
книги из ГПНТБ / Богомолов Н.В. Практические занятия по высшей математике учеб. пособие для сред. спец. учеб. заведений
.pdfу' = — 2 (sin Зх) 3 (sin Зх)';
у' —— 2 (sin Зх)~3 cos Зх (Зх)';
У’ = — 2 (sin 3%)“ 3cos Зх • 3 = — 4 р г |г •
716. |
1) у- |
1 |
2) |
Г |
1 |
|
3) |
у- sin (хэ— 1) ’ |
~ sin JC |
sin За: ’ |
|||||||
4) У |
|
1 |
|
6) У |
1 |
|
||
|
5) у = |
|
|
sin3 2х |
|
|||
sm у ; |
sin2 л: |
|
|
|||||
717. |
у —У sin2x. |
|
|
(6.12) |
и (6.15) |
получим: |
||
Решен ие . 'По формулам |
||||||||
У' |
1 |
(sin 2х)'; |
у' ■ |
|
cos 2х (2x')j |
|||
|
|
|||||||
|
2 У sin 2а: |
|
|
2 У sin 2х |
|
|||
У' |
1 |
cos 2х • 2 : |
cos 2х |
= |
ctg 2х ] / sin 2х. |
|||
|
2 У sin 2 а : |
|
|
У sin 2х |
|
|
||
718. |
1) / (t) = У sin t ; |
|
2) |
i/ = y s in x 2. |
|
|||
719. |
у —У sin2 5х. |
радикал |
дробным |
показателем: |
||||
Р е ш е н и е . |
Заменим |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
2_ |
|
|
|
у = У sin2 5х = (sin 5х)3. |
|
По формулам (6.10) и (6.15) получим:
О |
|
|
|
_ ± |
|
|
|
у' |
о |
_ ± |
|
|
У ^-(sin5x) |
3 (sin5x)'; |
(sin 5х) |
3 cos5x(5x)'; |
|||||||||
|
и |
, |
|
2 / |
. |
г ч—-г |
г |
с |
10 cos 5л: |
|
||
|
|
— — (sin 5х) |
3 cos5x-5 = — |
- - |
|
|||||||
|
* |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
3 У sin 5х |
|
|
720. |
\) у = У |
s\n3x\ |
2) |
г/= |
j/sin |
j / x . |
|
|
||||
721. |
1) у- |
|
----ö “ * |
2)* 7 УУ |
- і / —r - s — » |
U |
8/"~r—X— • |
|||||
|
|
|
|
У sm |
Зх |
|
У sin3 X |
3) у = -у |
sin2 х |
722.1) Найти скорость точки, движущейся прямо
линейно |
по закону s=4sin3^ в момент |
времени t = у |
(s в м, t |
в с). |
|
2) Найти ускорение точки, движущейся прямолинейно |
||
по закону и — sin 2t в момент времени 1= | |
( S B м, і в с), |
723. Найти угол наклона касательной к оси Ох, про
веденной к кривой г/= sin я в точке х = ~ .
Реш ение . Найдем |
производную |
функции y — sïnx |
||||
при |
л |
'- |
|
|
|
|
X ~ Y |
|
|
|
|
||
|
|
у' — COS X, |
у' |
л — COS-Î- |
1 |
|
|
|
|
X — |
-Z- |
о |
2 * |
Тангенс угла наклона касательной в точке х — равен у1,
т. е. Æ= tg a = y , откуда
а —arctg Y (рис. |
78) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
724. |
Найти |
угол |
на |
|
|
|
|
|
|
|
|
клона касательной |
к |
оси |
|
|
|
|
|
|
|
||
Ох, проведенной к |
кривой |
|
|
|
|
|
|
|
|||
у —smx |
в точке |
|
2л |
|
|
|
|
|
|
|
|
x = -g-. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
725. |
Найти |
координаты точки, |
в которой |
касательная |
|||||||
кривой г/= sin л; ( 0 < |
л:< |
|
_____ |
___ |
__уСз |
|
|||||
-g-J образует |
угол arctg |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
726. |
|
Найти, |
под |
каким |
||
|
|
|
|
|
углом кривая г/= sin л: пересе |
||||||
|
|
|
|
|
кает |
ось |
Ох в точке х = п. |
||||
|
|
|
|
|
Р еш ен и е . |
1. |
Найдем |
||||
|
|
|
|
|
угловой |
коэффициент каса |
|||||
|
|
|
|
|
тельной к синусоиде в точке |
||||||
|
|
|
|
|
х = я: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kx=n —(sin х)х=л = |
|
||||
|
|
|
|
|
= (cos х)х=п = cos Я = — 1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(рис. |
79). |
|
2. |
Найдем |
угол ос, |
образуемый касательной |
в точке |
|||||||
х = п: |
|
|
I |
|
4 |
Зя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
tg a = — 1, а = -4- . |
|
|
|
|
|
|||
727. |
Найти |
под каким |
углом |
кривая |
t/ = sin л; пересе |
кает ось Ох в точке л:= 0 .
