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

Диференціальне числення ФБЗ

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
20.05.2015
Размер:
813.81 Кб
Скачать

, ( * ( . . , " u = x2 + y2

(0,0) , ( (. (, "

lim

f (0 + x, 0)

f (0, 0)

= lim

(0 + x)2

+ 02

− 0

= lim

| x |

 

 

 

 

 

 

x

 

x

 

 

x

x→ 0

 

x→ 0

 

 

x→ 0

 

 

 

 

 

 

,, , f x′(0, 0) . *

,, " , ( ' (0,0) .

2 " + ,

( * ( ( ( ,

). $", , '

 

2xy

, x2

+ y2

> 0,

 

 

 

 

 

f ( x, y) = x2

+ y2

 

 

 

 

 

0, x = y = 0.

 

 

 

 

% +, ' * f x′(0, 0), f y′(0, 0) . (

f ′(0, 0) = lim

f (

x, 0) − f (0,0)

= lim

0

= 0 ,

 

 

 

x

x→ 0

x

x→ 0

x

 

f ′(0, 0) = lim

f (0,

y) − f (0, 0)

= lim

0

= 0 .

 

 

 

 

 

 

y

y→ 0

x

 

 

 

x→ 0

y

 

 

 

 

$ " " , * ' (0,0) ( . . 6,

2,4), + , ( ( '.

. * ! " u = f ( x1 , x2 ,..., xn ) M ( x1 , x2 ,..., xn )

 

u

( j =

 

), M . +

 

1, n

x j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" u = f ( x1 , x2 ,..., xn )

" ! M .

. " " ! + * 2-

u = f ( x, y) (* ( " , * " ). $" (

u = f ( x + x, y + y) − f ( x, y) . &

f ( x, y + y) , :

u = [ f ( x + x, y + y) − f ( x, y + y)] + [ f ( x, y + y) − f ( x, y)] .

% 6 + " *

f ( x, y ) ' x

 

y + y

 

.

2

' 7 +

:

 

 

 

 

 

f (x + x, y + y ) f ( x, y + y ) = f x(ξ , y + y )

x ,

ξ * " + x x +

x .

 

 

 

:

 

 

 

 

 

f ( x, y + y ) f ( x, y ) = f y( x,η )

y ,

 

 

η * " +

y y +

y .

 

 

 

 

 

22

 

 

 

" ,

x

 

y ". & f x′ , f y

:

lim

 

 

f x(ξ , y +

 

 

y ) =

f x( x, y ),

 

 

lim

f y( x,η ) = f y( x, y ) .

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y →0

 

 

 

 

 

 

y →0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) +:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x(ξ , y + y ) = f x( x, y ) + α ,

 

f y( x,η ) = f y( x, y ) + β ,

 

 

 

α , β

x → 0 ,

y → 0 .

 

 

 

z = ( f x( x, y )

 

 

x + f y( x, y )

y ) + α x + β y ,

 

 

 

! "

z = f ( x, y )

( ( x, y ) , ( ! !

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. .

 

 

 

$" ' u = f ( x1 , x2 ,..., xn ) , (

 

 

 

x = ( x1 , x2 ,..., xn ) . # ( , ":

 

 

 

 

n

 

 

u

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u =

 

x j + α j

x j ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j =1

 

 

 

j =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α j ( j =

 

)

" ' * "

x1 ,..., xn . # + :

1, n

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α j

 

x j = o (

x12 + ... +

xn2 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 |

 

 

 

|< 1, | x

 

|k < |

x

 

|

( j =

 

; k > 1). ) +

 

 

 

x

j

 

j

j

1, n

x ,...,

x

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

u

 

 

 

 

 

 

α j

x j

"

x j , (

x

 

 

 

j

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

j

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

u

 

 

 

 

( ', * "

x j – (

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

x

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j 1

 

 

 

 

 

x1 ,..., xn . # ' * " ' '

 

 

! .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. " ( x = ( x1 , x2 ,..., xn )

 

 

u = f ( x1 , x2 ,..., xn )

, * "

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

du = df ( x) =

 

x j .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

% ( u = x1 . #

23

0,

j 1,

u

=

 

x j

j = 1,

1,

, dx1 = x1 . dx2 = x2 ,..., dxn = xn , !

