Bước tới nội dung

Sách công thức/Sách công thức đại số

Tủ sách mở Wikibooks

Số đại số

[sửa]

Toán đại số dùng chữ cái a-z, A-Z đại diện cho các con số số học từ 0 đến 9. Thí dụ như A = 3 , B = 2 . Các chữ cái đại diện cho các con số số học được gọi là Biến số.

Loai số đại số

[sửa]

Số đại số được phân loai thành các loại số dưới đây

Loai số loại số Định nghỉa Ký hiệu Thí dụ
Số tự nhiên N 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
Số chẳn Mọi số chia hết cho 2 2n 2,4,6,
Số lẻ Mọi số không chia hết cho 2 2n+1 1,3,5,7,9
Số nguyên tố Mọi số chia hết cho 1 và cho chính nó p 1,3,5,7
Số lũy thừa an=a×a×a...×a an 23=2×2×2=8
Số căn na khi có a1n na a1n
Số log Logab=c khi có ac=b Logab Log10100=2
Số nguyên I=+I,−I,0 I +1,−1,0
Phân số Số có dạng một số trên một số khác ab 12
Số thập phân 0.abcd 0.5
Số hửu tỉ
Số vô tỉ
Số phức Z=a±jb Z 2±j3
Số thực a a 2
Số ảo j/i=−1 i,j ±j3
Hằng số Số đại số có giá trị không đổi c π,e

Phép toán số đại số

[sửa]

Số nguyên

[sửa]
Cộng trừ nhân chia số nguyên với số không a+0=a
a−0=a
a×0=0
a/0=oo

Cộng trừ nhân chia số nguyên dương với số nguyên âm

a+(−a)=0
a−(−a)=2a
a×(−a)=−a2
a/(−a)=−1

Cộng trừ nhân chia số nguyên dương với số nguyên dương

a+a=2a
a−a=0
a×a=a2
aa=1

Lũy thừa số nguyên

a0=1
an=a×a×a...×a
(−a)n=an . n=2m(−a)n=−an . Với n=2m+1

Căn số nguyên

0=0
1=1
(−1)=j

Lũy thừa

[sửa]
Lủy thừa không a0=1
Lủy thừa 1 a1=a
Lủy thừa của số không 0n
Lủy thừa của số 1 1n=1
Lủy thừa trừ a−n=1an
Lủy thừa phân số amn=nam
Lủy thừa của số nguyên âm


(−a)n=an Với n=2m.
(−a)n=−an . Với n=2m+1

Lủy thừa của số nguyên dương (+a)n=an
Lủy thừa của lủy thừa (am)n=(an)m=amn
Lủy thừa của tích hai số (ab)m=am×bm
Lủy thừa của thương hai số (ab)m=aman
Lủy thừa của căn (an)m=amn
Cộng trừ nhân chia 2 lủy thừa


am+an=am(1+an−m)
am−an=am(1−an−m)
am×an=am+n
am/an=am−n


Lủy thừa của tổng hai số

(a+b)n=(a+b)×(a+b)⋯×(a+b)⏟n=an+Cn−1an−1b+...+C1abn−1+bn


(a+b)0=1
(a+b)1=a+b
(a+b)2=(a+b)×(a+b)=a2+2ab+b2
(a+b)3=(a+b)×(a+b)×(a+b)=a3+3a2b+3ab2+b3

Lủy thừa của hiệu hai số


(a−b)n=(a−b)×(a−b)⋯×(a−b)⏟n
(a−b)0=1
(a−b)1=a+b
(a−b)2=(a−b)×(a−b)=a2−2ab+b2
(a−b)3=(a−b)×(a−b)×(a−b)=a3−3a2b+3ab2−b3

Hiệu 2 lũy thừa a2−b2=(a+b)×(a−b)
Tổng 2 lũy thừa a2+b2=(a+b)2−2ab=(a−b)2+2ab

Toán căn

[sửa]
Căn và lủy thừa
na=a1n
Căn của số nguyên


0=Error
1=1
−1=j

Căn lủy thừa


anm=amn=a1mn

Căn thương số


ab=ab
abn=anbn

Căn tích số


ab = a b

Vô căn


aa=a2×a=a3

Ra căn


an=aan−2

Toán log

[sửa]
Toán Log Logab=c khi có ac=b
Viết tắc
Log=Log10
Ln=Log2
Log 1
Log(1)=0
Log lũy thừa
Logn(A)n=A
Lũy thừa log
BLogB(A)=A
Log của tích số
Log(AB)=LogA+LogB
Log của thương số
Log(AB)=LogA−LogB
Log của lủy thừa
Log(An)=nLogA
Đổi nền log
Logax=LogxLoga

