Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

mat_analiz_tipovik

.pdf
Скачиваний:
71
Добавлен:
10.05.2015
Размер:
559.27 Кб
Скачать

51

Задача 22. Построить график функции.

 

 

y = (2x + 3)e2x − 2

 

y = 3

 

 

 

e−x

 

 

 

1

 

2

x2

 

 

 

 

 

y = xe−x2

 

y =

 

 

 

ln x

 

 

 

 

 

 

3

 

4

x3

 

 

 

 

 

 

5

 

y =

 

x

 

 

 

6

y = xe−x

 

 

 

 

 

 

 

2

 

ln x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/x

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− x

 

 

МИРЭА

7

 

y = e

 

 

8

y = x

 

 

 

 

ln

|x|-

9

 

y = e1/ (x2 4x + 4)

10

y = (1 + x)e1/x

 

 

 

 

 

Кафедра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

11

 

y = e−x sin x

12

y =

ÂÌ3 ln

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

y =

e2 − x

 

14

y = 3 3 ln

 

 

x

 

 

 

 

2

x

x + 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

y = xe1/(x − 1)

16

y = ex cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÌÃÒÓ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e2x + 2

 

 

ln x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

y =

2x + 2

18

y =

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

y = (3

x)ex − 2

20

y = ln

 

1 + x

 

 

 

 

 

 

 

1 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

y = e1/x2

22

y = xe1/(2 − x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = (2x + 5)e2x − 4

 

y = 2 ln (1

 

 

4

) 3

 

23

 

24

 

 

x

52

25

y = 4 ln

x

+ 1

26

y = x (2 ln x)2

 

 

x + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

y = x3e−x

 

28

y =

x

 

 

 

 

 

ln x

 

 

x + 3

3

 

ex − 3

29

y = 2 ln

 

 

30

y =

 

 

x

2x + 7

Задача 23. Построить линию, заданную уравнением ρ = f(φ)

в полярных координатах (

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

ρ ≥ 0, 0 ≤ φ ≤ 2π)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

f(φ)

 

f(φ)

 

 

 

 

f(φ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

cos(3φ + π/4)

2

1 + cos φ

 

3

2 + sin φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

4 tg(φ/2)

 

5

2 cos 3φ

 

6

3 cos 2φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(1 + sin 3φ)

 

 

7

1 + cos 2φ

8

5(1

 

cos 2φ)

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin2 2φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÂÌ

 

 

 

 

 

10

 

11

 

cos(π + φ)

 

12

7(1 + sin φ)

 

 

13

4 cos 2φ

 

14

sin(φ/2)

 

15

2 sin 3φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

3(2 sin φ)

17

2 + sin2 2φ

 

18

1 sin 2φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4(1 cos 4φ)

 

 

19

4 cos φ

 

20

5(1 + cos 3φ)

 

21

 

 

22

2 + cos φ

 

23

2 sin φ

 

24

cos(φ/2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МИРЭА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

5(2 cos φ)

26

 

sin(2φ)

 

27

2 tg φ

 

 

 

 

 

28

3 cos2 2φ

 

29

3 + 2 cos φ

 

30

4 sin2 3φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÌÃÒÓ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 24. Вычислить частные производные первого поряд-

êà.

z = f(x, y)

z = f(x, y)

 

 

 

 

 

 

 

z = x3 + y3 + 3x/y

 

z =

 

 

1

2

x2 − y2

53

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

z = arctg (

x +

)

4

z = sin(x + cos y)

 

 

 

1 xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

z = x2 ln(x + y)

6

z = ex/y

 

 

7

 

z = ln cos (y/x)

8

z = ln tg(x − y)

 

 

9

 

z = e(x3 + y2)2

10

z = x3 + 4x2y2 − y4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

11

 

z = x sin(2x + 3y)

12

z = cos (x2)/y -

13

 

z = ln (x2 + y)

14

z = xy + y/x

 

 

15

 

z = x2 sin4 y

16

z = ln(1 + x/y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÂÌ

 

 

17

 

z = cos(y + sin x)

18

z = ln tg(y/x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

z = xy sin(xy)

20

z = x4 cos2 y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin(y/x)

 

 

 

 

 

xy

 

 

21

 

z = e

22

z =

 

МИРЭА

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + y2

 

 

 

23

 

z = x cos(x + y)

24

 

 

 

 

 

 

 

z = e cos y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

2 3 2

 

 

 

x

 

 

 

 

25

 

Кафедраz = x + 2y − 2y x

26

z = y

 

 

 

 

 

 

27

 

z = ln tg (x/y)

28

z = x3 sin y + y3 cos x

 

 

 

 

ÌÃÒÓ

 

 

 

 

 

 

 

 

29

 

z = tg (y2/x)

30

z = y ln

(x2 − y2)

