FNP
.pdfЗадания для самоконтроля |
|
|
|
|
|
|
|
161 |
8.10. Проверить, удовлетворяет ли функция z = x−2ϕ(y/x) уравнению |
||||||||
|
2 |
∂2z |
|
∂2z |
2 |
∂2z |
|
|
x |
|
+ 2xy |
|
+ y |
|
= 2z, |
||
|
∂x2 |
|
|
∂y2 |
||||
|
|
|
∂x∂y |
|
|
и преобразовать это уравнение, приняв u = 2+3x−y, v = 1−x+y за новые независимые переменные.
8.11.Заменяя приращение соответствующей функции е¨ полным дифференциалом, вычислить приближ¨енно: а) (2 − √0,97)3,02; б) значение неявной функции 2) из задачи
8.6при x = 1,02, y = 0,97.
8.12.Найти уравнение касательной плоскости и нормали к поверхности в заданной
точке:
2 |
|
log3 |
( |
√ |
|
+ y6) |
|
log3 |
( |
√ |
|
+ y2) |
|
||||||
|
x |
|
z |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
1) z = 3y − 9xy + y, M0(1, 3, 3); |
2) |
√ |
|
+ y√ |
|
|
− |
√ |
|
+ y5/3√ |
|
|
= 0, M0(1, 1, 1). |
||||||
z |
x |
|
x |
z |
8.13.Для функции f (x, y) = √xy найти ∂5f/∂x∂y4, полученный результат продифференцировать по направлению вектора 2ı − 3j.
8.14.Найти экстремумы функции
z = x2 + xy + y2 − 2x − y; x2 + y2 + z2 − 2x + 2y − 4z − 10 = 0.
8.15. Найти наибольшее и наименьшее значение функции z = 1 + xy2 в замкнутой
области D: 0 x 1, −1 y 2. |
|
3 |
2 |
y + 3xy |
2 |
+ 1 в точке M(3, 1) |
|||
8.16. Найти производную скалярного поля u = x |
|
− 3x |
|
||||||
по направлению вектора −−→, где |
, полученный результат продифференцировать |
||||||||
MB |
B(6, 5) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и . |
|
|
|
|
|
|
по направлению вектора 1, перпендикулярного −−→ |
|
|
|
|
|
|
|||
|
MB |
j |
|
|
|
|
|
|
|
8.17. Найти угол между градиентами данного поля u = ln |
x2 + y2 |
|
M(1, 1) |
||||||
N(1, −1). |
|
|
|
|
|
|
|
в точках |
; |
Вариант № 9
9.1. Найти область определения функции и изобразить е¨е:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
1) z = x + x2 − y2; 2) u = |
|
. |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
x2 + y2 + z2 − 4 |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z = |
|
x2 |
|
|
|
(y − 1)2 |
|
|
|
|||||
9.2. Построить график функции |
|
|
− |
|
4 |
. |
|
|
|
|||||||||||||||
9.3. Найти пределы: а) по направлению прямой, составляющей угол α = π/4 к оси |
||||||||||||||||||||||||
Ox; б) оба повторных и в) двойной в указанной точке M0(x0, y0) для функции |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x3 + y3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xy |
|||||||
|
1) z = |
|
|
|
|
|
, M0(0, 0); |
|
2) z = 1 + |
|
|
, M0(∞, ∞). |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
x2 + y2 |
|
||||||||||||||||
|
3 |
|
+ x2 + y2 |
|
1 |
|
|
|||||||||||||||||
9.4. |
Исследовать на непрерывность функцию |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (x, y) = 0, |
x2 |
xy |
|
|
|
x = y = 0. |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
+ y2 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin |
|
|
|
|
|
|
, |
x2 + y2 > 0; |
|
|
9.5. Найти все частные производные первого порядка и частные дифференциалы
следующих функций: |
|
|
|
1) z = xe−xy; 2) u = |
|
1 |
|
|
, |
||
|
|
|
|
ln3(x − z sin y)
162 |
|
Индивидуальные задания |
и функций из заданий 9.1, 9.2, 9.3. |
|
|
9.6. Определяют ли данные уравнения |
|
|
1) ln(x + ey) − xy = ln 2, M0(1, 0); 2) arcsin |
y + z |
= 4x − z − 5, M0(1, 1, −1), |
|
||
x |
неявные функции y = f (x), z = f (x, y) в окрестности указанной точки? Если да, то найти их производные в этой точке.
