Математический анализ функции нескольких переменных. Учебное пособие
.pdf
12.3. u = xy + |
1 |
. |
|
||
|
2(x + y) |
|
12.4.u = x3 y2 (a − x − y).
12.5.u = x2 + xy + y2 − 3ax − 3by.
12.6.u = x4 + y4 − (x + y)2 .
12.7.u = x + 1 + y.
yx
12.8.u = xy ln (x2 + y2 ).
12.9. u = xy 1 − |
x2 |
− |
y2 |
, a > 0, b > 0. |
|
a2 |
b2 |
||||
|
|
|
12.10.u = x4 + y4 − 2(x − y)2 .
12.11.u = x2 + xy + y2 + 1 + 1 .
xy
12.12.u = ex+ 2 y (x2 − y2 ).
12.13.u = x3 + y3 − 15xy.
12.14.u = x2 + 3xy − 8ln x − 6ln y .
12.15.u = e2x (x + y2 + 2y).
12.16.u = x3 − 2y3 − 3x + 6y.
12.17.u = x2 − xy + y2 + 3x − 2y + 1.
12.18.u = e2x+3 y (8x2 − 6xy + 3y2 ).
12.19.u = x3 − 2x2 y2 + y4 .
12.20.u = (x − 2y)e−( x2 + y2 ) .
12.21.u = x2 + xy + y2 − 4ln x − 10ln y.
12.22.u = (a cos x + bcos y)2 + (asin x + bsin y)2 .
12.23.u = x2 − 2xy + 2y2 + 2x.
12.24.u = x2 − 2xy2 + y4 − y5.
12.25.u = x4 + y4 − 36xy.
12.26.u = (x2 − 2xy + 2y2 )ex− y .
71
12.27. u = x − 2y + ln x2 + y2 + 3arctg y . x
12.28.u = (x2 + 2y2 )e− ( x2 + y) .
12.29.u = x + y + 4sin x sin y.
12.30. u = 3x2 − 2x y + y − 8x + 8.
Задача 13. Найти локальные экстремумы функции двух переменных, заданной неявно (z = z(x, y)) .
13.1.2x2 + 2y2 + z2 + 8yz − z + 8 = 0.
13.2.(x2 + y2 + z2 )2 = 25(x2 + y2 − z2 ).
13.3.x4 + y4 + z4 = 98(x2 + y2 + z2 ).
13.4.z3 − xyz + y2 − 16 = 0.
13.5.(x2 + y2 − z2 )2 = 36(x2 + y2 + z2 ).
13.6.2x2 + 6y2 + 2z2 + 8xz − 4x − 8y + 3 = 0.
13.7.(x2 + y2 + z2 )2 = 9(x2 + y2 − z2 ).
13.8.5z2 + 4zy + y2 + 3x2 − 6x − 2y + 4 = 0.
13.9.x4 + y4 + z4 = 2(x2 + y2 + z2 ).
13.10.z2 + xyz − xy2 − x3 = 0.
13.11.(x2 + y2 − z2 )2 = 4(x2 + y2 + z2 ).
13.12.6(x2 + y2 + z2 )+ 4x – 8y – 8z + 5 = 0 .
13.13.x4 + y4 + z4 = 18(x2 + y2 + z2 ).
13.14.z3 − xyz + y2 + 4x2 − 16 = 0.
13.15.(x2 + y2 + z2 )2 = x2 + y2 − z2 .
13.16.x2 + y2 + z2 − 2x + 2y − 4z − 10 = 0.
13.17.(x2 + y2 − z2 )2 = 9(x2 + y2 + z2 ).
13.18.2x2 + 2y2 + z2 + 8xz − z + 8 = 0.
13.19.(x2 + y2 + z2 )2 = 49(x2 + y2 − z2 ).
13.20.5(x2 + y2 + z2 ) − 2xy − 2xz − 2yz − 72 = 0.
