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

DIF_calc_2013

.pdf
Скачиваний:
71
Добавлен:
29.05.2015
Размер:
3 Мб
Скачать
☆

270

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индивидуальные задания

 

3.2. Найти пределы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

√

 

 

 

 

 

 

√

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + 1 +

1

+ ... +

1

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

2

− 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→∞ 3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→∞

5n

 

 

 

 

 

→∞

 

 

 

 

 

n + 2 + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

5

52

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

lim

 

 

 

 

n + 1 +

 

 

 

n

 

;

2)

 

lim

[n

 

 

 

 

n(n

 

 

 

1)];

3)

lim

 

 

 

 

3

32

 

 

 

 

 

3n

;

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

√

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

n

 

 

 

 

+ 1 + 1

+ ... + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) lim

 

1 + cos(π/x)

;

 

 

 

 

 

5)

lim

x

 

+ 4x − 5

;

 

 

 

6)

lim

 

7x + 4x − 1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8x2 + 2x + 1

 

 

 

 

 

 

 

x→2

 

 

tg(π/3x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

2x4 + x3 − 3

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

√

 

 

 

 

 

 

√

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

√

 

 

 

 

 

 

√

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

 

lim

 

x + 1 −

 

 

 

 

x − 1

;

8)

lim

 

 

1 − x −

 

1 + x

;

9)

lim

1 − cos 4x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→+∞

 

sin

 

x

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

x→0

1 − cos 8x(x2

1)/3x

 

1

 

 

 

 

 

→

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→

 

 

 

1 −1/x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→∞

x

−

 

−

 

 

 

 

10)

 

lim

x arctg x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11)

 

lim

2 sin(πx/2)

;

 

 

 

12)

lim

 

 

+ 3

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

x

 

0

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

1

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14)

 

 

 

 

x

 

 

 

;

 

 

 

 

 

15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

x→e sin(x − e) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

1 + sin x cos 3x

 

 

 

 

 

 

 

 

ln x − 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + sin x cos 2x

 

 

 

 

16)

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

17)

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x3

 

 

n→∞

 

 

(n!)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

n

 

(2n − 1)!!

 

 

 

 

 

 

 

 

lim sin2[π(n2 + 1)1/2

]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3. Вычислить предел функции

x f(x) = x cos x − 5

в точке x0 = 5 или показать, что он не существует. 3.4. Записать асимптотическую оценку функций

1) f(x) =

√x2

− √x3; 2) f(x) =

 

 

x2

+ 1

− 1

 

3

 

 

 

 

 

 

 

при x → 0 и определить порядок первой бесконечно малой относительно второй.

3.5.Исходя из определения, доказать, что функция f(x) = −4x2 − 8 непрерывна в точкеточке.x0 = 2; найти δ(ε) при ε = 0,1. Показать, что функция непрерывна в произвольной

3.6.Исследовать на непрерывность функции

1) f(x) =

x2,

если 0 < x < 2;

2) y =

1/(x 3) ;

3) f(x) =

2 .

 

x − 1,

если x 0;

 

21/(x−3)

 

 

4

 

 

2x,

если x 2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + 2

−

 

x

− x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.7. Найти производные следующих функций:

 

y =

x + x2 − 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

 

√

 

 

4 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1 − x

 

 

 

 

 

 

 

4)

y = arcsin

x − 2

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

√

 

 

 

7)

 

1

 

 

(x − 1)

2

1

;

y =

 

arctg(sh x) −

 

2

ch x

10)

x arctg y = 2y tg 2x;

13)

x = 2(t − sin t),

 

y = 4(2 + cos t);

 

√

 

 

 

 

cos 6x

 

2)

y = ln arccos 1 − 4x;

3)

y =

 

;

sin2(1 − x)

5)

y = (tg 6x)1−x;

6)

y = (sin 2)ln(1−5x);

8) y = (x sin x)ln x;

9) y

11)

e−xy + ln y − x2 = 0;

12)

 

x = (1 + sin2 t)2,

 

14)

y = ctg t − 8;

15)

= x arcsin 2x + 1 ; 3

sin x − 7 = x3y; y

x = ln(1 + t3), y = et − 1.

3.8. Найти значения производной в точке x = x0:

 

1) y = 2x sin x2 − 4, x0 = 0; 2) y = arcsin √x + 21 ln 11

+− xx, x0 = 0.

Задания для самоконтроля

 

 

 

 

 

 

 

271

3.9. Составить уравнения касательной и нормали к кривой в данной точке x0:

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1 − 4x3 + ln(1 +

1

− 4x2), x0

=

; 2) y = β sin βx + α cos αx, x0

= 0.