9.7. Найти производную и дифференциал сложной функции z = arcsin(uv)3/w, где u = x4 − 1, v = ex, w = xx.
9.8. Найти частные производные и частные дифференциалы сложной функции z = |
|||||||
(2u + w)/(u + v), где u = e − |
|
, v = x√y, w = |
√y. |
||||
x |
4y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
9.9.Для функции z = ctg(y/x) найти dz, d2z, d3z и записать ее разложение по формуле Тейлора в точке до 3-го порядка в точке M(π, 2).
9.10.Показать, что функция z = exy удовлетворяет равенству
x2 ∂2z − y2 ∂2z = 0, ∂x2 ∂y2
и преобразовать это уравнение, приняв u = 1−x−y, v = 2+x+2y за новые независимые переменные.
9.11.Заменяя приращение соответствующей функции е¨ полным дифференциалом, вычислить приближ¨енно: а) ln[(0,09)3 + (0,99)3]; б) значение неявной функции 2) из задачи 9.6 при x = 0,98, y = 1,02.
9.12.Найти уравнение касательной плоскости и нормали к поверхности в заданной
точке:
|
|
|
|
log2(√ |
|
+ y7) |
|
log2 |
(√ |
|
+ y3) |
|
|
|||||||||
1) z = xy + x |
|
y, M0(1, 1, 1); |
2) |
x |
|
z |
= 0, M0 |
(1, 1, 1). |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
− |
√z + |
√xy3 |
− |
√x + √zy2 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9.13.Для функции f (x, y) = ln(xy + y2) найти ∂4f/∂x2∂y2, полученный результат продифференцировать по направлению вектора 3ı − 2j.
9.14.Найти экстремумы функции
z = 1 + 6x − x2 − xy − y2; w = x1x22x33x44(1 − x1 − 2x2 − 3x3 − 4x4), xi > 0, i = 1, ..., 4.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
||
9.15. Найти наибольшее и наименьшее значение функции z = |
|
x2 − xy в замкнутой |
||||||||||||
2 |
||||||||||||||
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
области D: y = |
|
, y = 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
поля u = 4 ln(x + 2) |
|
8xyz в точке M(1, 1, 1) |
|||||||||||
|
|
|
||||||||||||
9.16. Найти производную скалярного |
− |
|||||||||||||
|
2 |
− 2y |
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|||||
по направлению нормали n к поверхности x |
|
|
+ 2z |
|
= 1, образующей с осью Oz |
острый угол, полученный результат продифференцировать по направлению вектора ,
перпендикулярного и .
n k
xyz
9.17. Найти угол между градиентами данного поля u = x2 + y2 + z2 в точках M(1, 1, 1),
N(1, 2, −1).
Вариант № 10
10.1. Найти область определения функции и изобразить е¨е:
√
1) z = ln(3 − 6x + y2); 2) u = x + 4 − y − z.
10.2. Построить график функции z = 1 + x2 + y2.
Задания для самоконтроля |
163 |
10.3. Найти пределы: а) по направлению прямой, составляющей угол α = π/4 к оси Ox; б) оба повторных и в) двойной в указанной точке M0(x0, y0) для функции
1) z = a − |
xy − xy |
, M0(0, 0); |
2) z = x2y2 , M0(4, 0). |
||||||||
|
|
|
|
a2 |
|
|
|
|
tg 4xy2 |
|
|
10.4. Исследовать на непрерывность функцию |
|||||||||||
|
|
f (x, y) = |
cos x4x+yy2 , x2 + y2 > 0; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1, |
x2 + y2 = 0. |
||||
10.5. Найти все частные |
производные первого порядка и частные дифференциалы |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
следующих функций: |
|
x + 2y |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1) z = |
|
2x − y |
|
3 |
; 2) u = sin 8z ln2(x2 + y2 + z2), |
||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
||||||||
и функций из заданий 10.1, 10.2, 10.3. |
|
|
|
||||||||
10.6. Определяют ли данные уравнения |
|
|
|
||||||||
1) ln(y + ex) − 3xy = ln 2, M0(0, 1); |
2) ez2−y + z3 = 2y, M0(1, 1, 1), |
неявные функции y = f (x), z = f (x, y) в окрестности указанной точки? Если да, то найти их производные в этой точке.