+ ' * . # ,:

du = df ( x) = n u dx j .

j =1 x j

# , (! *6 6 '. 2, " 2- u = f ( x, y) ,:

du = u dx + u dy .

x y

" 3- u = f ( x, y, z) ,:

du = u dx + u dy + u dz .

x y z

.

1. 2 ( (

z = ln (y + x2 + y2 ).

/ ,:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x′ =

1

 

 

 

x

 

=

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y + x2 + y2

x2 + y 2

 

 

 

 

 

 

 

y x2 + y 2 + x2 + y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + y2

+ y

 

 

 

 

f y′ =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(y +

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

y +

 

x

+ y

 

 

 

x

 

+ y

 

 

 

 

 

 

+ y

 

 

+ y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

x

 

 

 

 

=

 

1

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz =

 

 

 

 

 

 

 

x dx

 

 

 

 

 

+

 

 

 

dy

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y x2 + y2 + x2 + y2

 

 

 

 

x2 + y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

2 ( ( u = ( xy )z .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ ,:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

= z ( xy )z −1

y = x z −1

y z z ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

= z ( xy )z −1

x = x z y z −1 z , u

= ( xy )z ln ( xy ),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

du = x z −1 y z z dx + x z y z −1 z dy + ( xy )z ln ( xy )dz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

u = ln

,

 

r =

 

 

x2

+ x

2

 

+ ... + x2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# " , * " . / ,:

u

= −

1

 

r

= −

 

 

1

 

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

 

r xi

x2

+ x2

+ ... + x2

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

n

×

 

 

1

 

 

 

2xi = −

 

 

xi

.

 

 

 

 

 

 

 

x12

+ x22

+ ... + xn2

2 x2

+ x2

+ ... + x2

 

 

 

 

 

 

1

2

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

# :

dxi

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

n

xi

 

 

 

 

n

 

 

du = − ∑

 

 

 

 

 

= −

 

 

xi dxi .

 

 

+ x2

+ ... + x2

 

r 2

 

 

 

i =1 x2

 

 

i =1

 

 

 

 

 

1

2

 

 

n

 

 

 

 

 

 

10. ! " .

5 ,, ( x = ( x1 , x2 ,..., xn )

u = f ( x1 , x2 ,..., xn ) , ":

n

u

 

 

 

u =

x j + o ( x12 + ... + xn2 ).

 

=

x

j

 

 

 

j 1

 

 

 

 

5 o ( x12 + ... + xn2 ), , ! +

*:

n u

u x j .

j =1 x j

!:

 

 

n

 

f (x1 + x1,..., xn

+ xn ) ≈ f (x1

,..., xn ) + fx′ ( x1 ,..., xn ) x j .

(10.1)

 

 

j

 

j=1

% , ! ! + ! "

u= f ( x1, x2 ,..., xn ) x1 = ( x11,..., x1n ) . 5 , * " ( 6

x0 = ( x01 ,..., x0 n ) , " * ! * x1 , " ( "

u= f ( x1, x2 ,..., xn ) 1- " ,

(10.1) ,:

x1 = x01,..., xn = x0 n , x1 + x1 = x11,..., xn + xn = x1n .

# , ! + :

 

 

n

 

f (x11

,..., x1n ) ≈ f ( x01

,..., x0 n ) + fx′ ( x01,..., x0 n )( x1 j x0 j ) .

(10.2)

 

 

j

 

 

 

j =1

 

2, " 2- u = f ( x, y) ,:

 

f ( x1, y1 ) ≈ f ( x0 , y0 ) + f x′( x0 , y0 )( x1 x0 ) + f y′( x0 , y0 )( y1 y0 ) .

(10.3)

1. )! ! + (4, 05)2 + (3, 07)2 .

25

; " " " u = x2 + y2

( x

= 4, 05; y

= 3, 07)

. %: x

= 4, y

0

= 3

. # f ( x , y

) = 42 + 32

= 5 .

1

1

 

0

 

 

0

0

 

 

2 (:

 

f ( x , y

) =

 

x

 

 

 

 

 

 

 

=

4

= 0, 8 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

0

0

 

 

 

 

x2 + y2

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x =4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y =3

 

 

 

 

f (x , y

) =

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

=

3

= 0, 6 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

0

0

 

 

 

x2 + y2

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x =4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y =3

 

 

 

 

 

% "' ( " (10.3), ,:

(4, 05)2 + (3, 07)2 ≈ 5 + 0,8 0, 05 + 0, 6 0, 07 = 5, 08 .

