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

Метод-ка ВМ для ст.зу.Ч.2 к.р. 3,4

..pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
26.03.2015
Размер:
2.75 Mб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»

ВЫСШАЯ

МАТЕМАТИКА

ВЕЛИКИЙ НОВГОРОД

2011

1

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»

ВЫСШАЯ

МАТЕМАТИКА

Методические указания и контрольные задания для студентов заочного сокращенного обучения

Часть 2

ВЕЛИКИЙ НОВГОРОД

2011

 

2

УДК 51(075.8)

Печатается по решению

ББК 22.1я73

РИС НовГУ

В93

 

Рецензент

доктор физико-математических наук, профессор Е. Ю. Панов

Высшая математика: методические указания и контрольные задания для студентов заочного сокращенного обучения. Ч.2. - 2-е изд., исп. и доп. /авт.-сост. О.Н. Барсов; ФГБОУ ВПО «Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого», Великий Новгород, 2011. – 80с.

Пособие содержит задания для контрольных работ за второй семестр и методические указания к их выполнению по курсу высшей математики для студентов ускоренной формы обучения заочного отделения инженер- но-технических специальностей.

УДК 51(075.8) ББК 22.1я73

© ФГБОУ ВПО «Новгородский

государственный университет

имени Ярослава Мудрого», 2011

© О.Н. Барсов, составление, 2011

3

ВВЕДЕНИЕ

Курс высшей математики для студентов ускоренной формы обучения (на базе среднего специального образования) рассчитан на два семестра. В каждом семестре студентам необходимо выполнить две контрольных работы, каждая из которых содержит восемь заданий. Каждая контрольная работа содержит десять вариантов контрольных заданий с номерами 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Номер варианта контрольной работы соответствует последней цифре номера зачетной книжки студента. Например, студент, у которого последней цифрой номера зачетной книжки является цифра 3, выполняет третий вариант всех четырех контрольных работ.

Контрольные работы должны быть оформлены в соответствии с нижеизложенными правилами:

1)каждую контрольную работу следует выполнять в отдельной тетради (12 листов) чернилами любого цвета, кроме красного, оставляя поля для замечаний рецензента;

2)на обложке тетради должны быть ясно написаны фамилия и инициалы студента, шифр, номер контрольной работы и название дисциплины; необходимо также, указать дату отсылки работы в университет и адрес студента; в конце работы следует проставить дату выполнения и расписаться;

3)должны быть выполнены все задания своего варианта (работы, содержащие не все задания, а также содержащие задания другого варианта, не засчитываются);

4)задачи в работе надо располагать в порядке возрастания номеров, сохраняя нумерацию;

5)перед решением каждой задачи нужно выписать полностью еѐ условие, подставляя конкретные данные из своего варианта; решение задач следует излагать подробно, объясняя все действия по ходу решения и делая необходимые чертежи;

6)рекомендуется оставлять в конце тетради чистые листы для исправлений и дополнений в соответствии с указаниями рецензента (вносить исправления в сам текст работы после еѐ рецензирования запрещается);

7)после получения не зачтѐнной, прорецензированной работы (зачтѐнные работы остаются у рецензента), студент должен исправить все указанные рецензентом ошибки и недочѐты в той же тетради после слов работа над ошибками;

8)к экзамену допускаются только те студенты, контрольные работы которых зачтены рецензентом; так как на рецензирование контрольной работы преподавателю отводится две недели, то задания следует высылать на проверку заблаговременно.

4

ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ 3

Задание 1. Вычислите криволинейные интегралы первого или второго рода.

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

z 2

a2 ,

 

 

xyz dL , где L есть полуокружность

 

2, z 0.

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

1.

x dL , где L есть окружность x2

y2 a2 .

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

y 2 z 2 a2 ,

2.

(x

2

y

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

) dL , где L есть окружность

 

 

 

x

.

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

y dx

x

dy вдоль дуги L кривой

y e

x

от точки A(0,1) до точки

y

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B (–1, e ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

y dL , где L является аркой циклоиды

x a(t sin t), y a(1 cos t), где

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t [0,2 ].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

ydx xdy

вдоль границы

L треугольника АВС с вершинами A(1,0),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

y

2

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В(1,1), С(0,1) против часовой стрелки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

y 2 z 2 a2 ,

6.

(x2

z 2 ) dL , где L есть окружность

 

 

 

y

 

a

.

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

 

 

y

dx x dy вдоль дуги L

кривой y ln x

от точки A(1,0) до точки

 

x

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B( e ,1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a cost,

0 t 2 .

8.

ydx xdy , где L есть эллипс

bsin t,

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

9.

(xy x2 ) dx x dy вдоль дуги L параболы

y x2 от точки A(0,0) до

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точки B(1,1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 2. Вычислите кратные интегралы либо объѐмы заданных

тел.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2 x2 y2 dxdy ,

где

область

 

D задана неравенствами

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 y2 a2 , x 0, y 0 .

5

1 xy dxdy , если область D

ограничена линиями x 1, x 2,

D

 

yx, y 3x, .