10.7. Найти производную и дифференциал сложной функции z = sec(w/[4u − v]), где u = 21/x, v = x2, w = xsin x.
10.8. Найти частные производные и частные дифференциалы сложной функции z =
√
ew/( u − v), где u = tg(x + 4y), v = 5xy, w = (x + 1)sin y.
10.9.Для функции z = tg((x+y)/(x−y)) найти dz, d2z, d3z и записать е¨ разложение по формуле Тейлора в точке до 3-го порядка в точке M(2, 1).
10.10.Проверить, удовлетворяет ли функция z = ϕ(x/y) уравнению
|
2 |
∂2z |
|
∂2z |
2 |
∂2z |
|
|
x |
|
+ 2xy |
|
+ y |
|
= 0, |
||
|
∂x2 |
|
|
∂y2 |
||||
|
|
|
∂x∂y |
|
|
и преобразовать это уравнение, приняв u = x−2+y, v = 3−x+3y за новые независимые переменные.
10.11. Заменяя приращение соответствующей функции е¨ полным дифференциалом,
вычислить приближ¨енно: а) (4,01)2 + (1,93)2; б) значение неявной функции 2) из задачи 10.6 при x = 0,98, y = 1,02.
10.12. Найти уравнение касательной плоскости и нормали к поверхности в заданной
точке: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) z = y2 |
|
xy |
|
x2, M0(1, 0, |
|
1); |
2) |
exp(x/z) |
|
exp(y/z) |
= 0, M0(1, 1, 1). |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
− |
− |
− |
4 y3 + z2 |
− √x3 |
+ z3 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
10.13.Для функции f (x, y) = xy найти ∂7f/∂x∂y6, полученный результат продифференцировать по направлению вектора ı − 2j.
10.14.Найти экстремумы функции
z = (x2 + y2)e−(x2+y2) − (x2 + y2); w = x2 − 2xy + 4xz + 8yz + 5y2 + 9z2.
10.15. Найти наибольшее и наименьшее значение функции z = xy−2x−y в замкнутой области D: 0 x 3, 0 y 4.
164 Индивидуальные задания
10.16. Найти производную скалярного поля u = x + ln(y2 + z2) в точке M(1, 2, 1) по
|
|
|
|||
направлению вектора e = 5ı + j − k, полученный результат продифференцировать по |
|||||
|
|
|
|||
направлению вектора , перпендикулярного e и ı. |
1 |
|
|||
10.17. Найти угол между градиентами функций u = x2 + 9y2 + 6z2, v = |
в точке |
||||
|
|||||
xyz |
|||||
√ |
|
|
|
||
M(1, 1/3, 1/ |
6). |
|
|
Вариант № 11
11.1. Найти область определения функции и изобразить е¨е:
1) z = ln(y2 − 4x + 8); 2) u = a2 − x2 − y2 − z2.
11.2.Построить график функции z = (x − 1)2 + (y − 1)2.
