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

Сборник задач по высшей математике

.pdf
Скачиваний:
7378
Добавлен:
03.05.2015
Размер:
5.01 Mб
Скачать

5) 2 я - г / - 6 = 0; 6)

 

7) z + 7y - 13 = 0;

8) ( y 5 § ) ; 9 ) f; 10)

§.

4.2.113. Зх + у - 14 = 0

и х - Зу + 12 = 0. 4.2.114. у = 2х, х - Зу = 15,

 

Зх + у = 25. 4.2.115. Зх 4- 4у + 6 = 0, Зх + 4у - 14 = 0 или Зх + 4у + 6 = О,

Зя + 4у 4- 26 = 0. 4.2.116. Зх 4- - 12 = 0. 4.2.117. К стороне АВ.

 

 

4.2.118

. Зх - 4у- 25 = 0,

Зх - 4у 4- 5 = 0. 4.2.120. rsin(0 -</?) = n sin(0 - <pi).

4.2.121

. x - Зу - 23 = 0,

7x + + 19 = 0, 4- Зу + 13 = 0.

 

 

 

§ 3. Кривые второго порядка

 

 

 

 

 

4.3.2. а)

(2; -3); R = 4; б)

( - 1 ;

; R =

4.3.4. (я - 2)2

+ (у + 2)2

= 4,

(я - 10)2

+ 4- Ю)2 = 100.

4.3.5. у = 0 и 4х - Зу = 0. 4.3.6.

( - 1 ;

;

R =

4.3.8.а) 4- 2)2 4- у2 = 4; б) 4- 4)2 + (у - 5)2 = 25; в) - З)2 4- (у - 2)2 = 13.

4.3.9.(х - 4)2 4- (у - 2)2 = 10. 4.3.10. 4. 4.3.11. Зх - + 7 = 0. 4.3.12. (4;1); (-2; -5). 4.3.13. х 4- у - 6 = 0. 4.3.14. (-3; -2); R = 5.

4.3.15. + 2)2 + 4-1)2 = 20. 4.3.16.

тг - arctg

4.3.17. 0 < f c < ^ r ; f c = 0

и к = -^г. 4.3.18. у = 2х ± 5. 4.3.19.

+ УУо = R2. 4.3.20. 7.

4.3.21. (х - 7)2 + (у - 4)2 = 1. 4.3.22. Нет. 4.3.23. Да. 4.3.24. Точка С. 4.3.25. х2 + у2 4- 2ая - + а2 = 0. 4.3.26. я2 + у2 4-12у - 64 = 0. 4.3.29. 5 и 4;

(3;0) и ( - 3; 0); в = 0,6; z = ± f . 4.3.30. 1)

 

+ gj = 1;

 

 

 

2

/

-\2

 

2

2

2

2

 

2

2

2 ) §5 + S s l w L = L 4-3-32- ^ f e + V - ^ f i + b - ^ f a + f c - 1 '

4) ^ + у2 = 1.

4.3.35. |а| < \/б; а = ±\/б. 4.3.36.

+

 

 

= 1.

4.3.38. 1)

+

= 1, 2)

f! +

= 1.

4.3.39.

4. 4.3.40.

(f

 

 

4.3.41.

4.3.42. 12л/2. 4.3.43.

 

 

4.3.44.

^ ^

+

2 L = L

Указание. 4 -

 

+ г/2 =

- 2)2

+ у2. 4.3.45.

+

^ =

1.

 

4.3.46

. ( - Ц ;

 

( - И ;

 

4.3.47.

4.3.48.

, - 2y ±3 = 0.

4.3.49

. (—3; 2); у/й. 4.3.50.

 

 

4.3.51. А2а2

+ В2Ь2

= С2.

22

4.3.53.jy + = 1. 4.3.54. Эллипс. Указание, стороны угла принять за оси

координат. Ввести угол

между отрезками и осью Оу. Исключить параметр

(р из полученных выражений для х и у. 4.3.56. е « 0,08. 4.3.57. 1; 0; 2.

 

лг

2

2

2

2

4.3.58.

4.3.59. 20.

4.3.62. 1)

- ^ = 1; 2)

^ -

= 1;

530

2

2

 

2

2

п HZ

 

 

 

4.3.65.

- \ = 4.3.66.

 

- ^f =

3 • 4.3.68. 3s - 4y - 18 = 0 и

Зх + 4y + 6 = 0. 4.3.70. §5 + ^ = 1- 4.3.71. e = 2.

4.3.72.

± Ц 3 9 ) .

4.3.73. 3s + 2y - 6 = 0 и -Зх + 2y + 6 = 0. 4.3.74. x + у ± 1 = 0.

4.3.75. а) Гипербола

(X

- ^Цр^ - = 1; б) Гипербола x2 - у2 = 1.