728. Составить уравнение касательной и нормали к кри
вой ç/ = sin3x в точке oj.
Р е ш е н и е . I. Найдем угловой коэффициент касатель
ной к кривой y = sin3x в точке |
oj: |
|
k — у' = 3 cos Зх; k |
я = 3 cos 3 • |
= 3 cos я = — 3. |
, |
*=з |
3 |
2. Составим уравнение касательной:
у _ 0 = - з ( * —£); 3х + і / - л = 0. 3. Составим уравнение нормали:
у —0 = — — (х — у j ; Зх — 9у — я = 0.
729. Составить уравнение касательной и нормали к кри-
. 1 |
( |
Ѵ ъ \ |
вой у — sm-g-л: в точке Ія; |
—g—I. |
II.Производная косинуса
Найти производные функций. 730. f(x) = - ° - ^ [ . Найти
Реш ен ие . |
По |
формулам (6.5), |
(6.1), (6 .8) и |
(6.16а) |
||||||
получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f ix ) |
(cosx-f-1)' (cos X— 3) — (cosX— |
1)' (cos x-\-1) |
_ |
|||||||
|
|
|
|
|
(cos X — l)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- sin X (cos.r— 1) — (— sin x) (cos x-\-\) _ |
2 sin л |
|
||||||||
|
|
|
(cosx— l)2 |
|
|
(cosx— l)2 ’ |
||||
|
|
|
2 sin |
я |
Ѵз |
|
|
=4 / 3 , |
|
|
r (4 ) = |
я |
|
, |
|
|
|
||||
|
l - |
l |
2 |
|
||||||
|
|
|
cos 3 - |
1 |
|
|
|
|||
731. 1) /(*) = т Т І £ 7 - |
|
Найти |
|
|
2) */= 2 s i n x - |
|||||
— cosx + 3; |
3) |
*/= 3 sin x +c o sx — x; |
4) |
/(x) = 2 s in x — |
||||||
- 2 cosx. Найти |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
732. 1) f (() = sin t cos/; |
|
2) f (x) = sinx (1 — cosx); 3) у = |
||||||||
= xcosx; 4) |
/ (x) = cosx(1 + sinx). |
|
|
|
|
|||||
733. у —cos (x2— 3). |
|
|
|
|
|
получим: |
||||
Р еш ен и е . Применяя формулу (6.16), |
у’ — — sin (x2— 3)^х2— 3)';
у' — — sin (x2— 3) • 2х = — 2х sin (x2— 3).
Следует запомнить, что производная косинуса равна синусу того же аргумента, взятого со знаком минус, умно женномуIна производную аргумента.