11.3.Найти пределы: а) по направлению прямой, составляющей угол α = π/4 к оси Ox; б) оба повторных и в) двойной в указанной точке M0(x0, y0) для функции
|
√ |
xy |
|
|
|
2 |
x/(y2x+yx2) |
|
|
|||
1) z = |
|
− 3 |
, M0(0, 0); |
2) z = (1 + x |
y) |
|
, M0 |
(1, 0). |
||||
xy + 9 |
|
|||||||||||
11.4. Исследовать на непрерывность функцию |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
f (x, y) = 0, |
xy |
|
x2 |
+ y2 |
= 0. |
|
|
||
|
|
|
x2 + y2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
cos |
|
, |
x2 |
+ y2 |
> 0; |
|
|
11.5. Найти все частные производные первого порядка и частные дифференциалы следующих функций:
1) z = ln sin(x − 2y); 2) u = z4x2−y3 − cos3(yz),
и функций из заданий 11.1, 11.2, 11.3. 11.6. Определяют ли данные уравнения
|
|
|
|
|
1) sin π |
x |
2 |
+ y2 |
+ xy = 1, M0(−1, 1); 2) 2zexy + x2 + 3y − tg z = 3, M0(0, 1, 0), |
|
|
2 |
неявные функции y = f (x), z = f (x, y) в окрестности указанной точки? Если да, то найти их производные в этой точке.
11.7. Найти производную и дифференциал сложной функции z = w cos ln(u2 + 3v), где u = tg x2 , v = x5 − 3, w = (x2 + 1)x.
11.8. Найти частные производные и частные дифференциалы сложной функции z =
ln(u + v3)w, где u = y/x, v = 2x + y, w = arcsin(x2 + y2).
11.9. Для функции z = ex+y−4 найти dz, d2z, d3z и записать е¨ разложение по формуле Тейлора в точке до 3-го порядка в точке M(2, 2).
11.10. Проверить, удовлетворяет2 ли функция z = |
|
равенству |
||||||
x/y |
||||||||
x2 |
∂ z |
− |
∂ |
y2 |
∂z |
= 0, |
|
|
|
|
|
|
|||||
∂x2 |
∂y |
∂y |
|
и преобразовать это уравнение, приняв u = 2+x+4y, v = 3x−y−3 за новые независимые переменные.
11.11. Заменяя приращение соответствующей функции е¨ полным дифференциалом, |
||||
√ |
|
|
√ |
|
вычислить приближ¨енно: а) ln( |
4,02 |
− |
3 |
0,97); б) значение неявной функции 2) из задачи |
|
|
|
|
11.6 при −x = 0,01, y = 0,95.
166 |
Индивидуальные задания |
3uvw
12.7. Найти производную и дифференциал сложной функции z = sin(u + v3) , где
u= x1 , v = ln2 x, w = e√x.
12.8.Найти частные производные и частные дифференциалы сложной функции z =
(uv)w/(u − v), где u = x2 + y2, v = yx3, w = ln(x2 + y2).
12.9.Для функции z = 7x3y − √xy найти dz, d2z, d3z и записать е¨ разложение по формуле Тейлора в точке до 3-го порядка в точке M(1, 4).
12.10.Проверить, удовлетворяет ли функция u = ϕ(xy, z/y) равенству x∂u∂x − y ∂u∂y + z ∂u∂z = 0,
ипреобразовать это уравнение, приняв r = x + y + z, s = x − y − 1, t = x + 2y + z за новые независимые переменные.
12.11.Заменяя приращение соответствующей функции е¨ полным дифференциалом, вычислить приближ¨енно: а) 10/[(4,98)3 − (5,03)2]; б) значение неявной функции 2) из задачи 12.6 при x = 0,01, y = −0,97.
12.12.Найти уравнение касательной плоскости и нормали к поверхности в заданной
точке:
1) z = 2xy + y2 |
|
5x, M0(1, 1, |
|
2); |
2) |
exp(x/z) |
|
exp(y/z) |
= 0, M0(1, 1, 1). |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
− |
− |
√x2 |
+ z3 |
− √x2 |
+ z2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
4 |
|
|
|
12.13.Для функции f (x, y) = (y + 1)e−x/(y+1) найти ∂4f/∂y∂x3, полученный результат продифференцировать по направлению вектора 3ı − j.
12.14.Найти экстремумы функции
z = x3 + y3 |
1 |
|
x2 |
y2 |
z2 |
||||
− 15xy; w = |
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
, x, y, z > 0. |
|
x |
y |
z |
4 |
12.15.Найти наибольшее и наименьшее значение функции z = x2 +2y+x в замкнутой области D: x2 + y2 1, x + y 1, x 0.
