- •Российский государственный гидрометеорологический университет Факультет заочного обучения
- •195196, Г.Санкт-Петербург, Малоохтинский пр. Д.98, тел.444-41-32 фзо
- •Контрольная работа №_6,7,8,9______
- •Обыкновенные дифференциальные уравнения Контрольная работа 6
- •Теория рядов Контрольная работа 7
- •Дифференциальное исчисление функций нескольких переменных Контрольная работа 8
- •Общая схема построения интегралов. Теория поля Контрольная работа 9
Теория рядов Контрольная работа 7
Задание
.
Исследовать
сходимость числового ряда
.
Решение.
Для исследования данного ряда применим предельный признак сравнения. Выберем для исходного ряда эквивалентный
.
Ряд
является сходящимся обобщенно-гармоническим
рядом, так как степень
.
По предельному признаку получаем
.
В
результате применения предельного
признака получили число 1, отличное от
0 и не стремящееся к бесконечности.
Следовательно, ряды
и
действительно являются эквивалентными
и сходящимися.
Ряд сходится по предельному признаку.
Ответ: ряд сходится.
Задание
II. Найти
область сходимости степенного ряда
.
Решение.
Применим признак Даламбера:
.
Отсюда
следует, что при
,
ряд сходится абсолютно, при
ряд расходится. Таким образом, интервал
– интервал сходимости данного ряда.
Исследуем на сходимость в граничных
точках этого интервала, т.е. в точках
и
.
При получим ряд
.
Этот
ряд является обобщенно-гармоническим
рядом с
.
Такой ряд расходится.
При получим знакочередующийся ряд
.
Выясним, сходится ли полученный знакочередующийся ряд, используя признак Лейбница.
Очевидно, неравенство
выполняется
для всех
Кроме того,
.
Итак,
для знакочередующегося ряда
выполнены оба условия признака Лейбница.
Значит, данный ряд сходится. Этот ряд
является условно сходящимся, так как
ряд
,
составленный из абсолютных величин
данного ряда расходится.
Окончательно
получим, область сходимости исходного
ряда – промежуток
.
Ответ: область сходимости ряда – промежуток .
Задание
III.
Разложить
данную функцию
в ряд Фурье в интервале
.
Решение.
Тригонометрический ряд Фурье имеет вид:
,
где коэффициенты Фурье рассчитываются по следующим формулам:
;
;
.
Найдем эти коэффициенты:
;
;
.
Запишем полученное разложение:
.
Дифференциальное исчисление функций нескольких переменных Контрольная работа 8
Задание .
Дана функция
.
Показать, что
.
Решение.
Найдем частные производные:
;
.
Подставим найденные производные в тождество:
;
;
.
Тождество выполняется.
Задание
II. Дана
функция
и две точки
и
.
Требуется:
1)
вычислить приближенное значение
функции в точке B,
исходя из
значения
функции в точке A
и заменив приращение функции при переходе
от точки A
к точке B
дифференциалом;
2) вычислить абсолютную погрешность, которая получается при замене полного приращения функции ее полным дифференциалом;
3)
составить уравнение касательной
плоскости к поверхности
в точке
.
Решение.
1) Приближенное значение z1 в точке В найдём по формуле линеаризации:
z1(B) = z0
+ dz,
где z0
= z(1, 2)
=
.
Найдём приращения аргументов
Δ x = x – x0 = 1,08 – 1 = 0,08; Δ y = y – y0 = 1,94 – 2 = – 0,06.
Найдём значения частных производных функции в точке А:
;
.
Найдём значение дифференциала
.
Приближённое
значение функции в точке В
равно
.
2) Абсолютная погрешность вычисления равна:
,
где
3)
Уравнение касательной плоскости к
поверхности
в точке
имеет вид:
.
Определим значения частных производных первого порядка в точке .
;
;
;
.
Подставим полученные значения в формулу. Уравнение касательной плоскости:
;
;
.
Задание
III.
Найти
наименьшее и наибольшее значения функции
в замкнутой области ,
заданной системой неравенств
.
Сделать чертеж.
Решение.
Построим
область
.
1. Исследуем функцию на локальный экстремум внутри области (заштрихованная область на чертеже):
Получили
координаты стационарной точки
,
которая лежит в пределах области
.
При поиске наибольшего наименьшего значений функции в области необязательно находить характер точек экстремума, т.е. достаточные условия можно опускать. Надо найти значения функции во всех стационарных точках и среди них выбирать наибольшее и наименьшее.
.
2. Исследуем функцию на границе области .
а)
Уравнение отрезка
–
,
.
Подставляем это уравнение в функцию
:
.
Дифференцируем
,
отсюда находим
.
Получили
координаты точки
.
Вычислим значение функции в этой точке:
.
б)
Уравнение прямой
–
,
.
Подставляем это уравнение в функцию
:
.
Дифференцируем
,
отсюда находим
.
Полученное
значение
.
в)
Уравнение прямой
–
,
.
Подставляем это уравнение в функцию
:
.
Дифференцируем
,
отсюда находим
.
Рассмотрим
точку
:
.
г)
Уравнение прямой
–
,
.
Подставляем это уравнение в функцию
:
.
Дифференцируем
,
отсюда находим
.
Рассмотрим
точку
:
.
3.
Сравнивая полученные величины
;
;
;
,
приходим к выводу: наибольшее значение
функции в области
,
т.е.
,
а наименьшее значение, т.е.
.
Задание IV.
Дана функция
и точки
и
.
Вычислить:
1)
производную этой функции в точке
по направлению вектора
;
2)
.
Решение.
2) Градиент функции в точке вычисляется по формуле:
.
Определим значения частных производных первого порядка в точке :
;
;
;
;
;
.
Тогда градиент функции будет иметь вид:
.
1)
Производную по направлению в заданной
точке
по направлению вектора
будем искать по формуле:
.
Найдем координаты вектора и его направляющие косинусы, учитывая координаты точек и :
,
;
;
;
.
Следовательно, производная по направлению
.