1) y =

 

 

x

4

3.10.Выяснить, в какой точке кривой y = x3/3−x2/2−7x+9 касательная составляет

сосью Ox угол −π/4.

3.11.Найти первый dy и второй d2y дифференциалы функций

y = cos x ln tg x − tg

1

;

 

 

y = 1 − x sin2 x +

1

; y = esin x−8.

 

 

 

 

x

 

 

3x

 

√

 

 

 

 

 

 

3.12. Вычислить приближенно

x

2

+ x + 3, x = 1,97.

 

 

 

 

 

 

 

3.13.Показать, что функция y = 2/ cos x удовлетворяет уравнению y − tg xy = 0.

3.14.Найти производные указанных порядков:

1) y = sin(ln √

 

) + cos ln x, y

=?;

 

 

2) y = 3cos x−1, y =?;

x

 

 

4)

3) y = sin(3x + 1) + cos 5x, y(n) =?;

dx2 =?.

y = sin 2t,

 

dy2 =?;

5)

y = te−t,

 

x = cos t + sin t,

 

d2x

 

 

 

 

x = t2e−2t,

d2y

3.15. Найти экстремумы функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4√

 

 

 

 

 

 

1) y = (1 + x)ex

; 2) y =

x

; 3) y = 2x3 − 3x2.

 

x + 2

3.16. Найти наибольшее и наименьшее значения функций в указанных интервалах:

 

−

−

x2

+ 5

−

2

 

−

 

 

2

 

1) y = 3x4

 

16x3 + 2, [ 3; 1]; 2) y =

x

− 2

, [ 2; 3];

 

3) y =

1

x

 

sin x,

3

π; 2π .

 

 

 

 

 

 

 

3.17. Исследовать функции и построить их графики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) y = ln(x2 − 2x + 2); 2) y = x +

2x

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

;

3) y = x +

 

;

 

 

 

x2 − 1

x2

 

 

 

 

4) y = nlim (1 + x)(1 + x2)(1 + x4) · · · (1 + x2n), |x| < 1.

 

 

 

 

 

→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.18. Найти асимптоты и построить эскиз графика функции

 

 

 

 

 

 

 

f(x) = (x

−

1) ln

2x − 2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x − 1

 

 

 

 

 

 

 

 

3.19.В окружность радиуса r вписан прямоугольник. Каковы должны быть размеры прямоугольника, чтобы площадь его была наибольшей?

3.20.Вычислить указанные пределы, используя правило Лопиталя:

x→1

 

−

x→a xn − an

x→0 x

 

1) lim

[ln x ln(x

 

1)]; 2) lim

xm − am

;

3) lim

1

tg x.

 

 

 

3.21. Построить эскиз графика по известным результатам аналитического исследования:

1)область определения X =] − 3, 0[ ]0; 2[;

2)вертикальные асимптоты: x = −3, x = 2;

3)горизонтальные асимптоты: нет;

4)наклонные асимптоты: нет;

272

Индивидуальные задания

5)стационарные точки: x = −2, x = −1, x = 1;

6)точки, где y = ∞: x = 0 (x → ±∞);

7)интервалы монотонности: a) возрастания: ] − 3; −2[, ] − 1; 0[, ]0;2[, ]1;2[; б) убывания:

(−2; −1);

8)интервалы выпуклости и вогнутости: a) выпуклости: ] −3, −1,5[, ]0;1[; б) вогнутости: ] − 1,5; 0[, ]1;2[;

9)значения функции в некоторых точках: y(−2) = 2; y(−1) = 1; y(−0) = 2; y(+0) = 0; y(1) = 1.

3.22.Записать формулу для производной n-го порядка функции y = x/(x + 5) и

вычислить е¨ значение в точке x0 = 3. Представить функцию формулой Тейлора до n-го порядка в точке x0 = 3. Выписать остаточный член формулы Тейлора при n = 2, 3

вформе Лагранжа и в форме Коши.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант № 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1. Исходя из определения предела, доказать, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) lim

5n + 1

 

 

=

1

;

2)

 

lim

 

 

6x2 − x − 1

=

−

 

5

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10n

−

 

 

 

 

x

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

→∞

3 2

 

 

 

 

 

 

 

 

→−

1/3

 

 

 

3x + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При ε = 0,01 найти N(ε) для предела последовательности и δ(ε) для предела функции.

