
- •А.П. Бырдин н.В. Заварзин а.А. Сидоренко математический анализ
- •Часть 1
- •Учебное пособие
- •А.П. Бырдин н.В. Заварзин а.А. Сидоренко
- •Часть 1
- •Введение
- •1. Предел последовательности
- •1.1. Множество действительных чисел
- •1.2. Числовые последовательности
- •2. Ограниченные и неограниченные последовательности.
- •1.3. Сходящиеся последовательности
- •1. Понятие сходящейся последовательности.
- •З а м е ч а н и е. Неравенство (1.1) равносильно неравенствам
- •2. Основные свойства сходящихся последовательностей.
- •, Где есть бесконечно малая.
- •1.4. Монотонные последовательности
- •1. Определение и признак сходимости монотонных последовательностей.
- •Задачи к п. 1
- •Ответы к п. 1
- •2. Функции одной переменной
- •2.1. Классификация функций
- •2.2. Предел функции
- •2.3. Теоремы о пределах функции
- •2.4. Два замечательных предела
- •1. Первый замечательный предел .
- •2. Второй замечательный предел
- •2.5. Бесконечно малые и бесконечно большие функции
- •1. Бесконечно малые функции.
- •2. Бесконечно большие функции.
- •2.6. Сравнение бесконечно малых и бесконечно больших функций
- •2.7. Непрерывные функции
- •2.8. Классификация точек разрыва
- •1. Определение и классификация точек разрыва функции.
- •2.9. Основные свойства непрерывных функций
- •Задачи к п. 2
- •Ответы к п. 2
- •3. Дифференцирование
- •3.1. Производная функции
- •4. Правая и левая производные.
- •3.2. Дифференцируемость функции
- •1. Понятие дифференцируемости функции в данной точке.
- •2. Связь между понятиями дифференцируемости и непрерывности.
- •3.3. Дифференциал функции
- •3.4. Правила дифференцирования. Производные основных элементарных функций
- •1. Правила дифференцирования.
- •3. Производные тригонометрических функций.
- •4. Производная логарифмической функции.
- •6. Дифференцирование сложной функции.
- •3.5. Производные и дифференциалы высших порядков
- •2. Формулы для n-х производных некоторых функций.
- •4. Дифференциалы высших порядков.
- •3.6. Параметрическое задание функции и ее дифференцирование
- •Задачи к п. 3
- •Ответы к п. 3
- •4. Применение дифференциального исчисления к исследованию функций
- •4.1. Основные теоремы дифференциального исчисления
- •4.2. Раскрытие неопределенностей. Правило Лопиталя
- •4.3. Формула Тейлора
- •Формула Тейлора.
- •3. Разложение некоторых элементарных функций по формуле Маклорена.
- •4.4. Исследование поведения функций и построение графиков
- •1. Признак монотонности функции.
- •2. Отыскание точек локального экстремума функции.
- •Задачи к п. 4
- •Ответы к п. 4.
- •5. Функции нескольких переменных Введение
- •5.1. Предварительные сведения: n – мерное координатное и n – мерное евклидово пространства
- •Координатное и евклидово пространства.
- •2. Множества точек n – мерного евклидова пространства.
- •5.2. Понятие функции многих переменных
- •1. Механическая модель функциональной зависимости.
- •2. Функция и область ее задания.
- •3. Геометрическое изображение функций.
- •5.3. Предел функции нескольких переменных
- •1. Предел последовательности точек.
- •2. Предел функции.
- •3. Бесконечно малые функции.
- •5.4. Непрерывность функции нескольких переменных
- •1. Непрерывность функции в точке и на множестве.
- •2. Свойства непрерывных функций нескольких переменных.
- •3. Дополнение о разрывах непрерывности.
- •5.5. Частные производные функции нескольких переменных
- •1. Частные производные функции.
- •2. Механический смысл и геометрическое истолкование.
- •3. Дополнительный материал.
- •5.6. Производные сложных функций. Производная по направлению и градиент. Экстремумы функции двух переменных
- •1. Производные сложных функций.
- •2. Производная по направлению. Градиент.
- •Ответ на вопрос о том, при каких условиях значения смешанных производных не зависят от того, в каком порядке производится дифференцирование, дает следующая теорема.
- •4. Экстремумы функции двух переменных.
- •5. Условный экстремум функции нескольких переменных.
- •Задачи к п. 5.
- •Ответы к п. 4
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •1. Предел последовательности …..……………..…………4
- •2. Функции одной переменной ...……………………......18
- •3. Дифференцирование ……..……………………………...46
- •4. Применение дифференциального исчисления к
- •5. Функции нескольких переменных….……....………..111
- •Бырдин Аркадий Петрович
- •Часть 1
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Задачи к п. 4
1. Определить промежутки возрастания и убывания функции:
1)
2)
3)
4)
5)
2. Доказать,
что функция
убывает на всей числовой прямой.