2.Объѐм части цилиндра x2 y2 a2 заключѐнного между плоско-

стями z 0, x y z 2a, (a 0)

 

dxdy

 

 

3.

D x y

, где область

D определяется неравенствами

1 x 2, x y 2x .

 

 

dxdydz

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

,

если

область

D

ограничена плоскостями

 

 

3

 

D (1 x y z)

 

 

 

 

 

 

 

x 0, y 0, z 0, x y z 1.

 

 

 

 

5. Объѐм тела, ограниченного сферой x2 y2 z2 4 и параболоидом

x2 y2 3z .

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

y cos(x z) dxdydz ,

если область

D ограничена

цилин-

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

дром y

 

 

и плоскостями y 0, z 0, x z .

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

7.

 

xy dxdy

,

 

 

если

область

D

ограничена

линиями

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

x y 2, x2 y2 2y ,

 

 

 

 

 

 

 

8.

z dxdydz ,

если область D ограничена параболоидом x2 y2 z

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

иплоскостью z a, a 0.

9.Объѐм тела, ограниченного координатной плоскостью z 0, параболоидом x2 y2 z и цилиндром x2 y2 4.

Задание 3. Вычислите поверхностные интегралы первого или второго рода или площадь заданной поверхности.

0. Поток (F n) dS векторного поля F x3 i через боковую поверх-

S

ность цилиндра x2 y2 a2 , 0 z h в направлении внешней нормали.

1. z dS , если S

есть часть поверхности параболоида

S

 

x2 y2 z , 0 z a .

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Поток (F n) dS

векторного поля F y2 i z2 j через поверх-

S

 

 

 

 

 

 

 

ность полусферы x2 y2 z2 a2 , z 0 в направлении внешней нормали.

3. Площадь части поверхности параболоида x2

y2 z, 0 z a2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Поток (F n) dS

векторного поля F z k

через полную поверх-

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ность параболоида x2 y2

z ,

z h2 , h 0 в направлении внешней норма-

ли.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

есть часть поверхности конуса x2 y2 z2 ,

5.

x2 y2 dS , если S

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 z a.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Площадь части поверхности конуса z

 

x2 y2 , заключѐнного

внутри цилиндра x2 y2 2x .

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Поток (F n) dS векторного поля F y j через боковую поверх-

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ность конуса x2 y2

z2

, 0 z 2 в направлении внешней нормали.

8.

Площадь части сферы x2 y2

z2 2a2 , заключѐнной внутри ко-

нуса x2

y2 z2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

Поток (F n) dS векторного

поля F x2 i z2 k через поверх-

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ность полусферы x2

y2

z2 a2 , z 0 в направлении внешней нормали.

Задание 4. Вычислите циркуляцию или поток векторного поля F Pi Q j R k с помощью теоремы Стокса или Гаусса–Остроградского.

0.

 

 

 

 

 

x2 y2

z 2 a2 ,

в направле-

ydx zdy xdz вдоль окружности

 

x y

z 0,

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нии против часовой стрелки относительно орта k .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Поток (F n) dS

векторного поля

F ( y2

z2 ) j через полную

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поверхность куба 0 x 1,

0 y 1, 0 z 1 в направлении внешней нор-

мали.

2. Поток (F n) dS векторного поля F (x2 z2 )i через полную по-

S

верхность конуса x2 y2 z2 , 0 z h в направлении внешней нормали.

3. (x 3 6z)dx вдоль контура треугольника АВС, расположенного

L

в плоскости x y 2z 4, в направлении A(–4,0,0), В(0,4,0), С(0,0,2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

x2

y2 dx z2 y2 dy z 2 x2 dz

вдоль

окружности

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 y2 1, против часовой стрелки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

2xdx zdz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

y 2

a2 ,

против

часовой

вдоль окружности

h, h 0,

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

стрелки относительно орта k .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Поток векторного поля F x2 i y2 j z2 k

через полную поверх-

ность

пирамиды,

ограниченной

плоскостями

x 0, y 0,

z 0,

x y z a, a 0, в направлении внешней нормали.

 

 

 

7. z 2 y dx x2 z dy y2 x dz вдоль контура четырѐхугольника ABCD,

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

который обходится

в направлении

вершин

A(0,0,0,), В(0,1,0),

С(0,1,2),

D(0,0,2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Поток

векторного поля F xi y j z k

через полную поверх-

ность цилиндра x2 y2 a2 , z 0, z h, h 0 в направлении внешней нормали.

9. Поток векторного поля F (x2 z2 ) k через полную поверхность куба 0 x 1,0 y 1,0 z 1 в направлении внешней нормали.

Задание 5. Убедитесь в том, что векторное F Pi Q j R k потенциально, и найдите потенциал этого поля.

 

 

3x2 y2

 

3

 

 

 

2x3 y

 

3

 

 

 

 

3

 

x3 y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0. F

 

2x

 

i

 

 

3y

 

j

z

 

 

 

k.

z

 

z

 

 

z 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

y

 

 

 

z

 

 

 

 

 

1.