# * " ": 5,082.

2. 8 , 6 :

R = 2, 5 , H = 4 l = 1 . 2 ( ! + !’,

, " .

$" ' V = F ( x, y ) = π x2 y . )!’, + , * "

':

V= V1 V0 ,

V1 = F (R + l, H + l ) , V0 = F (R, H ). 2 ' (10.3) ,:

V F ( R, H ) l + F (R, H ) l ,

 

R

H

F ( x, y )

= 2π xy ,

F ( x, y )

= π x2 .

 

 

x

y

#:

V (2π RH + π R2 )l = (2π 2, 5 4 + π 6, 25) 0,1 = 2, 625π ≈ 8, 2 ( 3 ).

11. ) *.

$" ' n u = f ( x) = f ( x1 , x2 ,..., xn ) . %,

x1 , x2 ,..., xn ' , " t :

x1 = x1 (t ), x2 = x2 (t ),..., xn = xn (t ) .

# " u ! ' ,' t : u = f ( x(t )) = f ( x1 (t ), x2 (t ),..., xn (t )) .

26

. " & x1 (t ), x2 (t ),..., xn (t ) " ! t0 ,

" u = f ( x) = f ( x1 , x2 ,..., xn ) " ! ! x0 =

=( x1 (t0 ), x2 (t0 ),..., xn (t0 )) . + " F (t) = f ( x(t)) =

=f ( x1 (t ), x2 (t ),..., xn (t )) " ! t0 , ":

F′(t

) =

f ′ (x0 )x′(t

0

) + f ′ ( x0 ) x

(t

0

) + ... + f

′ ( x0 )x

(t

0

) .

0

 

x1

1

x2

2

 

xn

n

 

 

. . ( t

 

t ,

x1 , x2 ,..., xn

' *

 

x1 , x2 ,...,

 

xn . ' "

,

u . ) * u ( x0 ,

(11.1)

u

 

 

 

u =

 

 

f ( x0 )

 

 

x +

f (x0 )

x

+ ... +

f ( x0 )

 

 

 

x

+ ε

 

x + ε

 

x

+ ... + ε

 

x

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

xn

 

 

 

 

 

n

 

 

1

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε1 , ε2 ,..., εn

x1 → 0,

x2 → 0,...,

xn → 0 . %

! ,

 

t :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

f (x0 )

 

 

 

 

x

 

 

 

 

f ( x0 )

 

 

x

 

 

 

 

 

f (x0 )

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

+ ... +

 

 

 

 

 

 

 

n

+ ε

 

 

1

+ ε

 

 

2

 

+ ... + ε

 

 

 

n

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

n

 

 

t

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

xn

 

 

 

 

 

 

t

 

 

1

 

t

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) * x1 (t ), x2 (t ),..., xn (t )

( t0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

x1

= x′(t

 

 

 

), lim

 

x2

= x

(t

),..., lim

 

xn

= x

(t

 

) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t →0

 

 

 

t

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

t →0

t

 

 

 

2

0

 

 

 

 

 

t →0

 

t

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ( ( x1 (t ), x2 (t ),..., xn (t )

t0

,

* ( , +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

x1 = 0, lim

x2 = 0,..., lim

 

xn = 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t →0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t →0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t →0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε1 → 0, ε2 → 0,..., εn → 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

du(t

)

 

= lim

 

 

 

 

u

=

 

f ( x0 )

 

dx (t

0

)

+

f (x

0 )

 

 

 

dx (t

0

)

+ ... +

f ( x0 )

 

dx (t

0

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

.

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

x1

 

 

 

dt

 

 

x2

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

xn

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" 2- u = f ( x, y) , x = x(t),

 

y = y(t) , ,:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

du

=

f

 

 

dx

 

+

 

f

 

 

dy

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

x dt

 

 

 

 

 

 

y dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2, " t = x ,

y = y(t) = y( x) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

du

=

f

 

 

+

f

 

 

dy

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

x

 

 

y dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 ', * " ! *6 * ( . .( ,

x1 = x1 (t1 ,..., tm ) ,…, xn = xn (t1 ,..., tm ) (

t 0 = (t

01

,...,t

0m

)

m . .( x0 = ( x

,..., x

) , x

= x

j

(t 0 ) =

 

 

 

 

 

01

0 n

0 j

 

 

= x

 

 

 

 

 

 

( j =

 

) n .

