Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Математика : алгебра и начала математического анализа, геометрия. Алгебра и начала математического анализа : 11-й класс (углублённый уровень)

Покупка
ФПУ
Артикул: 815857.01.99
Учебник является частью УМК по математике для 10—11 классов, изучающих предмет на углублённом уровне. Теоретический материал разделён на обязательный и дополнительный, система заданий дифференцирована по уровню сложности, каждый пункт главы завершается контрольными вопросами и заданиями, а каждая глава — домашней контрольной работой. В учебник включены темы проектов и сделаны ссылки на интернет-ресурсы. Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего (полного) общего образования, имеет гриф «Допущено» и включён в Федеральный перечень.
Муравин, Г. К. Математика : алгебра и начала математического анализа, геометрия. Алгебра и начала математического анализа : 11-й класс (углублённый уровень) : учебник / Г. К. Муравин, О. В. Муравина. — 9-е изд., стер. — Москва : Просвещение, 2022. — 318, [2] с. : ил. - ISBN 978-5-09-101582-9. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1931469 (дата обращения: 27.07.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
УДК 373.167.1:512+512(075.3)
ББК 22.14я721
 
М91

Муравин, Георгий Константинович.
Математика : алгебра и начала математического анализа, 
геометрия. Алгебра и начала математического анализа : 
11-й класс : углублённый уровень : учебник : издание  
в pdf-формате / Г. К. Муравин, О. В. Муравина. — 9-е изд., 
стер. — Москва : Просвещение, 2022. — 318, [2] с. : ил.
ISBN 978-5-09-101582-9 (электр. изд.). — Текст : электронный.

ISBN 978-5-09-091755-1 (печ. изд.).
Учебник является частью УМК по математике для 10—11 классов, 
изучающих предмет на углублённом уровне. Теоретический материал 
разделён на обязательный и дополнительный, система заданий дифференцирована 
по уровню сложности, каждый пункт главы завершается 
контрольными вопросами и заданиями, а каждая глава — домашней контрольной 
работой. В учебник включены темы проектов и сделаны ссылки 
на интернет-ресурсы.
Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному 
стандарту среднего (полного) общего образования, имеет гриф 
«Допущено» и включён в Федеральный перечень.

УДК 373.167.1:512+512(075.3)
ББК 22.14я721

М91

ISBN 978-5-09-101582-9 (электр. изд.)
ISBN 978-5-09-091755-1 (печ. изд.)
© АО «Издательство «Просвещение», 2021
©  Художественное оформление. 
АО «Издательство «Просвещение», 2021 
Все права защищены

Учебник допущен к использованию при реализации имеющих государственную 
аккредитацию образовательных программ начального 
общего, основного общего, среднего общего образования организациями, 
осуществляющими образовательную деятельность, в соответствии 
с Приказом Министерства просвещения Российской Федерации № 254 
от 20.05.2020 (в редакции Приказа № 766 от 23.12.2020)

Издание выходит в pdf-формате.

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
Оглавление

От авторов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
5

Глава 1. Непрерывность 
и пределы функции

1.
Непрерывность функции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
7
2.
Предел функции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
18
3.
Свойства пределов и асимптоты графика функции  
26

Глава 2. Производная функции

4.
Касательная к графику функции  . . . . . . . . . . . . . . 
37
5.
Производная и дифференциал функции . . . . . . . . . 
43
6.
Точки возрастания, убывания и экстремума
функции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
53

Глава 3. Техника дифференцирования 

7.
Производная суммы, произведения и частного 
функций  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
66
8.
Производная сложной функции  . . . . . . . . . . . . . . . 
77
9.
Формулы производных основных функций . . . . . . 
82
10.
Наибольшее и наименьшее значения функции  . . . 
94
11.
Вторая производная . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
102

Глава 4. Интеграл и первообразная 

12.
Площадь криволинейной трапеции. . . . . . . . . . . . . 
111
13.
Первообразная  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
119

Глава 5. Уравнения, 
неравенства и их системы

14.
Целые корни многочлена с целыми
коэффициентами  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
132
15.
Теорема Безу и следствие из неё  . . . . . . . . . . . . . . . 
138

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
16.
Уравнения и неравенства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
17.
Системы уравнений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
18.
Задания с параметрами. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

Глава 6. Элементы теории вероятностей
и статистики

19.
Сумма и произведение событий  . . . . . . . . . . . . . . . . 176
20.
Понятие о статистике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

Глава 7. Комплексные числа

21.
Формула корней кубического уравнения  . . . . . . . . 200
22.
Алгебраическая форма комплексныого числа  . . . . 203
23.
Геометрическое представление комплексного
числа  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
24.
Тригонометрическая форма комплексного числа. . 213
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Домашние контрольные работы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
Ответы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Советы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
Решения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Список литературы и интернет-ресурсов  . . . . . . . . . . . . 309
Темы проектов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
Основные формулы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
Предметный указатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
Уважаемые старшеклассники!

