M05097
.pdf71
а) |
z = 3x4 + 5x − 2x3 y7 − |
1 |
y3 |
+ |
1 |
y2 |
||||
3 |
2 |
|||||||||
б) |
z = x2 − xy − 3y3 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
||||||
в) |
z = ln (x2 + y) |
|
|
|
|
|
||||
г) |
z = x |
2 |
e |
y2 − 2xy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Знайти похідні першого порядку для функції, що задана
неявно.
а) |
sin z4 − e y z + x2 y = 0 |
||
|
z2 3 |
|
− x2 y cos z + 4 = 0 |
б) |
y |
||
в) |
sin y2 = 1− x y |
||
г) |
xy3 + ln y + x2 = 0 |
||
|
6. Знайти похідні першого порядку для складених функцій. |
а)
б) в)
а) б)
в)
z = |
x2 − y3 ) |
, x = e3uv − u2 , y = e |
2v |
|||
u |
||||||
|
|
|
||||
|
xy − x3 |
|||||
|
|
|
|
z = ln 2 (x2 + y2 ), x = 3t + t2 , y = 4t3 − 2
z= x3 y − 4xy2 + xy, y = 33x2 + 4
7.Знайти рівняння дотичної та нормалі до поверхні.
z = x2 + 2y2 в точці (1;1;? )
x3 + y3 + z3 + xyz = 6 в точці (1;2;−1 )
x2 + 20y2 + z2 − 28 = 0 при x0 = 2; y0 =1
8. Знайти екстремум функції.
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|
|
|
|
72 |
||
а) |
z = x3 + 3xy2 −15x −12y |
|||||
б) |
z = |
1 |
x3 + xy − |
1 |
y2 − 9x − 3y +12 |
|
|
|
|||||
|
3 |
|
2 |
|
||
|
9. Знайти умовний екстремум функції |
|||||
а) |
z = x + 2y при x2 + y2 = 5 |
|||||
б) |
z = x3 + y3 |
при x + y = 2 |
10. |
Знайти |
найбільше |
та найменше |
значення функції |
|||
z = x2 y (4 − y − x) |
в |
трикутнику, |
обмеженому |
прямими |
|||
x = 1; y = 0; x + y = 6 . |
|
|
|
|
|
||
11. |
Знайти |
найбільше та найменше значення функції |
|||||
z =10 + 2xy − x2 в |
замкнутій |
області |
D, яка |
задана |
нерівністю |
||
0 ≤ y ≤ 4 − x2 . |
|
|
|
|
|
|
4.2 Індивідуальні завдання
4.2.1 Знайти і намалювати область визначення функції.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y −1 |
|
||
1. |
z = |
|
|
|
|
xy |
|
|
|
|
|
|
|
2. |
z = arcsin |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
||||||
x2 + y2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z = |
|
|
|
|||||||||
|
z = 1+ x − y2 + 1− x − y2 4. |
|
|||||||||||||||||||||||
3. |
(x +1)(y −1) |
|
|||||||||||||||||||||||
|
z = arcsin |
x |
2 |
+ y |
2 |
|
|
|
z = (9 − x2 |
− y2 )− |
1 |
||||||||||||||
5. |
|
|
|
|
6. |
2 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
4 |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z = ln (y2 − 4x + 8) |
||||||||
7. |
z = x2 + y2 −1 |
|
|
8. |
|||||||||||||||||||||
|
z = e |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
z = ln (4 − 4x − y2 ) |
|||||||||||||||
|
x− y |
|
|
|
|
|
10. |
||||||||||||||||||
9. |
|
|
|
y −1 |
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73
11. |
z = |
|
5 |
|
|
|
æ |