3. Найти максимумы и минимумы функций:
1)
2)
3)
4)
5)
4. Решеткой длиной 120 метров нужно огородить прилегающую к дому прямоугольную площадку наибольшей площади. Определить размеры прямоугольной площадки.
5. Разложить число 10 на два слагаемых так, чтобы произведение их было наибольшим.
6. Определить наибольшую площадь прямоугольника, у которого одна сторона лежит на основании а данного треугольника, а две вершины – на боковых сторонах треугольника, если треугольник имеет высоту h.
7. Из квадратного листа картона со стороной а вырезают по углам одинаковые квадраты и из оставшейся крестообразной фигуры склеивается прямоугольная коробка. Какова должна быть сторона вырезаемого квадрата, чтобы объем коробки был наибольшим?
8. Определить размеры открытого бассейна с квадратным дном объемом V так, чтобы на облицовку его стен и дна пошло наименьшее количество материала.
9. Сечение тоннеля имеет форму прямоугольника, завершенного полукругом. Периметр сечения р. При каком радиусе полукруга площадь сечения будет наибольшей?
10. В прямой круговой конус радиуса R и высоты h вписан цилиндр наибольшего объема. Найти этот объем.
11. В шар радиуса R вписан цилиндр наибольшего объема. Найти этот объем.
12. Из сектора круга радиуса R свертывается коническая воронка. При каком центральном угле она имеет наибольший объем?
13. Даны точки А(0, 3) и В(4, 5). На оси Оx найти точку, сумма расстояний которой до точек А и В наименьшая.
14. Найти интервалы выпуклости и точки перегиба графика функции
1)
2)
3)
4)
5)
6)
15. При
каком значении а
кривая
имеет точку перегиба при х
= 1?
16. При
каком значении а кривая
будет иметь выпуклость вниз на всей
числовой прямой?
17. Найти асимптоты графиков функций:
1)
2)
3)
4)
5)
Построить графики функций:
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
73.
Ответы к п. 4.
1.
1) Возрастает на
,
2) возрастает на
и убывает на
,
3) возрастает на
и
убывает на
4) возрастает на
и убывает на
5) возрастает на
и убывает на
3.
1) При
1/2
– минимум ,
2) при
1/e
– минимум,
3) при
–
минимум,
;
при
– максимум,
при
– минимум,
37/4; 4) при
– минимум,
при
– максимум,
5) при
– минимум,
при
– максимум ,
4.
3030
м.
5.
5 и 5. 6.
ah/4.
7.
а/6.
8.
9.
10.
11.
.
12.
13.
(3/2, 0). 14.
1) При
– точка перегиба, на (-
,
2) – выпуклость вверх, на (2,
вниз; 2) при
и
–
точки перегиба, на (-
,
-2)
– выпуклость вниз, на (2,
1) – вверх, на (1,
вниз; 3) на
(
выпуклость вниз, точек перегиба нет;
4) при
и
– точки перегиба, на (
выпуклость вверх, на (1,
1) – вниз, на (1,
вверх; 5) при
1/2
точка перегиба, на (0, 1/2) – выпуклость
вверх, на (1/2,
вниз;
6) на
выпуклость
вниз, точек перегиба нет. 15.
.
16.
17. 1)
– вертикальная асимптота,
горизонтальная; 2)
1/2
– вертикальная асимптота,
1/2
– наклонная; 3)
вертикальные асимптоты,
–
наклонная; 4)
вертикальная асимптота,
–
наклонная; 5) две различные наклонные
асимптоты
при
и
при
18.
При
максимум,
;
при
– минимум,
;
при
– точка перегиба. 19.
При
максимум,
;
при
минимум,
;
при
– точка перегиба. 20.
При
максимум,
4/3;
при
минимум,
;
при
– точка перегиба. 21.
При
минимум,
;
при
максимум,
;
при
– точки перегиба. 22.
Область
определения функции (,
0). При
максимум,
;
на (,
0) – выпуклость вверх. 23.
Область
определения функции (,
1). При
2/3
максимум,
;
на (,
1) – выпуклость вверх. 24.
При
максимум,
3/
;
при x
– точка перегиба;
– горизонтальная асимптота при
.
25. Область
определения
;
и
– наклонные асимптоты при
и при
.
26. Область
определения
;
– горизонтальная асимптота. 27.
При
минимум,
.
28. При
максимум,
;
при
минимум,
. 29.
При
минимум,
.
30. При
минимум,
;
при
максимум,
;
при
– точка перегиба;
– горизонтальная асимптота. 31.
При
минимум,
;
при
максимум,
.