13.21.x4 + y4 + z4 = 8(x2 + y2 + z2 ).
72
13.22.x3 y − 3xy2 + 6x + y2 + 7 y + z2 − 3z − 14 = 0.
13.23.(x2 + y2 + z2 )2 = 16(x2 + y2 − z2 ).
13.24.x2 + y2 + z2 − xz − yz + 2x + 2y + 2z − 2 = 0.
13.25.(x2 + y2 − z2 )2 = x2 + y2 + z2 .
13.26.(x2 + y2 + z2 )2 = 4(x2 + y2 − z2 ).
13.27.x4 + y4 + z4 = 72(x2 + y2 + z2 ).
13.28.(x2 + y2 + z2 )2 = 36(x2 + y2 − z2 ).
13.29.(x2 + y2 − z2 )2 = 25(x2 + y2 + z2 ).
13.30.x4 + y4 + z4 = 50(x2 + y2 + z2 ).
Задача 14. Найти точки условного экстремума заданной функции.
14.1. |
u |
= 2x + y − z + 1, |
|
если |
x2 + y2 + 2z2 = 22. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
14.2. |
u = x + y , |
если |
1 |
|
|
+ |
|
1 |
|
|
= |
1 |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
x2 |
|
y2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
14.3. |
u = xyz , |
если |
x + y + z = 5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
14.4. |
u = x2 + y2 , |
если |
|
x |
+ |
y |
= 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
14.5. |
u = xyz , |
если |
x2 + y2 + z2 = 25. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
14.6. |
u = x2 + 12xy + 2y2 , |
|
|
если |
|
|
4x2 + y2 = 25. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
14.7. |
u = xyz , |
если |
x2 + y2 + z2 = 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
14.8. |
u = x − y , |
если |
tg x − 3tg y = 0, |
|
|
x |
|
< π , |
|
y |
|
< π . |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
14.9. |
u = xyz , |
если |
xy + xz + yz = 25, |
x > 0, y > 0, z > 0. |
|||||||||||||||||||||||||||
14.10. u = x + y + z , |
если |
|
|
|
|
1 |
+ |
2 |
+ |
3 |
= 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
y |
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
14.11. u = cos2 x + cos2 y , |
если |
|
|
x − y = π . |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
||
14.12. u = x2 + y2 + 2z2 , если |
|
x − y + z = 1. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
14.13. u |
= x3 + y2 − z3 + 5, |
|
|
|
|
если |
|
x + y − z = 0. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
14.14. u = x − 2y + 2z , |
если |
|
|
|
x2 + y2 + z2 = 1. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
73
14.15. u = x2 y3 z4 , |
|
если |
2x + 3y + 4z = 5. |
|
||||||||||||||||||||||||||||
14.16. u = xyz , |
|
если |
|
|
xy + xz + yz = 9, x > 0, y > 0, z > 0. |
|||||||||||||||||||||||||||
14.17. u = xyz , |
|
если |
|
|
xy + xz + yz = 8, x + y + z = 5. |
|||||||||||||||||||||||||||
14.18. u = x2 + 2y2 + 3z2 , |
если |
|
|
x2 + y2 + z2 = 1, x + 2y + 3z = 0. |
||||||||||||||||||||||||||||
14.19. u = x2 + y2 + z2 , |
если |
x2 |
+ |
|
y2 |
|
+ |
z2 |
= 1. |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
64 |
|
36 |
|
16 |
|
||||||||||||
14.20. u = x − 2y + z , |
если |
|
x2 + y2 − z2 = 1. |
|||||||||||||||||||||||||||||
14.21. u = xy2 z3 , |
|
если |
|
x + 2y + 3z = 6, x > 0, y > 0, z > 0. |