В этом году вы завершаете изучение школьного курса математики. 
Авторы постарались помочь вам как в изучении
нового материала, так и в повторении изученного ранее.
Знать математику — это значит уметь решать задачи.
Именно задачи вам предстоит решать на ЕГЭ. В учебнике
задачи разной степени трудности.
В задачах, номера которых не имеют обозначений, вы не

должны испытать затруднений. Значком «
» отмечены задания, 
в которых путь к ответу, как правило, связан с некоторыми 
техническими сложностями.
Задачи, над которыми следует подумать, имеют обозначе
ние «
». План решения таких задач полезно обсудить в
классе с учителем.
Символом «*» обозначены наиболее трудные задачи.
Значком «
» отмечены задания, которые следует выполнять 
с помощью калькулятора. В учебнике рассматривается
калькулятор операционной системы Windows.
При изучении математики в 11 классе вам предстоит строить 
много графиков. В некоторых случаях работу в тетради
полезно совмещать, а иногда и заменять работой на компьютере 
в одной из компьютерных программ построения и исследования 
графиков функций и уравнений. Такие программы
свободно и бесплатно распространяются в Интернете. Мы рекомендуем 
две русифицированные программы GeoGebra и
WinPlot. Выполненные в этих программах решения задач
красивы и наглядны. Многие из них размещены школьниками 
и учителями математики в Интернете, где их можно посмотреть. 
Надеемся, что и ваши решения можно будет там
увидеть.

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
В тексте учебника рекомендация использовать какую-ни
будь компьютерную программу обозначается символом 
.
Вместе с основным материалом, изучение которого обязательно, 
в учебнике есть и дополнительный материал, знакомство 
с которым желательно. Начало дополнительного материала 
обозначается «
», а конец — «
».
В разделе «Основные формулы» в конце учебника вы можете 
найти нужную формулу.
Решив задачу, сравните свой ответ с ответом в учебнике.
Если выполнить задание вы не можете, то прочитайте совет 
к задаче или посмотрите её решение. В этом вам помогут
разделы «Ответы», «Советы» и «Решения».
Каждый пункт учебника завершается контрольными вопросами 
и заданиями, а к главам учебника предлагаются домашние 
контрольные работы с указанием примерного времени, 
на которое рассчитано их выполнение.
Задания домашних контрольных работ разбиты на три
уровня, которые соответствуют удовлетворительной, хорошей 
и отличной оценке, так что вы сами сможете оценить
свои математические достижения.
Если вы можете ответить на контрольные вопросы, справляетесь 
с контрольными заданиями и выполнили домашнюю
контрольную работу, значит, материал вами усвоен.
В конце учебника имеется предметный указатель, особенно 
полезный при повторении.
В учебник не вошли многие важные и интересные математические 
вопросы, поэтому для тех, кто интересуется математикой, 
в справочном разделе учебника имеется список
дополнительной литературы и интернет-ресурсов.

Авторы желают вам успехов!

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
Глава 1

НЕПРЕРЫВНОСТЬ
И  ПРЕДЕЛЫ  ФУНКЦИИ

В первом пункте этой главы речь пойдёт о различии между
описательно-интуитивными и строгими математическими
определениями, во втором пункте вы познакомитесь с важнейшим 
математическим понятием предела функции, а в
третьем пункте вычисление пределов позволит более точно
строить графики функций.

В 10 классе вы познакомились с терминами «непрерывность
функции», «промежуток непрерывности функции» и «точка
разрыва функции». На рисунке 1 изображён график непрерывной 
функции y = x2.

Кусочно-заданная функция  y = 
 (рис. 2), 

известная в математике как функция y = sign x1, имеет
разрыв в точке x = 0.

1 Функция сигнум (sign — сокращение латинского слова
signum — знак) была введена немецким математиком, иностранным 

членом-корреспондентом 
Петербургской 
академии 
наук
Л. Кронекером в 1878 г.

1. Непрерывность функции

Рис. 1
Рис. 2

1 при x > 0,
0 при x = 0,
–1 при x < 0 

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
Глава 1.  НЕПРЕРЫВНОСТЬ И ПРЕДЕЛЫ ФУНКЦИИ

Первый из графиков можно изобразить, не отрывая карандаш 
от бумаги, а при изображении второго карандаш придётся 
оторвать. Именно на этом основывалось начальное представление 
о непрерывности функций, которым вы пользовались 
в 10 классе. Так, в частности, свойство сохранять знак,
которым обладает непрерывная функция, которая не обращается 
в нуль на промежутке, позволяло решать неравенства
методом интервалов.