4.3.78. 3. 4.3.79. 100. 4.3.80. —1—. 4.3.81. 9,6. 4.3.82.

2

2

16

_ 2L = l.

 

 

 

cos a

'

 

48

4.3.83.4.3.84. by/2. 4.3.85. 5VT0; 3VT0; 7,5; 12,5.

4.3.86. ( ^ u F ; - ^ ) ;

4.3.87. 2\/2; 6y/2. 4.3.88. |a| > VTO;

a = ±s/10.

4.3.89.

fj - £ = 1 .

4.3.90. i ^ f

- - i ^ f = 1 .

4.3.91. x2-y2 =

4.3.92. ^ _ Й = L 4 ' 3 , 9 3 -

~ ^ = C 2 '

2

2

 

2

4.3.97. 4. 4.3.99. См. 4.3.98.

4.3.94.

- 1L = i. 4.3.95. x2

= 1; x > 0.

4.3.100. Нет. \k\ ^

4.3.101. 1) Ветвь гиперболы в нижней полуплоскости;

2) Ветвь гиперболы в левой полуплоскости. 4.3.102. 90°. 4.3.103. 4.

4.3.104. Через В. 4.3.107. у2 = -Зх. 4.3.108. 3. 4.3.110. 4х - 2у + 1 = 0. 4.3.111. к < к = 4.3.112. х2 = у. 4.3.113. (2;±2л/3). 4.3.114. 12.

4.3.115. 4у/3р. 4.3.116. 8л/2. 4.3.117. 1,6 м. 4.3.118. 7 м. 4.3.119. (—1; 2). 4.3.120. у = ±х. 4.3.121. я2 = 16у; у2 = -9,6гг. 4.3.122. х2 = 2у.

4.3.123. 4л/5. 4.3.125. у2 = 8(х + 2). 4.3.126. 4х - + 7 = 0. 4.3.127. 24. 4.3.128. х — 2/Ч-9 = 0;9х — у-|-1 = 0. 4.3.129. 9х - 5у + 9 = 0.

4.3.132. у — 18 = 0. См. 4.3.131. 4.3.133. 2х - у - 4 = 0. 4.3.135. х2 = 4у\ у2 = — 4х; х2 = -4у. 4.3.136. я2 = 14у. 4.3.137. Парабола, у2 = |гг; Р = |;

F ( | ; O ) ; z = - | . 4.3.139. 8.

Глава 5. Аналитическая геометрия в пространстве

§ 1. Метод координат в пространстве

5.1.2.; 24; . 5.1.5. Относительно плоскостей Оху, Oyz, Orrz

соответственно (3; —4; —2), (—3; —4; 2), (3; 4; 2); относительно осей Оя, Оу, Oz — соответственно (3; 4; —2), (—3; —4; —2), (—3; 4; 2); относительно точки

О — (~3;4; -2). 5.1.6. \/б5. 5.1.9. ( б ; 3 ; ^ ) . 5.1.10. (4;-1;3). 5.1.11. (0;0;6);

531

32*

(0;0;2). 5.1.12. 0,75 • л/10. 5.1.13. Да. 5.1.14. 1) 1,3,5,7; 2) 2,3,5,8; 3) 1,3,5,7; 4) 2,4,5,7. 5.1.15. (3; -3; -3), R = 3. 5.1.16. \АО\ = 5лД расстояния до осей О:г, Оу, Oz соответственно равны л/41; л/34; 5. 5.1.17. С(7; —1; 7); D( 10; -3;6). 5.1.18. 3,5. 5.1.20. Указание. Доказать, что середины этих отрезков имеют одинаковые координаты. 5.1.21. A G Oz, В G Оху, С G Oyz. 5.1.22. 5.

5.1.23.5.1.27. (1; 0; -3), Я = 4. 5.1.28. Вне сферы; внутри; внутри.

5.1.30.1) Две плоскости у = 2, у = —2; 2) Параболический цилиндр;

3) Точка 0(0; 0; 0); 4) Плоскость z = 0 и у = —z. 5.1.31. 1) Плоскость х = 0, у = 0, z = 0; 2) Две плоскости, проходящие через ось Oz и делящие пополам двугранные углы, образованные плоскостями Оху и Oyz\ 3) Никакой;

4) Круговой цилиндр с R = 2 и осью параллельной оси Oz. 5.1.33. Сфера

— + (у — 4)2 + z2 = 1SS. 5.1.34. Окружность, лежащая в плоскости

у= 2, с радиусом Я = \/5 и центром в точке (3;2;0). 5.1.35. 1) Ось Oz\

2)Прямая параллельная оси Ох\ 3) Окружность с R = 2у/Ъ и центром в

точке (4;0;0). 5.1.36. {х - 2)2 + {у - I)2 + (z + 4)2 = 49.

 

: —

2)2 + (у — 2)2

+ (z — 2)2

= 9,

5.1.38. у = х.