 

 

4.2. Найти пределы

 

 

 

 

 

√

 

 

 

 

 

 

 

 

 

√

 

 

 

 

 

 

 

√

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3n + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3n 1)! + (3n+ 1)!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

n→∞

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

2)

n→∞

 

 

 

n + 8(

 

 

n + 2

−

 

n

 

−

;

3)

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

3n − 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3n)!(n − 1)

 

 

 

lim

 

 

√

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

 

 

 

 

 

 

 

x

2

+ 1

;

 

 

 

5)

 

 

 

 

3x

− 2x − 8

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6)

 

 

 

 

4x

− sin(πx/2)

;

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

2x + 3

 

 

 

 

 

 

 

x→2

 

 

 

 

 

 

x2 − 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

cos(πx/3)

 

 

7)

 

 

√x2 − 8

− 1

;

 

8)

lim (√

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9)

 

 

 

 

tg3 x − 3 tg x

 

 

 

 

lim

 

 

x2

 

 

 

 

3x

 

 

x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

3

 

√x2

 

 

5

2

 

x→+∞

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

−

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

π/2 cos(x + π/6) ;

 

 

 

 

 

→

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

− 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

√1 + tg x − √1 − tg x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10)

 

lim

 

cos x − cos

 

;

 

 

lim

;

 

 

 

12)

lim

 

 

 

n[ln n

−

ln(n + 2)]

};

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

→

0

 

 

 

 

 

x sin 2x

 

 

11) x

→

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

{

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n + 1 (n+1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n + 1

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

arctg6 √x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13)

 

lim

 

 

 

 

2 + x

 

2x−1;

14) lim

 

 

1 + ln

1/x ;

 

 

15)

lim

 

 

 

 

 

 

1 + tg x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞ 1 + x

 

 

 

 

2

 

 

x→0

2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞ 1 + sin x

 

 

16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17)

lim cos[π√

 

].

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2 + n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ n + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3. Вычислить

 

предел

функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

f(x) = ch x + 2

в точке x0 = −2 или показать, что он не существует. 4.4. Записать асимптотическую оценку функций

3 √

1) f(x) = 1 − cos(sin x); 2) f(x) = x + 1 − 1

при x → 0 и определить порядок первой бесконечно малой относительно второй.

4.5.Исходя из определения, доказать, что функция f(x) = −3x2 − 9 непрерывна в точкеточке.x0 = 3; найти δ(ε) при ε = 0,1. Показать, что функция непрерывна в произвольной

4.6.Исследовать на непрерывность функции

1) y =

x2,

если 0 < x < 1;

2) y =

 

1/(2x

 

1)

; 3) y =

2 .

 

x

− 1,

если x < 0;

 

1

+ 41/(2x−1)

 

1

 

 

2,

 

если x 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

− 4

−

 

 

x(x − 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.7. Найти производные следующих функций:

Задания для самоконтроля

273

1)

y =

 

√

x2

 

 

 

;

 

 

 

 

 

2)

y = ln3(1 + cos 5x);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1 − 3x5

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

cos √

 

 

4)

 

 

 

 

 

 

;

5)

 

 

2

 

x

;

y = arctg x +

 

 

 

 

 

ln

 

 

 

y = (x

 

+ 1)

 

 

 

6

 

3

 

 

 

 

 

1

 

 

 

x

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

 

 

 

 

sin−x

 

;

8)

y = (sin 3x)tg 2x;

 

 

y =

 

ln th

 

 

−

 

 

 

2

2

2 cos2 x

 

 

10) ex sin y − e−y cos x = 0;

11)

ln 2x + arctg

y

= 0;

x

 

 

y = tg

 

 

t2;

 

 

 

 

 

 

y = 2 − cos t

 

 

 

√1 +

 

 

 

 

 

 

 

 

13) x = √1 + t2,

 

 

 

 

 

14)

x = t

− sin t,

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) y = ctg 2 cos3 18x ; sin 36x

6) y = πarctg(x+5);

√

9) y = x arcsin x;

12)exy + 3xy = 5;

1

15)x = 4t2 + 1 ,y = arctg 3t.

4.8. Найти значения производной в точке x = x0:

y = ln cos x, x0 = 0; y = x + x2 + 1, x0 = 0.

4.9. Составить уравнения касательной и нормали к кривой в данной точке x0:

 

x4

3

 

 

 

2

arctg ex, x0

 

1) y =

 

arcsin

 

, x0

= 3;

2) y =

 

= 0.

8

x

3

4.10.Выяснить, в каких точках кривой y = x3/3 − 5x2/2 + 7x + 4 касательная составляет с осью Ox угол π/4.