Toán số phức

[sửa]

Số phức được biểu diển như ở dưới đây

Số phức Thuận Z Nghịch Z∗
Biểu diển dưới dạng xy Z=x+jy Z=x−jy
Biểu diển dưới dạng Zθ Z∠θ=x2+y2∠tan−1yx Z∠θ=x2+y2∠−tan−1yx
Biểu diển dưới dạng hàm số lượng giác Z=z(cosθ+jsinθ) Z=z(cosθ−jsinθ)
Biểu diển dưới lũy thừa của e Z=zejθ Z=ze−jθ

Toán số phức được thực thi như sau

Toán Số phức Toán cộng Toán trừ Toán nhân Toán chia
x+jy và x−jy 2x 2y x2−y2 x2−y2x−jy
x+jy và x−jy 2x 2y x2−y2 x2−y2x−jy
x+jy và x−jy 2x 2y x2−y2 x2−y2x−jy
Z=zejθ và Z=ze−jθ z(ejθ+e−jθ) z(ejθ−e−jθ) z2 ej2θ

Định lý Demoive

(Z∠θ)n=Zn∠nθ

Dải số

[sửa]

Dải số

[sửa]

Dải số là một dải số có định dạng . Thí dụ

Dải số của các số tự nhiên

1,2,3,4,5,....,n

Dải số của các số tự nhiên chẳn

1,2,4,6,8,10,...,2n

Tổng chuổi số

[sửa]

Tổng số một phép toán giải tích tìm tổng của một dải số như sau

s=1+2+3+...+n=k(1+n)

Tổng dải số có ký hiệu

∑

Tổng của dải số từ 1 đến n có thể viết như sau

Sn=∑i=1nai=1+2+⋯+n

.

Tổng chuổi số cấp số cộng

[sửa]

Dạng tổng quát Tổng chuổi số cấp số cộng có dạng tổng quát

a+(a+d)+(a+2d)+...+[a+(n−1)d]=∑k=0∞[a+(n−1)d]

Chứng minh

∑k=0∞[a+(n−1)d]=a+(a+d)+(a+2d)+...+[a+(n−1)d]=n2(2a+(n−1)d)
S=a+(a+d)+(a+2d)+...+[a+(n−1)d]
S=[a+(n−1)d]+...+(n−1)d]+a
2S=[2a+(n−1)d]n
S=[2a+(n−1)d]n2

Thí dụ

Dải số cấp số cộng có dạng tổng quát

1,2,3,...9

Tổng số của dải số

1+2+3+4+5+...9=50

Cách giải

S=(1+9)+(2+8)+(3+7)+(4+6)+(5+5)=10(5)=50

Tổng chuổi số cấp số nhân

[sửa]

Dạng tổng quát

a+ar+ar2+ar3+ar4+…+arn=∑k=0∞(ark)

Chứng minh

∑k=0∞(ark)=a+ar+ar2+ar3+ar4+…+arn=a(1−rn)1−r
S=a+ar+ar2+ar3+...+arn−1
rS=ar+ar2+ar3+ar4+...+arn
S−rS=a−arn
S=a(1−rn)1−r
S=a1−r với n<1

Thí dụ

1+1.1+1.12+1.13=4
1+1.2+1.22+1.23=1+2+4+8=15

Tổng chuổi số Pascal

[sửa]

Công thức tổng quát lũy thừa n của một tổng

(x+y)n=∑r=0n(nr)xryn−r
(x+y)n=(n0)x0yn+(n1)x1yn−1+(n2)x2yn−2+…+(nn−2)xn−2y2+(nn−1)xn−1y1+(nn)xny0
(x+y)n=yn+nxyn−1+(n2)x2yn−2+…+(nn−2)xn−2y2+nxn−1y+xn

Với

(nr)=n!r!(n−r)!