5.1.39. у - 3 = 0.

3 . 1 . 3 7 > " 2

>

 

 

\у = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.40. х2

+ у2

 

= 2pz, где р — расстояние от точки до плоскости.

 

5.1.41. х2

+ y2

 

2

2

2

= - 1 . 5.1.43. Эллипс.

+ z2 = а2. 5.1.42. ^ -

Цг- +

lb

 

 

 

 

10

9

 

 

 

 

 

5.1.44. Цилиндр. 5.1.45. А\ лежит, Ач не лежит.

 

 

 

 

§ 2. Плоскость в пространстве

 

 

 

 

 

 

 

5.2.2. 1)

г - 1

= 0; 2) х + 2z = 0. 5.2.3. l ) s - 5 = 0 ; 2 ) s + y + 2- 7 = 0.

5.2.5. cosa =

 

cos/3 =

COS7 =

 

5.2.8. 9s + у + 11* - 7 = 0.

5.2.9. 8я + Зу — 2z — 5 = 0. 5.2.11. Юге - 5y - 4z + 20 = 0.

 

 

 

5.2.13. x -f- 5y -f- 2z — 8 = 0. 5.2.14. 3y - Sz + 13 = 0. 5.2.15. 37,5.

5.2.16. 10;

arccos

. 5.2.17. x - 2y +

- 18 = 0. 5.2.18. 2rr - у - 3z + 5 = 0.

5.2.19. 3x - 2y + Az - 8 =

0. 5.2.20. x-2y + z-3

= 0.

 

 

 

5.2.21. 5rr — 2y — 3z + 4 = 0. 5.2.22. 5rr - 2y + bz - 16 = 0. 5.2.23. 2.

5.2.24. x + y + z- 4 = 0. 5.2.25. rr + у + 3* - 15 = 0.

5.2.26. x-y-3z-2 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

X - Хо

у - уо

 

2 - Zo

5.2.27. 1) (1; - 2; 2); 2) Нет общей точки. 5.2.29.

ах

ау

 

az = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

A

B

C

5.2.30.+ 10у - llz = 0. 5.2.31. 27. 5.2.32. (-40; - 8; 44). 5.2.33. 6.

5.2.34.Зх + 2у + ^ - 10 = 0. 5.2.35. 1) и 4). 5.2.36. Да, через А и С.

5.2.37.( - 6; 0; 0); (0; -3; 0); (0; 0; 2). 5.2.39. х + 2у - 3z + 4 = 0.

5.2.40. 15s - 5у - 4z - 7 = 0. 5.2.42. 1) axccos

2) axccos i.

5.2.44. 1) 2) 8. 5.2.45. 4. 5.2.47. Зх - 4y + 2z = 0.

532

5.2.48.1) Параллельны; 2) Совпадают; 3) Перпендикулярны.

5.2.49.2 s - y - 2 - 6 = 0. 5.2.50. (0;1;0); (0; -15; 0). 5.2.51. 4.

5.2.52.Зх - 6у - 2z - 20 = 0; Зх - 6у - 2z + 36 = 0. 5.2.54. 8.

5.2.55.х - Зу + 4z - 21 = 0; х - 4 = 0; у + 2z - 1 = 0.

5.2.56.х + 2у + 5z + 1 = 0. 5.2.57. х - z = 0. 5.2.58. х - 4у + 3z + 8 = 0; Зх - г + 2 = 0. 5.2.59. 4гг - Зу + г + 3 = 0. 5.2.60. ±y/b -я + 2у+ 2- 2 = 0.

5.2.61.

(AiD2 - A2Di)x +

(B1D2

-

B2D1)y +

(C I D 2

-

C2Di)z

= 0.

 

X

 

 

z

1

 

 

 

 

 

a = 3, /3 = - 4; 2)

 

 

 

/3 =

5.2.62.

ai

 

ci

1

= 0.

5.2.63.

1)

a =

 

 

a2

c2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2.64.

1)

13;

2)

1.

5.2.65. Да,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 3. Прямая в пространстве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3.2. (0;1;0). 5.3.3.

 

=

 

 

= z

+

 

. 5.3.4. cosa = §; cos/3 = 0;

 

 

 

 

 

 

 

r s = l + 21,

 

 

 

(x = 2 + 4t,

 

 

 

 

cos7 =

 

 

5.3.6. 1)

y

= 3t,

 

 

2)

 

у = 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

-l.

 

 

 

 

 

z

=

2-t.

 

 

 

 

5.3.8. 1)

^

 

=

 

 

 

=

^

(т.е.

* =

3,

у =

-2);

2)

^

= <L+2 =

5.3.9. Да. 5.3.10. Нет. 5.3.11. -FY =

 

 

 

=

 

5.3.12. (4; —4; 0); (2;0;10);

(0;4;20). 5.3.13. (2;2;0);

( J ; 0 ; | ) ;

(0; 14;-10). 5.3.14.