Пример 1.  Решить неравенство 
 0.

Р е ш е н и е.
 Найдём границы промежутков знакопостоянства
функции, заданной левой частью неравенства. К этим границам 
относятся нули числителя, нуль знаменателя, и, конечно,
сами промежутки должны входить в ОДЗ неравенства (область
допустимых значений переменной x). ОДЗ: log2 (2x + 3) – 3 ≠ 0,

 
Нули числителя: x2 – 3x – 4 = 0,       x1 = –1, x2 = 4.
Нуль знаменателя: x = 2,5.
 Отметим найденные границы с учётом нестрогости данного 
неравенства (рис. 3, а).
 Определим знаки функции на отмеченных промежутках 
и проведём кривую знаков.
На самом правом промежутке положителен 
и числитель, и знаменатель 
дроби, а при переходе через
точки 4, 2,5 и –1 или числитель, или
знаменатель свой знак изменяют,
что влечёт изменение знака функции (
рис. 3, б).
О т в е т:  –1,5 < x –1; 2,5 < x 4.
Образных представлений о непрерывности 
было вполне достаточно 
для решения различных задач,
пока речь шла об элементарных
функциях1. Однако переход к более

1 Напомним, что к элементарным относятся функции, задаваемые 
формулами, содержащими степени, радикалы, логарифмы,
тригонометрические и обратные тригонометрические функции,
а также дроби и арифметические знаки действий.

x2 – 3x – 4
log2 2x + 3
(
) – 3
---------------------------------------------
1

2x + 3 > 0, 
2x + 3 ≠ 8;

x > –1,5, 
x ≠ 2,5.

2

3

Рис. 3

а)

б)

x
–1,5 –1
2,5
4

x
–1,5 –1 2,5
4
–
–
+
+

ОДЗ

ОДЗ

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
1. Непрерывность функции

сложным числовым функциям заставил математиков задуматься 
над проблемой строгости своей науки и, в частности,
сформулировать определения на математическом языке.
Так, как сформулировано, например, определение возрастающей 
функции. 

В отличие от этого определения, основанного на простом
сравнении чисел, говоря о непрерывности, мы оперируем неким 
описательным понятием возможности изображения
карандашом. Однако здравый смысл подсказывает, что уже
первый из упомянутых в этом пункте графиков, график
функции y = x2, изобразить карандашом нельзя, поскольку
он бесконечен, а изображаем мы лишь его часть. Но если график 
вообще нельзя изобразить, то вопрос о том, как именно
его нельзя изобразить, отрывая или не отрывая карандаш от
бумаги, звучит несколько странно.
Обойти проблему бесконечности можно, рассматривая графики 
функций на небольших участках, т. е. в ближайших
окрестностях точек графика.
В точке x0 функция y = f(x) может оказаться непрерывной
(рис. 4) или иметь в ней разрыв (рис. 5).

На рисунке 4 точка M(x; y), изображающая остриё грифеля 
карандаша, двигаясь по графику функции, может оказаться 
как угодно близко к точке M0(x0; y0). При этом всё
меньше и меньше будут отличаться друг от друга как абсциссы 
точек M и M0, так и их ординаты. Заметим, что абсциссы

Функция y = f(x) называется возрастающей 
на множестве S, если для любых двух чисел x1 и x2, 
принадлежащих этому множеству, из x1 < x2 следует 
f(x1) < f(x2).

у

x

M0

M

x
x0
0

y0

y

у

x

M

x
x0
0

y0

y

M0

1

2

y = f(x)
y = f(x)

Рис. 4
Рис. 5

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
Глава 1.  НЕПРЕРЫВНОСТЬ И ПРЕДЕЛЫ ФУНКЦИИ

точек M и M0 отличаются на |x – x0 |, а их ординаты на | y – y0|
(модули здесь поставлены, чтобы учесть возможность приближения 
к точке M0 с другой стороны, чем изображено на
рисунке). Изменяя абсциссу точки M, мы можем так уменьшить 
значение |x – x0|, что соответствующее значение |y – y0|
станет как угодно малым, т. е. меньшим, чем любое заранее
заданное положительное число. На этом и основывается строгое 
математическое определение непрерывности функции
в точке.

Это определение было предложено знаменитым французским 
математиком Огюстеном Луи Коши2 в 20-е гг. XIX в.

Пример 2.  Доказать, что функция y = 2x + 3 непрерывна 
в любой точке x0.

Д о к а з а т е л ь с т в о.  Для произвольного положительного 
числа ε нам нужно найти такое число δ, чтобы из неравенства |
x – x0| < δ следовало неравенство |2x + 3 – (2x0 + 3)| < ε.
Преобразуем последнее неравенство:

|2x + 3 – (2x0 + 3)| < ε ⇔
⇔ |2x – 2x0| < ε ⇔ 2|x – x0| < ε ⇔ 

⇔ |x – x0| < 
.