12.16.Найти производную скалярного поля u = xy − xz в точке M(−4, 3, 1) по на-
правлению вектора e |
|
|
= 5ı + j − k, полученный результат продифференцировать по |
||
направлению вектора |
|
|
, перпендикулярного e и k. |
12.17. Найти угол между градиентами функций u = x2 |
− y2 − 3z2, v = yz2/x в точке |
||
√ |
√ |
√ |
|
M(1/ 2, 1/ 2, 1/ 3). |
|
Вариант № 13
13.1. Найти область определения функции и изобразить е¨е:
1) z = √ |
|
+ √ |
|
|
|
|
x − 2y |
|
|
x + y |
x |
− |
y; 2) u = |
|
. |
||||
4x2 + y2 + 8z2 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
− 8 |
13.2. Построить график функции z = x2 + y2 − 4.
13.3. Найти пределы: а) по направлению прямой, составляющей угол α = π/4 к оси Ox; б) оба повторных и в) двойной в указанной точке M0(x0, y0) для функции
1) z = |
|
2(x2 + y2) |
, M0(0, 0); 2) z = |
sin(xy) |
, M0(1, 0). |
|
|
|
− 3 |
y |
|||
9 − x2 − y2 |
Задания для самоконтроля |
|
167 |
|
13.4. Исследовать на непрерывность функцию |
|
||
0, |
|
|
x = 0. |
1 |
|
x = 0; |
|
f (x, y) = y sin |
x |
, |
13.5. Найти все частные производные первого порядка и частные дифференциалы
следующих функций: |
|
|
|
|
|
z3 |
|
|||
|
x |
|
y |
|
|
|
||||
1) z = sin |
|
|
cos |
|
; |
2) u = |
|
|
|
, |
y |
|
e |
x2y |
+ x |
||||||
|
|
x |
|
|
|
ифункций из заданий 13.1, 13.2, 13.3.
13.6.Определяют ли данные уравнения
1)ex+2y + cos π(xy) = 2, M0(2, −1); 2) sin3(x + z) + cos3 y + z = tg3 z + 1, M0(0, 0, 0),
неявные функции y = f (x), z = f (x, y) в окрестности указанной точки? Если да, то найти их производные в этой точке.
√ |
13.7. Найти производную и дифференциал сложной функции z = w2eu sin v, где u = |
|||||||||||||||
|
, v = |
x |
|
, w = (x2 |
+ 1)x. |
|
|
|
||||||||
x2 + 1 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
x2 + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
13.8. Найти частные производные и частные дифференциалы сложной функции z = |
||||||||||||||
|
u2v + ew |
u = |
1 |
|
v = |
1 |
|
w = √ |
|
|
||||||
|
|
|
xy + ex |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
u3 + v3 , где |
4 + x2y2 |
, |
√xy − 1 , |
. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
13.9.Для функции z = arcsin(x + y) найти dz, d2z, d3z и записать е¨ разложение по формуле Тейлора в точке до 3-го порядка в точке M(0,5; 0,5).
13.10.Проверить, удовлетворяет ли функция u = z3ϕ(y/z, x/z) равенству
u∂u∂x + y ∂u∂y + z ∂u∂z = 3u,
и преобразовать это уравнение, приняв r = x+y, s = y+z, t = x+z за новые независимые переменные.
13.11. Заменяя приращение соответствующей функции е¨ полным дифференциалом,
√
вычислить приближ¨енно: а) ln[(2, 02)3 + 3 0, 98 − 8]; б) значение неявной функции 2) из
задачи 13.6 при x = 0,01, y = 0,03.
13.12. Найти уравнение касательной плоскости и нормали к поверхности в заданной
точке: |
|
|
|
cos(√ |
|
− √ |
|
|
|
|
|
|
|
− √ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
cos(√ |
|
|
) |
= 0, M (1, 1, 1). |
|||||
|
|
|
|
z |
x |
|
|
x |
||||||||||
1) z = x2 |
|
y2 + 5x + 4y, M (0, 1, 3); |
2) |
|
y |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
− |
0 |
|
2x + y2z |
− |
√2z + yx |
0 |
13.13.Для функции f (x, y) = x ln(y3 +xy2) найти ∂5f /∂y2∂x3, полученный результат продифференцировать по направлению вектора ı − j.
