Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ по теме 4.1 ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ ФУНКЦИЙ НЕСКОЛЬКИХ ПЕРЕМЕННЫХ.pdf
Скачиваний:
119
Добавлен:
18.04.2015
Размер:
668.53 Кб
Скачать

 

Подставляя

y = x

в

третье уравнение, получим точки:

M2

 

1

;

1

M3

 

1

;

1

 

 

2

и

2

2

. Не выясняя, будет ли в этих

 

 

 

2

 

 

 

 

точках экстремум, вычислим: z(M2 )= z(M3 )= 12 .

При λ =

1

y = −x . Подставляя это в третье уравнение, получим

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точки

M4

 

1

;

1

 

и M5

 

1

;

1

 

 

2

2

 

2

2

. Значения функции в этих

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точках равны: z(M 4 )= z(M5 )= − 12 .

Следовательно, наибольшее значение функции равно zнаиб = 12

в точках

 

 

1

;

1

 

M3

 

1

;

1

 

а

наименьшее

 

M2

2

2

и

2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

zнаим

= −

1

в

 

стационарных

точках

M4

 

1

;

1

 

и

2

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

;

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M5

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение задачи 13.1

Обозначим длины ребер прямоугольного параллелепипеда через x, y и z (рис. 3). Тогда его объем можно вычислить по формуле

V = xyz .

По условию x + y + z =12a . Выразим из этого равенства z =12a x y и подставим в формулу для объема. Получим

V = xy(12a x y)=12axy x2 y xy2 .

27

z

 

 

 

 

 

x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.

 

 

 

 

 

Исследуем функцию V (x, y) на экстремум. Стационарная точка

 

 

 

 

V

=12ay 2xy y2 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

определяется из системы:

 

 

 

 

 

.

 

 

V =12ax 2xy x2

 

 

 

 

 

 

= 0

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку x 0 и y 0 , то

12a 2x y = 0

 

, или

x = y

= 4a .

 

x = 0

 

 

 

 

 

 

12a 2 y

 

 

 

 

Вычислим

вторые

производные

в стационарной

точке

M (4a, 4a).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2V

= −2 y ,

2V

= −2x ,

2V

 

=12a 2x 2 y .

 

x2

y2

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A = 2V (M )= −8a , С = 2V

(M )= −8a , B =

 

2V

(M )= −4a .

xy

x2

 

 

y2

 

 

 

 

 

 

Определитель

= AC B2 = 64a2 16a2 = 48a2 > 0 .

 

Следовательно,

в точке

M есть экстремум, а так как

A < 0 и

C < 0 , то это максимум. Поскольку максимум единственный, то это наибольшее значение. Значит, наибольший объем будет иметь параллелепипед с равными длинами ребер: x = y = z = 4a .

Решение задачи 13.2

 

Приведем уравнение прямой 4x +9 y =16

к нормальному виду

(см.

приложение). Для этого разделим обе

его части на число

n =

42 +92 = 97 . Получим

 

28

4

x +

9

y

16

= 0 .

97

 

97

 

9

 

Для расстояния от точки M (x, y) до этой прямой справедлива формула (см. приложение):

r =

4

x +

9

y

16 .

 

97

 

97

 

97

Все точки эллипса и начало координат находятся по одну сторону от прямой (рис. 4), значит под знаком модуля отрицательное

число. Тогда r = −

4

x

9

y +

16

 

 

 

97

 

97

 

97

 

 

Исследуем

на

 

условный

экстремум

функцию

z(x, y)= −

4

x

9

y + 16

при условии x2

+ 9 y2

= 9 .

 

97

 

97

 

97

 

 

 

 

 

 

Функция Лагранжа имеет вид:

 

 

 

(x2

 

9).

L(x, y, λ)= −

4

x

9

 

y +

16

+9 y2

 

 

 

97

97

 

97

 

 

 

Рис. 4.

Для стационарных точек справедлива система

L

= −

4

+2λx = 0

 

x

97

 

 

 

 

L

= −

9

+18λy = 0 .

 

y

97

 

 

 

 

 

x2 +9 y2 = 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

Из первых двух уравнений системы: x =

2

,

y =

1

.

 

97λ

 

 

2 97λ

 

Подставив эти выражения в третье уравнение, найдем множители

Лагранжа

 

 

 

λ = ±

5

 

 

 

и

определим

x = ±

12

и

 

 

y = ±

3 .

 

 

 

 

 

 

6

 

97

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

3

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

12

 

 

3

 

Стационарные точки: M1

 

 

;

 

при

λ =

 

 

и

M 2

 

 

;

 

 

 

5

5

6 97

5

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при λ = −

6

5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

97

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Используем

достаточные

 

условия

условного

экстремума.

Поскольку

 

ϕ′x = 2x ,

ϕ′y =18y ,

2L

= 2λ ,

2L

=18λ,

а

 

2L

= 0 ,

 

x2

y2

 

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то определитель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2x

18y

 

= −648λy2 72λx2 = −72λ(9 y2 + x2 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

2x

2λ

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18y 0 18λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно,

 

функция

 

имеет

условный

минимум

 

при

λ =

5

> 0

и

 

условный

 

максимум

при

 

 

λ = −

 

 

5

 

< 0 .

6

97

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

97

 

 

 

Следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

12

;

3

 

 

 

 

 

 

от

 

данной

точка M1

 

наименее удалена

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прямой, а точка M2

 

12

;

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

5

наиболее удалена.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

Вариант 1

 

1. Вычислить

z

и

z

, если

z = (sin xy)

tg

x

+arcsin 1 xy .

y

x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = arctg xy при x =1±0,02 , y =1±0,03 .

3.

Написать

формулы для производных

u

и

u

 

для

функции

t

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u = e

 

x+y

+arctg x3 y2 z , если x = x (t, s),

y = y (t),

z = z (t) .

 

 

z

 

4.

Найти

 

все производные второго

порядка

 

для

функции

u= x3 y2 z + z4 y3x + y4 x2 z .

5.Вычислить d 2u для функции u = xy .

6. Вычислить

y

для функции

y(x), заданной неявно

y= 2x arctg xy .

7.Найти частные производные xz и yz для функции z(x, y),

 

заданной неявно ln (x + y + z) = x + y + z .

 

 

8.

Вычислить

u

,

u

,

v

и

v

для функций

u ( x, y ) и

v ( x, y ),

 

 

 

x

y

 

x

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u +v = x

.

 

 

 

заданных параметрически

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u y v = 0

 

 

 

9.

Написать уравнение касательной плоскости и нормали к

 

поверхности, заданной уравнением

 

 

 

 

x2 + 2 y2 3z2 + xy + yz 2xz +16 = 0 в точке M 0(1, 2, 3).

10.

Исследовать на экстремум функцию z = e x2 y (5 − 2x + y).

11.

Найти

значения

функции

z(x, y), заданной зависимостью

 

2x2 + 2y2 + z 2 + 8xz z + 8 = 0, в стационарных точках.

12.

Найти

наибольшее

и

наименьшее

значения

функции

 

z = x3 + y3 − 9xy + 27 в области 0 x 4 , 0 ≤ y ≤ 4.

13.Положительное число a разложить на n положительных сомножителей так, чтобы сумма обратных их величин была наименьшей.

31

Вариант 2

 

z

 

z

 

 

x cos xy

 

1

 

x

 

1. Вычислить

и

, если:

z = tg

 

+

 

arctg

 

1 .

