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

Райцин / СИДЗ / Сидз 2

.pdf
Скачиваний:
97
Добавлен:
16.01.2023
Размер:
950.34 Кб
Скачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

Московский технический университет связи и информатики

Ю.Л.Александров, Н.П.Андреева, Р.В. Арутюнян, А.В.Куприн, А.Р.Лакерник, А.М. Райцин

СБОРНИК КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ И МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ ДЛЯ ИХ ВЫПОЛНЕНИЯ ПО ТЕМАМ

по темам

ОПРЕДЕЛЕННЫЕ И НЕСОБСТВЕННЫЕ ИНТЕГРАЛЫ. КРАТНЫЕ И КРИВОЛИНЕЙНЫЕ ИНТЕГРАЛЫ.

ТЕОРИЯ ПОЛЯ. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ.

Москва 2013

План УМД 2013/2014 уч. г.

СБОРНИК КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ И МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ ДЛЯ ИХ ВЫПОЛНЕНИЯ ПО ТЕМАМ

по темам

ОПРЕДЕЛЕННЫЕ И НЕСОБСТВЕННЫЕ ИНТЕГРАЛЫ. КРАТНЫЕ И КРИВОЛИНЕЙНЫЕ ИНТЕГРАЛЫ.

ТЕОРИЯ ПОЛЯ. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ.

Составители: Ю.Л.Александров Н.П.Андреева Р.В. Арутюнян А.В.Куприн А.Р. Лакерник А.М. Райцин

Утверждено Советом ОТФ-1

Протокол № от

Рецензент: Данилов В.Г., доктор физ.мат. наук, профессор

СОДЕРЖАНИЕ

1.Варианты контрольных заданий по темам:

Определенные и несобственные интегралам. Кратные и криволинейные интегралы. Теория поля……………………… …………………………......4

2.Решение типового варианта………………………………………………..49

3.Варианты контрольных заданий по дифференциальным уравнения……67

4.Решение типового варианта………………………………………………..97

3

1.Варианты контрольных заданий по темам: Определенные и несобственные интегралам.

Вариант 1. Часть 1.

I. Вычислить интегралы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 1

 

ex dx

;

2. 2 3x 2 lnxdx;

3. 2 cos4 x sin3 xdx; 4.

3

 

 

dx

; 5.

e

x x

 

2

6x 5

0

 

e

1

0

2 x

 

 

 

dx

 

 

8

8 x

 

 

 

 

 

 

 

 

;

6. 0

8 x dx;

 

 

 

 

 

 

x2 1

 

 

 

 

 

 

II. Геометрические приложения определенных интегралов.

 

 

 

 

 

Вычислить площадь области, ограниченной кривыми:

 

 

 

 

 

1. y 2

x 1,

y x 1.

 

 

 

 

 

 

2.Внутриокружности ρ 6cosφ иодновременновнелемнискаты ρ2 9cos2φ. Вычислить длинудугикривой:

3.Вычислить длину дуги кривой x2 y2 17, расположенной внутри ветвей

гиперболы xy 4.

4. cos1 , 0 3.

Часть 2.

Кратные и криволинейные интеграла. Теория поля.

1. Расставить пределы интегрирования двумя способами в двойном интеграле

 

f x,y dxdy в декартовых координатах для областиD : y

4 x2 , y 3x,

 

D

 

x 0.

 

2.

Найти массу неоднородной пластины D : y2 x, x 3,если поверхностная

плотность в каждой ее точке x,y x.

 

3.

Найти статический момент однородной пластины D : x2 y2

2y 0, x y 0,

относительно оси Ox , используя полярные координаты.

 

4.

Найти координаты центра масс однородного тела, занимающего область V :

x 6 y2 z2 , y2 z2 3, x 0.

 

5.Найти момент инерции однородного тела относительно оси Oy , занимающего область V : y2 x2 z2, y 4.

6.Найти объем тела, ограниченного поверхностями: z2 9x, x y, x y 2.