4.11.Найти первый dy и второй d2y дифференциалы функций

1) y = ln(x2 − 4x) + cos x; 2) y = x − ln x2 + 5; 3) y = 5ln sin(x+3).

√

 

 

 

 

x

2

+ 5, x = 1,97.

4.12. Вычислить приближенно y =

 

4.13.Показать, что функция y = ln(e + ex) удовлетворяет уравнению y = ex−y.

4.14.Найти производные указанных порядков

1) y = ln(1

−

x), y =?;

2) y

4)

y = 1 + t,

dy2

 

x

= ln(1 + t),

d2x

4.15.Найти экстремумы функций

1)y = x3 − 6x2 + 9x − 4;

= e1/x, y =?; 3) y = 23x+5, y(n) =?;

 

x = arcsin 2t,

d2y

 

 

 

=?; 5)

y = t,

 

 

 

=?.

 

dx2

 

2) y = (x + 1)e−x; 3) y =

 

x2

 

+

8

.

2

 

x2

 

 

 

 

 

4.16. Найти наибольшее и наименьшее значения функций в указанных интервалах:

1) y = x3

 

 

1

 

 

 

4 − x2

 

 

1; 3]; 3) y = √

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

3x + 1,

; 2 ; 2) y =

, [

5

−

4x, [

1; 1].

 

 

2

4 + x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

4.17. Исследовать функции и построить их графики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) y = 2x

 

arcsin x;

2) y ln

x − 1

;

3) y =

3

 

 

1

; 4) y = lim cos

x

cos

x

 

 

cos

x

.

−

 

x − x3

 

 

· · ·

 

 

 

 

 

 

 

 

x + 2

 

 

n

→∞

2 4

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.18. Найти асимптоты и построить эскиз графика функции

f(x) = 2x2 − 1 e1/(x−1). x + 1

274

Индивидуальные задания

4.19.Найти высоту конуса наименьшего объ¨ема, описанного около шара радиуса r.

4.20.Вычислить указанные пределы, используя правило Лопиталя:

1) x→1 cos(πx/2) ln(1 − x)

x→0

 

x→π/2 ctg x −

2 cos x

 

lim

1

; 2) lim

(ctg x)sin x;

3) lim

x

π

.

 

 

 

4.21. Построить эскиз графика по известным результатам аналитического исследования:

1)область определения X =] − ∞, ∞[;

2)вертикальные асимптоты: нет;

3)горизонтальные асимптоты: y = 0 (x → −∞);

4)наклонные асимптоты: y = x − 2 (x → ∞);

5)стационарные точки x = −1, x = 1, x = 3;

6)точки, где y = ∞: x = 0, x = 2;

7)интервалы монотонности: a) возрастания: ]−∞; −1[, ]0;1[; ]3, ∞[; б) убывания: ]−1; 0[, ]1;2[, ]2;3[;

8) интервалы выпуклости и вогнутости: a) выпуклости: ] − 2, 0[, ]0;2[; б) вогнутости:

] − ∞; −2[, ]2; ∞[;

9)значения функции в некоторых точках: y(−2) = 1; y(−1) = 2; y(0) = 0; y(1) = 4; y(2) = 3; y(3) = 2.

4.22.Записать формулу для производной n-го порядка функции y = cos 3x и вычис-

лить е¨ значение в точке x0 = π/4. Представить функцию формулой Тейлора до n-го порядка в точке x0 = π/4. Выписать остаточный член формулы Тейлора при n = 2, 3 в форме Лагранжа и в форме Коши.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант № 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1. Исходя из определения предела, доказать, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) lim

4n − 3

 

= 2;

 

 

 

2)

 

lim

 

 

2x2 + 15x + 7

=

−

13.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n + 1

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

→−

 

 

 

 

 

x + 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При ε = 0,01 найти N(ε) для предела последовательности и δ(ε) для предела функции.

 

5.2. Найти пределы

 

 

 

 

lim √

 

 

 

(√

 

 

 

 

 

 

 

 

 

√

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ 4+ ... + (3n− 2)

 

 

 

 

(2n+ 1)!+ (2n+ 2)!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

lim

 

 

 

n

n + 2

 

n

 

 

3)

 

 

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2n+ 2)! ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

n

→∞

(2n+ 3)!