Для любого ε > 0 при δ = 
 из неравенства |x – x0| < δ следу
ет неравенство |2x + 3 – (2x0 + 3)| < ε, что и означает, согласно
определению, непрерывность функции y = 2x + 3 в точке x0.

1 Знак следования «⇒» использован здесь в том же смысле, что
и в 10 классе, когда шла речь о следовании и равносильности. А вообще, 
A ⇒ B значит в точности то же, что и знакомая конструкция
теорем: «Если верно утверждение A, то верно и утверждение B».
2 О. Коши опубликовал это определение в 1823 г., однако на
шесть лет раньше его сформулировал чешский математик Б. Больцано, 
чьи труды стали известны значительно позже работ Коши.

Функция y = f(x) называется непрерывной в точке x0, 
если для любого числа ε > 0 существует такое число δ > 0, 
что |x – x0| < δ ⇒ |f(x) – f(x0)| < ε1.

ε
2--
ε
2--
З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
1. Непрерывность функции

Примерно по такой же схеме доказывается факт непрерывности 
любой из элементарных функций в любой точке области 
её определения, который мы приняли без доказательства.

 
Пример 3.  Доказать непрерывность функции y = x2

в точке x0 = 1.

Д о к а з а т е л ь с т в о.  Нужно найти, каким следует
брать число δ, чтобы для любого x, такого, что |x – 1| < δ, выполнялось 
неравенство |x2 – 1| < ε.
|x2 – 1| < ε ⇔ |(x – 1)(x + 1)| < ε ⇔ |x – 1| |x + 1| < ε.
Можно сразу ограничиться рассмотрением значений x из
единичной окрестности точки x0 = 1: 0 < x < 2. Для любого из
таких значений |x + 1| < 3. С учётом этого, для любого ε > 0,

взяв δ = 
, получим: 

|x – 1| < δ ⇒ |x – 1| |x + 1| < δ|x + 1| ⇒   
⇒ |x – 1| |x + 1| < 3δ ⇔ |x2 – 1| < ε. 

З а м е ч а н и е.  Определение непрерывности функции в точке
неприменимо, когда речь идёт о границах отрезка, являющегося областью 
определения функции. Действительно, при x < a и при x > b
(рис. 6) неравенство |f(x) – f(x0)| < ε, где D(f) = [a; b], теряет смысл,
так как не определена сама функция y = f(x).
В таких точках можно говорить только
об односторонней непрерывности, убирая в
определении непрерывности модуль из неравенства |
x – x0| < δ. При этом соответствующая 
часть определения будет выглядеть 
так: 
0 x – a < δ ⇒|f(x) – f(a)| < ε (непрерывность 
справа)
или так: 
0 b – x < δ ⇒|f(x) – f(b)| < ε (непрерывность 
слева).
С учётом сделанного замечания сформулируем определение 
непрерывной функции.

ε
3--
у

x
0
b
a

Рис. 6

y = f(x)

Функция, непрерывная во всех точках промежутка,
является на этом промежутке непрерывной.

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
Глава 1.  НЕПРЕРЫВНОСТЬ И ПРЕДЕЛЫ ФУНКЦИИ

На рисунке 5 легко видеть, что в точке x0 функция не является 
непрерывной — как бы близко слева от этой точки ни
брали x, разность f(x) – f(x0) останется больше некоторого положительного 
числа, большего 1.
Поскольку элементарные функции непрерывны на любом
промежутке, входящем в область определения, они могут
иметь разрывы только в точках, ограничивающих область
определения. Вернёмся к рисунку 5, на котором график
функции y = f(x) имеет разрыв при x = x0. Функция совершает 
скачок в точке x0. Как бы близко слева от этой точки мы ни
брали значение x, значение |f(x0) – f(x)| останется больше некоторого 
положительного числа. Это значит, что для точки x0
не выполняется определение непрерывности функции.
На рисунках 7 и 8 показаны графики функций, имеющие
разрыв в точке x0, которая не входит в область определения.
Однако при этом в некоторой окрестности слева и справа от
точки x0 функции определены.

На рисунке 7 хорошо вам известная гипербола y = 
, а на

рисунке 8 вы видите график функции y = 
, который при

y  = 1
x

0
1

1

x

y

y = x2 – 1

0
1

2

x

x – 1

Рис. 7
Рис. 8

y

Точку x0, входящую в область определения функции, называют 
точкой разрыва функции, если функция          
в ней не является непрерывной.
Точку x0, не входящую в область определения функции, 
называют точкой разрыва функции, если и слева,      
и справа от неё как угодно близко к точке x0 есть точки,
в которых функция определена.

1
x--
x2 – 1
x – 1
----------------
З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.