734. |
1) у = cos*3; |
2) |
у — cos-^-; |
3) |
у = |
cos] / 2л. |
|
|
||||||
735. |
1) у = cos3x; |
2) |
г/= cos2— |
3) |
у = cos2- ^ . |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
К* |
|
|
|
|
|
I |
|
736. |
1) у- |
cos 2х |
|
2) у = . |
/ 3 Î |
’ |
3) у- |
|
||||||
|
cos2* ’ |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
COS |
|
||||||||
4) У ~ cos3 (x2 — I) ‘ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
737. |
1) t/=> j/^cos 2л:; |
2) |
I/ = | / C O S A :3; |
3) I/ = ]A;os У 2л:. |
||||||||||
738. |
1) y = y^cosx\ 2) |
у-- |
1 |
; |
Q. |
1 |
|
|
||||||
v< |
3) y = - |
|
|
|||||||||||
739. |
i/ = (1 -f- sin 2л) cos 2л:. |
' cos *2 |
|
' |
cos2*3 |
|
||||||||
производной |
произведения |
|||||||||||||
Решение. |
|
По |
правилу |
|||||||||||
получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
«/' = (!-{- sin 2л:)' C O S 2л + |
( C O S 2х )' (1 + |
sin 2л:). |
|
|
||||||||||
Применив |
далее |
правило |
дифференцирования суммы |
|||||||||||
и формулы (6.15) и (6.16), |
получим: |
|
|
|
|
|
|
у' = 2 cos 2л cos 2л — 2 sin 2л (1 + sin 2л) = 2 cos2 2л —
—2 sin 2л — 2 sin2 2л = 2 (cos2 2л — sin2 2л) — 2 sin 2л =
=2 (cos 4л —sin 2л).
|
740. |
1) у — (1 — cos 2л) sin 2л; 2) у ■ |
cos2 л |
X |
; 3) fix) |
||
|
|
|
|
|
1 + COS2 |
|
|
— cos3л • sin л. Найти f |
|
|
|
|
|||
|
741. |
Найти |
скорость |
и ускорение |
точки, |
движущейся |
|
прямолинейно |
по закону |
s — — 2 cos 21 в момент времени |
|||||
t = |
-я- |
|
|
|
|
|
|
1 |
6 ' |
Составить уравнения касательной и нормали к кри |
|||||
|
742. |
||||||
вой y = cos3x |
в точке |
0). |
|
|
|
III.Производная тангенса
Найти производные функций.
743. /(л) = - ^ -~. Найти / ' ( у ) .
П*) = |
COS'5X |
• tgдс—— 1— (tgx-l) |
|
|
—4 — (tg*-tg*+l) |
||||||
|
|
|
W~x |
|
|
|
|
tg2x |
~ |
||
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
4_ |
|
|
|
|
|
|
|
sin2« ’ |
|
|
sin2 |
3 • |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
744. l ) y = - & L - ; 2) |
y = ig * - * ; |
3 ) / ( « ) = « t g a ; |
|||||||||
4) f (*) = sin* + |
tg*. Найти |
/'(л). |
|
|
|
|
|||||
745. |
*/ = |
tg(2*2+ l ) . |
(6.17) |
получим: |
|
|
|||||
Р е ш е н и е . |
По формуле |
|
|
||||||||
|
|
|
|
У = cos2(2x2+ l ) |
(2* 2 |
^ ' |
|
|
|
||
|
|
/ |
= |
1 |
4 |
|
|
4лг |
|
|
|
|
У |
cos2 (2л:2 + 1 ) ,а д |
= |
cos2 (2х2 + |
Ï) |
‘ |
|
||||
746. |
1) |
y = tg(ax + b); |
2) |
у = tg -j-; |
3) |
у = tg*2; |
4) y = tg Ÿ 2 x .
747. |
1) г/= |
tg2 3*; |
2) </ = tg2y 7 . |
||
748. |
у — tg л: sin3л;. |
производной произведения |
|||
Р е ш е н и е . |
По |
правилу |
|||
получим: |
у' = (tg*)' sin3д:-1- (sin3л:)' tg*, |
||||
|
|
||||
по формулам |
(6.15) и |
(6.17) имеем: |
|||
|
у' = —\— sin3л:+ 2 sin x cos x tg*. |
||||
|
u |
|
COS2 X |
|
0 |
Произведем упрощения: |
|
||||
y' = tg2* + 2 sin * cos * |
= tg2* + 2 sin2*. |
||||
749. |
1) |
y —3* —tg3*; |
2) / (*) = tg2* sin*. Найти |
3) i / - t g | + i t g » i .
t g -
75°- ’> |
На#ти |
2) |
751.Найти угол наклона касательной к оси О*, пр
веденной к кривой у — tg* в точке * = 4^-.
