- •О структуре пособия
- •Дифференцирование функций
- •Производные основных элементарных функций
- •Правила дифференцирования
- •Примеры решения задач
- •Упражнения к разделу 1
- •Приложения производной
- •Исследование монотонности и экстремумы
- •Примеры решения задач
- •Упражнения к разделу 2
- •Первообразная и интеграл
- •Неопределённый интеграл и его свойства
- •Свойства неопределённого интеграла
- •Таблица интегралов
- •Упражнения к разделу 3
- •Определённый интеграл
- •Понятие определённого интеграла
- •Приложения определённого интеграла
- •Площадь криволинейной трапеции
- •Длина дуги
- •Объём тела вращения
- •Площадь поверхности вращения
- •Среднее значение функции на интервале
- •Центр тяжести однородной пластины
- •Центр тяжести плоской кривой
- •Примеры решения задач
- •Упражнения к разделу 4
- •Дифференциальные уравнения первого порядка
- •Основные определения и теоремы
- •Некоторые виды дифференциальных уравнений первого порядка и методы их решения
- •Дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными
- •Однородные дифференциальные уравнения первого порядка
- •Линейные дифференциальные уравнения первого порядка
- •Уравнение Бернулли
- •Примеры решения задач
- •Упражнения к разделу 5
- •Методы вычисления предела функции
- •Бесконечно малые и бесконечно большие величины
- •Замечательные пределы
- •Правило Лопиталя
- •Примеры решения задач
- •Упражнения к разделу 6
- •Непрерывность функции
- •Условия непрерывности функции
- •Классификация точек разрыва
- •Основные элементарные функции и их непрерывность
- •Непрерывность функции на отрезке
- •Примеры решения задач
- •Упражнения к разделу 7
- •Ответы и указания
- •Ответы и указания к разделу 1
- •Ответы и указания к разделу 2
- •Ответы и указания к разделу 3
- •Ответы и указания к разделу 4
- •Ответы и указания к разделу 5
- •Ответы и указания к разделу 6
- •Ответы и указания к разделу 7
- •Варианты контрольных заданий
- •Справочные материалы
- •Литература
Варианты контрольных заданий
Задание 1. Составьте сложные функции а)—г), найдите их область определения и производные:
а) y = fi(fj(fk(x))), б) y = fj(fk(fi(x))),
в) y = fi+1(x) · fk(x),
г) y = |
fj+1(x) |
, где |
|||
fi(x) |
|||||
|
|
|
|
||
f1(x) = sin x, f2(x) = √ |
|
|
|||
x, f3(x) = ex, |
|||||
f4(x) = arccosx, f5(x) = cos x, f6(x) = 2x,
f7(x) = ctgx, f8(x) = ln x, f9(x) = x7, f10(x) = arctgx.
1. |
i = 1, j = 2, k = 3. |
2. |
i = 2, j = 1, k = 6. |
3. |
i = 5, j = 6, k = 1. |
4. |
i = 7, j = 4, k = 6. |
5. |
i = 1, j = 4, k = 2. |
6. |
i = 2, j = 8, k = 6. |
7. |
i = 3, j = 6, k = 1. |
8. |
i = 7, j = 9, k = 6. |
9. |
i = 2, j = 4, k = 5. |
10. |
i = 7, j = 3, k = 5. |
11. |
i = 6, j = 3, k = 2. |
12. |
i = 4, j = 1, k = 6. |
13. |
i = 1, j = 8, k = 1. |
14. |
i = 7, j = 3, k = 2. |
15. |
i = 1, j = 3, k = 5. |
16. |
i = 2, j = 3, k = 6. |
17. |
i = 3, j = 4, k = 8. |
18. |
i = 7, j = 9, k = 2. |
19. |
i = 2, j = 4, k = 5. |
20. |
i = 1, j = 3, k = 4. |
21. |
i = 6, j = 8, k = 1. |
22. |
i = 5, j = 3, k = 6. |
23. |
i = 2, j = 8, k = 1. |
24. |
i = 7, j = 1, k = 2. |
25. |
i = 1, j = 9, k = 5. |
26. |
i = 4, j = 5, k = 6. |
27. |
i = 3, j = 7, k = 8. |
28. |
i = 7, j = 5, k = 1. |
29. |
i = 2, j = 9, k = 2. |
30. |
i = 6, j = 3, k = 4. |
74
Задание 2. Найдите площадь фигуры, ограниченной графиком функции y = f(x), касательной к графику в точке с абсциссой x0 и заданной прямой.