x |
ö |
|
|
|
|
12 |
ç |
÷ |
|||
|
2 |
|
2 |
||||||
|
|
4 - x |
- y |
z = arcsinç |
÷ |
||||
|
|
|
|
|
è y ø |
13. |
z = ln (y2 - x2 ) |
|||||
15. |
z = arccos(x + 2y) |
|||||
17. |
z = ln (x2 + y2 - 3) |
|||||
19. |
z = ln (1- x2 - y2 ) |
|||||
21. |
z = ln (2x2 - y) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
23. |
z = 1 - y2 + 1 - x2 |
|||||
25. |
z = 3x + |
|
y |
|||
2 - x + y |
|
27. z = x + y + x - y
29.z = x - y
4.2.2Знайти частинні похідні
14.z = e x2+ y2−4
16.z = 4x2 - y2
18.z = 1 - x - y
20. z = x + y ln(y2 - x2 )
22.z = x2 - y2
24.z = ln(xy -1)
26. |
z = 4x + |
|
y |
|
|
|
|||
2x - 5y |
||||
|
|
|
28.z = ln (9 - x2 - y2 )
30. z = arccos(x + 3y)
¶¶xz i ¶¶yz
1. |
z = ln(y2 + 2xy + x2 - 2) |
2. |
z = tg(x3 - 2yx + 3) |
|||||||||
3. |
z = cos(2x + 3y - x2 y3 ) |
4. |
|
|
|
|
|
|
||||
z = sin |
2 - x - y2 |
|||||||||||
5. |
|
|
|
|
|
6. |
z = ln(x + |
|
|
) |
||
z = x3 y + 5x - 3y |
x2 + y2 |
|||||||||||
7. |
z = ln(3x2 |
- y2 + 4x) |
8. |
|
|
|
||||||
z = ctg |
xy3 |
|||||||||||
9. |
z = 2 |
y+xy2 |
−5x |
10. |
z = arccos(x - y2 -1) |
|||||||
11. |
z = ln( |
|
- x) |
12. |
z = tg(y3 - 2x + 5) |
|||||||
xy |
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|
|
|
|
æ |
x |
|
|
ö |
|
13. |
|
|
|
ç |
+ 2 |
÷ |
|||
|
|
|
|
||||||
z = arcsinç |
y |
÷ |
|||||||
|
|
|
|
è |
|
|
ø |
||
15. |
æ |
x |
ö3 |
|
|
|
|
|
|
z = ç |
÷ |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ç |
|
÷ |
|
|
|
|
|
|
|
è |
y ø |
|
|
|
|
|
|
|
17. |
z = arctg |
|
y3 |
|
|
|
|||
|
|
x |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19.z = ctg xy2
21.z = ln(y2 - ye-x + x)
23.z = cos(x3 y2 - yx + 2y)
25.z = ln(3xy - 4 + x2 )
27. z = sin 3 yx4
z = e- x2+ y2+3xy
14.
16. z = |
|
xy |
|
|
|
||
x2 + y 2 |
|||
|
|
18.z = sin xy × cos xy
20. |
z = |
x3 + y3 |
|
|
x2 - y2 + 3 |
|
|||
|
|
|
||
22. |
z = xy + ln(x4 - y3 ) |
|||
|
|
æ |
|
ö |
24. |
|
-ç xy+3x2-4 y3 |
÷ |
|
z = e è |
ø |
26.z = arctg(3x2 - y2 + 2xy)
|
æ x2 |
+ y ö |
||
28. |
z = ctgç |
|
|
÷ |
|
|
|||
|
ç |
y |
2 ÷ |
|
|
è |
ø |
29. |
|
z = cos(xy2 ) |
|
|
30. |
z = |
x3 y2 - 2x |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
yx2 + y3 |
|
||
|
|
4.2.3 |
|
Знайти |
частинні |
похідні |
2-го |
порядку |
||||||
¶2 z |
; |
|
¶2 z |
; |
¶2 z |
функції |
z = f (x, y) |
|
|
|
|
|||
¶x2 |
|
¶y2 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
¶x¶y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1. |
|
|
z = (sin x + cos x)e2 y |
2. |
z = sin(2x + y2 ) |
|
||||||||
3. |
|
|
z = cos(x3 - 2xy) |
|
4. |
z = e |
2x2 |
- y3 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5. |
|
|
z = ln(3x2 - y2 ) |