 

x

 

y

 

 

y

 

2

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Оценить абсолютную и относительные погрешности при вычислении

значения функции z = 3 x +y 1 при x = 7 ± 0.1, y = 9 ± 0.1.

3. Написать формулы для производных

u

и

u

функции

t

s

 

 

 

 

u = sin (x y + z) + 2

z x

, где x = x (t),

y = y (t), z = z (t, s) .

 

y

 

 

 

 

 

 

 

4.

Найти

все частные

производные второго

порядка для

функции

 

u = ln (x + y2 + z) + z4x5y3.

 

 

5.

Найти d 2u для функции u = (x y) e x2 + y .

 

6.

Найти

yи y′′

для

функции y(x), заданной

неявно

y= 3x2 1 sin (xy) .

7.Найти частные производные xz и yz для функции z(x, y),

заданной неявно sin (x + y + z) = x2 + z .

8. Вычислить

u

,

u

,

v

и

v

для функций u ( x, y )

и v ( x, y ),

 

x

 

y

 

x

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

x u y v = 0

.

 

заданных параметрически

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y u + x v = 1

 

 

9.

Написать уравнение касательной плоскости и нормали к поверхности

 

z =sinxcosy

в точке M 0(

π

,

π

,

1

).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

4

2

 

 

 

 

10.

Исследовать

на

экстремум

 

функцию

z = x y2(1− x y) при

 

x > 0 ,

y > 0 .

 

 

 

 

 

 

 

z(x,

y),

 

 

11.

Найти

значения

функции

 

 

заданной

неявно

 

x2 + y2 + z2 2x + 2 y 4z 10 = 0 , в стационарных точках.

12.

Найти наибольшее и наименьшее значения функции z = x 2 y 3

в области 0 x 1, 0 y 1, 0 x + y 1.

13.При каких размерах открытая прямоугольная ванна данной вместимости V имеет наименьшую поверхность.

32

Вариант 3

1. Вычислить

 

z

и

 

z

для

функции:

 

x

 

y

 

 

 

 

 

 

z = (sin

xy )ln ( x2 +y2 ) +arcsin

x y .

 

 

2.Оценить абсолютную и относительные погрешности при вычислении

значения функции z = x y

, при

x = 2 ±0,1, y = 3 ±0,3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos(x + y

)+ 1

 

y

 

3. Вычислить

u

и

u

,

если

u =

1

x

,

 

t

 

s

 

 

4

z

3

 

 

x= x (t), y = y (t, s), z = z (s) .

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

u = ex2y z3 + 15 x5 y6z7 .

5.

Вычислить

d 2u для функции u = (x + 2 y) exy .

6.

Вычислить

yи y′′, если y(x) задана неявно: y = tgx2 y3 .

 

 

1x

7.Вычислить частные производные xz и yz функции z(x, y), заданной неявно: ex + y +z = z y .

xv u = y

8. Функции u(x, y) и v(x, y) заданы параметрически: .

u yv = 0

Вычислить частные производные ux , uy , vx и yv .

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

z = ex cos y в точке M0 (1, π,e) .

10.

Исследовать функцию z = 3x2 x3 +3y2 +4 y на экстремум.

11.

Найти

значения функции

z = z(x, y),

заданной

неявно

 

x2 + y2 + z2 2x + 2 y 4z 10 = 0 , в стационарных точках.

12.

Найти

наибольшее и

наименьшее

значения

функции

 

z = x2 + y2 12x +16 y при x2 + y2 25 .

 

 

13.При каких размерах открытая цилиндрическая ванна с полукруглым поперечным сечением, поверхность которой равна S, имеет наибольшую вместимость?

33

Вариант 4

1. Вычислить частные производные xz и yz для функции

z = (cos xy)ln ( x2 + y) + 1

arccos 1 xy .

4

 

2.Оценить абсолютную и относительные погрешности при вычислении

значения функции z =

x2 + y2

при x = 3 ±0,1; y = 4 ±0,05 .

 

3. Вычислить

u

,

u

,

если

u = 2 tg(

z

)+ x3 y4 z2

,

t

s

 

 

 

 

 

xy

 

 

x = x(s), y = y(t, s), z = z(t).

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

u= x y z + x6 y7 z8 .

5.Вычислить d 2u для функции u = x4 y5 + xy .

6. Вычислить yи y′′, если y(x) задана неявно: y = ln( x y ) .

7.Вычислить xz и yz , если z(x, y) задана неявно: x + y + z = ez .

 

 

e ux

y

8. Функции u(x, y)

и v(x, y)

 

 

 

заданы параметрически:

v

 

 

 

 

 

x

 

 

y

 

 

e

 

Вычислить частные производные ux , uy , vx и yv .

= x

.

= 1

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

z = y tg

x

в точке M

0

(ѓОa

, a, a).

a

 

 

4

 

10.Исследовать z = xy + 50x + 20y на экстремум при x > 0, y > 0 .

11.Найти значения функции z(x, y), заданной неявно зависимостью

x2 + 3y2 4z2 x + y xy + xz 1 = 0 , в стационарных точках.

12.Найти наибольшее и наименьшее значения функции z = x2 + y2 в области x2 + y2 100 .

13. На сфере x2 + y2 + z2 =1 найти точку, сумма

квадратов

расстояний до которой от n данных точек, i = 1,..., n ,

была бы

минимальной.

 

34

Вариант 5

 

z

 

 

 

 

y

ln ( x2

y3 )

 

 

x y

1. Вычислить

и

z

, если

z = (ctg

 

)

 

+ arctg 1

+

 

.

 

x

 

y

 

 

x

 

 

 

 

x+y

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения z = sin x cos y при

x = 30o ±2o,

y = 60o ±1o .

3. Написать формулы для производных

 

u

и

 

u

функции

 

t

 

s

u = 3

x y

arcsin(x + y z) ,

x = x(s),

y = y(t),

z = z(t, s) .

 

 

2z

 

 

 

 

 

 

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

 

u = z sin(xy) +

xy

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Вычислить d 2u

для функции u = xex y .

 

 

 

 

 

 

6.

Вычислить yи y′′для функции y(x), если y = arctg

y

.

 

x

 

 

Функция z(x, y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

задана неявно:

 

sin(x y + z) = x2

+ y + 3z .

 

Вычислить частные производные

z

 

и

z

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

8.

Функции u(x, y)

и v(x, y) заданы параметрически:

u v = 2x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ux +vu = 0

 

 

Вычислить частные производные

u

 

,

u

,

v

и

v

.

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

y

x

 

y

 

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

z = arctg

x

в точке M

0

(1,1,

π

).

 

y

4

 

 

 

 

 

 

10. Исследовать

функцию

 

z = x2 + y2 − 2ln x −18ln y

на

 

экстремум при x > 0,

y > 0 .

 

 

 

z(x, y),

 

 

11.

Найти

значения

функции

 

 

 

заданной

неявно

 

2x2 + y2 +2z2 + x y +2z 6xy 3 = 0 , в стационарных точках.

12.

Найти

наибольшее

и наименьшее

значения

функции

 

z = x2 + y2 + xy в области

 

x

 

+

 

y

 

≤ 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.Тело состоит из прямого кругового цилиндра, завершённого прямым конусом. При данной полной поверхности тела, равной Q ,

определить его измерения так, чтобы объём тела был бы наибольшим.

35

Вариант 6

1. Вычислить частные производные

z

и

z

для

функции

x

y

 

 

 

 

cos x 1

z = (tg xy) y + 3 arcsin (x y − 3x) .