Thí dụ

(x+1)1= 1x+1
(x+1)2= 1x2+2x+1
(x+1)3= 1x3+3x2+3x+1
(x+1)4= 1x4+4x3+6x2+4x+1
(x+1)5= 1x5+5x4+10x3+10x2+5x+1


Từ trên , ta thấy hằng số trước biến số x tạo hình tam giác Pascal dưới đây


                                     1     1
                                  1     2     1
                               1     3     3     1
                            1     4     6     4     1
                         1     5     10    10    5     1
                      1     6     15    20    15    6     1
                   1     7     21    35    35    21    7     1
                1     8     28    56    70    56    28    8     1
             1     9     36    84    126   126   84    36    9     1
          1     10    45    120   210   252   210   120   45    10    1
       1      11    55    165   330   462   462   330   165   55   11     1

Tổng chuổi số Taylor

[sửa]

Dạng tổng quá

f(a)+f′(a)1!(x−a)+f″(a)2!(x−a)2+f‴(a)3!(x−a)3+⋯=∑n=0∞f(n)(a)n!(x−a)n

Tổng dải số Maclaurin

[sửa]

Maclaurin cho rằng mọi hàm số đều có thể biểu diển bằng tổng của dải số lũy thừa như sau

f(x)=a0+a1x+a2x3+a4x4+...=f(0)+f'x(0)+f'′(0)2!+f'″(0)3!+...

Chứng minh

Khi x=0

f(0)=a0

Khi lấy đạo hàm bậc nhứt của f(x) với giá trị x=0

f'(x)=a1+2a2x+3a3x2+4a4x3
f'(0)=a1

Khi lấy đạo hàm bậc hai của f(x) với giá trị x=0

f'′(x)=2a2+(3)(2)a3x+(4)(3)a4x2+(5)(4)a5x3
f'′(0)=2a2
a2=f'′(0)2

Khi lấy đạo hàm bậc ba của f(x) với giá trị x=0

f'″(x)=(3)(2)a3x+(4)(3)(2)a4x+(5)(4)(3)a5x2
f'″(0)=(3)(2)a3
a3=f'″(0)3!

Thế a0,a−1,a−2 vào hàm số ở trên f(x)=a0+a1x+a2x3+a4x4 ta được

f(x)=f(0)+f'x(0)+f'′(0)2!+f'″(0)3!

Thí dụ=

  • f(x)=sin⁡(x)
f(x)=sin⁡(x) f(0)=sin⁡(0)=0
f'′(x)=−sin⁡(x) f'′(0)=−sin⁡(0)=0
f'″(x)=−cos⁡(x) f'″(0)=−cos⁡(0)=−1
f'‴(x)=sin⁡(x) f'″(0)=sin⁡(0)=0
sin⁡(x)=0+x(1)+x22!(0)+x33!(−1)+x55!(1)=x−x33!+x55!


  • f(x)=cos⁡(x)
f(x)=cos⁡(x) f(0)=cos⁡(0)=1
f'(x)=−sin⁡(x) f'(0)=−sin⁡(0)=0
f'′(x)=−cos⁡(x) f'″(0)=−cos⁡(0)=−1
f'‴(x)=sin⁡(x) f'″(0)=sin⁡(0)=0
f'″(x)=sin⁡(x) f'″(0)=sin⁡(0)=0
cos⁡(x)=1+x(0)+x22!(−1)+x33!(0)+x44!(1)=1−x22!+x44!−x66!

Tổng chuổi số Fourier

[sửa]

Tổng chuổi số Fourier đại diện cho tổng chuổi số hàm số sóng sine

sN(x)=A02+∑n=1NAn⋅sin⁡(2πnxP+ϕn),for integer N ≥ 1.

Công thức tổng dải số

[sửa]
∑k=0nc=nc where c is some constant.
∑k=0nk=n(n+1)2
∑k=0nk2=n(n+1)(2n+1)6
∑k=0nk3=n2(n+1)24
∑n=0∞xnn!=1+x+x22!+x33!+x44!+⋯=ex
∑n=1∞(−1)n+1nxn=x−x22+x33−x44+⋯=ln⁡(1+x) for |x|<1
∑n=0∞(−1)n(2n)!x2n=1−x22!+x44!−⋯=cos⁡(x) for all x∈ℂ

Biểu thức

[sửa]

Một đa thức đại số của nhiều đơn thức đại số

Thí dụ

2x+5y−3

Phép toán biểu thức

[sửa]

Thứ tự thực thi phép toán biểu thức đại số như sau

1. Ngoặc {} [] ()
2. Lũy thừa an
3. Nhân, Chia X /
4. Công, trừ + -

Thí dụ

A=2x+5y−3
B=52y−5
A+B=(2x+5y−3)+(52y−5)=2x+(5y+52y)+(−3−5)=2x+57y−8
A−B=(2x+5y−3)−(52y−5)=2x+(5y−52y)+[−3−(−5)]=2x−47y+2

