II-2
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Южно-Уральский государственный университет Кафедра математического анализа
51(07) Д-436
М.А. Корытова, С.А. Шунайлова, А.А. Эбель
ТИПОВЫЕ РАСЧЕТЫ ПО КУРСУ ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКИ
Сборник задач
Часть 2
Челябинск Издательство ЮУрГУ
2005
Типовой расчет №2 Функции нескольких переменных
В а р и а н т 1
1. Найдите и изобразите на плоскости область определения функции:
z = |
2x + y + |
x −2y . |
|
|||
2. Вычислите |
|
|
|
|
|
|
sin(x2 + y |
2 )cos(x2 + y2 ) |
|||||
lim |
|
|
|
|
|
. |
|
x |
2 |
+ y |
2 |
||
xy→→00 |
|
|
|
3.Пользуясь правилом дифференцирования сложной функции, найдите dudt , если u = ex2 +3y5 , где x = sin 2t , y = t3 .
4.Найдите производные z′x и z′y от функции, заданной неявно:
x2 +z2 −2y2 −5xz +10z3 −5 = 0 .
5.Найдите дифференциалы 1-го и 2-го порядков функции:
z=sin2 (2x + y) .
6.Используя понятие дифференциала, найдите приближенное значение функции f (x; y) = xy в точке (1,04; 2,05).
7.Составьте уравнения касательной прямой и нормальной
плоскости для линии x = t , y = t2 , z =1 − |
t |
в точке (2; 4; 0). |
|
|||
|
|
|||||
|
|
|
2 |
|
|
|
8. |
Исследуйте на экстремум функцию: |
|
||||
|
|
z = 2xy −6x2 −y2 +4y . |
|
|||
9. |
Найдите |
наибольшее и |
наименьшее значения |
функции |
||
z =(x −2)2 +2y2 |
на замкнутом |
множестве, ограниченном |
линиями |
|||
x = 0, y = 2 −x , y =0 , y =1. |
|
|
|
|
В а р и а н т 2
1. Найдите и изобразите на плоскости область определения функции:
z = ln x +ln(y2 −4x) .
2. Вычислите
|
1 −cos(x2 + y2 ) |
||||||||
lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
(x |
2 |
+ y |
2 |
)x |
2 |
y |
2 |
||
xy→→00 |
|
|
|
|
|
3.Пользуясь правилом дифференцирования сложной функции, найдите dudt , если u =3z2 +zy5 + y3 , где z =sin t , y =e2t2 .
4.Найдите производные z′x и z′y от функции, заданной неявно:
xy −5xyz = 20xz .
5.Найдите дифференциалы 1-го и 2-го порядков функции:
z=cos2 (3x +5y) .
6.Используя понятие дифференциала, найдите приближенное
значение функции f (x; y) = |
x2 + y2 |
в точке (4,05; 2,96). |
|||||
7. |
Составьте уравнения касательной прямой и нормальной |
||||||
плоскости для линии x = sin t , |
y = 2cos t , |
z = 4t в точке |
(0; 2; 0). |
||||
8. |
Исследуйте на экстремум функцию: |
|
|||||
|
|
z =3xy −12x2 −3y2 + x . |
|
||||
9. |
Найдите наибольшее |
и |
наименьшее значения функции |
||||
z =3xy −12x2 −3y2 +x |
на |
замкнутом |
множестве, |
ограниченном |
|||
линиями x = 0, y =0 , |
y =1−x . |
|
|
|
|
В а р и а н т 3
1. Найдите и изобразите на плоскости область определения функции:
z = |
x −2 |
y . |
|
||
2. Вычислите |
|
|
|
|
|
|
sin x |
|
|
|
|
lim |
|
|
|
|
. |
|
xy −2 |
x |
|||
y→2 |
|
||||
x→0 |
|
|
|
|
3.Пользуясь правилом дифференцирования сложной функции,
найдите dudt , если u = ln arcsin(x − y) , где x =3t2 , y = 1t .
4.Найдите производные z′x и z′y от функции, заданной неявно:
z3 +5yz =a3 , a = const .
5. Найдите дифференциалы 1-го и 2-го порядков функции:
z= tg(x +7y) .
