4_terehina-li-fik / posobie
.PDF2: z = x4 + y4 ; x2 ; y2 ; 2xy:
1)fUNKCIQ OPREDELENA DLQ WSEH ZNA^ENIJ PEREMENNYH x I y:
2)nAHODIM ^ASTNYE PROIZWODNYE PERWOGO PORQDKA I SOSTAWLQEM SISTE- MU DLQ OPREDELENIQ KOORDINAT TO^EK, W KOTORYH WOZMOVEN \KSTREMUM
|
z0 |
= 4x3 |
; |
2x |
; |
2y |
|
8 |
4x3 |
; |
2x |
; |
2y = 0 |
|
8 zx0 = 4y3 |
2x |
2y: |
|
4y3 |
2x |
2y = 0 |
: |
|||||||
< |
y |
|
; |
|
; |
|
|
< |
|
; |
|
; |
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: |
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: |
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wY^ITAQ IZ PERWOGO URAWNENIQ WTOROE, POLU^IM |
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|
4(x3 ; y3) = 0 ) (x ; y)(x2 + xy + y2) = 0:
wYRAVENIE WO WTOROJ SKOBKE RAWNO NUL@ TOLXKO PRI
y = 0: pERWYJ SOMNOVITELX OBRA]AETSQ W NULX PRI x = y: pODSTAWLQEM x WMESTO y W PERWOE URAWNENIE SISTEMY I POLU^AEM
4x3 ; 4x = 0 ) x1 = 0 x2 = ;1 x3 = 1:
sOOTWETSTWU@]IE ZNA^ENIQ y y1 = 0 y2 = ;1 y3 = 1: tAKIM OBRAZOM, MY POLU^ILI TRI KRITI^ESKIH TO^KI
O(0 0) M1(;1 ;1) M2(1 1):
3) nAHODIM ^ASTNYE PROIZWODNYE WTOROGO PORQDKA I WY^ISLQEM IH W \TIH TO^KAH
|
@2z |
|
|
|
@2z |
|
@2z |
|
|
|
|
|
@x2 = 12x2 ; 2 |
|
|
|
= ;2 |
@y2 = 12y2 ; 2: |
|||||
|
|
|
@x@y |
||||||||
1) M1(;1 ;1): |
a11 = 10 |
|
a12 = ;2 |
a22 = 10: |
|
|
|
||||
|
|
|
|
2 |
10 10 ; (;2) |
2 |
= 96 > 0: |
||||
sOSTAWLQEM WYRAVENIE |
a11a22 ; a12 = |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
oTME^AEM, ^TO \KSTREMUM SU]ESTWUET I, TAK KAK, PRI \TOM, a11 > 0 { |
|||||||||||
W TO^KE |
M1(;1 ;1) |
; min: |
: M1 zmin = z(;1 ;1) = ;2: |
||||||||
zNA^ENIE FUNKCII W TO^KE |
|||||||||||
2) M2(1 1): |
a11 = 10 |
|
a12 = ;2 |
a22 = 10: |
|
|
|
||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
= 96 > 0: |
||
wY^ISLQEM W TO^KE |
M2 : a11a22 ; a12 = 10 10 ; (;2) |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|KSTREMUM SU]ESTWUET I, TAK KAK, PRI \TOM, a11 > 0 { W TO^KE M2(1 1); |
|||||||||||
min: zNA^ENIE FUNKCII W TO^KE min : z(1 |
1) = ;2: |
|
|
153 |
|
1. nAJTI NAIBOLX[EE I NAIMENX[EE ZNA^ENIQ FUNKCII |
||||||||||||||||||||||||||
z = 2x2 + 2xy ; |
y2 |
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||||||
|
2 ; 4y |
|
W OBLASTI (D): f y = 2x |
y = 4 x = 0 g: |
|||||||||||||||||||||||
1) nAHODIM KRITI^ESKIE TO^KI FUNKCII |
|
|
|
|
|
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||||||||||||||||||
|
8 |
@x@z = 4x + 2y = 0 |
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||||||
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> |
@z |
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< |
@y = 2x ; y ; 4 = 0: |
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|||||||
rE[ENIE> |
SISTEMY: x = 1 |
y = |
; |
2: iZ RISUNKA 4.7 WIDNO, ^TO KRITI- |
|||||||||||||||||||||||
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: |
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||
^ESKAQ TO^KA M(1 ;2) NE PRINADLEVIT ZADANNOJ OBLASTI. |
|||||||||||||||||||||||||||
|
2) iSSLEDUEM FUNKCI@ NA GRANICE OBLASTI (ONA SOSTOIT IZ TREH |
||||||||||||||||||||||||||
U^ASTKOW) |
|
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02 y |