|
6. |
z = cos(x2 - y2 )+ x3 |
||||||||
7. |
|
|
z = ex2 −2 y2 |
|
|
8. |
z = sin(x + 3y)- y2 |
|||||||
9. |
|
|
z = sin(x3 y)+ y3 |
|
10. |
z = arctg(2x - y) |
|
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75
11.z = ln(2xy − 3)
13.z = ln (3x2 + 2y2 )
15.z = sin (2x + 5y2 )
17.z = cos (3x2 − 4y3 )
19.z = ln(xy − y2 )
21. z = cos(x − y3 )
23.z = ln(x + e− y )
25.z = y × xy
27.z = arctg xy
29.z = ln(x2 − y2 )
4.2.4Знайти для функції
dz i d 2 z
12.z = cos (xy2 )+ x3
14.z = arctg(3x + 2y)
16.z = e2x2−5 y
18.z = arctg(x + y)
20.z = e y2−x2
22.z = ex y
24. |
z = ln(y2 + 2x) |
y
26.z = x e x
28.z = x y
30.z = e x2y
z = f (x, y) повний диференціал
1. |
z = x2 − 3xy3 + 5y4 |
2. |
z = −3x3 + 2x2 y4 − 2y2 |
||||||||||||||||||
3. |
z = |
1 |
x3 |
+ 5x2 y − 4y3 |
4. |
z = |
|
1 |
x4 |
− 5xy4 − 3y3 |
|
||||||||||
|
4 |
|
|||||||||||||||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
5. |
z = 0,5x |
2 |
+ 6x y |
2 |
− 3y |
|
z = |
1 |
|
|
5 |
+ 4x |
2 |
|
3 |
− 2y |
5 |
||||
6. |
5 x |
|
|
y |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
7. |
z = 1,5x3 − 7x3 y2 − 4y7 |
8. |
z = 3x − 5x3 y2 |
− |
1 |
y3 |
|
||||||||||||||
2 |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. |
z = 3x2 |
+ 3x2 y3 − 4y3 |
10. |
z = x3 |
− x2 y + y3 |
||||
11. |
z = 2x2 − 3x4 y2 + y2 |
12. |
z = x4 |
− 2x2 y3 + 2y |
|||||
13. |
z = − |
1 |
x3 + 2x3 y3 − |
1 |
y4 |
14. |
z = −3x2 + 5x2 y − 7y3 |
||
|
|
||||||||
15. |
3 |
|
4 |
|
16. |
|
|
||
z = 3x2 |
+ 2x − 8xy2 + 8y3 |
z = 2x3 − 3x4 y + 5y − 2y2 |
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|
76 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
17. |
z = -3x2 + 3x2 y5 + 2y4 - 3y |
18. |
|
z = x3 - 8xy5 + 2y7 |
|||||||||
19. |
z = 3x5 + x - 8x2 y3 + 2y6 |
20. |
|
z = 5x4 + 2x4 y5 - 4y6 |
|||||||||
21. |
z = - |
1 |
|
x5 + x2 - 4x3 y2 - 3y |
22. |
|
z = -x2 - 8xy3 + 3y5 |
||||||
|
|
||||||||||||
23. |
5 |
|
|
24. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z = 5x2 - 6x2 y2 - 7y4 |
|
z = -5x4 + 9x2 y3 +10y2 |
|||||||||||
25. |
z = - |
1 |
x4 - 7x3 y2 - 2y8 |
26. |
|
z = 5x5 - x + 8x3 y4 - 5y3 |
|||||||
|
|
||||||||||||
27. |
2 |
|
|
28. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z = -2x5 - 5x4 y5 - 3y3 + 2y |
|
z = 2x3 + 3x2 - 4x5 y2 + 2y |
|||||||||||
29. |
z = -3x3 + 2x2 - 4x3 y4 + 3y5 |
30. |
|
z = - |
1 |
x5 |
- x3 + 2x7 y6 - 3 |
||||||
|
5 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.2.5 Знайти частинні похідні а) |
¶z |
, |
¶z |
; |
б) |
dy |
функції, яка |
|||||
|
¶x |
|
dx |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
¶y |
|
|
|
задана неявно.