1. |
y = ln(x + 4)6 − 8x − 19, x0 = −3, x = −1. |
|||||||
2. |
y = x3 + 2x2 − 4x, x0 = 0, x = xmin (абсцисса точки минимума). |
|||||||
3. |
y = (x − 2)ex, x0 = −2, x = 1. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
π |
||
4. |
y = 8x − 4tgx − 2π + 2, x0 = −2, x = |
|
. |
|||||
4 |
||||||||
5. |
y = ln(x + 4)8 − x + 1, x0 = −5, x = 0. |
|||||||
6. |
y = x3 − 8x + 1, x0 = 1, x = xmax (абсцисса точки максимума). |
|||||||
7. |
y = xe2−x2 , x0 = 2, x = 1. |
|||||||
8. |
y = x − 2 cos x + 2π, x0 = 0, x = 2π. |
|||||||
9. |
|
x2 |
+ 64 |
|
|
|
||
y = |
|
|
|
, x0 = 4, x = 1. |
||||
|
|
|
||||||
|
|
|
x |
|||||
10. |
y = x + |
225 |
+ 6, x0 = 5, x = 20. |
|||||
|
||||||||
|
|
|
|
x |
||||
11.y = 6 ln(x − 4) − x + 2, x0 = 7, x = 20.
12.y = x3 −9x2 +24x−15, x0 = 3, x = xmin (абсцисса точки минимума).
13.y = (x − 1)e−x, x0 = 0, x = 2.
14.y = x√x − 3x + 1, x0 = 1, x = xmin (абсцисса точки минимума).
15.y = 4 ln (x + 5) − 2x − 3, x0 = −1, x = 5.
16.y = x3 − 3x2 − 6x, x0 = 0, x = xmax (абсцисса точки максимума).
25
17. y = x − x + 25, x0 = −5, y = 0.
18. y = x(x − 1)2, x0 = 0, x = xmin (абсцисса точки минимума).
√
19. y = 2 1 − x + x, x0 = −2, x = 1.
√
20.y = 2x 1 − x2, x0 = 0, x = 1.
21.y = ln x6 − 8x + 13, x0 = 1, x = 3.
22.y = x4 − 4x + 1, x0 = 0, x = xmin (абсцисса точки минимума).
23.y = (2x − 1)ex2−x, x0 = 1, x = 0.
24.y = x22 + x1 ,√x0 = 2, x = xmin (абсцисса точки минимума).
25.y = x2 − 4 x, x0 = 2, x = 0. x = xmin (абсцисса точки минимума).
75
Задание 3. Найдите общее решение (общий интеграл) дифференциального уравнения; найдите частное решение (частный интеграл), соответствующий данным начальным условиям.
1. |
(1 + ex)y′ = yex, y(0) = 1. |
|
|||||||||
2. |
(1 + x3)dy = x2y4dx, |
y(0) = −1. |
|
||||||||
3. |
y′ − yex = (x + 1)eex, |
y(0) = 0. |
|
||||||||
4. |
y′ |
= 3x2y − xex3 , y(0) = 5. |
|
||||||||
5. |
y3y′ = x(y4 + 1)ex2 , |
y(0) = 0. |
|
||||||||
6. |
sin2 xdy = eydx, y (π/2) = 0. |
|
|||||||||
7. |
y′ − y = (x2 + 1)ex, |
y(0) = 3. |
|
||||||||
8. |
y′ |
= tgxy − cos x, y(0) = 0. |
|
||||||||
9. |
(1 + 2ex + e2x)y′ = y2ex, y(0) = 2. |
||||||||||
10. |
(9 + 6x2 + x4)dy = 2x cos2 ydx, y(0) = 0. |
||||||||||
11. |
(1 + ey)(x + 1)8 = y′ey, y(0) = ln 2. |
||||||||||
12. |
(1 + y)3dy = x2y4dx, |
y(0) = 1. |
|
||||||||
13. |
y′ |
− 2yx = e(x+1)2 , y(0) = 0. |
|
||||||||
14. |
y′ |
= sin xy − 4ecos x, |
y(0) = e. |
|
|||||||
15. |
(y3 + 3y2 + 3y + 1)y′ |
= (y + 1)ex, |
y(0) = 2. |
||||||||
16. |
e−y2 sin2 xdx = ydy, |
y(0) = 0. |
|
||||||||
17. |
y′ |
− 4yx3 = (x2 + 1)ex4 , y(0) = 5. |
|||||||||
18. |
y′ |
|
y |
√ |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||||||
= |
√ |
|
− x2e2 |
|
x, y(0) = 4. |
|
|||||
x |
|
||||||||||
19. |
(1 + 4ex + 4e2x)y′ − y2ex = 0, y(0) = 1. |
||||||||||
20. |
(9 + x4)dy = 2x3 cos2 ydx, y(0) = 0. |
||||||||||
21. |
(8 − ex)y′ = √ |
yex, y(0) = 0. |
|
||||||||
22. |
y′ |
+ yex = exeex, y(0) = 0. |
|
||||||||
23. |
ex |
− |
2yy′ = 2, |
y(0) = 0. |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
24. |
(sin x + 1)dy = 2 cos x sin2 2ydx, |
y(0) = π/4. |
|||||||||
25. |
(x3 + 3x2 + 3x + 1)y′ |
= (y + 1)4, |
y(0) = 0. |
||||||||
76
Тесты для проверки знаний
Вводный тест (рекомендуется на первом занятии)
Вопрос 1. Функция y = x3 + 5x5 является...