= f =

5.3.15.

 

 

 

=

^

=

 

14

5.3.16.

 

- 1

 

=

^

 

=

^/2

 

 

- 1 5 - 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

5.3.17. D = -20. 5.3.18.

x = -3 + 1,

у = 2, 2 = 8 - 4t.

 

 

 

5.3.19.

 

 

 

=

 

 

=

£ ± 8 .

5.3.20.

^

=

^

 

=

 

 

5.3.21. 1) A = 0, D2 = 0;

2) Bi = 0,

B2

= 0;

3)

g = g^; 4) Ai = Di = 0,

A2 = D2

= 0.

 

5.3.22.

3x - by + 2 = 0;

13s - 10* + 32 = 0;

13y - 6z 4-14 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

r x = 31,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3.23. \ V

 

 

5.3.24.

 

у =

-1,

 

 

5.3.26.

1)

f; 2)

axccos -^L.

 

[2 = 0.

 

 

 

 

2 = -21.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3.28. 1) Совпадают; 2) скрещиваются (перпендикулярны).

 

5.3.30. § = И =

*

5.3.31. ^=-1 =

 

lb

=

l Г

5.3.32. 2VT0. 5.3.33. 3.

 

z

 

1

и

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3.34. Нет. 5.3.35. n = -26;

 

 

" § ) • 5.3.37. 1)

х = - 3,

7у - 2z = 0;

2) у = 2, 2 = 7. 5.3.38. а = 120°, /3 = 45°, 7 = 60°. 5.3.39. 135°.

5.3.40. (|;

 

 

§ ) ' 5 - 3 - 4 1 ' 2-

5.3.42. |

=

 

 

= ^ z ^ . 5.3.43.

5.3.44.

=

Н 1 =

^ Г - 5 - 3 ' 4 5 -

Да* 5 ' 3 - 4 6 - а ) Н Г = ^ =

б )

=

=

5.3.47. {* =

- 1 '

1

1

0

[у = О.

§ 4. Прямая и плоскость в пространстве

5.4.2.( - 6; -12; 4). 5.4.4. Зх + by + 2z - 9 = 0. 5.4.5. 2х + у - 2z + 7 = 0.

5.4.7.5.4.9. 1) I || <2; 2) Пересекаются в точке (2;4;6).

5.4.10. 17х + у + Ш + 22 = 0. 5.4.11. 2х + у - z - 1 = 0. 5.4.12. ( - 3; -4; 0). 5.4.13. (5; 1; -1). 5.4.14. (4;2;3). 5.4.15. 6. 5.4.16. С = - 1, D = - 3 .

5.4.17.

=

=

5.4.18. 6х + by - 2z + 1 = 0.

5.4.19. у/33.

5.4.20. arcsin -L

5.4.21. у - г = 0.

5.4.22. bx + 2у - 8z - 6

= О,

 

л/3

 

 

 

 

 

 

-y + z- 3 = 0.

5.4.23. 1)

2)

&у/42. 5.4.24. (1; -2; 2). 5.4.25. 7.

>.4.26.

- Зу + г - 4 = О,

 

X — Хо

У — УО

Z ~ Z0

5.4.27. 7711

711

Pi

= 0.

-by + z + 2 = 0.

 

7712

712

Р2

 

 

 

 

5.4.28.- i 2 ; 5.4.29. х - z + 4 = 0 и х + 20у + 7z - 12 = 0.

5.4.31.Нет. 5.4.32. х = у = z. 5.4.33. Да; нет. 5.4.34. р = -1,5; В = - 8 .

5.4.35.А = 2.

§ 5. Поверхности второго порядка

 

 

 

 

 

5.5.2. х2 + (у- 4)2 + z2 = 9. 5.5.5.

1) (х - 4)2 + у2 +

(г - 2)2 = 21

2)

- 5)2

+ у2 + (г - З)2 = 18 3)

- 2)2 + (у - I)2

+

(z - З)2 = 9

4)

(гг - 5)2

+ - 2)2 + (г + I)2 = 56 5)

+ 5)2 + (у -

I)2

+ г2 = 46

6)

(гг + 5)2

+ (у - З)2 + z2 = 121. 5.5.8. а)

1 < \т\ < у/2 б)

\т\ < 1.

5.5.9. а) те ( - j j o ) U (0; +оо) б) т = 0. 5.5.11. 1) Эллипсоид: а = 2, 6 = 4,

с = 9. 2) Двуполостной гиперболоид с осью Oz. 3) Эллиптический параболоид с вершиной в точке (0; 0; 2) направленной «вверх» при а > 0, «вниз» при а < 0; ось Oz, если а = 0. 4) Параболоид гиперболический.

5)Цилиндр параболический с образующей, параллельной оси Ох.