|
4 |
|
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|
a) nA LINII OA : |
x = 0 |
|
|
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|
2 |
IMEEM FUNKCI@ ODNOJ |
|||||||||||||||||||
PEREMENNOJ |
|
z = 2x2 + 2xy ; |
y |
; 4y = ; |
y |
|
; 4y: |
|
|
||||||||||||||||||
|
2 |
2 |
|
y2 |
|||||||||||||||||||||||
i]EM NAIBOLX[EE I NAIMENX[EE ZNA^ENIQ FUNKCII |
z = ; 2 ; 4y W |
||||||||||||||||||||||||||
INTERWALE 0 |
|
y |
|
4: |
z0 |
= |
|
; |
y |
; |
4 = 0 |
|
) |
y |
= |
; |
4 |
= |
(D): |
||||||||
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
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2 |
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|||||||
pO\TOMU NAHODIM ZNA^ENIQ FUNKCII NA KONCAH INTERWALA |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
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|
42 |
|
|
;24: |
|
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|
||||||
|
z(0) = 0 z(A) = z(y = 4) = |
|
; |
2 ; 4 |
4 = |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
b) nA LINII AB : |
y = 4 |
|
|
0 x 2 |
|
IMEEM FUNKCI@ ODNOJ |
||||||||||||||||||||
PEREMENNOJ |
|
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|||
|
z = 2x2 + 2xy |
|
y2 |
4y = 2x2 |
|
|
|
|
42 |
4 4 = 2x2 + 8x ; 24: |
|||||||||||||||||
|
; |
2 ; |
+ 8x ; |
|
2 ; |
||||||||||||||||||||||
i]EM NAIBOLX[EE I NAIMENX[EE ZNA^ENIQ FUNKCII z = 2x2 + 8x ; 24 |
|||||||||||||||||||||||||||
W INTERWALE [0 2]: |
|
z0 |
= 4x + 8 = 0 |
|
|
) |
x = |
; |
2 |
= |
(D): |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
2 |
|
||
|
nAHODIM ZNA^ENIQ FUNKCII NA KONCAH INTERWALA |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
z(A) = z(x = 0) = ;10 z(B) = z(x = 2) = 2 |
22 + 8 |
2 ; 24 = 0: |
||||||||||||||||||||||||
|
c) nA LINII OB : |
y = 2x |
|
0 x 2 |
|
IMEEM FUNKCI@ ODNOJ |
|||||||||||||||||||||
PEREMENNOJ |
|
|
|
|
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|
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|
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|||
|
z = 2x2 + 2xy |
|
y2 |
4y = 2x2 |
+ 4x2 ; |
4x2 |
|
|
8x = 4x2 |
|
|||||||||||||||||
|
; |
2 ; |
2 ; |
; 8x: |
|||||||||||||||||||||||
|
i]EM NAIBOLX[EE I NAIMENX[EE ZNA^ENIQ FUNKCII z = 4x2 ;8x W |
||||||||||||||||||||||||||
INTERWALE [0 2]: |
|
z0 = 8x |
; |
8 = 0 |
) |
|
x = 1 |
|
2 |
(D) : |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
8 = |
;4: nA KONCAH |
|||||
|
zNA^ENIE FUNKCII W \TOJ TO^KE |
z(x = 1) = 4 |
|
||||||||||||||||||||||||
INTERWALA ZNA^ENIQ FUNKCII UVE NAJDENY |
|
z(O) = 0 |
z(B) = 0: |
||||||||||||||||||||||||
|
3) sRAWNIWAQ WSE POLU^ENNYE ZNA^ENIQ, OPREDELQEM |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
zNAIB: = z(O) = z(B) = 0 |
|
zNAIM: = z(A) = z(0 4) = ;24: |
||||||||||||||||||||||||
156 |
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|
z
3: U = x2 + y2 :
sEMEJSTWO POWERHNOSTEJ RAWNOGO UROWNQ OPREDELQETSQ URAWNENIEM z
x2 + y2 = C =)
|TO SEMEJSTWO PARABOLOIDOW, S WER[INAMI W NA^ALE KOORDINAT I SX@ SIMMETRII OZ: (rIS.c) w ZAWISIMOSTI OT ZNAKA C PARABOLOIDY MOGUT BYTX NAPRAWLENY WWERH ILI WNIZ.