7.Вычислить (непосредственно или по формуле Грина):

4

3 y2 x2 2 dx x2 1 xy dy, где L контур треугольника ABC : A 1;1 ,

L 4 2 B 2;2 , C 1;3 .

8. Найти единичный вектор нормали к поверхности x2 2y2 2z2 1 в точке M 1,1,1 ,составляющую острый угол с положительным направлением оси Oz.

9. Найти дивергенцию и ротор векторного поля F x y i zk .

Выяснить, является ли данное поле потенциальным или соленоидальным; если да, то найти соответственно его скалярный или векторный потенциал и сделать проверку соответствующего потенциала.

10. Вычислить (непосредственно или по формуле Остроградского – Гаусса) поток векторного поля F 3xi y z j x z k через внешнюю поверхность пирамиды, образуемую плоскостью x 3y z 3 и координатными

плоскостями.

11. Вычислить (непосредственно или по формуле Стокса) циркуляцию векторного поля F (x y)i (2x y) j (x2 2z 4)k по контуру

x2 y2 (z 2)2,

L : .

z 4

Вариант 2. Часть 1.

Определенные и несобственные интегралам.

I. Вычислить интегралы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

xdx

 

 

3

1 x2

1

 

2

 

4

3

 

1.

 

 

 

 

 

;

2.

 

 

 

 

dx;

3.

3 2x x

 

dx;

4. tg

 

xdx;

x

2

3x 2

x

2

 

 

 

 

0

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

0

 

 

 

 

lnxx2dx;

 

 

4

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. 1

6. 2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x2 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II. Геометрические приложения определенных интегралов.

 

 

Вычислить площадь области, ограниченной кривыми:

 

 

 

1.

y 2lnx,

y ln x 2 ,

 

 

x 4.

 

 

 

 

 

 

 

2. Внутрикардиоиды ρ 1 cosφ иодновременновнутриокружности ρ 1.

Вычислить длинудугикривой:

3.

y 12 ch2x ,

y (12)ch6.

4.

x cos2t,

0 t

 

.

 

 

24

 

y sin2t,

 

 

 

5

Часть 2.

Кратные и криволинейные интеграла. Теория поля.

1. Расставить пределы интегрирования двумя способами в двойном интегралеf x,y dxdy в декартовых координатах для области D : x2 2y,

D

5x 2y 6 0.

2.Найти массу неоднородной пластины D : x 0, y 0, x y 1, если поверхностная плотность в каждой ее точке x,y x2.

3.Найти статический момент однородной пластины D : x2 y2 2x 0, x y 0, относительно оси Oy , используя полярные координаты.

4.Найти координаты центра масс однородного тела, занимающего область V :

y 3 x2 z2 , x2 z2 36, y 0.

5. Найти момент инерции однородного тела относительно оси Ox , занимающего область V : x y2 z2, x 2.

6.Найти объем тела, ограниченного поверхностями: x2 y2 z2 5, z x2 y2 1.

7.Вычислить (непосредственно или по формуле Грина):

xy x y dx xy x y dy , где L парабола y x2 и хорда y 4.

L

8. Найти единичный вектор нормали к поверхности x2 y2 2z2 2 в точке M 1, 1,1 ,составляющую острый угол с положительным направлением оси Oz.

9. Найти дивергенцию и ротор векторного поля F ez i j x y k .

Выяснить, является ли данное поле потенциальным или соленоидальным; если да, то найти соответственно его скалярный или векторный потенциал и сделать проверку соответствующего потенциала.

10. Вычислить (непосредственно или по формуле Остроградского – Гаусса) поток векторного поля F 3x 1 i y x z j 4zk через внешнюю поверхность пирамиды, образуемую плоскостью 2x y 2z 2 и

координатными плоскостями.

 

 

11. Вычислить (непосредственно или по формуле Стокса)

циркуляцию

векторного поля F (3x 2y)i (5x 2y)

j (3z y2 3)k

по контуру

x2 y2 (z 1)2, L : z 3 .

6

Вариант 3. Часть 1.

Определенные и несобственные интегралам.

I.

Вычислить интегралы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2x 1

 

 

 

2

3

 

 

x2 4

 

 

 

 

xsinxdx

 

 

3

x

 

 

1.