Выберите один или несколько вариантов:
a) убывающей; |
|
|
|
б) возрастающей; |
|
|
|
в) периодической; |
|
|
|
г) нечетной; |
|
|
|
д) четной. |
√ |
|
|
Вопрос 2. Функция y = |
|
является... |
|
1 − x2 |
|||
Выберите один или несколько вариантов: |
|||
a) убывающей; |
|
|
|
б) возрастающей; |
|
|
|
в) периодической; |
|
|
|
г) нечетной; |
|
|
|
д) четной. |
√ |
|
|
Вопрос 3. Функция y = |
|
является... |
|
8 − x3 |
|||
Выберите один или несколько вариантов: a) убывающей;
б) возрастающей; в) периодической; г) нечетной; д) четной.
Вопрос 4. Среди перечисленных ниже, всюду определёнными и непрерывными функциями являются...
Выберите один или несколько вариантов:
1 a) y = x2 + 4;
1
б) y = ex+2 ;
в) y = tg(x);
г) y = arctg(x);
д) y = sin x.
Вопрос 5. Среди перечисленных ниже, ограниченными являются...
Выберите один или несколько вариантов:
a) y = esin x;
б) y = x +1 2;
77
в) y = arcsin(x); г) y = arctg(x);
д) y = ln x.
Вопрос 6. Функция монотонно возрастает на промежутке, если на этом промежутке...
Выберите один вариант:
a) производная положительна; б) производная не отрицательна; в) функция положительна;
г) первообразная не отрицательна; д) первообразная положительна.
Вопрос 7. Верными являются следующие правила ...
Выберите один или несколько вариантов:
a) (uv)′ |
= u′v′; |
|
|
|
||||||||||
б) (uv)′ |
= u′v′ + uv; |
|
||||||||||||
в) (uv)′ |
= u′v + v′u; |
|
||||||||||||
г) |
|
u |
|
|
′ |
= |
u′v − v′u |
; |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
u ′ |
u′vv+ v′u |
|
|||||||||||
|
|
v |
|
|
2 |
|
|
|
||||||
д) |
u |
= |
u′v + v′u |
; |
||||||||||
|
|
v |
|
|
|
u2 |
|
|
||||||
е) |
vu ′ |
= |
|
|
|
|
u; |
|||||||
|
u′vv2 |
v′ |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
′ = |
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u2 . |
||||||
ж) v |
|
|||||||||||||
Вопрос 8. На рисунке (Рисунок 40) изображены графики функции
и её производной, при этом...
y
x
Рисунок 40 — К тестовому вопросу 8
a) функция — фиолетовый, её производная — зелёный; б) функция — зелёный, её производная — фиолетовый.
78
Итоговый тест
Вопрос 1. Из перечисленных ниже соотношений неопределенностями являются...
Выберите один или несколько вариантов:
a) 00; б) ∞ + ∞;
в) ∞ − ∞;
г) ∞∞;
д) ∞0 ;
е) ∞ + ∞; ж) ∞∞.
Вопрос 2. Определение предела функции на бесконечности задано выражением...
Выберите один вариант:
a) ε > 0 |
R > 0 : x > R |f(x) − A| < ε; |
||
б) ε > 0 |
δ > 0 |
: |
0 < x − x0 < δ |f(x) − A| < ε; |
в) ε > 0 |
δ > 0 |
: |
0 < x0 − x < δ |f(x) − A| < ε; |
г) ε > 0 δ > 0 : 0 < |x − x0| < δ |f(x) − A| < ε.