−

 

2) n

→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

−

;

3) n

→∞

 

 

√

4

+ n

+ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

5n

 

 

 

 

 

4)

 

lim

 

x + sin x

;

 

 

 

5)

lim

3x

 

− x

 

− 40

;

 

 

 

 

 

 

6)

lim

 

 

 

+ 3x − 1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

→

π/6 1

 

 

 

tg2 x

 

 

 

 

 

 

x→2

 

 

 

 

 

x2

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

2x3 + x2

−

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

3−

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

sin 4x

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

x − 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x + 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

x→2 1 −

√x − 1

;

 

 

 

8)

x→∞

3x2 − 4 −

 

9) x→0 tg x − sin x3x+1

 

 

 

 

 

10) lim

cos 2x − cos 3x

;

 

 

11)

 

lim

 

 

 

sin x − cos x

;

 

 

 

 

12)

 

lim

 

 

2x + 3

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

→

0

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

→

π/3

 

 

cos 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

→∞ 2x + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + x3

x

 

 

1/ tg2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

13)

lim

2

− 1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

14)

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

15)

 

lim

 

 

2

arctg x

 

 

 

 

 

 

 

 

tg x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + x7x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞ π

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 · 13 · · · (6n + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16)

 

 

n

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17)

 

 

 

 

 

 

sin[π√

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

n2

+ 1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ 1 · 8 · 27 · · · n3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

5.3. Вычислить предел функции

6 f(x) = x sin x2

в точке x0 = 0 или показать, что он не существует.

Задания для самоконтроля

275

5.4. Записать асимптотическую оценку функций

1) f(x) = 3

 

 

 

 

2) f(x) = √

 

− cos x

1 − √

 

 

− 1;

x

cos x

при x → 0 и определить порядок первой бесконечно малой относительно второй.

5.5.Исходя из определения, доказать, что функция f(x) = −4x2 − 6 непрерывна в точкеточке.x0 = 1; найти δ(ε) при ε = 0,1. Показать, что функция непрерывна в произвольной

5.6.Исследовать на непрерывность функции

1) y =

x2

,

если 0 x < 1;

2) f(x) = 1 +

1/(x 3) ; 3) y = 1 +

 

.

 

−x,

если x < 0;

 

 

1

 

 

x

 

 

1,

 

если x 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

−

|x|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.7. Найти производные следующих функций:

1) y = 3 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x − 1)2

;

 

 

 

 

 

 

 

x + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = arctg

√

 

 

 

− 1

 

4)

1 + x2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

1 − 8 ch2 x

 

7)

y =

;

 

10)

 

4 ch4 x

 

e−x tg x − ey = cos x;

 

 

x = √

 

,

 

13)

2t − t2

 

 

 

y = arcsin(t − 1);

 

1

2)y = ln arccos √x ;

5) y = (sin x)5−x;

8) y = (arctg x)ln √x; 11) y ln(y − x) = exy;

14) x = cos(1 − t), y = sin 2(1 − t);

5.8. Найти значения производной в точке x = x0:

3)

y =

sin3 x

;

 

 

5 cos 5x

 

 

 

 

 

 

6)

y = eln cos 3x;

 

9)

y = x arctg3

1

;

5x −

 

x

12) sin y + cos x = y2 − 3;

15)'x = t3 − 1t , y = t2 − 5t.

1

 

2x +

1

 

 

1) y = ln(1 + 3x), x0 = 0; 2) y =

√

 

arctg

√

 

 

, x0

= 0.

2

2

5.9. Составить уравнения касательной и нормали к кривой в данной точке x0:

1) y = x3 arccos x −

x2

+ 2

, x0 = 0; 2) y = 3(2 + sin x) cos x, x0 = 0.

 

3

5.10.Найти точки на кривой y = x3/3 − 9x2/2 + 20x − 7, в которых касательные параллельны оси Ox.

5.11.Найти первый dy и второй d2y дифференциалы функций

1) y = ex(cos 2x − sin x); 2) y = 25x ctg 2x; 3) y = x ln(1 − x) − x1 .

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

5.12. Вычислить приближенно y = √x3 + 7x, x = 1,012.

 

 

 

 

 

5.13. Показать, что функция y = (x2 + 1)ex2

удовлетворяет уравнению y

−

2xy =

2xex2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

5.14. Найти производные указанных порядков

 

 

 

 

 

 

1) y = x + sin 2x, y =?; 2) y = sin3(1 − 2x2), y =?; 3) y =

 

4 + 15x

, y(n) =?;

 

 

 

5x + 1

4) x = 2(t − sin t),

dy2 =?; 5)

y = ln cos t,

dx2 =?.