О
752. Найти, под каким углом кривая у = igx пересе
кает ось Ох в точке х = ~ .
IV. Производная котангенса
Найти производные функций. |
|
|
|
|||||
753. |
i/ = |
ctgx + .x;. |
|
|
(6.18а) и (6.9), получим: |
|||
Р еш ен и е . |
По формулам (6.1), |
|||||||
|
1 |
|
, j __— 1 + sin2 X _______ 1 — sin2 X |
ctg2X. |
||||
|
sin2а: |
' |
sin2X |
|
|
sin2* |
||
|
|
|
|
|||||
754. |
1) |
/(х) = 1 + |
| р ; |
2) /(*) = c t g * - t g x . |
Найти |
|||
755. |
y — cig (ax-\-b). |
(6.18) получим: |
|
|||||
Р е ш е н и е . |
По формуле |
|
||||||
У |
|
sin2 (ах+ 6 ) |
(а х ~Т~Ь) , |
У |
sin2 (ах + Ь) ' |
|||
756. |
1) |
г/= ctg JC3; |
2) |
y = c t g ~ ' , 3) i/ = |
ctg- ^- ; |
|||
4) г/= ztgV 2x . |
|
|
____ |
|
|
|||
757. |
1) у = ctg3x; 2) y = Vctg2x; |
3) у = — ctg~ — -j X |
||||||
X Ctg3 y . |
|
|
|
|
|
|
|
|
758. |
1) y = — |
2) у |
I |
|
|
|
||
ѴЯГ*' |
|
|
||||||
|
|
|
ctg2 2A£ |
|
|
|
§ 38. Производные логарифмических функций
Формулы дифференцирования.
При условии Я= ф (X) |
|
При условии и = X |
|
|
1 |
|
|
|
|
(Іп и )'= ~ и ' |
(6.19) |
<Іп *>, = т |
(6.19а) |
|
и |
|
|
||
(lg и)’ (0,4343 In «)' = |
|
|
|
(6.20а) |
0,4343 , |
(6.20) |
(.g *r |
° ’Г |
|
= ---------- и' |
|
|
||
и |
|
|
|
|
Найти производные функций. 759. 1) у — х+ \пх; 2) у = 5 lg х.
Решение. 1. По формулам (6.1), (6.9) и (6.19а) получим:
2. Дифференцируем по формулам: (6.4) и (6.20а):
. |
у |
, |
„ |
0,4343 |
2,1715 |
= |
о |
------------ = |
------------. |
||
|
U |
|
|
Y |
Y |
760. 1) /(x) = 31nx — хг. Найти /'(1); 2) / (х) = lg* -f г3. Найти / ' ( —1); 3) у = х2 \пх; 4) у — {\ — \пх)х\ 5) / (г) — =-=г3-—31пг. Найти f' (3).
761.f(x)
Ре ш е н и е .
ln X
1 — ln я
По формулам (6.5), (6.19а) и (6.8) получим:
(ln x)f (1 — ln х) — (1— ln*)' ln я _ (1 — ln х)г
|
— (1 — ln x) + — ln X |
1 |
|||
|
X 4 |
X |
|
||
|
|
(1-ІПЛГ2) |
|
X(1—l n # • |
|
762. |
1) |
2) У |
ln x-\- 1 |
||
ln X |
|||||
763. |
y — ln (ax2-\-b). |
||||
|
получим: |
||||
Ре ш е н и е . По формуле (6.19) |
|||||
|
|
1 |
Оах*+ьу; |
||
|
|
axz-\-b |
|||
|
У’ |
1 |
ах |
2ах |
|
|
ах2-\-Ь • 2 |
ах1+ b * |
Следует запомнить, что производная натурального лога рифма равна обратной величине выражения, стоящего под знаком логарифма, умноженной на производную этого выражения.