13.14.Найти экстремумы функции
z= xy2(1 − x − y); w = x2 + y2 + z2 − xy − x + 2z.
13.15.Найти наибольшее и наименьшее значение функции z = 5x2 − y2 + 6y в замкнутой области D : x2 + y2 1, x + y 1, y 0.
13.16.Найти производную скалярного поля u = arctg(x − y) + z2 в точке M(1, 2, −1)
|
|
|
|
|
|
|||
по направлению вектора e = ı + 2j − 2k, полученный результат продифференцировать |
||||||||
|
и ı. |
|
|
|
|
|||
по направлению вектора , перпендикулярного e |
3 |
|
|
|
||||
13.17. Найти угол между градиентами функций u = |
x2 + 3y2 − 2z2 |
, v = x2yz3 |
в |
|||||
|
||||||||
2 |
||||||||
точке M(2, 1/3, |
|
|
|
|
|
|
|
|
3/2). |
|
|
|
|
|
168 |
Индивидуальные задания |
Вариант № 14
14.1. Найти область определения функции и изобразить е¨е:
1) z = |
|
|
|
|
|
|
= |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
− |
|
||||
|
− − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
4x |
|
y2; |
|
2) u |
|
|
arccos(x2 + y2 + z2 |
|
5). |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14.2. Построить график функции z = |
x |
|
+ |
y |
|
|
− 1. |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
4 |
2 |
|
|
|
|||||||||||||||||
14.3. Найти пределы: а) по направлению прямой, составляющей угол α = π/4 к оси |
|||||||||||||||||||||
Ox; б) оба повторных и в) двойной в указанной точке M0(x0, y0) для функции |
|||||||||||||||||||||
1) z = 1 + |
1 x2 |
/(x+y) |
, M0(∞, a); 2) z = |
|
sin 4xy2 |
|
|
||||||||||||||
|
) |
|
|
|
|
, M0(4, 0). |
|||||||||||||||
x |
|
|
x2y2 |
||||||||||||||||||
14.4. Показать, что функция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
f (x, y) = |
|
xy |
|
|
|
x2 |
|
+ y2 |
= 0 |
|
|
|
||||||
|
|
|
0, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
x2 |
|
+ y2 |
> 0; |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 + y2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
непрерывна по каждой переменной, но разрывна по их совокупности.
14.5. Найти все частные производные первого порядка и частные дифференциалы следующих функций:
|
|
|
|
x + y |
|
2z) |
|
|
|
|
|
||||
1) z = ln(x + x2 |
+ y2); 2) u = |
tg(1 − |
− |
|
, |
||
zxy |
|
|
ифункций из заданий 14.1, 14.2, 14.3.
14.6.Определяют ли данные уравнения
1) x2y + 3y − sin π(3x + 2y) = 4, M0(−1, 1); 2) z2 − y3x/z = 0, M0(0, 1, 1),
неявные функции y = f (x), z = f (x, y) в окрестности указанной точки? Если да, то
найти их производные в этой точке. |
|
|
|
|
|
||||
14.7. |
2 |
|
|
|
|
w |
|
||
|
Найти производную и дифференциал сложной функции z = |
|
|
4 |
+ cos(u + ln v), |
||||
|
|
|
|
||||||
где u = 3x , v = |
√ |
|
, w = (2 + x)1/x. |
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
||||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
14.8.Найти частные производные и частные дифференциалы сложной функции z = arcsin((u − v)/w)2, где u = tg(xy), v = 4x−y2 , w = ex − e2y.
14.9.Для функции z = ln(3x2 − 2y2) найти dz, d2z, d3z и записать е¨ разложение по формуле Тейлора в точке до 3-го порядка в точке M(1, 1).