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

z = 3 x2 + y при x = 4 ± 0,01, y = 11± 0,02.

3. Написать

формулы для производных

u

и

u

для функции

t

s

 

u = e

z

+ ln(z x) , если x = x(t, s),

y = y(s),

z = z(t) .

x+y

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

u = xe yz cos (x + y z) .

5.

Вычислить d 2u для функции u = ex y

x .

 

 

sin(x y)

 

 

6.

Вычислить yи y′′ для функции y(x), если y

=

.

 

 

 

 

 

Функция z(x, y) задана неявно:

 

 

 

 

 

 

 

x y

 

7.

 

sin(x + z) = 3z + x y .

 

Вычислить частные производные

z

 

и

 

z

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2xu + v = y

8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

.

Функции u(x, y) и v(x, y)заданы параметрически:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

= 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

Вычислить частные производные

u

,

u

,

v

и

 

v

.

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

x

 

y

 

 

 

 

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к

поверхности, заданной уравнением x( y + z)(xy z) + 8 = 0 в

точке M0 (2, 1, 3) .

10.Исследовать функцию z = x3 +3xy2 15x 12 y на экстремум.

11.Найти значения функции z(x, y), заданной неявно зависимостью

x2 + 2 y2 + 2z2 + y x +6xy yz = 0 , в стационарных точках.

12. Найти наибольшее

и наименьшее значения функции

z = 4x2 + y2 2 y при

 

 

x

 

1 , 0 y x 1 , 0 x + y 1.

 

 

13. Найти прямоугольник данного периметра 2 p , который вращением вокруг одной из сторон образует тело наибольшего объёма.

36

Вариант 7

1. Вычислить частные производные

z

 

и

z

для функции

 

 

x

y

 

 

 

 

 

 

z = ( ln(x + y))

tg

x

+ arctg (x + y x ) .

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = 3 2x2 + y , если x = 2 ±0,02 ,

y =1±0,03

3. Написать

формулы для производных

u

и

u

для функции

t

s

 

u = arctg

z

+sin(x + y) , при x = x(t, s),

y = y(s),

z = z(t, s) .

 

 

2x

 

 

 

 

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

 

u = (cos yx) z

z2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Вычислить d 2u для функции u = cos(x y)x .

 

6.

Вычислить

y

 

и

y′′

для

функции

 

 

y(x)

заданной неявно

 

y = exy + x2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция

z(x, y)

задана

неявно:

 

 

ln(x 2 y + z) = x z .

 

Вычислить частные производные

z

 

и

z

.

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

8.

Функции

u(x, y)

и

 

v(x, y)

 

 

 

 

заданы

параметрически:

 

sin(ux) =

y

 

 

 

 

u

 

u

 

 

 

v

 

 

 

v

 

 

 

 

 

. Вычислить

,

,

 

 

и

.

 

 

cos(vy) = 2x

 

 

 

 

x

 

y

 

x

 

 

y

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

2

x

+ 2

y

= 8 в точке M 0 (2,2,1) .

z

z

10.Исследовать функцию z = 2x3 xy2 +5x2 + y2 на экстремум.

11.Найти значения функции z(x, y), заданной неявно зависимостью

x2 + y2 + 4z2 + x + 2 y + 3z + xy 2 = 0 , в стационарных точках.

12.Найти наибольшее и наименьшее значения функции z = x + 2y в

области 0 ≤ x ≤ 2, 0 ≤ y ≤ 2, 0 ≤ x + y ≤ 2.

13.При каких размерах открытая цилиндрическая ванна с круглым поперечным сечением, поверхность которой равна Q , имеет наибольшую вместимость?

37

Вариант 8

1. Вычислить частные производные

z = (ctg

y

)cos( x+ y)+

1

 

1

 

 

arctg

.

x

 

 

 

4

 

xy

z x

и yz для функции

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения z =

x

при

x = 2 ±0,01, y = 3 ±0,05 .

 

 

 

 

y +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Написать

формулы

для

производных

u

и

u

для функции

 

t

s

 

u = 5

z

+ arccos (x +2y

),

при x = x(t)

y = y(s),

z = z(s, t) .

xy

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

 

u = (sin yz) x2

 

 

y x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1−z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Вычислить d 2u для функции u =

 

y2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

 

 

 

 

 

 

6.

Вычислить yи y′′

для функции y(x), если y = tg(

x

)+ x2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y −1

7.

Вычислить

 

z

 

и

z

 

. функции z(x,

y), если x y + 3z = exyz .

 

x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Функции

 

u(x, y)

и

v(x, y)

 

 

заданы

параметрически:

 

2u x

= 3y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

u

 

 

v

 

v

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

. Вычислить

,

,

и

.

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

(

)x

= v

y

 

 

 

 

 

 

x

y

 

y

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

z 2 + 4z + x2 = 0 в точке M0 (0,1,4) .

10.Исследовать функцию z = (2x2 + y2 ) e( x2 + y2 ) на экстремум.

11.Найти значения функции z(x, y), заданной неявно зависимостью

3x2 + y 2 + 3z 2 + z y + xy − 4 = 0, в стационарных точках.

12. Найти наибольшее и наименьшее значения функции

z = 3x + 4y − 2 при 1 x 1, 0 y x 1, 0 x + y 1.

13. В полушар радиуса R вписать прямоугольный параллепипед наибольшего объёма.

38

Вариант 9

 

z

 

z

, если z = (cos yx)

ln2

(x

)

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

1. Вычислить

и

 

 

y

+arccos 1

.

 

x

 

y

 

 

 

 

 

 

 

x + y

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = sin2 x tg y

при x =

π

± 0,02,

y =

π

± 0,03.

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3. Написать

формулы

для производных

u

и

u

для

 

функции

 

t

 

s

 

 

 

2 xy

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u = e

z

+ tg

при

x = x(t, s),

y = y(t),

 

z = z(s) .

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

u = ln (xy z2 ) + 1

x y z .

2

 

5.Вычислить d 2u для функции u = y5x4 exy .

6.

Вычислить

y

и

 

y′′

 

для функции

y(x),

заданной

 

неявно

 

y = x arcsin

x y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция

 

z(x, y)

 

 

задана

 

 

неявно

зависимостью:

 

2x y +2z = z y + x . Вычислить частные производные

z

 

и

 

z

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

vy =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Вычислить

u

,

u

 

,

v

 

и

 

v

, если:

e x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

x

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

vx = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

z = x 2 2xy + y 2 x +2 y в точке M 0 (1, 1, 1)

10.Исследовать функцию z = x2 + ( y 1)2 на экстремум.

11.Найти значения функции z(x, y), заданной неявно зависимостью

4x 2 +2 y + z 2 + y +2z xy xz yz = 0 , в стационарных точках.

12.Найти наибольшее и наименьшее значения функции z = 2x2 y2 в области x2 + y2 16 .

13.В данный прямой круговой конус с радиусом основания R и высотой H вписать прямоугольный параллелепипед наибольшего объёма.

39

Вариант 10

 

 

z

 

 

z

, если z = (ln(x y))sin2

x

 

+ 3arctg

2x + y

.

1.

Вычислить

и

y

 

 

 

 

x

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2.

Оценить

абсолютную и относительную

 

 

погрешности при

 

вычислении

 

значения

z = x2 + y2

 

 

при

x = 4 ±0,05 ,

 

y = 3 ±0,07 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Написать

формулы для

производных

u

и

 

u

для функции

t

 

 

s

 

u = sin(

 

z

)

1

ln(x + y z) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + y

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

 

x

 

x

2

yz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u = tg

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y+z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Вычислить d 2u ля функции u = sin2 (x 2 y) .