764. 1) у = \п Злг; 2) у = In (2л:2- 3).
765. f (х) — In |
Вычислить f ' {2а). |
Решение . 1-й способ. По формуле (6.19) имеем:
Г(х) |
1 |
а — х |
а — x |
а + х |
|
|
а-{-х |
|
По правилу дифференцирования частного получим:
г (х\ а + * (а —хУ(а+ х)—(а+хУ(а—х)
1 |
w |
а — х |
(а+ х)2 |
|
|
1 — (а+ х) — (а — х) _ |
1 |
— а — х — а + х |
|||
а — х |
|
а + х |
а — х |
а + х |
|
|
|
_ — 2а |
2а |
|
|
|
|
а2— X2 |
ж2 — а2 |
’ |
|
г, |
/0 ^ |
2а |
2а |
2а |
2 |
I |
|
— (2а)2 _ а 2 ~ 4а2 — а2 — За2 ~ |
За* |
2-« способ. Прологарифмируем дробь:
/ (JC) = ln (а — х) — In (а-\-х).
По формулам (6.1), (6.19), (6.8) и (6.9) получим:
|
4 |
т («+*)' = |
= ____ 1_________1 _ _ |
2а |
|
а — х |
а + х |
X2 — а2 ‘ |
Второй способ нахождения |
производной значительно проще |
первого, так как отпадает необходимость применения фор мулы производной дроби.
Для упрощения нахождения производной логарифми ческой функции применяют предварительное логарифми рование выражений, стоящих под знаком логарифма.
766.l) » = l n i ± } - i 2 ) ÿ = l n T | ï .
767.*/= lg(5x2+l) -
Р е ш е н и е . По формуле (6.20) получим:
ѵ' = ъ ъ т ( з * + і ) ';
0,4343 |
1Ох- 4,343* |
5*2+ 1 |
5дс2- г 1 |
768.1) у = IglCbc; 2) у = lg(2*+l).
769.у = In У 2х.
Ре ш е н и е . Прологарифмируем корень квадратный:
|
у = у In (2х) = у In 2 + у ln X. |
|
|
По формулам (6.1), (6.8) и (6.19а) получим: у' = \ |
• - - J - . |
||
|
Z |
X |
ZX |
770. 1) |
y = lnVr2x= l ; 2) t/= In |
3) |
у = |
= lg j/x 2-f 4; |
4) у — \п |/ ~ yïpj- |
|
|
771. |
1) |
г/= |
ln sin лт; 2) t/ = |
lncos.v; 3) i/ = lntgx; |
4) у = |
||||||
= ln ctg л:; |
5) |
= ln sin у . |
Вычислить |
f'[jr)> |
$ у = |
||||||
— ln cos2 x. |
|
|
____ |
|
|
|
|
|
|
||
772. |
1) |
t/ = |
ln ’j/~ щ у у ; 2) i/ = |
ln ( x - V l |
+ *2). |
|
|||||
773. |
г/= |
ln2 (л:2— 1). |
|
(6.10) и (6.19) |
имеем: |
||||||
Р е ш е н и е . |
По формулам |
||||||||||
|
|
|
у' = 2 In (х2 — 1) [In (х2 — 1)]'; |
|
|
|
|
||||
у==21п(х2- |
1) ^ ( х |
2- |
1)'; |
г/'= 2 In (х2- |
1) |
• |
2х = |
||||
|
|
|
|
|
4* In (х2— 1) |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
■хг- 1 |
|
|
|
|
||
774. |
1) |
у — In3 Зх; |
2) |
г/= In2 (2х + 1); 3) |
у=> 1п2]Ліпх." |
||||||
775. Найти, под каким углом |
кривая |
у — In х пересе |
|||||||||
кает ось |
Ох. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р е ш е н и е. 1 . Найдем точку пересечения кривой у = In х |
|||||||||||
с осью Ох. В |
этой точке In х — 0, |
откуда х = 1 |
(рис. 80). |
||||||||
|
|
|
|
|
2. |
Вычислим угловой |
коэффи |
||||
|
|
|
|
|
циент |
касательной |
в точке |
х — 1: |
M - H I L r т =і-
3. Найдем |
угол, |
образуемый |
касательной в |
точке |
пересечения |
кривой у = \пх |
с осью Ох: |
|
t g a = l , |
а = 45°. |
776.Найти, под каким углом кривая y = \gx пересе кает ось Ох.