Đẳng thức

[sửa]

Định nghỉa

[sửa]

Đẳng thức đại diện cho 2 đa thức bằng nhau . Thí dụ như Định lý Pythagore về tương quan các cạnh trong tam giác vuông

c2=a2+b2

Các đẳng thức đạo số cơ bản

[sửa]

Bình phương tổng 2 số đại số

(a+b)2=(a+b)(a+b)=a2+ab+ab+b2=a2+2ab+b2

Bình phương hiệu 2 số đại số

(a−b)2=(a−b)(a−b)=a2−ab−ab+b2=a2−2ab+b2

Tổng 2 bình phương

a2+b2=(a+b)2−2ab
a2+b2=(a−b)2+2ab

Hiệu 2 bình phương

a2−b2=(a+b)(a−b)

Tổng 2 lập phương

a3+b3=(a+b)(a2−ab+b2)

Hiệu 2 lập phương

a3−b3=(a−b)(a2+ab+b2)

Bất đẳng thức

[sửa]

Định nghỉa

[sửa]

Bất đẳng thức đại diện cho 2 đa thức không bằng nhau

a+b > c
a+b < c

Hàm số

[sửa]

Tính chất

[sửa]
Hàm số Công thức
Hàm số có dạng tổng quát f(x,y,z,...)
Giá trị hàm số f(x,y,z,...)=C

Loại hàm số

[sửa]
Dạng hàm số Công thức Thí dụ
Hàm số tuần hoàn Periodic function f(t)=f(t+T) sinx=sin(x+k2π)
Hàm số chẳn even function f(x)=f(−x) y(x)=|x|
Hàm số lẽ odd function f(x)=−f(x) y(x)=−y(x)
Hàm số nghịch đảo inverse function f−1(x)=1f(x) sin−1x=1sinx
Hàm số trong hàm số composite function f(x)=f(g(x))
Hàm số nhiều biến số parametric function z=f(x,y)
Hàm số tương quan/]] recursive function

Phép toán hàm số

[sửa]

Đồ thị hàm số

[sửa]

Với mọi giá trị của x sẻ có một giá trị hàm số của x tương đương . Thí dụ, với hàm số f(x)=x ta có thể thiết lập bảng giá trị tương quan của x và hàm số của x . Khi đặt các giá trị của x và của f(x) trên đồ thị XY ta có thể vẻ được hình đường thẳng có độ góc bằng 1 đi qua điểm gốc ở tọa độ (0,0)

x -2 -1 0 1 2 Hình
F(x)=x -2 -1 0 1 2
Đồ thị hàm số Thẳng Cong Tròn Lũy thừa Log Lượng giác
Đồ thị Hàm số đường thẳng
Đồ thị Hàm số đường cong
Đồ thị Hàm số vòng tròn
Đồ thị Hàm số lũy thừa
Đồ thị hàm số Log
Đồ thị của ba hàm số logarit phổ biến nhất với cơ số 2, Bản mẫu:Mvar và 10
Đồ thị hàm số lượng giác
cos⁡x sin⁡x tan⁡x cot⁡x sec⁡x csc⁡x


x

Công thức toán hàm số

[sửa]
Danh sách các hàm số Ý nghỉa Công thức
Hàm số đường thẳng Hàm số đường thẳng qua 2 điểm bất kỳ Y=ZX
y=yo+Z(x−xo)
Hàm số vòng tròn Z đơn vị Z2=X2+Y2
Hàm số vòng tròn 1 đơn vị ZZ2=XZ2+YZ2


1=cos2+sin2 v 1=sec2+tan2
1=csc2+cot2|-

Hàm số lượng giác cosθ=XZ


sinθ=YZ
secθ=1X
cscθ=1Y
tanθ=YX
cotθ=XY

Hàm số lũy thừa Power function y=axn
Hàm số Lô ga rít y(x)=Logx
Hàm số tổng lũy thừa n degree Polynomial function y(x)=axn+an−1xn−1+...+a0x0
Hàm số chia/]] Rational function Q(x)=N(x)M(x)−R(x)

Biểu diển hàm số bằng tổng dải số Maclaurin

[sửa]
Dải số Maclaurin Maclaurin cho rằng mọi hàm số đều có thể biểu diển bằng tổng của dải số lũy thừa như sau


f(x)=a0+a1x+a2x3+a4x4+...=f(0)+f'x(0)+f'′(0)2!+f'″(0)3!+...