||||||||||||||||||||||||||||
14.22. u = xyz , |
|
если |
|
|
x2 + y2 + z2 = 1, x + y + z = 0. |
|||||||||||||||||||||||||||
14.23. u = sin |
x |
sin |
y |
sin |
z |
, |
|
если |
|
|
x + z + y = π , x > 0, y > 0, z > 0. |
|||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
14.24. u = xy + yz , |
|
|
если |
x2 + y2 = 2, y + z = 2, x > 0, y > 0, z > 0. |
||||||||||||||||||||||||||||
14.25. u = |
x2 |
|
+ |
y2 |
|
+ |
z2 |
|
, |
|
если |
x2 + y2 + z2 = 1. |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
64 |
|
|
36 |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
14.26. u = x + y , |
если |
1 |
+ |
1 |
|
= |
1 |
. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
x2 |
|
y2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
49 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
14.27. u = xy , |
|
|
если |
x3 + y3 − 9xy = 0. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
14.28. u = x + y + z , |
если |
|
|
4 |
+ |
7 |
+ |
10 |
= 1. |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
y |
|
|
|
z |
|
|
|
||||||||
14.29. u = x2 y3 z4 , |
|
если |
2x + 3y + 4z = 21. |
|
||||||||||||||||||||||||||||
14.30. u = xyz , |
|
если |
|
|
xy + xz + yz = 36, x > 0, y > 0, z > 0. |
|||||||||||||||||||||||||||
Задача 15. Найти наибольшее и наименьшее значения функции в заданной области.
15.1. |
f = x2 − xy + y2 − 4x; |
0 ≤ x ≤ 6, |
0 ≤ y ≤ 4 − |
2 |
x. |
||||||||||
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
15.2. |
f = x2 + 3y2 + 2y; |
|
x |
|
≤ 1, |
|
|
y |
|
≤ 1. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
15.3. |
f = xy − x2 y − |
1 |
xy2 ; |
0 ≤ x ≤ 1, |
0 ≤ y ≤ 2. |
||||||||||
|
|||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15.4. |
f = x2 + y2 − 12x + 16y; |
x2 + y2 ≤ 25. |
|||||||||||||
15.5. |
f = x − 2y − 3; x + y ≤ 1, |
|
|
x ≥ 0, |
y ≥ 0. |
||||||||||
74
15.6. |
f = x2 + 3y2 − x + 18y − 4; |
0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1. |
|
15.7. |
f |
= x2 − 2xy − 10; y ≤ 1, |
y ≥ x2 − 4. |
15.8. |
f |
= xy + x + y; 1 ≤ x ≤ 2, |
2 ≤ y ≤ 3. |
15.9.f = xy; x2 + y2 ≤ 1.
15.10.f = 1− x2 − y2 ; (x − 1)2 + ( y − 1)2 ≤ 1.
15.11. f = x3 + 3y2 − 3xy; 0 ≤ x ≤ 2, |
|
0 ≤ y ≤ 1. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
15.12. f = x2 − xy + y2 ; |
|
|
|
x |
|
+ |
|
y |
|
≤ 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
15.13. f = |
1 |
xy − |
1 |
x2 y − |
1 |
xy2 ; |
x |
+ |
y |
≤ 1, |
x ≥ 0, |
y ≥ 0. |
||||||||||||||||
|
6 |
|
3 |
4 |
||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
15.14. f = x2 + 2xy − y2 − 4; |
|
|
x ≤ 3, |
y ≥ 0, |
y ≤ x + 1. |
|||||||||||||||||||||||
15.15. f = x2 + 3y2 + x − y; |
x + y ≥ 1, |
x ≤ 1, y ≤ 1. |
||||||||||||||||||||||||||
15.16. f = sin x + sin y + sin (x + y); |
0 ≤ x ≤ π , |
0 ≤ y ≤ π . |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
15.17. f = x2 − 2xy − y2 + 4x + 1; |
|
x + y + 1 ≤ 0, |
x ≥ −3, y ≥ 0. |