1. |
а) |
x sin y + y cos z + z sin x =1 |
б) |
||
|
|
|
|
|
|
2. |
а) |
sin( z3 ) - xyz = 0 |
б) |
||
3. |
а) ez - x2 yz = 1 |
б) |
|||
4. |
а) |
ln(x + z) - x2 yz3 = 0 |
б) |
||
|
|
z3 + y×arctg(x + z) - |
|
= 3 |
|
5. |
а) |
y |
б) |
||
6. |
а) |
3xz2 - x2 y sin z + 4 = 0 |
б) |
||
7. |
а) |
3yz 2 - x2 sin z + yx = 0 |
б) |
||
8. |
а) |
arcsin(xyz)−3xz2 +sin y = 0 |
б) |
||
9. |
а) |
cos(x2 − z2 ) − 3zy + x3 = 0 |
б) |
||
10. |
а) |
y sin z + x2 y2 z3 = 1 |
б) |
||
11. |
а) |
x cos y − y cos z + z cos x = 2 |
б) |
x3 y - y3 x = 4 xy − ln y = 3
arctg(x + y) = y x2 y = e y
yex + e y = 0 y = 1+ y x
y = x + ln y
arctg(xy) + y =1 ex−2 y + y = 2
ln(3x2 - 2y2 ) = 1- y x2 y - ln(x + y + 2)= 0
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12.а)
13.а)
14.а)
15.а)
16.а)
17.а)
18.а)
19.а)
20.а)
21.а)
22.а)
23.а)
24.а)
25.а)
26.а)
27.а)
28.а)
29.а)
30.а)
77
z4 - exyz = 0
e y z - x y2 z = 1
ln(2y - z) = x3 y2 z 2
z3 × y + x arctg(y + 2z) = 2
2x2 z3 - xy sin z - 2 = 0 3xz2 - y2 sin z + xy = 0
arctg(xyz)- 3yz 2 + cos x = 0
sin(y2 - z 2 )- 3xz + y3 = 0 x cos z + x2 yz3 = 3
arcsin(x + z)+ yz3 =1
arctg(x - z)+ 2xyz2 = 2 x2e−z + xyz3 = 4
cos(z 2 )= xy2 z3 2z = x2 yz 2
3x2 z - xy2 cos z =1
sin(x - z2 )- 3x2 z + 2y2 = 0 y2 z - ln(x + z2 )+ xyz = 0 arccos(xyz)+ 2x2 z2 = sin y 3x2 z 2 + x y sin z = 3
б)
б)
б)
б)
б) б) б)
б)
б)
б) б) б) б) б)
б)
б) б)
б) б)
x ln y = y + 3 arcsin(x + 2y)= y ex2y = y2
xe y = y2 -1
cos y = 1- y x y2 = x + ln y
arcsin xy + y = 2
e y−2x |
+ y2 |
= |
3 |
|
|||
æ |
2 |
|
1 |
|
3 |
ö |
|
lnç2x |
|
- |
|
y |
|
÷ |
= 1+ y |
|
3 |
|
|||||
è |
|
|
|
|
ø |
|
ex2− y = y3 ln(x - y)= e y
sin(x - y)= 2 y xy − tg y = 2
arctg(xy)= x + y x y = 2 + y x
ln(x + y)= 3y
e2x+ y = y x
xe y = tg y sin y = x × e y
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78
4.2.6 Знайти похідні складених функцій: а) ¶∂uz , ¶∂zv ;б) dzdt ;
в) dxdz .
1. а) |
z = x2 y - y2 x , |
x = u ×tgv, |
y = v × cosu |
|||||
б) |
z = e x2− 2 y , |
|
x = sin 3t, |
y = 2t3 |
||||
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
в) |
z = arctg |
|
, |
y = x2 +1 |
|
|||
y |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
2.а)
б) в)
3.а)
б) в)
4.а) б)
в)
z = x3 y + 4y2 , z = ln(e3x - e−2 y z = tg(3 + 2x2 -
z = e2x2−2 y2 , z = y2x
|
æ |
x |
ö |
z = ln sin |
ç |
÷ |
|
ç |
|
, |
|
|
|
÷ |
|
|
è |
y ø |
z = ln(e−x + e−2 y
z = e y2−2x+2xy ,
æ |
x |
ö |
||
z = sinç |
÷, |
|||
|
2 |
|||
ç |
|
÷ |
||
è y |
|
ø |
),
y),
),
x = u2 × ln v, |
y = u ×v3 |
||||
x = 4t 2 +1, |
y = (2 - t)3 |
||||
y = |
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
||
z = u ×v , |
y = v × cosu |
||||
x = ln(t2 -1), |
y = 3 |
|
|
||
t |
|||||
y = x3 + 2 |
|
|
|
||
x = u2 × v, |
y = u − v3 |
||||
x = cos3t, |
y = tg2t |
||||
y = tg 2 x |
|
|
|
5. а) z = cos(x2 + y3 ), |
x = |
u |
3 |
, |
y = v2 / u3 |
|
v |
|
|||
|
|
|
|
||
б) z = x3e2 y , |
x = ln(t2 + 2), |
y = t3 - 4 |
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в) z = tg(y2 + x2 ),
6. |
а) |
z = x3 y3 + |
x |
2 |
, |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y2 |
|
|
|
||||
|
б) z = ln(e5 y - e2x ), |
|||||||||||||||||
|