 

 

 

j

(t

01

,...,t

0 m

)

1, n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

 

 

 

 

 

. " & x1 = x1 (t ), x2 = x2 (t ),..., xn = xn (t ) , t = (t1 ,...,tm ) ,

" ! t 0 , " u = f ( x) = f ( x1 , x2 ,..., xn )

" ! ! x0 , " F (t) = f ( x(t)) =

= f ( x1 (t1 ,..., tm ),..., xn = xn (t1 ,..., tm )) " ! t 0 ,

":

 

F (t

0 )

=

f (x

0 )

 

 

x (t

0

)

+

f (x0 )

 

x (t

)

 

+

... +

f (x0 )

 

x (t

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0

 

 

 

 

 

n 0

 

,

 

t1

 

 

 

x1

 

 

 

 

t1

 

 

 

 

 

x2

 

t1

 

 

xn

 

t1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F (t

0 )

=

f (x

0 )

 

 

x (t

0

)

+

f (x0 )

 

x (t

)

 

+

... +

f (x0 )

 

x (t

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0

 

 

 

 

 

n 0

 

.

 

tm

 

 

 

x1

 

 

 

tm

 

 

 

 

 

x2

 

tm

 

 

xn

 

tm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" 2- u = f ( x, y) , x = x(t, s), y = y(t, s) , ,:

 

u

=

u

 

x

+

u

 

y

,

 

 

u

=

u

 

x

+

u

 

y

.

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.4)

 

t

x t

 

 

 

 

 

 

 

 

y s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y t

 

 

 

s x s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 2 (

 

dz

, " z = e2 x−3 y , x = tg t , y = t 2 t .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ' (11.2) ,:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

=

 

 

 

2 x−3 y

1

 

 

 

 

− 3e

2 x−3 y

(2t −1)

= e

2 tg t −3(t 2 t )

2

 

3(2t −1)

 

 

 

 

2e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 t

 

 

 

 

 

2. 2 ( dy , " y = (ln x)sin x . dx

«* " , »

( 6 " "

' ". # , * ' "

( * . %: u = ln x , v = sin x . # y = uv . 2 ' (11.2) ,:

 

 

dy

=

y du

+

y dv

= vu

v−1 1

+ u

v

ln u cos x =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

u dx v dx

 

 

x

 

 

 

=

(sin x)(ln x)sin x−1

+ (ln x)sin x ln ln x cos x .

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. 2 ( du , " u = x2 y xy2 , x = t sin s, y = s cos t .

/ ,: u = F (t, s) , du = u dt + u ds . 2 ' (11.4):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

s

u

=

u

 

x

+

u

 

y

= (2xy y2 ) sin s + (x2 − 2xy)(−s sin t) ,

t

x t

 

 

 

 

y t

 

u

=

u

 

x

+

u

 

y

= (2xy y2 )t cos s + ( x2 − 2xy) cos t .

s

x s

 

 

 

 

y s

 

) +:

28

du = ((2xy y2 ) sin s − ( x2 − 2 xy)s sin t )dt + ((2xy y2 )t cos s + ( x2 − 2xy) cos t )ds .

12. $ *.

5 ,, " " " ( 6 ' * "

" " + ! y = f ( x) ,

" 6 " ! *6 *, " ", "

’" , x y :

 

F ( x, y) = 0 .

(12.1)

., " " :

 

 

x2

+

y2

= 1.

 

 

a2

b2

 

 

 

 

 

2 " " * * " ! *

. ’" , ": "

" " (12.1) y " ' x ? 0 +

y, ? 2 +, ’" " "

x

(12.1) y (+, " x ) , * " +. 5, , " " +:

 

b

 

 

 

y = ±

 

a2 x2 ,

a

 

 

 

 

, , " ": y x − εsin y = 0 (0 < ε < 1)

+ .

. 9 " y = f ( x) , * " , " + !

’" y " " " (12.1). &, ! * " " " " (12.1) , y " "

' x . . , " " "

x2 + y2 + 1 = 0

+ .

', , " ', , " " " (12.1)

, y " " ' x , " ! "

, .

( " " ). * !