 

 

 

 

dx;

 

2.

 

 

 

 

 

 

dx;

3.

 

 

 

 

;

4.

xarctg

 

dx;

2x 1

 

 

 

 

x

2

1 cos

2

x

4

 

0

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

 

 

 

;

6.

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1 x

x

 

 

 

 

1 x 2x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II. Геометрические приложения определенных интегралов.

 

 

 

Вычислить площадь области, ограниченной кривыми:

 

 

 

1.

y arctg x ипрямая,проходящаячерезначалокоординат ичерезточкус

абсциссой x 1 назаданнойлинии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Внутрикардиоиды ρ 1 cosφ иодновременновнекардиоиды ρ 3(1 cosφ).

Вычислить длинудугикривой:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. y

 

e2x

 

1

 

2,

(1 2)ln3 x (1 2)ln24.

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

a

 

 

,a 0,

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часть 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кратные и криволинейные интеграла. Теория поля.

1.

Расставить пределы интегрирования двумя способами в двойном интеграле

 

f

x,y dxdy в декартовых координатах для области D : x =

8 y2 , y 0,

y D x.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Найти массу неоднородной пластины D : x 0,

y 0, 2x 3y 6, если

поверхностная плотность в каждой ее точке x,y y2 2 .

3. Найти статический момент однородной пластины D : x2 y2 2y 0, x y 0, относительно оси Ox , используя полярные координаты.

4.Найти координаты центра масс однородного тела, занимающего область V : x 7 y2 z2 , x 28.

5.Найти момент инерции однородного тела относительно оси Oy ,

занимающего область V : y2 x2 z2,

y 2.

6.Найти объем тела, ограниченного поверхностями: z x2 4y2, z 0, x 4.

7.Вычислить (непосредственно или по формуле Грина):

7

2y y2 dx y2 2xy dy, где L : x2 y2 R2.

L

8. Найти единичный вектор нормали к поверхности x2 2y2 2z2 1 в точке M 1,1, 1 ,составляющую острый угол с положительным направлением оси Oz.

9. Найти дивергенцию и ротор векторного поля F ex yj zk .

Выяснить, является ли данное поле потенциальным или соленоидальным; если да, то найти соответственно его скалярный или векторный потенциал и сделать проверку соответствующего потенциала.

10. Вычислить (непосредственно или по формуле Остроградского – Гаусса) поток векторного поля F xi x z j y z k через внешнюю поверхность пирамиды, образуемую плоскостью 3x 3y z 3 и координатными

плоскостями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Вычислить (непосредственно или по формуле Стокса)

 

циркуляцию

векторного поля

F (3x 4y)i (3y x)

j (xy 2z 4)k

по контуру

L : x2 y2 (z 2)2,.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часть 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определенные и несобственные интегралам.

I. Вычислить интегралы:

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

dx

 

 

1

 

 

 

 

4

dx

 

 

 

dx

 

 

1.

 

 

 

 

;

 

2. arccosxdx;

3.

 

;

4.

 

;

 

x

2

2x 8

1

x

3 2cosx

2

 

 

 

 

0

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

2/3

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

 

 

 

6.

1/3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 4x 7

x

9x2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

II. Геометрические приложения определенных интегралов.

 

Вычислить площадь области, ограниченной кривыми:

 

 

1. x 4, y lnx икасательнаякэтойлиниивточкееёпересечениясосью Ox .

2. Внутриокружности ρ

6cosφ иодновременновнутрилемнискаты ρ2 9cos2φ.

Вычислить длинудугикривой:

3. y 1lnex e x , (1 4)ln2 x (1 4)ln5.

2 ex e x

 

 

t

cost sint ,

 

 

4.

x e

0

t .

 

 

 

 

y et cost sint ,

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Часть 2.

Кратные и криволинейные интеграла. Теория поля.

1. Расставить пределы интегрирования двумя способами в двойном интегралеf x,y dxdy в декартовых координатах для области D : x 0, y 0, y 1,

D

y = lnx.