32. При
3/5
максимум,
;
при
минимум,
;
при x=6/5
– точка перегиба. 33.
Экстремальных
точек нет;
вертикальные асимптоты,
– горизонтальная
асимптота. 34.
Экстремальных
точек нет,
вертикальные асимптоты,
– горизонтальная
асимптота. 35.
При
2/5
максимум,
;
при
минимум,
;
при
– точка перегиба. 36.
При
максимум,
;
при
минимум,
;
при
,
– точки перегиба;
–
горизонтальная асимптота. 37.
При
минимум,
;
при
– вертикальная
асимптота,
– горизонтальная
асимптота. 38.
При
максимум,
;
при
1/2
– точка перегиба;
– вертикальная
асимптота,
– горизонтальная
асимптота. 39.
При
максимум,
;
при
минимум,
;
при
,
– точки перегиба;
– горизонтальная
асимптота. 40.
При х=0
максимум,
;
при
– вертикальные
асимптоты,
– горизонтальная
асимптота. 41.
При
максимум,
;
,
– вертикальные
асимптоты,
– горизонтальная
асимптота. 42.
При
максимум,
2/е;
при
– точка перегиба;
– горизонтальная
асимптота при
.
43. При
минимум, f(1)
= e;
точек перегиба нет;
– вертикальная асимптота,
– горизонтальная асимптота при
.
44. При
1/2
минимум,
;
точек перегиба нет;
– вертикальная асимптота при
.
45. При
– максимум,
;
при
–
точка перегиба;
– горизонтальная асимптота. 46.
При
максимум,
;
при
минимум,
;
при
– точки перегиба;
– горизонтальная асимптота. 47.
При
минимум,
;
– точки перегиба;
– горизонтальная асимптота при
.
48. При
максимум,
;
при
,
– точки перегиба;
– горизонтальная асимптота при
.
49. При
максимум,
;
– вертикальная
асимптота,
– горизонтальная асимптота при
.
50. При
минимум,
;
при
максимум,
;
– вертикальные асимптоты;
– горизонтальная асимптота при
.
51.
Экстремальных
точек нет,
– вертикальная асимптота,
горизонтальные асимптоты,
.
52. Экстремальных
точек нет. При
– точка перегиба, y=
горизонтальные асимптоты;
.
53. При
– максимум,
;
–
вертикальная асимптота,
– горизонтальная асимптота при
.
54. При
максимум, y=1/е;
при
– минимум,
;
– горизонтальная
асимптота; функция неотрицательная.
55.
При
1/е
минимум,
1/е;
(1;0)
– точка
пересечения с осью Ох;
,
точек перегиба нет. 56.
При
минимум,
;
функция
положительна,
вертикальная асимптота при
.
57. При
максимум,
;
при
точка перегиба;
вертикальная
асимптота при
,
– горизонтальная
асимптота при
.
58.
При
минимум,
;
при
– максимум,
;
функция неотрицательна. 59.
При
максимум,
;
при
– минимум,
,
при
и
точки перегиба; функция неотрицательна.
60. При
минимум,
;
при
– точка
перегиба;
– вертикальная
асимптота. 61.
При
максимум,
;
при
– точка
перегиба;
– вертикальная асимптота при
,
– горизонтальная
асимптота при
.
62. При
минимум,
;
при
– максимум,
;
– вертикальная асимптота,
– наклонная асимптота. 63.
При
максимум,
;
при
– минимум,
;
– вертикальная асимптота,
– наклонная асимптота. 64.
При
максимум,
49/12;
при
– максимум,
5/4;
при
– минимум,
9/8;
при
9/7
– точка перегиба;
– вертикальная асимптота,
– наклонная асимптота. 65.
При
минимум,
;
при
– максимум,
;
– вертикальная асимптота,
х/2
– наклонная асимптота. 66.
При
минимум,
;
точек перегиба нет;
– вертикальная асимптота,
– наклонная асимптота. 67.
При
минимум,
;
при
– максимум,
;
–
вертикальные асимптоты,
–
наклонная асимптота. 68.
Экстремальных
точек нет. При
,
точки перегиба,
– наклонная асимптота. 69.
При
минимум,
27/4;
– вертикальная асимптота,
– наклонная асимптота. 70.
При
1/2
минимум,
;
вертикальная
асимптота при
,
х+3/2
– наклонная
асимптота при
.
71. Экстремальных
точек нет. При
– точка перегиба;
х+/2
– наклонная
асимптота при
,
х
/2
– наклонная
асимптота при
.
72. При
минимум,
;
при
– максимум,
;
– вертикальная асимптота,
– наклонная асимптота. 73.
При
1/2
максимум,
1/2+/4;
при
– минимум,
1/2/4;
х/2
– наклонная
асимптота при
,
х/2
– наклонная
асимптота при
.