 

 

 

 

 

 

6.

Вычислить

y

и

y′′

для функции

y(x),

заданной

неявно

 

y = cos (y

)+

x2 + y2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция z(x, y) задана неявно:

 

sin(x y + z) = z + 2y x .

 

Вычислить частные производные

z

 

 

и

 

z

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ux vy = 0

 

8.

Функции u(x, y) и v(x,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

y) заданы параметрически: u

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

= 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислить частные производные

u

 

,

u

,

 

v

и

v

.

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

x

y

 

 

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

z=1 + x2 + y2 в точке. M 0 (1, 1, 3) .

10.Исследовать функцию z = (x y +1)2 на экстремум.

11. Вычислить значения функции, заданной неявно зависимостью x2 + y2 + 2z2 y x z + xz +8 = 0 , в стационарных точках.

12.Найти наибольшее и наименьшее значения функции z = y2 x2 в

области x2 + y2 ≤ 9.

13.Данное положительное число a разложить на три слагаемых так, чтобы сумма их квадратов была наименьшей.

40

Вариант 11

 

z

 

z

 

z = (tg

x y )ln

x

arccos

x y

.

1. Вычислить

и

, если

y

 

x

 

y

 

 

 

 

 

xy2

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения z = (x + y)exy

при x =1±0,2 , y =1±0,01 .

 

 

3. Написать

формулы

для

u

и

u

,

если

 

t

 

s

u = 1 ln(

x y + z) sin(x z + y)

 

при

x = x(t) ,

 

y = y(s) ,

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z= z(t, s)

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

u= cos2(xyz) 15 x z y .

5. Вычислить дифференциал второго порядка для функции u = e x2 + y2 .

6.

Вычислить

y

и

 

y′′

 

для

функции

 

 

 

y(x),

заданной неявно

 

y = sin(xy) +

 

y2 x2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция

 

 

z(x,

y)

 

задана

 

неявно

зависимостью:

 

ln(x y z) = 2x y + z .

 

Вычислить

 

 

z

 

и

z

.

 

 

 

 

x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xu

+ yv =1

 

8.

Вычислить

u

 

 

u

 

 

v

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

,

 

и

 

, если

 

 

 

v

 

 

 

 

 

x

 

y

 

x

 

y

 

 

u

 

 

= 0

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

x2 + y2 z2 =−1 в точке M 0 (2, 2, 3) .

10.Исследовать функцию z = x2 + xy + y2 3x 6 y на экстремум.

11. Вычислить значения функции z(x, y), заданной зависимостью x2 +10 y2 z + xz +4 yz +4 = 0 , во всех стационарных точках.

12. Найти

наибольшее

и

наименьшее

значения

функции

z = x2 + y2 − 2xy в области x + y 1.

 

 

13. На плоскости даны три точки (x1, y1 ), (x2 , y2 ), (x3, y3 ) с массами

m1 , m2 , m3 . При каком положении точки P(x, y) момент инерции системы относительно этой точки будет наименьшим.

41

 

 

 

 

Вариант 12

sin(xy)

 

z

 

z

 

x

1. Вычислить

и

, если z = ctg

 

 

x

 

y

 

y

 

arcsin x+y .

x

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = x ln

y

,при y = e ±0,1,

x =1±0,2.

x

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

u

 

 

3. Написать

формулы

для

производных

 

и

 

для функции

t

s

 

 

+ cos (

 

 

) при

 

 

 

u = e

x+27

z

 

x = x(t, s),

y = y(t) ,

z = z(t, s) .

y

 

 

 

 

y x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

u = y xy2z2 sin (xy z 2) .

5.Вычислить d 2u , если u = xx y .

6. Вычислить yи y′′ для функции y(x), заданной неявно

y

y = 13 x2 e x .

7.

Функция

 

z(x, y)

 

задана

 

 

 

неявно

зависимостью:

 

cos(z x) = y +3z x . Вычислить

z

 

и

z

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vx +uy = 2

 

 

 

u

 

u

 

v

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Вычислить

,

,

и

, если:

 

y = 3

 

 

 

x

y

x

 

y

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

v

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

 

z = ln(x2 + y2) в точке M 0(1,0,0) .

10.

Исследовать функцию z = e2x+3y (8x2 6xy +3y2 ) на экстремум.

11.

Вычислить значения функции z(x, y), заданной зависимостью

x2 + 4z2 x + xy +6 yz + 2 = 0 , во всех стационарных точках.

12.Найти наибольшее и наименьшее значения функции z = y x в области 1 x 0, 0 y 1 .

13. В

эллипсоид

x2

+

y2

+

z2

=1

вписать

прямоугольный

4

 

 

 

 

1

9

 

 

 

параллелепипед наибольшего объёма.

42

Вариант 13

 

z

 

z

 

x tg xy

 

1

 

x

 

1. Вычислить

 

и

 

, если z = cos

 

 

 

arctg

 

.

x

y

y

2

y +x

 

 

 

 

 

 

 

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

z = e y sin x при x =

π

±0,01, y =1 ±0,02. .

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3. Написать формулы для производных

u

и

u

для функции

t

 

s

u = 3xzy +ln(x + y z) при x = x(t, s), y = y(t, s), z = z(t, s) .

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

 

u = sin 2(x + yz) + 2x

3y 4z .

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Вычислить d 2u для функции u = (x + y)e x + y .

 

 

 

 

 

 

6.

Вычислить

y

и

 

y′′

для функции y(x),

заданной

 

неявно

 

y = x 2ln(x y) .

y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция

 

z(x,

 

задана

неявно

зависимостью:

 

ezx = 2z + x2

+ y2 . Вычислить частные производные

z

 

и

 

z

.

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

u

 

u

 

 

v

 

 

v

 

cos(x u)

= yv

 

 

 

 

 

 

8.

Вычислить

,

 

,

 

и

, если:

 

= xu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

x

 

y

sin(v y)

 

 

 

 

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к

поверхности, заданной уравнением z = arctg xy в точке M 0 (1,1, π4 ) .

10.Исследовать функцию z = xy ln(x2 + y2 ) на экстремум.

11.Вычислить значения функции z(x, y), заданной неявно

зависимостью

 

x2 + 2 y2 + z2 + x y z + 2 yz = 0 ,

во всех

стационарных точках.

 

12. Найти наибольшее и наименьшее значения

функции

z = x2 y2 ,

 

x

 

+

 

y

 

2 в области

 

x

 

+

 

y

 

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. Из всех прямоугольных параллелепипедов, имеющих данную сумму длины рёбер 12a , найти параллелепипед с наибольшим объёмом.

43

Вариант 14

1. Вычислить частные производные

z

и

z

для функции

x

y

 

 

 

z = (sin

2x

)ln

x

− 2arccos (x y x) .

y

 

 

y

 

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

 

значения z =

x2 + 2xy , при

x = 2 ± 0,01,

 

y = 15 ± 0,2.

3.

Написать

формулы

для

производных

 

u

 

и

 

u

для

функции

 

 

 

s

 

u = tg (x + y

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

e y zx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Вычислить

 

 

все

производные

второго

 

 

порядка

для

функции

 

u = x yz + y xy + z xy .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Вычислить d 2u для функции u = (x − 2y) sin(xy) .

 

 

 

 

 

6.