 

 

 

y = 4(2 + cos t),

d2x

x = tg t,

d2y

 

 

 

276

 

 

 

Индивидуальные задания

5.15. Найти экстремумы функций

 

 

 

x3

1) y = x3

− 6x2

+ 12x; 2) y =

 

; 3) y = x3(x + 2)2.

x2 + 3

5.16. Найти наибольшее и наименьшее значения функций в указанных интервалах:

1) y = x3 − 12x + 7, [0; 3];

 

 

 

ln x

1

 

 

 

 

 

 

2) y =

 

 

 

, ]0; ∞[;

3) y = x +

 

, [0,01; 100].

 

x

x

5.17. Исследовать функции и построить их графики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

x

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2n

 

 

 

 

 

 

=

1 − x3

 

3) y =

ex

;

 

 

 

 

1

.

1) y = 3 (x2

 

8)2; 2) y

;

4) y = lim

 

1 +

 

 

 

 

 

 

 

5.18. Найти асимптоты и построить эскиз графика функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(x) =

 

 

x(x − 1)2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.19.Найти наибольшей объ¨ем цилиндра, полная поверхность которого равна S.

5.20.Вычислить указанные пределы, используя правило Лопиталя:

1) lim

ex − 1 − x3

;

2) lim (tg x)2x−π;

3) lim (arcsin x ctg x).

sin6 2x

x→0

 

x→π/2

x→0

5.21.Построить эскиз графика по известным результатам аналитического исследо-

вания:

1)область определения X =] − ∞; ∞[;

2)вертикальные асимптоты: нет;

3)горизонтальные асимптоты: нет;

4)наклонные асимптоты: y = x (x → ±∞);

5)стационарные точки x = −1, x = 1;

6)точки, где y = ∞: x = −2, x = 2, x = 3;

7)интервалы монотонности: a) возрастания: ] −2; 0[, ]2;3[; б) убывания: ] −∞; −2[, ]0;2[,

]3; ∞[;

8)интервалы выпуклости и вогнутости: а) выпуклости: ]2,5; 3,5[; б) вогнутости: ]−∞; 0[, ]0;2,5[, ]3,5; ∞[;

9)значения функции в некоторых точках: y(−2) = 3; y(0) = 5; y(2) = −3; y(3) = −1; y(5) = −4,5.

5.22.Записать формулу для производной n-го порядка функции y = 102x−1 и вы-

числить е¨ значение в точке x0 = 3. Представить функцию формулой Тейлора до n-го порядка в точке x0 = 3. Выписать остаточный член формулы Тейлора при n = 2, 3 в форме Лагранжа и в форме Коши.

Вариант № 6

6.1. Исходя из определения предела, доказать, что

1) lim

2n − 1

 

=

−

2

;

2) lim

2x2 − 21x − 11

= 23.

 

3

 

n

→∞

2

−

3n

 

 

x

→

11

x

−

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При ε = 0,01 найти N(ε) для предела последовательности и δ(ε) для предела функции.

Задания для самоконтроля

277

6.2. Найти пределы

1)

 

lim

 

 

 

n! + (n + 1)!

; 2)

 

lim

 

 

 

 

(n + 1)3

− n(n2 − 3)

; 3)

 

lim

1 + 2 + 3 + ... + n

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ 2n! − 3(n + 1)!

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

√n

 

 

n→∞

 

 

 

√9n4 + 1

 

 

 

4)

 

 

 

 

 

 

x

2

− 4

 

 

;

 

5)

 

 

 

 

√

x

2

+ 1 + sin(πx)

;

 

6)

 

 

 

 

3x

2

− 4x + 2

;

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 tg(πx/3)

 

 

 

 

6x2 + 2x − 4

 

 

 

 

 

 

x→2 x2 − 3x + 2

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

7)

 

 

 

2x − 2

 

 

;

 

8)

 

 

(√

 

 

 

 

 

 

5x);

 

9)

lim

1 − x sin x − cos 2x

;

lim

3

3

 

 

lim

2x2

−

3

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

√26 + x

−

 

 

 

 

 

x→±∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

sin4 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→∞log4

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

→∞

 

 

−

 

 

2

5x2

+1

 

 

 

 

 

 

 

(2x + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

arcsin 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10)

lim

sin 2x

 

 

 

;

 

 

 

 

11)

lim

;

 

 

 

 

 

 

12)

lim

 

− x

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

0

tg(πx/2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

2

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

14)

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

x

 

0

 

 

 

a

 

x

 

 

 

 

x

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim (1

 

 

ln cos x)1/ tg x

 

 

 

lim (ex + x)1/x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16)

n

→∞

 

7

· 9

 

· · ·

(2n + 5) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17)

n

→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

 

 

 

· · ·

 

 

 

− 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

4

 

 

 

(3n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

cos[π√

 

]

 

 

 

 

lim

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

n2 + n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.3. Вычислить предел функции

f(x) = x sin πx − 1 x + 1

вточке x0 = −1 или показать, что он не существует.

