- •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 .