхнего и нижнего пределов.
3. Критерий Коши сходимости последовательности.
§ 4. ПРЕДЕЛ (ИЛИ ПРЕДЕЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ) ФУНКЦИИ
2. Предел функции по Гейне и по Коши.
3. Критерий Коши существования предела функции.
4. Арифметические операции над функциями, имеющими предел.
5. Бесконечно малые и бесконечно большие функции.
§ 5. ОБЩЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ФУНКЦИИ ПО БАЗЕ
Глава 4. НЕПРЕРЫВНОСТЬ ФУНКЦИИ
§ 1. ПОНЯТИЕ НЕПРЕРЫВНОСТИ ФУНКЦИИ
2. Арифметические операции над непрерывными функциями.
3. Сложная функция и ее непрерывность.
§ 2. СВОЙСТВА МОНОТОННЫХ ФУНКЦИЙ
2. Понятие обратной функции.
§ 3. ПРОСТЕЙШИЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ФУНКЦИИ
2. Логарифмическая функция.
3. Степенная функция.
4. Тригонометрические функции.
5. Обратные тригонометрические функции.
6. Гиперболические функции.
§ 4. ДВА ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫХ ПРЕДЕЛА
2. Второй замечательный предел.
§ 5. ТОЧКИ РАЗРЫВА ФУНКЦИИ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ
2. О точках разрыва монотонной функции.
§ 6. ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА НЕПРЕРЫВНЫХ ФУНКЦИЙ
2. Глобальные свойства непрерывных функций.
3. Понятие равномерной непрерывности функции.
4. Понятие модуля непрерывности функции.
§ 7. ПОНЯТИЕ КОМПАКТНОСТИ МНОЖЕСТВА
2. О покрытиях множества системой открытых множеств.
3. Понятие компактности множества.
Глава 5. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ
§ 1. ПОНЯТИЕ ПРОИЗВОДНОЙ
2. Определение производной.
3. Геометрический смысл производной.
§ 2. ПОНЯТИЕ ДИФФЕРЕНЦИРУЕМОСТИ ФУНКЦИИ
2. Дифференцируемость и непрерывность.
3. Понятие дифференциала функции.
§ 3. ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЕ СЛОЖНОЙ ФУНКЦИИ И ОБРАТНОЙ ФУНКЦИИ
2. Дифференцирование обратной функции.
3. Инвариантность формы первого дифференциала.
4. Применение дифференциала для установления приближенных формул.
§ 4. ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЕ СУММЫ, РАЗНОСТИ, ПРОИЗВЕДЕНИЯ И ЧАСТНОГО ФУНКЦИЙ
§ 5. ПРОИЗВОДНЫЕ ПРОСТЕЙШИХ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ФУНКЦИЙ
2. Производная логарифмической функции.
3. Производные показательной и обратных тригонометрических функций.
4. Производная степенной функции.
5. Таблица производных простейших элементарных функций.
6. Таблица дифференциалов простейших элементарных функций.
7. Логарифмическая производная. Производная степенно-показательной функции.
§ 6. ПРОИЗВОДНЫЕ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ ВЫСШИХ ПОРЯДКОВ
2. n-ые производные некоторых функций.
3. Формула Лейбница для n-й производной произведения двух функций.
4. Дифференциалы высших порядков.
§ 7. ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЕ ФУНКЦИИ, ЗАДАННОЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКИ
§ 8. ПРОИЗВОДНАЯ ВЕКТОРНОЙ ФУНКЦИИ
Глава 6. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕМЫ О ДИФФЕРЕНЦИРУЕМЫХ ФУНКЦИЯХ
§ 1. ВОЗРАСТАНИЕ (УБЫВАНИЕ) ФУНКЦИИ В ТОЧКЕ. ЛОКАЛЬНЫЙ ЭКСТРЕМУМ
§ 2. ТЕОРЕМА О НУЛЕ ПРОИЗВОДНОЙ
§ 3. ФОРМУЛА КОНЕЧНЫХ ПРИРАЩЕНИЙ (ФОРМУЛА ЛАГРАНЖА)
§ 4. НЕКОТОРЫЕ СЛЕДСТВИЯ ИЗ ФОРМУЛЫ ЛАГРАНЖА
2. Условия монотонности функции на интервале.
3. Отсутствие разрывов первого рода и устранимых разрывов у производной.
4. Вывод некоторых неравенств.
§ 5. ОБОБЩЕННАЯ ФОРМУЛА КОНЕЧНЫХ ПРИРАЩЕНИЙ (ФОРМУЛА КОШИ)
§ 6. РАСКРЫТИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ (ПРАВИЛО ЛОПИТАЛЯ)
2. Раскрытие неопределенности вида oo/oo
3. Раскрытие неопределенностей других видов.
§ 7. ФОРМУЛА ТЕЙЛОРА
§ 8. РАЗЛИЧНЫЕ ФОРМЫ ОСТАТОЧНОГО ЧЛЕНА. ФОРМУЛА МАКЛОРЕНА
2. Другая запись формулы Тейлора.