6)Параболоид круглый (круговой) с вершиной в точке (0; 0; 5) направленной «вниз». 7) Конус эллиптический с осью Ох. 8) Цилиндр параболический с образующей, параллельной оси Oz. 9) Однополостный гиперболоид.

10)Конус с осью Оу. 11) Параболоид эллиптический

х +

= (У §) +

+ I)2, направленный в положительном направлении

оси Ох. 12) Конус. Указание. Поворот плоскости Oyz на 45° формулами у = у\ — z\, г = у\ + z\ приводит к уравнению х2 — у2 + z\ = 0.

534

5.5.16. 1) Эллипс. 2) Парабола. 3) Гипербола.

5.5.18.+ 2)2 + - 4)2 + (z - 5)2 = 81.

5.5.19.— I)2 + + 2)2 + (z — З)2 = 49. Указание. Центр искомой сферы можно определить как точку пересечения трех плоскостей, одна из которых задана, а две другие проходят соответственно через середины отрезков АВ и ВС перпендикулярно этим отрезкам. 5.5.20. (х + 2)2 + — 4)2 + (z — 5)2 = 81.

5.5.21.1) Вне сферы. 2) На сфере. 3) Внутри сферы. 5.5.22. М0 (-1,2,3), R = 8. 5.5.23. 5х - + bz - 7 = 0. 5.5.24. х2 + у2 + г2 - 10® + lby - 2bz = 0.

5.5.26.1) пересекает, 2) вне сферы, 3) касается. 5.5.27. 1) 5, 2) 7.

5.5.28.6х - Зу - 2z - 49 = 0. 5.5.29. (2; -6; 3). 5.5.30. х + 2у - 2z ± 9 = 0.

 

{

5.5.31. 1) (9; 5;-2), 2) (3; 0; —10), 3) ( - 2; 2; 6). 5.5.32.

t/ + 2* = 0,

 

х - 5 = 0;

Глава 6. Функции и пределы

§ 1. Функции и их графики

6.1.3. (-оо; - 1 ) U ( - 1; -f оо). 6.1.4. (-оо; - 2 ) U ( - 2; 2) U [2; +оо). 6.1.5. (-оо; 0). 6.1.6. (-оо; 2] U [5; +оо). 6.1.7. х ф | + тгп, п е Z. 6.1.8. [7; 10].

6.1.9.(0; у/2) U (\/2; +оо). 6.1.10. [-2; 1). 6.1.11. [0;|). 6.1.12. (2; 3].

6.1.14.[4; +оо). 6.1.15. (0; 1]. 6.1.16. [ - 9; - 5] . 6.1.17. (-оо; 4) U (4; +оо).

6.1.18. ( - £ ; £ ) . 6.1.19. [2;+оо). 6.1.21. 1) 2; 2)

3)

4)

5) 27 • 8х; 6)

Ц--

7)

х

I

8) (Ь - 2)3 • 26 "2 . 6.1.22. 1)

2; 2) 0; 3)

1,6;

 

 

х

 

 

 

 

4)

+ А ; 5)

i 2

t

1)

6.1.24. 1) четная; 2) нечетная; 3) общего вида;

 

\Z + 3)

(21

 

 

 

 

4)нечетная; 5) общего вида; 6) четная; 7) четная; 8) общего вида.

6.1.26.1) периодическая, Т = 87т; 2) непериодическая; 3) периодическая,

Т= т^; 4) периодическая, Т = 47т; 5) периодическая, Т =

6.1.38. 1) / О д(х) = ж, X > 0; д о f(x) = я, х е R; 2) / о д(х) = 6х - 14, 9 ° f(x) = бгг — 3; 3) / о д(х) = | cos х\, д о f(x) = cos х. 6.1.41. Обратная

функция у = х ~ 5. 6.1.42. Обратная функция у = у/х + 2. 6.1.43. У этой

9

функции нет обратной. 6.1.44. Обратная функция у =

6.1.45. Функция монотонная и ограниченная. 6.1.46. Ограниченная функция. 6.1.47. Строго монотонная и ограниченная функция. 6.1.48. Функция не является ни монотонной, ни строго монотонной, ни ограниченной.

6.1.49. Строго монотонная функция. 6.1.50. Монотонная функция. 6.1.51. 0;

535

. е

- 1.

5

2)

у = ±(1

1.

1 ; 0 ;

;

§. 6.1.54. 1) у =

6.1.55. Точки А, С, D. 6.1.56. 1)

(-1; 1), (0; 2), (-у/2 - 1; 3); 2) Точки А и В.

6.1.57. х ф 7Г71, nGZ. 6.1.58. (-оо; 2) U (-2;

5) U (5; +оо). 6.1.59. [ - g i g ] .