6.Используя понятие дифференциала, найдите приближенное
значение функции f (x; y) = arctg |
|
x |
−1 |
|
в точке (1,98; 1,02). |
|
|
|
|||||
y |
||||||
|
|
|
|
|
7.Составьте уравнения касательной прямой и нормальной плоскости для линии x = et cos t , y = et sin t , z = et в точке (1; 0; 1).
8.Исследуйте на экстремум функцию:
z = 2x2 +4y2 + y −xy .
9. Найдите |
наибольшее и |
наименьшее значения |
функции |
|
z = 2x2 +4xy −2y2 |
на |
замкнутом |
множестве, ограниченном |
линиями |
x = 2, y = 2, x + y = 2 . |
|
|
|
В а р и а н т 4
1. Найдите и изобразите на плоскости область определения функции:
z = |
1 |
|
. |
|
|
||
|
2 −x2 − |
1 y2 |
|
|
|
2 |
|
2. Вычислите
x2 −2y2 lim x2 y2 .
xy→→00 +
3. Пользуясь правилом дифференцирования сложной функции, найдите dudt , если u =5x3 +4x2 − y , где x = cos t , y =e2t .
4. Найдите производные z′x и z′y от функции, заданной неявно:
ez −xyz =3xy .
5. Найдите дифференциалы 1-го и 2-го порядков функции:
z= exy .
6.Используя понятие дифференциала, найдите приближенное
значение функции f (x; y) = xy+1 в точке (0,98; 2,02).
7.Составьте уравнения касательной прямой и нормальной плоскости для линии x = 2t , y = ln t , z = t2 в точке (2; 0; 1).
8.Исследуйте на экстремум функцию:
z = 2x2 +3y −xy +4 .
9. Найдите наибольшее |
и наименьшее значения функции |
z =3x +6y −x2 −xy + y2 на |
замкнутом множестве, ограниченном |
линиями x = 2, y =1, x + y = 2 . |
|
В а р и а н т 5
1. Найдите и изобразите на плоскости область определения функции:
z = ln(y2 −4x +8)−1 .
2. Вычислите
lim |
xy |
|
. |
|
xy +1 −1 |
||||
y→0 |
|
|||
x→0 |
|
|
|
3.Пользуясь правилом дифференцирования сложной функции, найдите dudt , если u =cos(x2 +5y) , где x =e3t , y =sin 2t .
4.Найдите производные z′x и z′y от функции, заданной неявно:
sin(xyz) −x2 y +z = 0.
5. Найдите дифференциалы 1-го и 2-го порядков функции: z = x sin2 y .
6. Используя понятие дифференциала, найдите приближенное значение функции f (x; y) =ln (3 x + 4 y −1)в точке (1,03; 0,98).
7.Составьте уравнения касательной прямой и нормальной плоскости для линии x = cos t , y =sin t , z = ln cos t в точке (1; 0; 0).
8.Исследуйте на экстремум функцию:
z = x2 −2y2 +4xy +4y .
9. Найдите наибольшее и наименьшее значения функции
x
z = e 2 (x + y2 ) на замкнутом множестве, ограниченном линиями x =0, x =1, y =0 , y =3.
В а р и а н т 6
1. Найдите и изобразите на плоскости область определения функции:
|
|
|
|
|
x2 + y2 |
|
||
z = arccos |
|
|
|
. |
|
|||
9 |
|
|
||||||
2. Вычислите |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
x2 − y2 |
|
|
|
|||
lim |
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
2 |
+2x |
−xy |
−2y |
||||
xy→→22 x |
|
|
3. Пользуясь правилом дифференцирования сложной функции,
найдите dudt , если u =sin(2x3 + y3 ) , где x = ln 2t , y = t3 .
4. Найдите производные z′x и z′y от функции, заданной неявно:
cos(x2 yz) + xy +5z = 0 .
5. Найдите дифференциалы 1-го и 2-го порядков функции:
z= ycos2 x .
6.Используя понятие дифференциала, найдите приближенное
значение функции f (x; y) = ex3y4 −8 в точке (2,02; 0,97).
7.Составьте уравнения касательной прямой и нормальной плоскости для линии x = t , y = t3 , z = ln t в точке (1; 1; 0).
8.Исследуйте на экстремум функцию:
z = x2 +xy + y2 −2x − y .
9. Найдите наибольшее и наименьшее значения функции z = 2x3 −xy на замкнутом множестве, ограниченном линиями y = 2x , y = x , x =1.