6.4.Записать асимптотическую оценку функций

1) f(x) = 4 x2 + 1 − 1; 2) f(x) = 1 − cos 2x + tg3 x

при x → 0 и определить порядок первой бесконечно малой относительно второй.

6.5.Исходя из определения, доказать, что функция f(x) = −5x2 − 7 непрерывна в точкеточке.x0 = 1; найти δ(ε) при ε = 0,1. Показать, что функция непрерывна в произвольной

6.6.Исследовать на непрерывность функции

 

 

1) y = sin x,

 

 

если 0 x < π ;

2) y = 3−1/(1−2x)

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

если x <

0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

 

 

если

x

 

2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.7. Найти производные

следующих функций:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

√

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

y =

(x − 3) 2x − 1

;

 

 

 

2)

 

y = ln ln2 ln 5x

−

4

;

 

 

 

 

2x + 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

√

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) y = arcsin

x 2

;

 

 

 

 

 

 

5) y = xtg x+3;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1 + x

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

 

1

 

 

 

 

 

tg x;

 

8) y = (ln x)3x;

 

 

 

 

 

y =

 

 

−

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

sh x

3 ch x

2

 

 

 

 

 

 

10) x2 + y3

1

;

 

 

 

 

 

 

11) y ln x − x ln y = x + y;

= cos

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

13) y = t − t2;

 

 

 

 

 

 

14)

y = arccos t;

1 − t

,

 

x = t2

+ 5,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = arcsin √

 

 

2

 

6.8. Найти значения производной в точке x = x0:

; 3) y =

1 + x

 

.

|x|

3) y = 3 ctg 5x; sin3 5x

6) y = 4x ctg x;

9) y = (x + 1) tg ex;

12)

e−xy +

x

= y2 − 4y;

 

 

y

15)

y = et.

 

 

x = ln2 t,

1) y =

3 sin 2x − 2 cos 2x

, x

 

=

π

;

2) y =

x

ln(1

−

x2) + sin 2, x

 

= 0.

 

0

2

2

0

 

ln3 3 + 4

 

 

 

 

 

 

278

Индивидуальные задания

6.9.Составить уравнения касательной и нормали к кривой в данной точке x0:

1)y = x arcsin e−3x, x0 = 0; 2) y = e2x(2 − sin 2x − cos 2x), x0 = 0.

6.10.Найти точку на кривой y = x2/4−7, касательная в которой параллельна прямой

y= 8x − 4.

6.11.Найти первый dy и второй d2y дифференциалы функций

√

1) y = x(sin ln x − cos ln x); 2) y = tg x − 1 − cos 6x; 3) y = ex cos 6x.

6.12.Вычислить приближенно y = x7, x = 2,002.

6.13.Показать, что функция y = (2 sin x)/x+cos x удовлетворяет уравнению x sin xy +

(sin x − x cos x)y = sin x cos x − x.

6.14. Найти производные указанных порядков

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

1 − x2), y =?;

2) y = x − sin2 x, y =?;

1) y = ln(x +

 

4) y = 3 cos t,

dy2

=?; 5) y = arctg √t2

− 1,

 

= 2t sin t,

d2x

x = ln √

t,

 

 

6.15. Найти экстремумы функций

3) y = 75x, y(n) =?;

d2y dx2 =?.

1) y = 3 (x2 − 1)2; 2) y = ln2 x; 3) y = 2x2 − x4. x

6.16. Найти наибольшее и наименьшее значения функций в указанных интервалах:

1) y = x3 − 18x2 + 96x, [0; 9]; 2) y =

x − 1

, [−4; 0];

3) y = cos 2x + 2x,

− 2

;

2

.

 

 

 

 

x + 2

2

 

 

 

 

 

 

π

π

 

6.17. Исследовать функции и построить их графики

4) y = n→∞ 1 + n .

 

 

 

1) y = ln(x

 

− 4); 2) y = x2 − 4 ; 3) y = xe−

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

x;

lim

x

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.18. Найти асимптоты и построить эскиз графика функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(x) =

 

 

x(x − 1)(x − 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.19.Через данную точку (1;4) провести прямую так, чтобы сумма длин положительных отрезков, отсекаемых ей на координатных осях, была наименьшей.