3. Формула Маклорена.
§ 9. ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО ЧЛЕНА. РАЗЛОЖЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ФУНКЦИЙ
2. Разложение по формуле Маклорена некоторых элементарных функций.
§ 10. ПРИМЕРЫ ПРИЛОЖЕНИЙ ФОРМУЛЫ МАКЛОРЕНА
2. Доказательство иррациональности числа е.
3. Вычисление значений тригонометрических функций.
4. Асимптотическая оценка элементарных функций и вычисление пределов.
Глава 7. ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАФИКА ФУНКЦИИ И ОТЫСКАНИЕ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИИ
§ 1. ОТЫСКАНИЕ СТАЦИОНАРНЫХ ТОЧЕК
2. Отыскание стационарных точек.
3. Первое достаточное условие экстремума.
4. Второе достаточное условие экстремума.
5. Третье достаточное условие, экстремума.
6. Экстремум функции, недифференцируемой в данной точке.
7. Общая схема отыскания экстремумов.
§ 2. ВЫПУКЛОСТЬ ГРАФИКА ФУНКЦИИ
§ 3. ТОЧКИ ПЕРЕГИБА
2. Первое достаточное условие перегиба.
3. Некоторые обобщения первого достаточного условия перегиба.
4. Второе достаточное условие перегиба.
5. Третье достаточное условие перегиба.
§ 4. АСИМПТОТЫ ГРАФИКА ФУНКЦИИ
§ 6. ГЛОБАЛЬНЫЕ МАКСИМУМ И МИНИМУМ ФУНКЦИИ НА СЕГМЕНТЕ. КРАЕВОЙ ЭКСТРЕМУМ
2. Краевой экстремум.
3. Теорема Дарбу.
ДОПОЛНЕНИЕ
Алгоритм отыскания экстремальных значений функции, использующий только значения этой функции
Глава 8. ПЕРВООБРАЗНАЯ ФУНКЦИЯ И НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ
§ 1. ПОНЯТИЕ ПЕРВООБРАЗНОЙ ФУНКЦИИ И НЕОПРЕДЕЛЕННОГО ИНТЕГРАЛА
2. Неопределенный интеграл.
3. Основные свойства неопределенного интеграла.
4. Таблица основных неопределенных интегралов.
§ 2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ
2. Интегрирование по частям.
§ 3. КЛАССЫ ФУНКЦИЙ, ИНТЕГРИРУЕМЫХ в ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ФУНКЦИЯХ
2. Краткие сведения о корнях алгебраических многочленов.
3. Разложение алгебраического многочлена с вещественными коэффициентами на произведение неприводимых множителей.
4. Разложение правильной рациональной дроби на сумму простейших дробей.
5. Интегрируемость рациональной дроби в элементарных функциях.
6. Интегрируемость в элементарных функциях некоторых тригонометрических и иррациональных выражений.
§ 4. ЭЛЛИПТИЧЕСКИЕ ИНТЕГРАЛЫ
Глава 9. ОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ РИМАНА
ИНТЕГРАЛ РИМАНА: § 2. ВЕРХНИЕ И НИЖНИЕ СУММЫ И ИХ СВОЙСТВА
2. Основные свойства верхних и нижних сумм.
§ 3. ТЕОРЕМЫ О НЕОБХОДИМЫХ И ДОСТАТОЧНЫХ УСЛОВИЯХ ИНТЕГРИРУЕМОСТИ ФУНКЦИЙ. КЛАССЫ ИНТЕГРИРУЕМЫХ ФУНКЦИЙ
2. Классы интегрируемых функций.
§ 4. СВОЙСТВА ОПРЕДЕЛЕННОГО ИНТЕГРАЛА. ОЦЕНКИ ИНТЕГРАЛОВ. ТЕОРЕМЫ О СРЕДНЕМ ЗНАЧЕНИИ
2. Оценки интегралов.
§ 5. ПЕРВООБРАЗНАЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ФУНКЦИИ. ПРАВИЛА ИНТЕГРИРОВАНИЯ ФУНКЦИЙ
2. Основная формула интегрального исчисления.
3. Важные правила, позволяющие вычислять определенные интегралы.
4. Остаточный член формулы Тейлора в интегральной форме.
§ 6. НЕРАВЕНСТВА ДЛЯ СУММ И ИНТЕГРАЛОВ
2. Неравенство Гёльдера для сумм.
3. Неравенство Минковского для сумм.
4. Неравенство Гёльдера для интегралов.
5. Неравенство Минковского для интегралов.
§ 7. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОПРЕДЕЛЕННОМ ИНТЕГРАЛЕ РИМАНА
2. Критерий интегрируемости Лебега.
ДОПОЛНЕНИЕ 1. НЕСОБСТВЕННЫЕ ИНТЕГРАЛЫ
2. Критерий Коши сходимости несобственного интеграла первого рода.
3. Абсолютная и условная сходимость несобственных интегралов.
4. Замена переменных под знаком несобственного интеграла и формула интегрирования по частям.