4.4.3. pROIZWODNAQ PO NAPRAWLENI@
pUSTX W NEKOTOROJ OBLASTI 3-H MERNOGO PROSTRANSTWA, SODERVA]EJ TO^KU M0(x0 y0 z0) ZADANA DIFFERENCIRUEMAQ FUNKCIQ U = U(x y z): pROSLEDIM ZA EE IZMENENIEM PRI PEREME]ENII IZ TO^KI M0(x0 y0 z0) W ZADANNOM NAPRAWLENII, HARAKTERIZUEMOM EDINI^NYM WEKTOROM ~lo OB- RAZU@]IM S OSQMI KOORDINAT OX OY OZ UGLY SOOTWET- STWENNO.
o P R E D E L E N I E. pROIZWODNOJ SKALQRNOJ FUNKCII U(x y z) |
|||||||
|
|
~ |
|
M0(x0 y0 z0) NAZYWAETSQ KONE^NYJ PRE- |
|||
PO NAPRAWLENI@ l |
W TO^KE |
||||||
DEL OTNO[ENIQ PRIRA]ENIQ U FUNKCII PRI PEREME]ENII IZ TO^KI |
|||||||
M0(x0 y0 |
|
|
|
|
|
~ |
|
z0) W NAPRAWLENII WEKTORA l K WELI^INE \TOGO PEREME]ENIQ |
|||||||
PRI STREMLENII WELI^INY PEREME]ENIQ K NUL@ |
|||||||
|
|
|
|
|
@U |
= lim |
U : |
|
|
|
|
|
@l |
!0 |
|
pROIZWODNAQ PO NAPRAWLENI@ WY^ISLQETSQ PO FORMULE |
|||||||
|
|
@U@l |
= @U@x cos + @U@y cos + @U@z cos |
||||
|
@U |
@U |
@U |
; |
|
|
|
GDE |
@x |
@y |
@z |
^ASTNYE PROIZWODNYE FUNKCII U(x y z) |
|||
WY^ISLENNYE W TO^KE |
M0 |
|
cos |
cos cos ; NAPRAWLQ@]IE |
|||
160 |
|
|
|
|
|
|
|
@U@y !M0 = ;4x jx=;1 y=4 = 4:
b) nAPRAWLENIE NA PLOSKOSTI ZADANO UGLOM : nAHODIM
cos = cos(2 =3) = ;1=2 sin = sin(2 =3) = p3=2:
c) pODSTAWLQEM WSE POLU^ENNYE ZNA^ENIQ W FORMULU DLQ PROIZWODNOJ PO NAPRAWLENI@ DLQ SLU^AQ PLOSKOGO POLQ
|
= @U |
|
|
|
|
|
|
|
@U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
;1 |
|
|
|
|
|
p |
|
= 11 + 2p |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
@U |
cos + |
|
|
sin = |
; |
22 |
|
+ 4 |
3 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
3 |
|
14 4: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
@l |
|
@x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
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|
|
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|
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|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
nAJTI PROIZWODNU@ SKALQRNOGO POLQ |
|
U = xpy |
|
|
|
|
|
|
|
W TO^KE |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. |
|
;z y + 4z |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
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|
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|
||||||||||||||||||||
M0(1 |
1 |
;2) |
|
|
W NAPRAWLENII OT TO^KI M0 |
K TO^KE M1(;1 ;1 2): |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
nAHODIM ^ASTNYE PROIZWODNYE I IH ZNA^ENIQ W TO^KE |
M0 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
a) |
@U@x !M0 |
= p |
|
jM0 = 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
|
|
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|
|
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|
|
|
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|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
@U |
|
= 0 |
|
x |
|
|
z21 |
|
M0 = |
|
1 |
|
|
|
4 = |
|
|
3 |
5: |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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||||||||||||||||||||||
|
@y !M0 |
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
2py ; |
|
|
2 ; |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
@ |
|
|
|
A |
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
@U@z !M0 |
= (;2zy + 4) jM0 |
= 4 + 4 = 8: |
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||
b) nAHODIM WEKTOR NAPRAWLENIQ |
|
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|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
;;;!M0M1 = f;1 |
; 1 ;1 |
; 1 2 |
; |
(;2)g = f;2 |
;2 4g: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
nAHODIM EDINI^NYJ WEKTOR, |
|
DELQ KAVDU@ KOORDINATU WEKTORA NA EGO |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLINU |
;;;!M0M1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
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|
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|
|
|
|
|
||||||
~o |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
l |
= |
|
|
|
|
|
|
= f;p |
|
|
|
|
;p |
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
g = f;p |
|
;p |
|
|
p |
|
g: |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
M M |
24 |
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
6 |
|
6 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
j;;;!0 1j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|||||
tAKIM OBRAZOM, |
|
NAPRAWLQ@]IE KOSINUSY |
|
|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
cos = ;p |
|
|
|
|
cos = ;p |
|
|
|
|
cos = |
p |
|
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
6 |
|
|
6 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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MY NA[LI, ^TO SKOROSTX IZMENENIQ SKALQRNOGO POLQ W DANNOJ |
TO^KE W ZADANNOM NAPRAWLENII RAWNA 7 55:
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