F

 

 

 

i +

 

 

 

z j +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

y2 z 2

1

 

x2

y2 z 2 1

 

 

x2

y2 z 2 1

2. F (3x2 y2 z2 6xy3 z)i + (2x3 yz 2 9x2 y2 z) j + (2x3 y2 z 3x2 y3 ) k .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

F (4 yz 6xy2 z2 )i + (4xz 6x2 yz 2 ) j + (4xy 6x2 y2 z) k .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. F (2xy 6xy4 z5 )i + (x2 12x2 y3 z5 ) j 15x2 y4 z4 k .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j +

 

 

 

 

k .

 

x2 y2 z 2

x2 y2 z 2

 

x2 y2 z 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

F 10xyz 3 i + (2 yz 5x2 z3 ) j + ( y2

15x2 yz 2 ) k .

 

 

 

 

yz

 

 

 

 

x z

 

 

 

 

 

 

x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

 

F

i +

 

 

j +

 

k .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

 

F

i

 

 

j

 

 

 

 

 

 

k .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

y 2

 

 

 

 

 

 

z 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поле

y k.

8

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 z x

2 y

 

 

 

 

xy 2

 

 

 

y2 z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xz

2

 

 

 

 

yz 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 6. Исследовать на сходимость данные числовые ряды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n3 4n2 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 1)n 1

 

 

0.

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; б).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

5

 

7

 

2n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 3 n ln n ln ln n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

n

 

 

1.

а)

 

 

 

 

 

 

 

; б)

n

 

 

 

 

 

; в) ( 1)n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1 n

 

 

 

 

n 4

 

 

 

 

 

 

n 1 3n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4n

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 1)n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3n

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1 (n 1)!

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n 3n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 1)n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1 4n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 2

 

n ln

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 1)n 1

 

 

 

 

 

 

 

4.

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

3n

3

n

5

 

 

 

n ln n

 

 

 

 

ln(n

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

n 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3n

 

 

 

 

 

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n 1)

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n ( 1) n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4n

1

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

3

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

3

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 1) n

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

n

3

 

1

 

n

2

 

4n

5

 

 

 

 

 

 

n ln n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n 1)

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

9.

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

в) ( 1)n 1 3n 1

 

.

 

 

 

 

n 1

2n2 n

1

 

 

 

 

 

 

n 0

1 2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n 3

 

 

 

Задание 7. Дана функция

 

 

f (x) . Требуется: а) разложить эту функ-

цию в ряд Тейлора по степеням x x0 и найти область сходимости полу-

ченного разложения; б) разложить данную функцию в ряд Фурье на промежутке (а, b).

9

0.а)

1.а)

2.а)

3.а)

4.а)

5.а)

f (x) sin x, x

0

 

;

б)

 

4

 

 

 

 

 

 

f (x) xsin x, x0 0 ;

б)

f (x) cos2 x, x

0;

б)

 

 

0

 

 

 

f (x)

1

, x0

1;

б)

 

x 4

 

 

 

 

 

f (x) ex , x0 1;

б)

f (x) sin 2 2x, x

0

0 ;

б)

 

 

 

 

 

f (x) x, (0,1).

1, если 1 x 0, f (x)

x, если 0 x 1.

f(x) x, ( 2,0) .

2, если x 0, f (x) x 1, если 0 x .

1, если x 0, f (x)

1, если 0 x . f (x) x 1, ( 1,1) .

6. а) f (x) x4e x2 ,

 

x0 0 ; б)

7. а) f (x)

x 1

,

x 1;

б)

x 2

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

x, если x 0, f (x)

1, если 0 x .

f (x) x 1, (0,1) .

 

 

1

 

 

 

 

 

2, если x 0,

8. а)

f (x)

 

, x0

5 ;

 

 

б)

f (x)

x .

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x 1, если 0

9. а)

f (x) xln(2 x), x

0

0 ;

б) f (x) x2 , ( , ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 8. Найти общее решение или решение задачи Коши для заданных дифференциальных уравнений первого и второго порядков.

0. а) y / y tgx

1

, y(0) 0 ;

б) y// 9y cos3x .

cos x

 

 

 

1.а) xy / 4 y x2 y 0 ;

2.а) y / 2xy cos2 2yx ;

3.а) y/ tgx y 1;

4. а) y/ 1 x2 y2 1;

5. а) y /

2xy

;

x2 y2

 

 

 

 

б)

y// y/ x 1, y(0) 0,

y/ (0) 1.

б) y

//

 

4y cos2x,

 

 

1,

y

/

 

0 .

 

y

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

б) y// 2y/ 2y x, y(0) 0, y/ (0) 1.

б) y// y/ 2x 1, y(0) 1, y/ (0) 0 .

б) y// y/ 2 y x2, y(0) y/ (0) 1

6.

а)

xy / y y2 ln x,

 

б)

y// y/ ex , y(0) 1, y/ (0) 1.

7.

а)

y / 2 y ex x ,

y(0)

1

;

б) y// y/ 6 y e2x .

4