§ 2. Несобственные интегралы второго рода
§ 3. Главное значение несобственного интеграла
ДОПОЛНЕНИЕ 2. Интеграл Стилтьеса
2. Свойства интеграла Стилтьеса.
Глава 10. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕННОГО ИНТЕГРАЛА
§ 1. ДЛИНА ДУГИ КРИВОЙ
2. Понятие параметризуемой кривой.
3. Длина дуги кривой. Понятие спрямляемой кривой.
4. Критерий спрямляемости кривой. Вычисление длины дуги кривой.
5. Дифференциал дуги.
6. Примеры.
§ 2. ПЛОЩАДЬ ПЛОСКОЙ ФИГУРЫ
2. Площадь плоской фигуры.
3. Площадь криволинейной трапеции и криволинейного сектора.
4. Примеры вычисления площадей.
§ 3. ОБЪЕМ ТЕЛА В ПРОСТРАНСТВЕ
2. Некоторые классы кубируемых тел.
3. Примеры.
Глава 11. m.
3. Предел функции m переменных.
4. Бесконечно малые функции m переменных.
5. Повторные пределы.
§ 3. НЕПРЕРЫВНОСТЬ ФУНКЦИИ m ПЕРЕМЕННЫХ
2. Непрерывность функции m переменных по одной переменной.
3. Основные свойства непрерывных функций нескольких переменных.
§ 4. ПРОИЗВОДНЫЕ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ ФУНКЦИИ НЕСКОЛЬКИХ ПЕРЕМЕННЫХ
2. Дифференцируемость функции нескольких переменных.
3. Геометрический смысл условия дифференцируемости функции двух переменных.
4. Достаточные условия дифференцируемости.
5. Дифференциал функции нескольких переменных.
6. Дифференцирование сложной функции.
7. Инвариантность формы первого дифференциала.
8. Производная по направлению. Градиент.
§ 5. ЧАСТНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ ВЫСШИХ ПОРЯДКОВ
2. Дифференциалы высших порядков.
3. Формула Тейлора с остаточным членом в форме Лагранжа и в интегральной форме.
4. Формула Тейлора с остаточным членом в форме Пеано.
§ 6. ЛОКАЛЬНЫЙ ЭКСТРЕМУМ ФУНКЦИИ m ПЕРЕМЕННЫХ
2. Достаточные условия локального экстремума функции m переменных.
3. Случай функции двух переменных.
ДОПОЛНЕНИЕ 1. Градиентный метод поиска экстремума сильно выпуклой функции
1. Выпуклые множества и выпуклые функции.
2. Существование минимума у сильно выпуклой функции и единственность минимума у строго выпуклой функции.
3. Поиск минимума сильно выпуклой функции.
ДОПОЛНЕНИЕ 2. Метрические, нормированные пространства
2. Открытые и замкнутые множества.
3. Прямое произведение метрических пространств.
4. Всюду плотные и совершенные множества.
5. Сходимость. Непрерывные отображения.
6. Компактность.
7. Базис пространства.
Топологические пространства
Линейные нормированные пространства, линейные операторы
ДОПОЛНЕНИЕ 3. Дифференциальное исчисление в линейных нормированных пространствах
2. Формула Лагранжа конечных приращений.
3. Связь между слабой и сильной дифференцируемостью.
4. Дифференцируемость функционалов.
5. Интеграл от абстрактных функций.
6. Формула Ньютона — Лейбница для абстрактных функций.
7. Производные второго порядка.
8. Отображение m-мерного евклидова пространства в n-мерное.
9. Производные и дифференциалы высших порядков.
10. Формула Тейлора для отображений одного нормированного пространства в другое.
Исследование на экстремум функционалов в нормированных пространствах
2. Достаточные условия экстремума.
Глава 13. НЕЯВНЫЕ ФУНКЦИИ
§ 1. СУЩЕСТВОВАНИЕ И ДИФФЕРЕНЦИРУЕМОСТЬ НЕЯВНО ЗАДАННОЙ ФУНКЦИИ
2. Вычисление частных производных неявно заданной функции.
3. Особые точки поверхности и плоской кривой.
4. Условия, обеспечивающие существование для функции y=f(x) обратной функции.
§ 2. НЕЯВНЫЕ ФУНКЦИИ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ СИСТЕМОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ
2. Вычисление частных производных функций, неявно определяемых посредством системы функциональных уравнений.
3. Взаимно однозначное отображение двух множеств m-мерного пространства.
§ 3. ЗАВИСИМОСТЬ ФУНКЦИЙ
2. Функциональные матрицы и их приложения.
§ 4. УСЛОВНЫЙ ЭКСТРЕМУМ
2. Метод неопределенных множителей Лагранжа.
3. Достаточные условия.
4. Пример.
ДОПОЛНЕНИЕ
Отображения банаховых пространств. Аналог теоремы о неявной функции
2. Случай конечномерных пространств.
3. Особые точки поверхности в пространстве n измерений. Обратное отображение.
4. Условный экстремум в случае отображений нормированных пространств.