 

 

54

Задача 25. Вычислить смешанные производные второго порядка и проверить, что они равны.

z = f(x, y)

 

 

 

 

 

 

z = f(x, y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xy(x

2

 

 

2

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

1

z = e

 

 

+ y

2

z = arcsin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + y2

 

 

 

 

 

x

2

+ y

2 x + y

4

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

z = (

 

 

 

) · e

z = x ln(x y )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

− y

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2y

 

 

5

z =

x

 

 

 

 

 

 

 

6

z = arctg

 

 

 

 

 

x2 + y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(-1 + x2 )

 

7

z =

 

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

8

z = ex(x sin y + y2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

z =

x + y

 

 

 

 

 

 

 

 

10

zÂÌ= arcctg (x/y2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x − y

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

z = sin x2

 

 

/y

 

 

12

z = x arctg (

 

 

y

)

 

 

 

 

 

y

x

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

13

z = tg

 

x2/y

 

 

 

 

14

z = arctg (

x +

)

 

 

 

 

 

 

1 xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÌÃÒÓ

 

z МИРЭА= 2x2y + 3xy2 + x3

 

z = ln x2

 

 

 

 

 

15

 

+ y2

16

17

z = x2/y2 − y/x

18

z =

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2 + y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

z =Кафедра√2xy + y2

 

 

 

− y

)

 

 

 

 

 

19

20

z = y ln (x

 

 

 

 

 

 

 

 

21

z = arctg (y/x) + arcctg (x/y)

22

z = ex(cos y + x sin y)

23

z = xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

z = x ln (y/x)

 

 

 

 

 

 

 

55

 

 

 

x + y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + xy + y2

 

 

 

25

z = e

 

(x cos y + y sin x)

 

 

 

 

26

z = ln (2

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

(x2 − y3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

− xy

 

 

27

z = sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

z = e3x

+ 2y

 

 

 

 

29

z = xy + x/y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

z = xy sin (x − y2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

Задача

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

26. Найти и исследовать точки экстремума

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÂÌ

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МИРЭА

 

u = 2x2 + y2

+ z2 − xy − 3x + 4y + 2z

 

 

 

 

 

 

 

 

2

u = x2 + 3y2 + z2 − xz − 2x + 3y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

u = 9x

2

6y

2

11z

2

+ 3xy + 5xz − 8yz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

u = 4x2 3y2 − z2 2xy + yz

 

 

 

 

 

 

 

 

5

u = x2 + y2 + 2z2 + yz + 2z − 3y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÌÃÒÓ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

u = 2x2 +

2

y2

+ z2

− xy + 2xz + yz − y + 2z

 

 

 

 

 

 

7

u = 5x2 − y2 3z2 + xz + yz − 2xy + 6z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Кафедраu = 2x + y + 3z + xy + xz − 4x − 2y + z

 

 

 

 

 

 

 

 

9

u = x

2

+

3

 

y

2

+ 2z

2

+ xy + xz − 4x − 2y + z

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

u = −x2 − y2 5z2 +

 

xy + xz − 2x + 4y

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

56

11 u = 2x2 + y2 + 32z2 − xz + 2xy + yz − 3y

12 u = 5x2 + y2 + 5z2 + 2xy − xz − 12yz − 10x

13 u = 5x2 + y2 + 5z2 + 2xy − xz − yz − 4x + 2y

14

u = 4x2 − y2 5z2 + xy + xz − 2yz − 2y

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

15

u = 2x2

− y2

− z2

 

ÂÌ

2

+ xy − 2z + x − 4y

 

 

u = −x2 3y2

− z2

 

МИРЭА

16

+ xz + x

6y + z

 

 

 

17

u = 2x2 + y2 + 3z2 + 2xz + 2x − 4y

 

 

 

18

u = 3x2 4y2 5z2 + 2yz − 2xy + 6x

 

 

 

19

u = x2 + 5y2 + z2 + 2xy − xz − yz − 10y

 

 

 

20

u = x2 + 2y2 + 5z2 + xy + 4yz − 4z

 

 

 

 

ÌÃÒÓ

 

 

 

 

21

u = 2x2

5y2 5z2 + 2xz + 4yz − 2xy − 4x

22

u = 5x2 6y2 4z2 + 2xy + 2xz − 8z

 

 

 

 

2

2

2

 

 

 

 

 

23Кафедраu = 3x + 4y + 5z + 2xy − 2yz − 8y

 

 

 

24

u = 4x2 + 6y2 + 5z2 2xz − 2yz + 10z

 

 

 

25

u = 9x2 + 6y2 + 11z2 3xy − 5xz + 8yz

 

 

 

57

26

u = x2 + 17y2 + 3z2 + 2xy − xz − 7yz

 

 

 