777.Вычислить острый угол, образованный при пе
ресечении кривой у — lg X и прямой у = 1.
§ 39. Производные показательных функций Формулы дифференцирования.
П р и у с л о в и и и = ф ( х ) П р и у с л о в и и и = X
(аау = а а I n а - и ' ( 6 . 2 1 ) (а*)' = ах \п а ( 6 . 2 1 а )
(еи)' = еаи1 |
( 6 .2 2 ) |
(еху = е х |
( 6 .2 2 а ) |
Найти производные функций.
778.у = 2-5х -\-Зех.
Ре ш е н и е . По формулам (6. 1), (6.21а), (6.22а) и (6.4) получим:
у' = 2 • 5-* In 5 + Зех = 2 In 5 • 5*+ Зех.
779. |
1) f (х) = 1пхех; 2) /( х) = хЧх\ 3) |
f(x) = ex - x e x; |
4) у — |
Зхех\ 5) y = Çc", 6) f (х) = 5\пх-\-ех. |
Найти ^ (1). |
780./(*) = • Найти /' (—1).
Ре ш е н и е . 1-й способ. Применив формулы (6.5), (6.1), (6.22а) и (6.9), получим:
|
f/ л л |
{ех + \ ) '{ е х - \ ) - ( е х - \ у { е х + 1) . |
|
|
||||||||
|
/ |
W — |
|
|
|
(е^—1)2. |
|
|
|
|||
|
|
|
ех {ех — 1) — ех (ех + 1 ) |
_ |
2ех |
|
|
|||||
|
|
*= |
|
(ех _ |
1)2 |
|
|
— |
(ех — 1)2; |
|
|
|
|
|
/'( — 1) = — |
2е~» |
|
2е |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2-й способ. Прологарифмировав функцию, находим |
||||||||||||
производную логарифма: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
In / (х) = |
In (ігх+ |
1) — ln (ех — 1); |
|
|
|||||
|
1 |
« м . |
** |
_ |
|
е* |
_ |
(ех -{-\)(ех — 1) * |
|
|||
|
f ( x ) ' |
W — e* + i |
|
е-*—1 |
|
|
||||||
Находим /' (х): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
f'(x) - f(x) |
|
~ 2е* |
|
- |
е*+ 1 ____~ 2^ |
2е* |
|
|||||
|
|
(е* -1)2 |
* |
|||||||||
|
|
|
К_р* |
|
|
|
1_р* |
|
||||
781. |
1) |
|
2) |
г/ = |
|
|
|
|||||
у = ^ |
; |
1 |
|
|
|
|
||||||
782. |
|
|
еЛ + |
2 ’ |
7 |
д |
|
|
|
|
|
|
у = 32х\ |
|
|
|
|
(6.21) |
получим: |
|
|
||||
Р е ш е н и е . По формуле |
|
|
||||||||||
у ' = |
З2*2In 3 • (2х2)'; |
у'= |
З2*2In 3 • 4х = 4х • З2*2In 3. |
|
||||||||
783. |
1) |
у = 5*3; |
2) |
у = 2Ѵх\ 3) |
у = Зіпх; 4) y = 2~cosx. |
|
||||||
784. |
у = е2х. |
|
|
|
|
|
|
имеем: |
|
|
||
Р е ш е н и е . По формуле (6.22) |
|
|
||||||||||
|
|
|
у' = е2х(2х)'\ |
у' — егх-2 = 2е2х. |
|
|
785. 1) у = е~х‘; 2) у = еѴх; 3) у = еЫх; 4) f(x)= esinx.
Найти У (я).