|||||||||||||||||||||||||
15.18. f = x6 + y6 − 3x2 + 6xy − 3y2 ; |
0 ≤ y ≤ x ≤ 2. |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
15.19. f = cos x cos y cos(x + y); |
|
0 ≤ x ≤ π , |
0 ≤ y ≤ π . |
|||||||||||||||||||||||||
15.20. f = x2 y; |
1 ≤ x2 + y2 ≤ 4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
15.21. f = sin x + sin y + cos(x + y); |
0 ≤ x ≤ |
3π |
, |
0 ≤ y ≤ |
3π |
. |
||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
15.22. f = x2 + y2 − 6x + 4y + 2; |
1 ≤ x ≤ 4, |
− 3 ≤ y ≤ 2. |
||||||||||||||||||||||||||
15.23. f = (x − y2 ) 3 (1− x)2 ; |
|
|
y2 ≤ x ≤ 2. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
15.24. f = x3 + y3 − 9xy + 27; |
|
|
0 ≤ x ≤ 6, |
0 ≤ y ≤ 6. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
15.25. f = x2 + 2xy − y2 + 4x; |
|
|
|
x + y + 2 ≥ 0, |
x ≤ 0, |
y ≤ 0. |
||||||||||||||||||||||
15.26. f = x2 + 4y + 9; |
|
x2 + y2 ≤ 4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
15.27. f = x4 + y4 − 2x2 + 4xy − 2y2 ; |
0 ≤ x ≤ 2, |
0 ≤ y ≤ 2. |
||||||||||||||||||||||||||
15.28. f = 2 sin x + 2 sin y + sin (x + y); |
0 ≤ x ≤ π , |
0 ≤ y ≤ π . |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
||||
15.29. f = 2x2 + 2xy − |
1 |
y2 − 2x; |
|
x ≥ 0, |
2x2 ≤ y ≤ 2. |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
15.30. f = x + 2y + 1; |
x ≥ 0, |
|
|
y ≤ x + 3, x + y ≤ 9. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
75
Библиографический список
Берман Г.Н. Сборник задач по курсу математического анализа. – М.: Физматлит, 2005.
Бобкова Л.П., Дружининская И.М., Федорова В.И. Высшая мате-
матика: Учеб. пособие. – М.: МИСиС, 1996.
Виноградова И.А., Олехник С.Н., Садовничий В.А. Задачи и уп-
ражнения по математическому анализу. – М.: Дрофа, 2001.
Гюнтер Н.М., Кузьмин Р.О. Сборник задач по высшей математи- ке: Учеб. пособие. – СПб.: Лань, 2003.
Данко П.Е., Попов А.Г., Кожевникова Т.Я. Высшая математика в упражнениях и задачах. – М.: ОНИКС: Мир и Образование, 2006.
Демидович Б.П. Сборник задач и упражнений по математическому анализу. – М.: Физматлит, 2007.
Математический анализ в вопросах и задачах: Учеб. пособие / В.Ф. Бутузов, Н.Ч. Крутицкая, Г.Н. Медведев, А.А. Шишкин. – М.: Физматлит, 2001.
76
Учебное издание
Лоссиевская Татьяна Владимировна
МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Функции нескольких переменных
Учебное пособие
Редактор И.Е. Оратовская
Компьютерная верстка З.М. Уланова
Подписано в печать 29.04.14 |
Бумага офсетная |
|
Формат 60 × 90 1/16 |
Печать офсетная |
Уч.-изд. л. 4,81 |
Рег. № 469 |
Тираж 120 экз. |
Заказ 4190 |
|
|
|
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, Москва, Ленинский пр-т, 4
Издательский Дом МИСиС, 119049, Москва, Ленинский пр-т, 4
Тел. (495) 638-45-22
Отпечатано в типографии Издательского Дома МИСиС 119049, Москва, Ленинский пр-т, 4
Тел. (499) 236-76-17, тел./факс (499) 236-76-35
77