6.20.Вычислить указанные пределы, используя правило Лопиталя:

1)

 

x3

−

6x + 6 sin x

x→+0

1

 

1

 

x→0

x5

x→0 sin x

− x

 

lim

 

 

 

; 2) lim x6/(1+2 ln x);

3) lim

 

 

 

 

.

6.21. Построить эскиз графика по известным результатам аналитического исследования:

1)область определения X =] − ∞; −1[ ] − 1; ∞[;

2)вертикальные асимптоты: x = −1;

3)горизонтальные асимптоты: нет;

4)наклонные асимптоты: y = (x/2) − 1;

5)стационарные точки x = 0, x = −3;

6)точки, где y = ∞: нет;

7)интервалы монотонности: a) возрастания: ]−∞; −3[, ]−1, ∞[; б) убывания: ]−3; −1[;

Задания для самоконтроля

279

8)интервалы выпуклости и вогнутости: а) выпуклости: ]−∞; −1[, ]−1; 0[; б) вогнутости:

]0; ∞[;

9)значения функции в некоторых точках: y(−3) = −338 ; y(−2) = −4; y(0) = 0; y(2) = 43 .

6.22.Записать формулу для производной n-го порядка функции y = ln(4 + x) и

вычислить е¨ значение в точке x0 = 1. Представить функцию формулой Тейлора до n-го порядка в точке x0 = 1. Выписать остаточный член формулы Тейлора при n = 2, 3

вформе Лагранжа и в форме Коши.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант № 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.1. Исходя из определения предела, доказать, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

 

lim

5n + 15

 

=

−

5;

 

 

2)

 

lim

6x2 + x − 1

= 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

→∞

 

6

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→

1/3

x

−

1/3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При ε = 0,01 найти N(ε) для предела последовательности и δ(ε) для предела функции.

 

7.2. Найти пределы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

√n4 + 1 + n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2n + 1)! + (2n + 2)!

 

1)

 

 

 

 

 

;

 

 

2)

 

 

 

 

 

x + 3x

 

 

+ 2x

6

 

 

 

3)2];

3)

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

1

 

sin x−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

3x

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim [ 3

(n + 2)2

−

3

 

(n

−

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

(2n + 3)!

 

 

 

 

 

 

n→∞ √n5 + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

x→π/2

 

cos2 x ;

 

 

 

 

5)

x→1

 

 

3

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

6)

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

5x2 + 2x − 7

 

 

 

 

 

 

 

x→∞ 5x2 + 1 − 15x + 1

 

 

lim

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 − √

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(√

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

x − 1

;

 

 

 

8)

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

9)

 

x − sin 4x

; x+3

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

lim

9x2 + 1

−

3x)

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

x2 − 25

 

 

 

 

 

 

 

 

2x − sin 2x

 

 

 

 

 

x→5

 

 

 

 

 

x→±∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

10) lim

cos 3x − 1

;

 

 

 

11) lim

 

 

 

cos 2x + 1

 

 

 

 

;

 

 

 

 

12)

 

 

lim

 

1 + x

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + 2x

 

 

 

 

 

 

 

x

→

0

 

 

x tg 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

→

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

→±∞

 

 

 

 

 

 

13)

 

 

 

 

 

 

− n

 

 

 

−

 

 

;

14)

 

 

 

 

ctg(π/6 + x 1/ ln(1+tg2 3x)

;

15)

 

 

 

 

 

1/ sin x

;

 

x→1

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

−

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

2 + √9 + x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x/(1 x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim (2

 

x)

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

1

 

 

sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln (n + 1)

 

 

 

 

lim esin[π√

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16)

lim

 

 

 

 

;

17)

 

n2+1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ lnn+1(n + 2)

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.3. Вычислить предел функции

 

f(x) = x2 exp

4

 

(x − 1)3

 

вточке x0 = 1 или показать, что он не существует.

7.4.Записать асимптотическую оценку функций

1) f(x) = ex − e−x; 2) f(x) = 1 + x sin x − cos 2x

при x → 0 и определить порядок первой бесконечно малой относительно второй.

7.5.Исходя из определения, доказать, что функция f(x) = −2x2 − 4 непрерывна в точкеточке.x0 = 3; найти δ(ε) при ε = 0,1. Показать, что функция непрерывна в произвольной

7.6.Исследовать на непрерывность функции

1) f(x) =

cos x,

если 0 x < π/2;

2) y = 1 + 21/(3x−2); 3) y = 1 − x .

 

1,

если x < 0;

 

 

 

 

1 + x,

если x π/2;

 

 

 

 

 

1 − |x|

 

 

 

 

 

 

7.7. Найти производные следующих функций:

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]