Вычислить

 

 

y

 

 

 

и

y′′для

функции

y(x),

 

заданной

неявно:

 

y =

1

x2 arctg

 

y

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция

 

 

 

z(x, y)

задана

неявно

 

 

зависимостью:

 

4 yz = x2 + y2 + z2 . Вычислить частные производные

z

и

z

.

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

u

 

v

 

v

 

 

x e y =1

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Вычислить

 

,

 

,

и

, если:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

 

x

y

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

= 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к

поверхности, заданной уравнением z = y + ln

x

в точке

y

 

 

M0(1,1,1) .

10.Исследовать функцию z = (x2 + y2 ) e( x2 +y2 ) на экстремум.

11. Вычислить значения z(x, y) заданной неявно зависимостью 2x2 + y2 + 3y + z2 x z + 3yz = 0 , в стационарных точках.

12. Найти

наибольшее

и

наименьшее

значение

функции

z = x2 + 2 y2 x в области

x2 + y2 100, y 0 .

 

13.Внутри четырёхугольника найти точку, сумма квадратов расстояний до которой от вершин была бы наименьшей.

44

 

 

 

 

Вариант 15

yx )

 

 

 

 

1. Найти

z

и

z

, если z = [cos( y x )]sin (

1

arctg

y x

.

 

 

 

 

x

 

y

 

4

 

2x

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = xy xy, при x = 3 ±0,3, y = 4 ±0,4 .

3. Написать формулы для производных

u

и

u

для функции

t

s

u = ln (2x z ) + 1 arctg y

при x = x(s), y = y(t), z = z(t, s) .

5

x

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

 

u = sin2 (xy z) +

z

x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 y

 

 

 

 

5.

Вычислить

дифференциал

второго

порядка

для

функции

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

u = (x + y) e y .

 

 

 

y(x),

 

 

6.

Вычислить

yи

y′′ для

функции

заданной

неявно

y = x2 y2 cos(xy) .

7.

Функция

 

z(x, y)

 

задана

 

 

неявно

зависимостью:

 

sin(2x y + z) = x + y z . Вычислить

 

z

и

z

.

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

8.

Вычислить

u

,

u

,

v

и

v

, если

ux + vy = 2

 

 

vx = y

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

x

 

y

u

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

 

z = x tg

y

в точке M0 (1,

π

,1) .

 

 

 

2

2

 

 

10.

Исследовать функцию z = x3 + y3 3xy на экстремум.

 

11.

Вычислить

значения

функции, заданной

неявно зависимостью

 

x2 + 4 y2 + z2 2x +3y z + yz yx = 0 , в стационарных точках.

12.

Найти

наибольшее

и

наименьшее

значения

функции

 

z = x2 + y2 + 2xy при 0 x 3 , 0 y 3 , 0 x + y 3 .

13. Из всех треугольников с основанием a и с угл αомпри вершине найти треугольник с наибольшей площадью.

45

Вариант 16

 

z

 

z

 

x ln ( xy)

 

1

 

x

 

1. Вычислить

 

и

 

, если z = tg

 

+

 

arcsin

 

.

x

y

2

2x+y

 

 

 

y

 

 

 

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении значения функции z = 3 y2 x3 , при x = 2 ±0.05, y = 4 ± 0.08 .

3. Написать формулы для производных

u

и

u

для функции

t

s

u = y ezx +arccos

z

при x = x(s), y = y(t, s), z = z(t, s) .

xy

 

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

u = cos2 (z x y) + z xy .

5.

Вычислить

d 2u для функции u =

2x

.

 

 

 

 

y −1

6.

Вычислить

yи y′′ для функции y(x), заданной зависимостью

y = x y x2 y2 .

xz

7.Функция z(x, y) задана неявно зависимостью e y = x + y z .

Вычислить частные производные xz и yz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

u

 

v

 

v

 

y e x

8. Вычислить

,

,

и

, если

 

 

 

 

x

y

x

y

v

 

 

 

 

 

 

x e

 

= 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к

поверхности, заданной уравнением z = x2 + y 2 в точке

M0 (1,2,5) .

10.Исследовать функцию z = x2 ( y 2)2 на экстремум.

11. Вычислить значения функции z(x, y), заданной зависимостью 4x2 + y2 + z2 x y xy 4 = 0 , в стационарных точках.

12.Найти наибольшее и наименьшее значения функции z = 2y + x в

области y x2 , y − 2x ≤ 3.

13.Определить наружные размеры закрытого ящика с заданной толщиной стенок δ и внутренней ёмкостью V так, чтобы на его изготовление было затрачено наименьшее количество материала.

46

Вариант 17

 

 

 

 

 

y

)cos

x

 

 

 

y

 

1. Вычислить

z

и

z

, если z = (sin

y

1

arccos

.

 

x

 

y

 

x

 

 

4

 

2 yx

 

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = sin2 (x y) при x = 60o ±1o ,

y = 30o ±2o.

3. Написать формулы

для

производных

u

и

u

 

для функции

t

s

u = 1 ln ( y 3z) +arcsin

x

 

 

 

 

 

при x = x(s), y = y(t), z = z(t, s) .

2z

5

 

 

 

 

 

 

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

 

 

xy

 

u = 2xyz sin

 

 

.

 

 

z

 

 

 

5.

Вычислить d 2u для функции u = y sin(2x y) .

6.

Вычислить y

и

y′′для функции y(x), заданной неявно

y = x2 tg xy .

7. Функция

z(x, y)

задана

неявно

зависимостью:

ln (z + x y) = z2 + y2 x2 . Вычислить xz и yz .

 

u

 

u

 

v

 

v

 

v u = y

8. Вычислить

,

,

и

, если

 

 

x

 

y

 

x

 

y

 

ux + yv = 0

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к

поверхности, заданной уравнением x2 + y2 + z2 =169 в точке

M0 (3, 4,12) .

10.Исследовать функцию z = x4 + y4 x2 2xy y2 на экстремум.

11. Вычислить значения функции, заданной неявно зависимостью

x2 + y2 + z 2 y z

2y z −1 = 0, во

всех стационарных

точках.

 

 

12. Найти наибольшее

и наименьшее

значения функции

1 − z = 3y2 + x2 при 0

x 1, 1 y 0, 0 x y 1 .

13.Найти прямоугольный параллелепипед с длиной диагонали d , имеющий наибольший объём.

47

Вариант 18

 

 

 

sin

y

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

z

 

z

 

z = (ln( y 2x))

x

+

1

 

 

 

1. Вычислить

x

и

y

, если

2 arctg x+2 y .

 

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = y x

при x = 2 ±0,01, y = 5 ±0,02

3. Написать

формулы

для

производных

u

и

u

для функции

t

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u =

x3y2

1 arctg

 

y

,

если x = x(t, s) ,

y = y(s) , z = z(t) .

z

 

x +z

 

3

 

 

 

 

 

 

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

 

u = cos2(

x yz) x yz

 

 

 

 

 

 

5.

Вычислить d 2u для функции u = sin 2(3x + y) .

 

 

 

 

 

6.

Вычислить

yи y′′

для функции

y(x),

заданной

неявно

 

y = 1 arctg

y x .

 

 

 

 

 

 

 

 

x

z(x, y)

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция

задана

неявно

зависимостью:

 

3xy+z = y 2x + 3z . Вычислить частные производные

z

и

z

.

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

u

 

8. Функции u(x, y)

и v(x, y)

 

x

y

заданы параметрически: e

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e v x

Вычислить частные производные ux , uy , vx и yv .