В а р и а н т 7
1. Найдите и изобразите на плоскости область определения функции:
z = ln(1−x2 − y2 ) .
2. Вычислите
5
lim(1+2xy)xy .
x→0 y→0
3. Пользуясь правилом дифференцирования сложной функции,
найдите |
du |
, если u = ln(ex +ey ) , где x = t5 , y =cos 2t . |
|
|
|||
|
|
dt |
|
4. |
Найдите производные z′x и z′y от функции, заданной неявно: |
||
|
|
|
(x2 + y2 +z2 )2 −a2 (x2 − y2 ) = 0. |
5. |
Найдите дифференциалы 1-го и 2-го порядков функции: |
||
|
|
|
z =sin2 (x −y) . |
6. |
Используя понятие дифференциала, найдите приближенное |
значение функции f (x; y) = ln (3 x − 4 y )в точке (8,03; 0,99).
7.Составьте уравнения касательной прямой и нормальной плоскости для линии x = 2cos t , y =3sin t , z =5 в точке (0; 3; 5).
8.Исследуйте на экстремум функцию:
z =3x2 + y2 +3x −4y +1.
9. Найдите наибольшее и |
наименьшее значения |
функции |
z =3ln x +xy2 −y3 на замкнутом |
множестве, ограниченном |
линиями |
y =0 , y = 2, x =1, x =3. |
|
|
В а р и а н т 8
1. Найдите и изобразите на плоскости область определения функции:
|
|
|
z = |
9 |
|
|
|
||
|
|
|
ln |
|
|
. |
|
||
|
x2 + y2 |
||||||||
2. |
Вычислите |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
(x2 + y2 )sin |
1 |
|
|||
|
|
|
lim |
. |
|||||
|
|
||||||||
|
|
|
xy→→00 |
|
|
|
xy |
||
3. |
Пользуясь правилом дифференцирования сложной функции, |
||||||||
найдите |
du |
, если u =ln(et +ex ) |
, где x = t3 . |
||||||
|
|||||||||
|
|
dt |
и z′y от функции, заданной неявно: |
||||||
4. |
Найдите производные z′x |
||||||||
|
|
|
zxey +z2 xy = 0. |
||||||
5. |
Найдите дифференциалы 1-го и 2-го порядков функции: |
||||||||
|
|
|
z =ln(x2 −y2 ) . |
||||||
6. |
Используя понятие дифференциала, найдите приближенное |
||||||||
значение функции f (x; y) = ln ( |
x − 3 y )в точке (4,02; 1,03). |
7.Составьте уравнения касательной плоскости и нормальной прямой для поверхности z =3x2 +4xy − y2 в точке (0; 1; −1).
8.Исследуйте на экстремум функцию:
z = x2 +xy + y2 −2x − y .
9. Найдите наибольшее |
и наименьшее значения функции |
z = x2 −xy + y2 +3x −2y +1 на |
замкнутом множестве, ограниченном |
линиями y = x , y =3x , x = 2. |
|
В а р и а н т 9
1. Найдите и изобразите на плоскости область определения функции:
z = arcsin |
x |
+ xy . |
|||
|
|
||||
2. Вычислите |
3 |
|
|
||
|
|
|
y x |
||
|
+ |
|
|||
lim 1 |
|
|
. |
||
|
|
||||
x→∞ |
|
|
|
x |
|
y→3 |
|
|
|
|
|
3.Пользуясь правилом дифференцирования сложной функции,
найдите dudt , если u = ln arctg(x) , где x = et .
4.Найдите производные z′x и z′y заданной неявно функции:
yezx +2z3x2 y =0 .
5. Найдите дифференциалы 1-го и 2-го порядков функции: z = ln(xy) .
6. Используя понятие дифференциала, найдите приближенное значение функции f (x; y) = ln (3 x − y )в точке (8,03; 1,02).
7.Составьте уравнения касательной плоскости и нормальной прямой для поверхности z = 2x2 +3y2 в точке (1; −1; 5).
8.Исследуйте на экстремум функцию:
z =(x −1)2 −2y2 .
9. Найдите наибольшее |
и |
наименьшее значения |
функции |
|
z =7x2 −6xy +3y2 −4x +7y −12 |
на |
замкнутом |
множестве, |
|
ограниченном линиями x =3, |
y =0 , y = x . |
|
|