6.1.60. (0; 1) U (1; +оо). 6.1.61. 0. 6.1.62. (0; 3) U (3; +оо). 6.1.63. (0; +оо). 6.1.64. [I; з]. 6.1.65. [-1; 0) U (0; 1]. 6.1.66. (-оо; - 5) U ( - 5; - 1 ) U [0; +оо).

6.1.67. (—1;0) U (0;7г). 6.1.68. (—оо;4]. 6.1.69. [ - ±;+оо) .

6.1.70. (0; 1) U (1; +оо). 6.1.71. (0;+оо). 6.1.72. [е~4;+оо). 6.1.73. { - 1; 1}. 6.1.74. i; ij . Указание. sinrrcosrr= i sin 2гг. 6.1.75. [2;+oo).

6.1.76. [—1; 8]. 6.1.77. y(0) = л/7; y(2) = vTT; y ( § ) = y/ITl\

y(t2) = y/212 + 7; 3y(5rr) = 3y/10x + 7. 6.1.78. y(0) = -1; y(2) = 0;

 

— 1,

при x<4,

' - 1 , при|£|^л/2,

-(f)-

0,

при я=4,

y(t2) = 0,

при \t\ = y/2,

 

1,

при x>4;

1,

при \t\W2;

 

 

пригг<|,

 

 

3y(5rr) =

0,

г.—2

6.1.79. m = 0; ГГ2.3 = ±1. 6.1.80. 1) нечетная;

при ®=|,

 

Ч

2

 

 

 

§i

при®>|.

 

 

2)нечетная; 3) общего вида; 4) общего вида; 5) общего вида; 6) нечетная;

7)общего вида; 8) четная, если с ф 0; четная и нечетная, если с = 0.

6.1.81. 1) р(гг) = |ж|; 2) д(х) = х\ 3) например, д(х)

при х ^ 0, при х < 0.

6.1.82. 1) непериодическая; 2) периодическая, Т = 7г; 3) периодическая, наименьшего положительного периода нет; 4) периодическая, Т = 2п.

6.1.96. 1)

я4,

+ 2)2 иге2+ 2; 2) signs, -1 и -2; 3) ^ ~ , ~

2 , Д х

и 4 - гг;

4) fof(x)

=

[x],fog(x) = l^

при гг ф 0,

 

 

 

при гг = 0,

6.1.97. Обратная функция у =

• 6.1.98. Обратная функция

при х ^ 0,

у = 3 + log2 х. 6.1.99. Обратная функция у

при гг < 0. 6.1.100. Функция не имеет обратной. 6.1.101. Ограниченная функция. 6.1.102. Строго монотонная функция. 6.1.103. Ограниченная функция. 6.1.104. Функция не является ни монотонной, ни строго монотонной, ни ограниченной. 6.1.105. Строго монотонная функция. 6.1.106. Монотонная функция. 6.1.113. Например: 1) у = arcsin(rr2 + 1); 2) у = arccos(2 — гг2); 3) у = у / - |sinтпг|. 6.1.114. 1) у = гг; 2) у = ех; 3) у = lnx.

6.1.115. 1) (-оо; - 2) U (2; +оо). Указание. Учесть, что |g2 + Х| = |гг + i| ^ 2,

536

 

 

 

|x

+ 1

= -

 

w +

XGR;2)

3) [0; 1).

Указание.

^

x|

1

где

 

1 >1

для всех x. 6.1.116. 1) у = С; 2) у = щ; 3) у = я +

|sin7гя|.

 

Указание. См. задачу 6.1.113, п. 3). 6.1.117. 1) нет; 2) нет. 6.1.118. 1) Да.

Например, если /2(2?) = — f\(x) + 1, х G R; 2) Да. Например, f\(x) = х2 + 1,

/2 (х) = —

0— . 6.1.120. В обоих случаях ответ отрицательный. Например,

х

+1

/1 (х) = х, /2(2?) = 1. 6.1.121. у = 0. 6.1.125. 1) Указание. Учесть, что сумма

двух рациональных чисел (соответственно, рационального и иррационального) — снова рациональное (соответственно, иррациональное) число; 2) см. указание к п. 1). 6.1.126. Указание. Предположим противное — у данной функции есть период Т. Тогда для любого х имеем

cos(rr + Т)2 = cos я2, откуда (х + Т)2 = ±х2 + 2пn, п G Z, т. е.

я2 + 2Тгг + Т2 =F я2 = 27Г71, nGZ. При х = 0 получим Т2 = 2пк при некотором целом к. Далее показать, что равенство х2 + 2Тх + Т2 х2 = 2ъ(п — к), где

п,к € Z не может быть тождеством. 6.1.127. 1) 7г; 2)

3) 7г.

6.1.129. Указание. Воспользоваться тождеством cos2 ж = i + icos2x.

6.1.130. Указание. Воспользоваться тождеством sin4 х + cos4 х = 1 — A sin2 2ж.