2.Найти массу неоднородной пластины D : x2 y2 4x,если поверхностная плотность в каждой ее точке x,y 4 x.

3.Найти статический момент однородной пластины D : x2 y2 2x 0, x y 0,

относительно оси Ox , используя полярные координаты.

4.

Найти координаты центра масс однородного тела, занимающего область V :

z 2 x2 y2 ,

z 8.

5.

Найти момент инерции однородного тела относительно оси Ox ,

занимающего область V : x y2 z2, x 9.

6.Найти объем тела, ограниченного поверхностями: x2 y2 1, x2 y2 4, z 0, z 5 x .

7.Вычислить (непосредственно или по формуле Грина):

y x2 dx x y2 dy, L : x2 y2 R2, x 0, y 0 .

L

 

 

 

 

8.

Найти единичный вектор нормали к поверхности 2x2 4y2 4z 8 в точке

M

 

2,1,1 ,составляющую острый угол с положительным направлением оси

Oz.

 

 

F y2z yzi 3xzj 2xyk .

9.

Найти дивергенцию и ротор векторного поля

 

Выяснить, является ли данное поле потенциальным или соленоидальным; если да, то найти соответственно его скалярный или векторный потенциал и сделать проверку соответствующего потенциала.

10. Вычислить (непосредственно или по формуле Остроградского – Гаусса) поток векторного поля F x z i z x j x 2y z k через внешнюю поверхность пирамиды, образуемую плоскостью x y z 2 и координатными

плоскостями.

 

 

 

 

 

11. Вычислить (непосредственно или по формуле Стокса)

циркуляцию

векторного поля

F

( x 2y)i (x 2y)

j (3z 2xy 9)k

по контуру

 

2

 

2

(z 3)

2

,

 

 

L : x

 

y

 

 

 

 

z 1.

 

 

 

 

 

 

9

Вариант 5. Часть 1.

Определенные и несобственные интегралам.

I.

Вычислить интегралы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

3

 

 

dx

 

 

;

2. 2

 

 

 

dx

;

3. 1

x3e2xdx;

4. 9

x 3 1 xdx;

cos

2

x sin

4

x

 

x

2

 

 

 

 

 

 

1

 

x

 

0

 

1

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

5

5 x dx;

 

6.

 

 

x

dx.

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

5 x

 

 

 

0

 

 

x

 

 

 

 

 

 

II. Геометрические приложения определенных интегралов.

Вычислить площадь области, ограниченной кривыми:

1.

y e x , y e 2x 2, x 0.

 

 

 

 

 

2. Внутрикардиоиды ρ 1 cosφ иодновременновнутриокружности ρ 3sinφ. Вычислить длинудугикривой:

3.Вычислить длину дуги всей кривой y ln 1 x2 , которая расположена выше

прямой y ln3 2ln2. 4. asin4 4, a 0.

Часть 2.

Кратные и криволинейные интеграла. Теория поля.

1. Расставить пределы интегрирования двумя способами в двойном интегралеf x,y dxdy в декартовых координатах для области D : x2 = 2 y, x + y = 0.

D

2.Найти массу неоднородной пластины D : x 0, y 1, y x, если поверхностная плотность в каждой ее точке x,y x2 2y2.

3.Найти статический момент однородной пластины D : x2 y2 2x 0,

x2 y2 2y 0, x 0, относительно оси Ox , используя полярные координаты.

4.

Найти координаты центра масс однородного тела, занимающего область V :

z 5 x2 y2 , x2 y2 2, z 0.

 

5.

Найти момент инерции однородного тела относительно оси Ox ,

занимающего область V : x2 y2 z2,

x 2.

6.Найти объем тела, ограниченного поверхностями: z2 4x, x y 2, y 0.

7.Вычислить (непосредственно или по формуле Грина):

xydx 2xy2dy , где L контур треугольника ABC : A 1;0 , B 0;1 , C 0;0 .

L

8. Найти единичный вектор нормали к поверхности 2x2 2y2 z2 1 в точке

10

Соседние файлы в папке СИДЗ