в) z = 3 |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|||||||||
|
x2 + y2 x |
|||||||||||||||||
7. |
а) |
z = x y , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
б) |
z = x3 y , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
в) |
|
|
|
æ |
|
y |
|
|
ö |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
z = sinç |
|
|
|
÷, |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
è x3 |
|
|
ø |
|
|
|
|
|
|
||||
8. |
а) z = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
3x - y3 , |
|
|
|
|||||||||||||||
|
б) |
z = cos(x2 + 3y), |
||||||||||||||||
|
в) |
z = cos(x3 - xy2 ) |
||||||||||||||||
9. |
а) z = tg 2 (x + |
|
), |
|||||||||||||||
y |
||||||||||||||||||
|
б) z = y3 ×e−3x , |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
в) |
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z = ye y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
10. |
а) |
z = |
x |
2 |
+ y |
2 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
б) |
x2 - y2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
æ |
x |
ö |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
ç |
÷ |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
z = arcsinç |
|
y |
÷, |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
è |
|
ø |
|
|
|
в) z = ln(x3 - y2 ),
79
y= cos3x
x= uv ,
x= t 2 -1,
y= 3x + 2x
x= u2 - 3vu;
x= e4t ,
y= 3x2 + 4
x = u2 ×v,
x= 2 ln(t +1)
y= e3x2
x = u × ev , x = 5t + 2
y= ln(x2 + 3)
x= e2u v + v,
x= cos2 t,
y= cos2 x
y = v2 + u2 ,
y = t3 + 2t
y = v - u2 y = e−5t
y = v3 - 2u2 y = ln(t 2 + 2)
y = v ×u3 y = 3t -1
u
y = e v
y = sin 2t
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11. |
а) |
z = x2 ln y, |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
б) z = x3 y - 4 |
|
|
|
, |
||||||
|
x |
||||||||||
|
в) z = tg(xy + y2 ) |
||||||||||
12. |
а) |
z = tg 2 (x2 - y2 ), |
|||||||||
|
|
|
æ |
|
|
|
|
ö |
|||
|
б) |
|
ç |
2x |
÷ |
||||||
|
|
|
|
||||||||
|
z = arccosç |
|
y |
÷, |
|||||||
|
в) |
|
è |
|
ø |
||||||
|
|
æ |
x |
2 |
|
ö |
|||||
|
|
z = arctg |
ç |
|
|
|
÷ |
||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
ç |
|
|
|
|
|
, |
|||
|
|
|
|
y |
÷ |
||||||
|
|
|
è |
|
ø |
13.а) z = cos2 (yx2 ),
|
б) |
z = |
|
x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
в) |
y |
3 |
|
+ 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
z = arctg |
|
|
x2 + y2 |
||||||||
14. |
а) |
z = (x2 y - y3 + x3 )2 , |
||||||||||
|
б) |
z = |
x |
3 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
y2 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
в) |
z = sin 3 (xy2 ), |
||||||||||
15 |
а) |
|
|
|
|
æ |
|
|
y ö |
|||
|
|
z = arctgç |
|
|
÷, |
|
||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
б) |
|
|
|
|
è x ø |
|
|||||
|
z = |
x2 + y2 , |
в) z = ln(x + x2 + y2 ),
80
x= 3u ×v,
x= t3 + 2t,
y= cos 4x
x = cos v ×u2 ,
x= sin 3t,
y= 3x2 + 4
x = eu ×v,
x= 1- 2t3 ,
y= e−x2
x = u × v - 2,
x= 1- e−3t ,
y= 3x
y= u ×ev ,
x= t3 + t ,
y= x4 + 2x
16. а) z = x2 cos y - y2 sin x, x = eu v ,
y = u3v - uv3 y = 3t -1
y = v3 ×u3 y = cos 2t
y = v3 ×u + u3
y = 3 + t 2
y = v3 ×u2
y= e2t +1
x = 3uv
y = 3t + t
y = u2v - 3u
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