27

u = −x2 17y2 3z2 + xz + 7yz − 2xy

 

 

28

u = 9x2 6y2 11z2 + 3xy + 5xz − 8yz

 

 

29

u = 2x2 + y2 + 3z2 + xy + xz − 4x − 2y + z

 

 

 

 

 

1

 

-

 

30

 

 

ÂÌ

2

 

 

 

 

 

u = 5x2 + y2 + z2 + 2xy − xz −

 

2yz −

10x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

МИРЭА

Кафедра

 

 

 

 

 

 

 

В данном приложении излагается краткая теория и методика решения типовых задач по следующим темам, указанным ниже. Изучение материала этого Приложения необходимо для успешного выполнения контрольных работ и типового расчета, а также является полезным при подготовке к экзамену (зачету).

Тема •1. Теория пределов.

1.1. Определение пределаÌÃÒÓфункции. 1.2. Основные теоремы о пределах.

1.3. Элементарные методы вычисления предела. 1.4. Первый и второй замечательные пределы. 1.5. Бесконечно малые функции.

1.6. Эквивалентные бесконечно малые функции.

1.7. Применение эквивалентных бесконечно малых к вычислению пределов.

58

Тема • 2. Непрерывность функции.

2.1.Непрерывность функции.

2.2.Односторонние пределы.

2.3.Точки разрыва.

Тема • 3. Дифференцирование функции одной переменной.

3.1. Производная функции.

 

2

3.2. Таблица производных.

-

 

 

ÂÌ

 

Кафедра МИРЭА

3.3. Дифференцирование сложной функции.

 

 

3.4. Вычисление логарифмической производной.

 

 

3.5. Вычисление производной функции, заданной параметриче- ски.

3.6. Вычисление производной функции, заданной неявно. 3.7. Производные высших порядков 3.8. Дифференциал функции.

Тема • 4. Приложения производной.

4.1.Уравнение касательной и нормали к кривой.

4.2.Применение дифференциала в приближенных вычислениях.

4.3.Прикладные задачи на использование производной.

4.4.Правило Лопиталя.ÌÃÒÓ

Тема • 5. Исследование функции: возрастание, убывание, экстремумы.

5.1.Признаки возрастания и убывания функции на интервале.

5.2.Экстремумы функции.

КафедраМГТУ, ;
для любого для каждого

59

Тема • 6. Исследование функции: выпуклость и вогнутость, асимптоты.

6.1.Выпуклость и вогнутость графика функции.

6.2.Точки перегиба.

6.3.Асимптоты графика функции.

Тема • 7. Общая схема исследования функции и построение

графика.

 

 

2

Тема • 8. Формула Тейлора.

 

-

ÂÌ

 

8.1. Многочлен Тейлора.

 

МИРЭА

8.2. Остаточный член в формуле Тейлора.

8.3. Формула Тейлора для некоторых элементарных функций. 8.4. Применение формулы Тейлора.

Изучение тем 1,2 помогает при подготовке к контрольной работе •1. Содержание тем 3, 4 и 8 можно рассматривать в качестве основы при подготовке к контрольной работе •2. Теоретический материал тем 5 - 7 полезен при выполнении типового расчета.

1. Теория пределов

1.1. Определение предела функции

Обозначения, используемые в приложении :

существует, найдется;

не существует;

x A x принадлежит A;

x / A x не принадлежит A;

60

B A B является подмножеством A;

”следовательно;”тогда и только тогда; : ”такой что;

x → a x стремится к a.

Определение 1.1 Число b называется пределом функции y = f(x) ïðè x стремящемся к a, если для любого ε > 0 найдется такое δ = δ(ε) > 0, ÷òî ïðè 0 < |x − a| < δ выполняется

неравенство

|f(x) − b| < ε

.

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

-

 

Для обозначения предела функции используют следующую

символику

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim f(x) = b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Используя введенные выше обозначения, определение 1.1 мож-

но переписать в виде:

 

 

 

ÂÌ

 

 

 

b = lim f(x)

 

ε > 0

 

δ = δ(ε) > 0 :

 

x : 0 <

|

x

a

|

< δ

 

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|f(x) − b| < ε

 

 

 

 

 

 

 

 

Замечание. При определении предела не существенно, как ве-

дет себя функция в самой точке a. В частности, значение f(a)

может быть не определено.

 

МИРЭА

Определение 1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim f(x) =

k > 0

 

δ = δ(k) > 0 :

x : 0 <

x

a < δ

 

x

a

 

 

 

 

 

|

 

− |

 

 

Кафедра|f(x)| > k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение 1.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim f(x) = b

ε > 0 k = k(ε) > 0 :

x > k(ε)

 

 

 

 

x +

ÌÃÒÓ

 

 

 

 

 

 

 

→ ∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|f(x) − b| < ε

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]