Вопрос 3. Порядок малости величин верно определён в случае...
Выберите один или несколько вариантов:
a) x2 = o(sin x), |
x → 0; |
|||||||
б) |
√ |
|
= O(x2), x → 0; |
|||||
x |
||||||||
в) |
√ |
|
|
o(sin x), |
x |
→ |
0 |
|
x |
= |
|||||||
|
|
2 |
4x), |
|
; |
|||
г) x = o(sin |
x → 0. |
|||||||
Вопрос 4. Функция имеет в точке устранимый разрыв, если в этой точке...
Выберите один или несколько вариантов: a) существует конечный предел справа; б) существует конечный предел слева;
в) хотя бы один односторонний предел равен бесконечности; г) предел слева равен пределу справа;
д) значение функции в точке совпадает со значениями односторонних пределов;
е) предел функции в точке существует.
Вопрос 5. Из перечисленных, разрыв II рода в некоторой точке имеют функции...
Выберите один или несколько вариантов:
79
a) y = |
arctgx1 − 1 |
; |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
x2 + 1 |
|
|
|
||||
б) y = |
arctg |
1 |
− 1 |
|
|||||
x2 |
; |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
x2 − 1 |
|
|
||||
в) y = |
sin x |
; |
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||||
|
|
x2 − 1 |
|
|
|
||||
г) y = |
|
|
1 |
|
|
|
; |
|
|
sin x − 1 |
|
|
|||||||
д) y = |
x |
− 1 |
; |
|
|
|
|||
2 |
|
|
|
||||||
|
|
x2 |
− 1 |
|
|
|
|||
е) y = |
x − 1 |
. |
|
|
|
||||
x − 1 |
|
|
|
||||||
Вопрос 6. Верными утверждениями являются...
Выберите один или несколько вариантов:
a) Приращение касательной к функции в точке равно дифференциалу функции этой точке;
б) Угол между осью Ох и касательной функции в некоторой точке равен производной функции в этой самой точке;
в) Тангенс угла между осью Ох и касательной функции в некоторой точке равен производной функции в этой самой точке;
г) Производная функции характеризует скорость изменения аргумента функции;
д) Производная функции характеризует скорость графика; е) Производная функции характеризует скорость изменения зна-
чения функции.
Вопрос 7. В каком из перечисленных случаев верно применено правило Лопиталя? Верными равенствами являются...
Выберите один или несколько вариантов:
a) lim |
x2 + 1 |
= lim |
(x2 + 1)′ |
; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
ln x |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
→∞ |
(ln x)′ |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
→∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
lim |
x2 − 1 |
= lim |
|
x2 − 1 |
|
′ |
|
|
|
|||||||||||||||||||
; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
б) x→1 |
ln x |
|
|
|
|
|
x→1 |
|
|
ln x |
|
|
|
|||||||||||||||
в) lim |
|
|
x2 + 1 |
|
|
= lim |
|
(x2 + 1)′ |
|
; |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
x→0 x2 + ln x |
|
|
x→0 (x2 + ln x)′ |
|
|
|||||||||||||||||||||||
г) lim |
|
|
x2 − 1 |
|
|
= lim |
|
(x2 − 1)′ |
; |
|||||||||||||||||||
x |
→ |
1 sin(x |
− |
1) |
|
|
|
x 1 |
(sin(x |
− |
1))′ |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
→ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
д) lim |
|
x2 |
|
|
|
|
|
(x2)′ |
. |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
= lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
(sinx)′ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
x |
|
0 sinx |
|
|
|
x |
→ |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
→ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
80
xB
Z
q
Вопрос 8. Формула 2π y(x) · 1 + (y′(x))2 dx используется для вы-
числения... xA
Выберите один вариант: a) длины кривой;
б) площади поверхности вращения; в) среднего значения функции; г) центра тяжести кривой;
д) площади криволинейной трапеции.
Вопрос 9. Формула НьютонаЛейбница верно сформулирована в случае...
Выберите один вариант:
b
a) R f(x) dx = F (b) − F (a);
a
b
б) R f(x) dx = F (b) + F (a);
a
b
в) R f(x) dx = F (a) − F (b);
a
b
г) R f(x) dx = F (a) − F (b) + C.
a
Вопрос 10. Линейными дифференциальными уравнениями первого порядка являются...
Выберите один вариант:
a) y′ = x2 + y; y2
б) y = sin y′ ; x
в) y = x2 − 4y′; г) xy′ = y − x; д) y − 1 = x24y′; е) y′ = y2 − x2y.
81