1.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к

=x

=1

поверхности, заданной уравнением z 12 arctg xy = 0 в точке

M0(1,1, π8) .

9.Исследовать функцию z = 2x4 + y4 x2 2 y2 на экстремум.

10. Вычислить значения функции, заданной неявно зависимостью

4x2 + y2 + 2z 2 + x + y + z + 2 = 0, в стационарных точках.

11. Найти наибольшее и наименьшее значения функции z = y2 2x2 в области x2 + y2 1, x2 + y2 100 .

12.Из всех треугольников, вписанных в круг, найти тот, площадь которого наибольшая.

48

Вариант 19

 

z

 

z

 

ctg

x

 

1

 

y +3x

 

 

 

 

 

1. Вычислить

x

и

y

, если

z = (tg xy)

1y

+

4

arccos

2 yx

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = tg x cos y при x = 45o ±1o, y = 60o ±0,5o .

3. Написать формулы для производных ut и us для функции

u = exy+z 12 arcsin xz y , если x = x(s), y = y(t), z = z(t, s) .

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

u = z x y + x y z .

5.Вычислить d 2u для функции u = xy6 cos2 (x4 y3) .

6.

Вычислить yи

y′′

для функции

 

y(x),

заданной неявно

 

y = 4xy

x + y .

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция

z(x,

y)

задана

неявно

 

зависимостью:

 

z = 2 y x +sin (4x y

2 + z) . Вычислить

z

и

z

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

() ( ) sin(ux) = y

8.Функции u x, y и v x, y заданы параметрически: cos(vy) = x

Вычислить частные производные ux , uy , vx и yv .

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

z3 4xz + y2 4 = 0 в точке

M0 (1,2,2) .

 

10. Исследовать функцию

z = (5x +7 y 25) e( x2 +xy+y2 )

на

экстремум.

11. Вычислить значения функции, заданной неявно зависимостью x2 + y2 + 4z2 x y + z + yz = 0 в стационарных точках.

12. Найти

наибольшее

и

наименьшее

значения

функции

z = x2 + y2 xy + 1 в области y x2 −1, y ≤ 4.

 

13.Из всех прямоугольников с заданной площадью S найти такой, периметр которого имеет наименьшее значение.

49

Вариант 20

1.Вычислить xz и yz , если z = [tg (1 xy)]ln xy arcsin 1yxx .

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = 2x + y2 , если x = 2 ±0,01; y = 4 ±0,02 .

3. Написать формулы для производных

 

u

и

u

для функции

 

t

s

u = (13 )z2x +cos (y2+zx

), если x = x(s),

 

 

 

y = y(t, s), z = z(t, s) .

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

u = 12 sin2 (1 xyz)+ yx3z .

5.

Вычислить дифференциал d 2u для функции u = y

+ x4

y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

6.

Вычислить

 

yи

y′′

для

функции

y(x),

заданной:

 

 

 

y =

1

 

sin (1 − xy) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция

 

z(x, y)

 

задана

 

 

неявно

 

 

зависимостью:

 

e x2 + y +2z

= z 2 + y x .

Вычислить частные производные

z

 

и

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Функции u(x, y) и v(x, y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2xu v = y

8.

заданы параметрически:

yv x = 1

 

 

Вычислить частные производные

u

,

 

u

,

v

и

v

.

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

x

y

 

 

 

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

2x2 + y2 z2 + xy yz + 2xz = 2 в точке M 0 (1,0,0) .

10. Исследовать функцию z = x2 + xy + y2 4ln x 10ln y на

экстремум.

11. Вычислить значения функции, заданной неявно зависимостью x2 + 2 y2 + z2 + x + y + z + x z = 0 , во всех стационарных точках.

12.Найти наибольшее и наименьшее значения функции z =1 x y

вобласти x2 + y2 4 .

13.Из всех треугольников, имеющих данный периметр P . найти наибольший по площади.

50

Вариант 21

 

z

 

z

, если z = [cos(x

xy )]sin

y

1 arctg

x2 y

.

1. Вычислить

и

x

 

x

 

y

 

 

 

3

3 x

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = exy

при x = 5 ± 0,1;

y = 0 ± 0,05.

3. Написать формулы для

производных

u

и

u

для функции

t

s

 

 

 

 

 

 

u = ln(x2 y2 + z)

1

sin(x + y z2 ) , при

x = x(t, s) , y = y(t, s),

 

2

 

 

 

 

 

 

z= z(t, s) .

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

u = 3cos2(xyz) x −2z y .

 

Вычислить d 2u для функции u = (x y) e

x

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

y

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислить y

и y′′

для функции y(x)

, если y =

1

 

 

 

 

y

6.

 

 

 

arctg

 

.

 

x

 

 

 

 

z(x, y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1−x

7.

Функция

 

 

задана

 

неявно

 

 

 

зависимостью

 

cos (x y2 + z) + x2 z3 + y = 0. Вычислить

 

z

 

и

z

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

= y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

u

 

 

v

 

v

e x

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Вычислить

,

,

 

и

, если

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x

y

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

= x +2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

z − 2x + ln xy + 1 = 0 в точке M 0 (1,1,1) .

10.Исследовать функцию z = x2 y (2 − x + y) на экстремум.

11.Вычислить значения функции z(x, y), заданной неявно

зависимостью

x2 +4 y2 +2z2 + x y +2 yz +1 = 0 ,

во всех

стационарных точках.

 

 

 

 

12. Найти

наибольшее

и

наименьшее

значения

функции

z = x x2 + y2 в области x2 + y2 9 .

 

 

13.На гиперболе x2 y2 = 4 найти точку, наименее удалённую от точки P(0,2).

51

 

 

 

 

 

Вариант 22

 

 

 

1. Вычислить

z

и

z

, если

z = (sin

y

)ln ( x+y)

+arcsin

x y

.

 

x

 

y

 

 

x

 

2 xy

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = x2 y2 при x = 5 ±0,1; y = 4 ±0,05 .

3. Написать формулы

для производных

u

и

u

для функции

t

s

u = cos (yxzx

)e

x+z

, если x = x(s), y = y(t), z = z(t, s) .

y

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции:

u = x2 y3z 4 − 4xyz .

5.

Вычислить d 2u для функции u = cos2(x − 2y) .

 

6.

Вычислить

y

 

и

y′′для

функции

 

y(x), заданной неявно:

 

y = 3 x y e

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция z(x, y) задана неявно: ln(x + 2y z) = x + 3y − 2z 2 .

 

Вычислить частные производные

z

и

z

.

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

u

 

 

 

u

 

v

 

v

 

 

cos(u x) = 2 y

 

8.

Вычислить

,

 

,

и

, если

 

 

 

.

 

 

x

 

y

x

 

y

 

 

sin(vy) = x

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к

поверхности, заданной уравнением x2 + y2 + z 2 − 3 = 0 в точке

M0 (1,1,1) .

10.Исследовать функцию на экстремум z = 2x2 x +( y +1)2 .

11.Вычислить значения функции z(x, y), заданной неявно

зависимостью

x2 + 2 y2 + z2 x + y + yz + 2 = 0 , во всех

стационарных точках.

12. Найти наибольшее и наименьшее значения функции

z= 5x − 3y в области y x , y ≥ −x , y 4 .

13.В эллипс x2 + 3y2 =12 вписать равнобедренный треугольник с

основанием, параллельным большой оси эллипса так, чтобы площадь треугольника была наибольшей.