Chứng minh Khi x=0


f(0)=a0

Khi lấy đạo hàm bậc nhứt của f(x) với giá trị x=0
f'(x)=a1+2a2x+3a3x2+4a4x3
f'(0)=a1

Khi lấy đạo hàm bậc hai của f(x) với giá trị x=0
f'′(x)=2a2+(3)(2)a3x+(4)(3)a4x2+(5)(4)a5x3
f'′(0)=2a2
a2=f'′(0)2

Khi lấy đạo hàm bậc ba của f(x) với giá trị x=0
f'″(x)=(3)(2)a3x+(4)(3)(2)a4x+(5)(4)(3)a5x2
f'″(0)=(3)(2)a3
a3=f'″(0)3!

Thế a0,a−1,a−2 vào hàm số ở trên f(x)=a0+a1x+a2x3+a4x4 ta được
f(x)=f(0)+f'x(0)+f'′(0)2!+f'″(0)3!

Toán hàm số

[sửa]

Với mọi hàm số y=f(x)

Thay đổi biến số
Δx=(x+Δx)−x
Δy=Δf(x)=f(x+Δx)−f(x)
Tỉ lệ thay đổi biến số
ΔyΔx=Δf(x)Δx=f(x+Δx)−f(x)(x+Δx)−x
Giới hạn
limx→0f(x+Δx)−f(x)(x+Δx)−x=f(Δx)−f(0)(Δx)
Đạo hàm
ddxf(x)=f'(x)=limΔx→0∑Δf(x)Δx=limΔx→0∑f(x+Δx)−f(x)Δx
Tích phân

Tích phân bất định

∫f(x)dx=limΔx→0∑(f(x)+Δf(x)2)Δx=F(x)+C

Tích phân xác định

∫abf(x)dx=F(b)−F(a)

Phương trình

[sửa]

Dạng tổng quát

[sửa]

Phương trình có dạng tổng quát

f(x,y,z,...)=0

Loại phương trình

[sửa]
Phương trình lũy thừa Dạng tổng quát
Phương trình lũy thừa bậc n anxn+an−1xn−1+...+a1x+ao=0
Phương trình lũy thừa đạo hàm bậc n anfn(x)+an−1fn−1(x)+...+aof0(x)=0
Hệ phương trình ax+by=c
dx+ey=f

Giải phương trình

[sửa]

Giải phương trình lũy thừa

[sửa]
Phương trình lũy thừa Dạng tổng quát Giải phương trình
Phương trình lũy thừa bậc 1 ax+b=0 x+ba=0
x=−ba
Giải phương trình lũy thừa bậc 2 ax2+bx+c=0 x2+bax+ca=0


:x2+bax=−ca.
x2+bax+b24a2=−ca+b24a2.
(x+b2a)2=b2−4ac4a2.
x+b2a=±b2−4ac 2a.
x=−b2a±b2−4ac 2a=−b±b2−4ac 2a.
x=−b2a±b2−4ac 2a=−b±b2−4ac 2a.

axn+b=0
axn=−b vxn=−ba
x=n−ba=±jnba
x=n−ba=±jnba

Giải phương trình lũy thừa bậc n anxn+an−1xn−1+...+a1x+ao=0

Giải phương trình đạo hàm

[sửa]
Phương trình đạo hàm Dạng tổng quát Giải phương trình
Phương trình đạo hàm bậc n adndxnf(x)+bf(x)=0 snf(x)+baf(x)=0


sn=−ba
s=n−ba=±jnba=±jω
f(x)=Aest=Ae±jωt=Asinωt . Với n ≥ 2

Phương trình đạo hàm bậc 2 ad2dx2f(x)+bddxf(x)+cf(x)=0 s2f(x)+basf(x)+caf(x)=0


s2+2αs+β=0
s=−α . f(x)=Ae−αx=A(α) . α = β
s=−α±λ . f(x)=Ae(−α±λ)x=A(α)eλx+A(α)e−λx . α < β
s=−α±jω . f(x)=Ae(−α±jω)x=A(α)sinω . α > β
α=b2a . β=ca . λ=α−β . ω=β−α

Phương trình đạo hàm bậc 1 addxf(x)+bf(x)=0 sf(x)+baf(x)=0


s=−ba
f(x)=Aesx=Ae−bax=Ae−αx