:

1) " F ( x, y) ( x0 , y0 )

Fx′( x, y), Fy′( x, y) ;

2)F ( x0 , y0 ) = 0 ;

3)Fy′( x0 , y0 ) ≠ 0 .

29

+ K = {( x, y) : | x x0 | ≤ a, | y y0 | ≤ b} ,

(12.1) y " & x . , y = f ( x)

" ! ( x0 a, x0 + a) ,

":

f ′( x) = −

Fx′( x, y)

 

.

(12.2)

Fy′( x, y)

 

 

 

y = f ( x )

 

 

 

 

 

" , . 0 , * "

" * ":

F1 ( x1 ,..., xn , y1 ,..., ym ) = 0 ,

Fm ( x1 ,..., xn , y1 ,..., ym ) = 0 .

. , " "

y − εsin y = x (0 < ε < 1)

(12.3)

, y " " ' x ( .

, * ' " " .

F ( x, y) = y − εsin y x . ), F (0, 0) = 0 . 2 (:

Fy′(0, 0) = (1 − ε cos y) y=0 = 1 − ε ≠ 0 .

# " ( x0 , y0 ) + ! (0,0). #

' , " K0 = {( x, y) : | x | ≤ a, | y | ≤ b} , "

" " (12.3) , y " " ' x . 2 ( ,

. / ,: Fx′ = −1, Fy′ = 1 − ε cos y . 2 ' (12.2):

y

= −

Fx

=

1

.

 

 

x

 

Fy

1 − ε cos y

 

 

 

 

13. .

$" ' 3- u = f ( x, y, z) , " " (

+ G 3 . .( M ( x0 , y0 , z0 ) – 6 " + G . & M " ( " l , " ( , * " "

cos α, cosβ, cos γ ( cos2 α + cos2 β + cos2 γ = 1). ) * M

6 " + G , M " l !’" ( 6 M ′( x0 + x, y0 + y, z0 + z) , " + ,

6 * ' ' + G . % M M

" u = f ( x, y, z) , :

l u = f ( x0 + x, y0 + y, z0 + z) − f ( x0 , y0 , z0 ) .

. (

l = | MM ′ | . #

x =

l cos α, y = l cos β, z = l cos γ .

 

30

) +:

l u = f ( x0 + l cos α, y0 + l cos β, z0 + l cos γ) − f ( x0 , y0 , z0 ) .

. " & u = f ( x, y, z) M ( x0 , y0 , z0 )

l , * " " 6 " ,

" ", , " , ":

u

= lim

l u

 

 

.

l

 

l → 0

l

 

 

 

, * " " 2-

u = f ( x, y) . & " " + " *

u = f ( x1 , x2 ,..., xn ) .

2

u

,

u

,

u

 

+ " " u = f ( x, y, z)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x y z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" ( Ox,Oy,Oz .

 

%

u

 

+ , 6 * u = f ( x, y, z) +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" l . 5 + "

u

> 0 , "

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

" u = f ( x, y, z) ,, "

u

< 0 , " u = f ( x, y, z)

,.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

. " u = f ( x, y, z)

 

" !

 

M ( x0 , y0 , z0 ) , l

! # !

":

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

=

u

 

 

 

cos α +

u

 

 

 

cosβ +

u

 

 

 

cos γ .

(13.1)

 

l

 

M

x

M

y

M

z

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. ) * " u = f ( x, y, z) (

M ( x0 , y0 , z0 ) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l u = f ( x0 +

 

l cos α, y0 +

l cos β, z0 +

 

l cos γ) − f ( x0 , y0 , z0 ) =

 

= f x′( x0 , y0 , z0 )

l cos α + f y′( x0 , y0 , z0 ) l cosβ + f z′( x0 , y0 , z0 ) l cos γ +

 

1 l cos α + ε2

 

l cos β + ε3

l cos γ ,

 

 

 

 

 

 

ε1 → 0, ε2 → 0, ε3 → 0

l → 0 . 2:

 

l u

= fx′( x0

, y0 , z0 ) cos α + f y′( x0

, y0 , z0 ) cos β + f z′( x0 , y0 , z0 ) cos γ +

l

 

 

 

1 cos α + ε2 cos β + ε3 cos γ .

% " l → 0 , , (13.1).

.

1. 2 ( z = x2 xy + y2 M (1;1) "

l = 6i + 8 j .

2 ( " M :

31