52

Вариант 23

 

z

 

z

 

x

sin ( xy)

 

1

 

x+ y

 

1. Вычислить

и

, если z = tg

 

arccos

 

 

.

 

x

 

y

 

y

4

 

2 3

y

 

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = y ln

x

при x =1 ± 0,05 ; y = e ± 0,1

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Написать формулы

для

производных

u

и

u

для функции

t

s

 

 

sin(y+z x

)+ z ln(

 

 

 

 

 

u =

1

x

 

y ) при x = x(s) , y = y(t, s), z = z(t) .

4

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции:

u = z yx sin( y x z) .

5.

Вычислить d 2u для функции u = 1 sin 2

(xy) .

 

 

 

y

 

 

 

y′′

 

 

 

3

 

y(x), заданной неявно:

6.

Вычислить

 

и

 

для

функции

 

y = x y tg

y

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция z(x, y)

 

задана

неявно:

3x y + z = 4x + y2 −2z .

 

Вычислить частные производные

z

и

z

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

 

 

 

u

 

 

u

 

 

v

 

 

v

 

 

 

u xv = 2

8.

Вычислить

,

 

,

 

и

, если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

x

 

y

 

 

v + yu = 3

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности x(x y) + y(x z) + z(x + y) 2 = 0 в точке M0 (1,0,1).

10.Исследовать функцию z = y2 +3x2 + y x на экстремум.

11.Вычислить значения функции z(x, y), заданной неявно

зависимостью

x2 + y2 +3z2 + x + y xz + 4 = 0 ,

во

всех

стационарных точках.

 

 

 

 

 

12. Найти

наибольшее

и

наименьшее

значения

 

функции

z = 2x2 + y2 4x + y

в области x2 + 4 y2 4 .

 

 

13. На параболе y 2 = 4x найти точку, наименее удалённую от прямой x y + 4 = 0.

53

Вариант 24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

y

ln

 

 

y x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Вычислить

z

и

z

, если

z = (ctg

)

 

x

1

arcsin

.

 

x

 

y

 

 

2x

 

 

2

 

2x

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

 

значения функции z = ex cos y

при x =1 ±0,05,; y =

π

±0,01.

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

u

 

 

 

3.

Написать

формулы

 

для

 

 

производных

 

 

 

и

 

 

для

функции

 

 

 

 

t

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u = x cos( yz) 1 arctg

 

 

 

 

если x = x(t), y

= y(t, s),z = z(s) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

xy2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Вычислить все частные производные второго порядка для функции

 

u = (cos z)xy

1

 

 

 

xy

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислить d 2u для функции u = (x + y) e

2y

 

 

 

 

 

 

 

5.

x

.

 

 

 

 

 

 

6.

Вычислить

 

y

 

 

и

 

y′′

для

функции

 

y(x),

заданной

неявно:

 

y = 3x2 sin ( yx) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция

 

z(x, y)

 

задана

неявно. ln ( y x + z) = 5x + y 2z

 

Вычислить частные производные

z

и

 

z

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin(xu) = 3y

 

 

 

8.

Вычислить

 

u

 

 

u

 

 

v

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

,

 

и

 

 

, если

v

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

 

x

 

y

 

 

 

 

y

= x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности, заданной уравнением

x2 + 2 y2 + 3z2 + 2xy + 2xz + 4 yz = 6 в точке M0 (1,0,1) .

10.Исследовать функцию z = ex2 y (2x + y) на экстремум.

11.Вычислить значения функции z(x, y), заданной неявно

зависимостью 3x2 + 2y2 + z 2 + z + xy + yz + 3 = 0,

во всех

стационарных точках.

 

 

12. Найти

наибольшее

и наименьшее значения

функции

z =

1

x2

y2 +5x y

в области 0 x 1,0 y 1.

 

 

 

2

 

 

 

 

13.Какой сектор следует вырезать из круга радиуса R , чтобы из оставшейся части можно было свернуть воронку наибольшей вместимости.

54

Вариант 25

1. Вычислить частные производные

z = (cos(1 xy))tg( xy) arctg

xy

.

2x3y

 

 

xz и yz для функции

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения

 

функции

z = 2x2 3y2 +3 ,

 

при

x = 3 ±0,1 ,

y = 2 ±0,2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Написать

 

формулы

для производных

u

 

и

 

u

 

для функции

t

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u =

1

tg (

z

)(

1

)

z2 x

x = x(t, s), y = y(t, s), z = z(t) .

y

y

x

2

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

 

u = 2x

sin

y

 

 

 

 

y 3 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Вычислить d 2u для функции u = (2x + y) cos(xy) .

 

 

 

6.

Вычислить y

и y′′

для функции y(x), если y =

2

arcctg

 

x

.

 

1y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

7.

Функция

z(x,

y)

задана

неявно

 

1

 

 

= x2 y z .

Вычислить

5zy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

частные производные

 

и

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ux

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

u

 

 

 

v

 

 

 

v

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Вычислить

,

 

,

 

 

и

 

, если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

y

 

 

x

 

y

 

 

vy

= x u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

 

 

x2

+

y2

+

z2

=1 в точке M

0

(0,0,4).

 

4

 

16

 

9

 

 

 

 

10.

Исследовать функцию z = y 2 + x 2 xy +2x y на экстремум.

11.

Вычислить

значения

функции z(x, y), заданной зависимостью

x2 +4 y2 +2z2 + x y + z +2 = 0 , в стационарных точках.

12.Найти наибольшее и наименьшее значения функции z = 4 3x +2 y в области x2 + y2 9 .

13.Тело представляет собой прямой круговой цилиндр, завершённый сверху полушаром. При каких линейных размерах это тело будет иметь наименьшую полную поверхность, если объём его равен V .

55

Вариант 26

1. Вычислить

z

и

z

, если

z = (ln(x y))tg

y

1

arctg

xy

.

x

 

x

 

y

 

2

 

y

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = sin x cos 2y при x = π2 ±0.05, y = π6 ±0.1 .

3. Написать формулы для производных

u

и

u

для функции

t

s

u= e2 yx +cos zx , если x = x(t, s) , y = y(t) , z = z(s) . z y

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

u= (xy) .2zytg

 

1x

x

 

 

 

 

5.

Вычислить d 2u для функции

u = (3x − 2y) sin(x y) .

6.

Вычислить yи y′′

для функции y(x), если y = y x sin (xy) .

7.

Функция

z(x, y)

задана

неявно: cos (x y2 + z) = (

1

)x +z

 

 

 

 

 

2

 

Вычислить частные производные xz и yz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ux + vy = 0

 

u

 

u

 

v

 

v

 

 

 

 

 

8. Вычислить

,

,

и

, если:

u

+

v

=1

 

x

y

x

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к

поверхности, заданной уравнением

1

( x + y + z ) =1 в точке

 

3

 

M0 (1,1,1).

10.Исследовать функцию z = y2 x3(4 y x) на экстремум.

11.Вычислить значения функции z(x, y), заданной неявно

 

зависимостью

2x2 + y2 + 3z 2 + y xz + yz − 4 = 0,

во всех

 

стационарных точках.

 

 

 

12.

Найти наибольшее и

наименьшее

значения

функции

 

z = 2x2 + 4y2 xy в области 0 ≤ x ≤ 1 , −1 ≤ y ≤ 0.

 

13.

На параболе

y = 2x2 + 1

найти точку,

наименее удалённую от

 

точки P(10, 0).