6.1.131. Указание. Учесть, что функция имеет период Т = 2ir и

Ггг,

при

- | ^ я ^ |,

6.1.132. Указание. Предварительно

arcsinrr=<

при

^

о_

1 тг - х,

- £ ^ X ^ Щ-.

 

построить в одной системе координат графики функций у = х ъ у = sinx, г,

 

 

о

затем «сложить» их. 6.1.139. 1) /(х) =

Решение. Обозначим t = х + 2,

тогда /(<) =

= (ТГ7, т.е. /(х) =

2) /(х) = х2'3 +4;

3) /(ж) =

Указание. Обозначив t = ^ ~ ^ , найти ж. 6.1.140. /(ж) = х.

Указание. Пусть д(х) = с. Тогда / о ^(я) = /(с) = р о /(х) = с для всех я, т. е. /(с) = с, с G R. Отсюда /(х) = х, х G R 6.1.141. Да, например, функции я, 1,

^j ,... 6.1.142. Он симметричен относительно прямой у = х.

6.1.145. 1)

Например, если /i =

2

1

 

 

/2 =

а 1

ч2

» т0

 

 

 

 

х

 

 

-hi

 

+ 1)

 

fi(x) : /2(2?) = х2 + 1. 2) Например, если /1(2:) = /2(2?) = х.

6.1.146. 1)

Указание. Учесть, что

 

 

— = ——г. 2) Указание. Доказать,

 

'

 

 

 

 

х2 + 1

1 + \

'

 

что

—т=sin ГС

х. v . i . x i u . х; у — *

2-г х,

у —

~

 

 

 

^ 1. 6.1.148. 1)

у = х

+ 1;

2) у = -Ц- + 3.

 

V 2 — COS Я

 

 

 

 

 

 

 

 

^

 

Указание. Воспользоваться тождеством sin21 + cos21 = 1.

537

§ 2. Последовательности и их свойства

6.2.2. xi = 4, х2 = 8, хз = 16, Х4 = 32. 6.2.3. х\ = 6, х2 = 11, я3 = 18, гг4

6.2.4. m

= 0, х2 = 2, я3

= 0, х4

=

2. 6.2.5. х\ = 2, х2

=

я3 =

гг4 =

6.2.6. m

= 1, х2 = 0, х3

= - 1, X4

= 0. 6.2.7. ®i = - 1, ж2 = 2, х3 = - 6, х4

6.2.8. хп = 0 1

.. 6.2.9. хп =

Jy. 6.2.10. хп

= I L l L i

. 6.2.11. хп

= ( - 1) п

 

ZTI

1

 

л

п

 

 

 

6.2.13. Ограниченная последовательность. 6.2.14. Ограниченная снизу последовательность. 6.2.15. Ограниченная сверху последовательность. 6.2.16. Ограниченная последовательность. 6.2.17. Неограниченная последовательность. 6.2.18. Ограниченная снизу последовательность.

=27.

=24.

п.

6.2.20.Строго возрастающая, неограниченная последовательность.

6.2.21.Немонотонная, ограниченная последовательность. 6.2.22. Строго возрастающая, ограниченная последовательность. 6.2.23. Строго убывающая, ограниченная сверху последовательность. 6.2.24. Монотонная, ограниченная

последовательность. 6.2.26. п 4- уп} = { ( - l ) n +

( - 2 ) п } =

{ - 3 ,

5, - 9 , . . . } ,

п

~ Уп} =

{1,

- 3, 7,...},

п • уп} = {2п} = {2, 4,

8,...},

 

 

 

=

 

=

V

§'-•}•

 

 

 

 

6.2.27. п

4- уп} = {п2 4- п 4- 1}

= {3, 7, 13,...},

 

 

 

п

- Уп} =

{п2

- п 4- 1}

=

{1, 3,

7,...}, п • уп} =

{п3 + п}

= {2,

10, 30,...},

6.2.28.{ахп 4- руп} = {2хп - уп} = {~п} = { - 1 , -2, - 3 , . . . } .

6.2.29.{ахп 4- Руп} = {^Дхп - Ъуп} = {(\/2)n+1 - 5} = { - 3 , Зч/2 - 5, - 1 , . . . } .

6.2.30.

xi = 5, Х2 =

хз = 13|, X4 = 3 9 ^ . 6.2.31. xi = 1, х2 = 1, хз = 1,

х4

= 1.

6.2.32. Xi = 1, х2 = 1, Хз = 1, X4 = 2. 6.2.33. х\ = 2, х2 = 0, х3 = 2,

х4

= 0.

6.2.34. xi = 1, Х2 = 2, хз = 6, Х4 = 24. 6.2.35. х\ = 0, х2 = 2, х3 = 8,

Х4 = 5. 6.2.36. Хп = П2

4-1. 6.2.37. хп = COSTTTI. 6.2.38. хп =

З п - Г

 

 

 

 

6.2.39. хп = ^f. 6.2.40. Ограниченная последовательность.