14.10.Показать, что заданная функция z = ex+y2 удовлетворяет равенству
∂z ∂2z |
= |
∂z ∂2z |
, |
||||
|
|
|
|
|
|
||
∂x ∂x∂y |
∂y ∂x2 |
и преобразовать это уравнение, приняв u = 2x − 1, v = 2x − y + 2 за новые независимые переменные.
14.11. Заменяя приращение соответствующей функции е¨ полным дифференциалом,
вычислить приближ¨енно: а) |
7 |
(3, 03)4 + (1, 98)5 + 15; б) значение неявной функции 2) |
из задачи 14.6 при x = 0,02, y |
. |
|
|
= 1,02 |
14.12. Найти уравнение касательной плоскости и нормали к поверхности в заданной точке:
1) z = 3x2 + 2y2 − xy, M0(2, 1, 12); 2) |
3cos(xy) |
3cos(yz) |
|||
|
|
− √ |
|
= 0, M0(0, 1, 0). |
|
|
|
||||
x + y2 |
z + y |
Задания для самоконтроля |
169 |
14.13.Для функции f (x, y) = exy3 найти ∂5f /∂x4∂y, полученный результат продифференцировать по направлению вектора 2ı + j.
14.14.Найти экстремумы функции
z= x2 + xy + y2 − 3x − 6y; w = x1x22x33(24 − x1 − 2x2 − 3x3), xi > 0.
14.15.Найти наибольшее и наименьшее значение функции z = 2x2 + y2 − 3y в замкнутой области D : x2 + y2 1, x − y 1, y 0.
14.16.Найти производную функции u = ln(ex + ey) в направлении n, параллельном биссектрисе координатного угла, полученный результат продифференцировать по
направлению вектора , перпендикулярного и .
n j
14.17. Найти угол между градиентами функций v = xyz, u = x2 + 9y2 + 6z2 в точке
M(1, 1/3, 1/16).
Вариант № 15
15.1.Найти область определения функции и изобразить е¨е:
1)z = √x1+ y + √x1− y ; 2) u = ln(2x2 + 4y2 + 8z2 − 8).
15.2. Построить график функции z = − x2 + y2 − 1.
15.3. Найти пределы: а) по направлению прямой, составляющей угол α = π/4 к оси Ox; б) оба повторных и в) двойной в указанной точке M0(x0, y0) для функции
|
(x+y)/x2 |
|
|
|
|
|
√ |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
xy + 4 |
|
||
1) z = 1 + x2y |
|
, M0(0, 3); |
2) z = |
− |
, M0(0, 0). |
||||
|
|
||||||||
|
|
xy |
|||||||
15.4. Показать, что функция |
|
x4x+yy2 , x2 + y2 |
|
|
|
||||
f (x, y) = |
> 0; |
|
|||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 + y2 |
|
|
|
|
|
|
|
0, |
= 0 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
непрерывна в точке (0, 0) по любому лучу, но разрывна по совокупности переменных. 15.5. Найти все частные производные первого порядка и частные дифференциалы
следующих функций:
1) z = ln x |
|
|
|
|
|
|
||
|
x2 |
|
y2 ; 2) u = xy−z, |
|||||
|
x + |
|
|
x2 |
+ y2 |
|||
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
ифункций из заданий 15.1, 15.2, 15.3.
15.6.Определяют ли данные уравнения
1) x3 − xy2 + 4x+2y = 7, M0(2, −1); 2) z3 − 3xyz = tg(x − y) − 2, M0(1, 1, 1),
неявные функции y = f (x), z = f (x, y) в окрестности указанной точки? Если да, то
найти их производные в этой точке. |
+ w), |
|||||||
15.7. Найти производную и дифференциал сложной функции z = u3 arcsin(v2 |
||||||||
√ |
|
|
√ |
√ |
|
|
|
|
где u = |
x |
, v = |
3 |
3 − x, w = arccos |
|
x |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15.8.Найти частные производные и частные дифференциалы сложной функции z = tg(uwv2), где u = ex+y, v = (x − y)3, w = ln(ey + x2).
15.9.Для функции z = 5xy4 + 2x2y7 найти dz, d2z, d3z и записать е¨ разложение по формуле Тейлора в точке до 3-го порядка в точке M(1, 1).