 

 

 

56

Вариант 27

 

z

 

z

 

x ln ( x3

y3 )

 

 

1. Вычислить

 

и

 

, если z = ctg

 

 

arccos 1

+ xy .

x

y

 

 

 

 

y

 

 

 

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = x y , если x = 3 ±0,1,

y = 2 ±0,4 .

3. Написать формулы для

производных

u

и

u

для функции

t

s

 

sin(2xy)

 

3z

 

 

 

 

 

 

u =

2 yx , если

x = x(t, s) , y = y(t, s) ,

z = z(t) .

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

 

u = x cos( yz2)

 

 

x −2y

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

z

 

 

 

 

 

 

)(x2

 

 

5.

Вычислить d 2u для функции u = cos(y

y2 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

6.

Вычислить

y

и

 

y′′

 

для функции y(x), заданной неявно

 

y = exy x2 + 2 y2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция z(x, y) задана

неявно:. ln( y z − 2x) = x y2 + 3z .

 

Вычислить частные производные

z

и

z

.

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

u

 

u

 

v

 

 

v

 

 

sin(xv)

= 1 + y

 

8.

Вычислить

,

,

и

, если:

 

= v x

.

 

 

 

 

 

 

x

y

x

 

y

cos(uy)

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к

поверхности, заданной уравнением x2 + y2 + z 2 xy = 1 в точке

M0 (1,1,0).

10.Исследовать функцию z = x3 + y3 − 6xy на экстремум

11.Вычислить значения функции z(x, y), заданной неявно

зависимостью x2 + y2 + z2 +8xz z + 4 = 0 , в стационарных

точках.

12. Найти наибольшее и наименьшее значения функции

z= 10 − x y в области x2 + y2 64 .

13.Найти прямоугольный треугольник наибольшей площади, если сумма катета и гипотенузы его постоянна.

57

Вариант 28

 

z

 

z

 

y cos( xy)

 

1

 

x

 

 

1. Вычислить

 

и

 

, если z = tg

 

 

 

arcctg

 

 

 

.

 

x

 

y

 

x

 

4

 

1

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = ctg x tg y , при

x =

 

π

±0.01,

y =

π

±0.1

4

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Написать

формулы

для производных

 

u

 

 

и

u

для

 

функции

 

t

 

 

s

 

 

u =

z2

ez x + y

, если x = x(s),

y = y(t),

z = z(t, s)

cos(xy)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

 

u = z 2 sin (y

)

3 1 − xyz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x − 2y2 ).

 

 

5.

Вычислить d 2u для функции u = e x y

 

 

6.

Вычислить

 

y

 

и

y′′

для

функции

 

y(x), заданной

неявно

 

y = sin(xy)

 

 

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция

z(x, y)

задана

неявно:

 

ln( y z 2x) =

 

1

.

 

z y +4x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислить частные производные

z

и

z

.

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uy vx = 1

 

 

 

 

u

 

 

u

 

v

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Вычислить

,

 

,

и

, если:

 

u

 

 

y

 

 

 

 

 

 

x

 

y

x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

= x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

x

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

xx

=e y + e z y в точке M0 (0,1,1).

10.

Исследовать функцию

z =1 x2 + y2 на экстремум.

 

11.

Вычислить

значения

функции

z(x, y), заданной

неявно

 

зависимостью

2x2 + 2 y2 + z2 + 6 yz z + 6 = 0 .

во

всех

 

стационарных точках.

 

 

 

z(x, y).

12.

Найти наибольшее и наименьшее значения функции

 

заданной

неявно

z + 2 = x2 − 5y2 ,

в

области

0 ≤ x ≤ 2, y x ≤ 0.

13. В шар радиуса R вписать цилиндр наибольшего объёма.

58

 

 

 

 

Вариант 29

 

 

1. Вычислить

z

и

z

, если z = (ln(x2 y2 ))sin xy+

1

arccos

y

.

 

x

 

y

2

 

xy

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = ln

x

 

, при

x = e ± 0,1;

y =1 ± 0,01.

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Написать формулы

для

производных

u

и

u

функции

t

s

 

u =

1

ln(x y + z2 ) + sin(x+2 y)

,

 

 

 

 

при

 

 

 

 

 

2

 

 

2z

 

 

 

 

 

 

x= x(t), y = y(t, s), z = z(t, s) .

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

u = cos(xy z 2)

x

.

 

 

y z2

5.Вычислить d 2u для функции u = sin(xy )(x2 + y2 ).

6.

Вычислить y

и y′′

для функции y(x), если y = 2xy x2 y2 .

7.

Функция

z(x,

y)

задана

неявно

 

 

зависимостью

 

cos( y + 2x 3z) = x2 + y2 + z2 . Вычислить

z

 

и

z

.

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos (xu)

 

u

 

u

 

v

 

v

 

 

8. Вычислить

,

,

и

, если:

 

x

y

x

y

 

 

 

 

 

sin ( y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= vy v) = ux .

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

 

x2 + y2 + xy yz + z2 + xz = 3

в точке M0 (1,1,0).

10.

Исследовать функцию z = e x +2y (x2 xy + 2y2) на экстремум.

11.

Вычислить значения функции

z(x, y), заданной зависимостью

x2 + y2 +4z2 +4xz 2z +2 = 0 , в стационарных точках.

12.Найти наибольшее и наименьшее значения функции z(x, y), заданной неявно z 4 = 5x + 4 y , в области x2 + y2 4 .

13.В прямой круговой конус с углом 2α в осевом сечении и радиусом основания R вписать цилиндр с наибольшей полной поверхностью.

59

Вариант 30

1. Вычислить

z

и

z

, если z = [cos(xy)]ln

x2 y2 1 tg

x y

.

 

x

 

y

 

3

xy

2.Оценить абсолютную и относительную погрешности при вычислении

значения функции z = sin x +cos y , при x =

π

±0.1 ,

y =

π

±0.2 .

6

3

 

 

 

 

 

 

 

u

 

u

 

 

3. Написать формулы для

производных

 

и

для

функции

t

 

 

s

 

u =

1

exy+z2

+cos

zx

 

, если x = x(t, s) ,

y = y(s) ,

z = z(t) .

 

2 y

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Вычислить все частные производные второго порядка для функции

u = x3yz2 sin2 (xyz) .

5.

Вычислить d 2u для функции u = e2x3y (x 4 y) .

 

6.

Вычислить

y

и

y′′

для функции y(x),

заданной неявно

 

y =

x

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Функция z(x, y)

задана неявно

z = y 2x +sin(zx) . Вычислить

 

частные производные

z

 

и

z

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

u

 

v

 

 

 

v

 

 

uy vx = 2

 

 

8.

Вычислить

,

,

и

 

, если

 

 

.

 

 

 

 

x

y

 

x

 

y

cos (ux) = sin(vy)

 

9.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности

ln (x2+zy )+ z y = 0 в точке M 0 (1,1,1).

10.

Исследовать функцию z = 3y2 + (2x −1)2 на экстремум/

 

11.

Вычислить

значения

функции

z(x, y), заданной

зависимостью

 

2x2 + 2 y2 + z2 + 4xz + z 2 = 0 , в стационарных точках.

z(x, y),

12.

Найти

наибольшее

и наименьшее значения

функции

 

заданной

неявно

z + 1 = x2 + x + y2 − 4y ,

в

области

 

−1 ≤ x ≤ 0 , y x ≤ 1 .

суммы m

 

n

 

13.

Найти

наименьшее

значение

и

степеней

 

(m > 0, n > 0) двух положительных чисел, произведение которых

постоянно и равно a .

60