6.2.41. Ограниченная сверху последовательность. 6.2.42. Ограниченная снизу последовательность. 6.2.43. Неограниченная последовательность. 6.2.44. Немонотонная, ограниченная последовательность. 6.2.45. Строго убывающая, ограниченная последовательность. Указание. Учесть, что

2 = —~~2~' а последовательность 3 — ^ строго возрастает.

^п

6.2.46.Строго возрастающая, ограниченная сверху последовательность.

6.2.47.Постоянная и, следовательно, ограниченная и монотонная

последовательность. 6.2.48. {х2п} = {n2 },

|

~ ^ | = | 2 п ~ 1

j.

6.2.49. { х 2 } = {п4 },

=

 

6.2.50. х, = 1, х2

= 1, х3 = 2,

Х4

= 3, Хъ = 5, ж6 = 8, х7 = 13. 6.2.51. Р3

= Зл/З, Р4 = 4л/2, Ръ = 10 sin 36°,

Р6

= 6. 6.2.52. хп = (л/3)п. 6.2.53. 1) хп п~й знак десятичной записи числа

538

7г; 2) хп = 5 + Т. 6.2.54. хп = — т •

6.2.56.

Например,

хп

= -,уп=

^

У

 

71 ~Г 1

 

 

 

 

 

 

^

7

1

6.2.57. Указание. Воспользоваться цепочкой равенств

 

 

 

 

\Лг2 + 1 - тг = ( V y i 2 + 1 - y i )(V' y i 2 + 1 + yi) =

 

+ 1 - п2 =

1

 

 

 

тг2 + 1 + тг

 

 

 

\/тг2 + 1 + п

V ™ 2

+ 1 + п

6.2.58. Указание. Учесть, что 1п(тг + 1) - Inn = In

= ln(l +

< In2.

6.2.59. Указание. Учесть, что ^

 

 

 

 

 

—, а —— < 1 при п> 2.

~ *

=3

 

 

 

n

+ 1

 

 

 

п + 1 п

+ 1

 

 

6.2.60. Указание. Среднее арифметическое двух чисел Хп — 2 И Хп 1 изображается серединой отрезка п-2', Хп— l]j ПОЭТОМу ВСе ТОЧКИ принадлежат отрезку [xi; Х2] = [2; 5]. 6.2.61. Монотонно возрастающая, ограниченная снизу последовательность. 6.2.62. Строго убывающая, ограниченная сверху последовательность. Указание. Доказать, что хп > хп+\, п = 1, 2, 3,..., т. е. In п — п > In(n + 1) — (n + 1). 6.2.63. Немонотонная, ограниченная последовательность. Указание. Выписать первые три члена последовательности. 6.2.64. Немонотонная, ограниченная последовательность. 6.2.65. 1) Да, например, если хп = Уп = (—1)п; 2) Да, если, например, хп = Уп = (—2)п. 6.2.66. Например, если

{яп} = {уп} = {п — 2} = {—1, 0, 1,...}.

§ 3. Предел последовательности

6.3.4.1) 2; 2) 6; 3) 34. 6.3.9. 1) 17; 2) 101; 3) 205. 6.3.11. 2. 6.3.12. 1.

6.3.13.оо. 6.3.14. 0. 6.3.15. 6.3.16. 6. 6.3.17. 1. 6.3.18. оо. 6.3.19. 1.

6.3.20. 2. 6.3.24. 1) 3; 2) 5; 3) 10. 6.3.28. а = 1; 1) 2; 2) 11; 3) 168. 6.3.29. JK

6.3.30.0. 6.3.31. g. Указание. Привести дроби к общему знаменателю.

6.3.32.Указание. Дополнить выражение под знаком предела до разности

кубов. 6.3.33. 1. 6.3.34. 1. Указание. Воспользоваться формулой суммы арифметической прогрессии. 6.3.35. ^ ^ , если \q\ < 1; оо, если \q\ > 1.

6.3.36.Указание. Учесть, что в числителе и знаменателе дроби находятся

суммы геометрических прогрессий. 6.3.37. 0,2. 6.3.38. 1.

6.3.39. Указание. Доказательство методом от противного удобно провести, используя геометрическое определение предела. 6.3.40. Например, если ап = рп = 6.3.43. Например, хп = (~1)п. 6.3.44. 2) Например,

пп

последовательность {1, 0, 2, 0, 3, 0, 4,...}. 6.3.45. 1) 1. Указание. Учесть, что xl, — 3хп + 2 = п — 2)(хп 1). 2) 3. Указание. Сначала методом математической индукции доказать, что хп < 3 (учесть, что если 0 < а < 3, то >/§"+"а < >/6 + 3 = 3). Далее, учитывая, что 0 < хп < 3, Vn, показать, что

539