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

Задание_к_контрольной

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
447.8 Кб
Скачать

6. Определим тонки перегиба и интервалы выпуклости и вогнутости,

 

« *

-(х+\)3-3(х+\)2(\-х)

-х-1-3+3*

 

2 * - 4

Найдем у":

 

,

" =

. Г*+1/

;— =

тт-

 

 

 

(*+1)

(*+1)4

у" -

0 при х ~ 2

2 - критическая тонка второго рода,

 

х = -1 их = 2разбивают числовую ось на интервалы (-oq -1), (-]; 2),

(2;

Определим знаку" на каждом из этих интервалов.

 

Заполним таблицу;

 

 

 

 

 

 

 

X

 

(-Щ п

 

2

 

+

 

 

У"

 

1

-

0

 

 

 

У

 

»ыпуюшя щыпукяая

2/9

вогнутая

 

 

 

 

п-

п

 

 

и

 

При переходе через критическую точкух - 2 слева направо у" ме-

няет свой знак

Так как Д2)

= 2/(2+1)* « 2/9, то точка (2; 2/9) являет*

ся точкой перегиба графика функции.

 

 

 

 

7. Определим Наклонные асимптоты. Уравнение такой асимптоты

имеет шд у ~kx + b,

 

 

 

 

где k = От

lim

*

, = lim

Цг = 0;

lim(f(x)~kx)=

lim

=

 

Следовательно, прямая у ~0 яеляШся двусторонней горизонтальной асимптотой.

8. Построим график функций (рис.5).

28

Тема 3: Неопределенный н определенный интегралы

Вопросы

1.Первообразная. Неопределенный интеграл ц его свойства. ,

2.Таблица основных интегралов. Замена переменной и интегрирование по частям в неопределенном интеграле.

3.Интегрирование простейшихрациональных дрббей.

4Разложение рациональной дроби на простейшие. Интегрирование рациональных дробей.

5.Интегрирование тригонометрических функций.

6.Интегрирование иррациональных функций.

7.Интегралы, не выражающиеся через элементарные функции.

8.Задачи} приводящие к понятию определенного интеграла (задача о плои^ади криволинейной трапеции и работе переменнойсилы)-

9.Определенный интеграл как предел интегральных сумм.

10.Основные свойства определенного интеграла. Теорема о среднем.

11.Производная определенного интеграла по верхнему npedejfy. Формула Ньютона-Лейбница.

12.Замена переменной и интегрирование по частям в определенном интеграле.

13.Приближенное вычисление определенных интегралов: формулы прямоугольников, трапеций и Симпсона.

14.Вычисление площадей в прямоугольных и полярных координатах.

15.Вычисление длины дуги линии.

16.Вычисление объемов тел вращения.

17.Вычисление статических моментов, моментов инерции и координат центра тяжести плоской кривой.

18.Вычисление статических моментов, моментов инерции и координат центра тяжести плоских фигур.

19.Несобственные интегралы с бесконечными пределами и от неограниченных функций.

 

Контрольные заданий

Задание 3.1. Найти неопределенные интегралы.

 

В а р и а н т ы

1. а) \хЧ2хА - 5 dx;

Ь) \х1пЪх(1х ; с) J *

х —81

d) jsin3 4x • cos2 4x dx.

29

2.

а)

Г - 4 — А ;

 

^

\xcos(2x-\)сЬс

; cj f

I Z - t l l l — b ;

 

 

-

2

 

 

 

 

1

'

>(х + г)(х

+* + 1)

 

J)

jcos*

Зх dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

я ;

4 )

6

< f

c

;

 

b)\x-e'Axdx;

 

с)

 

 

 

,

f cay3 2* .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d )

J —rr

2*

Л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 sin4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

e j U - 4

V 4 ;

 

b)

\4~xlnxdx;

c)\-.

-бдг + 5

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

<Л) fли2 - • cos1

-

dx.

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

5.

aA^-dx;

 

 

b)\CSx~4)lnxdx

;

c) f T

- f - —

 

 

' « w 3

*

 

 

 

'

 

 

 

\/дг - 5*+1

 

 

</H

 

*

 

 

 

.

 

 

 

 

 

6.

 

yfx

 

 

 

'

 

2

 

c) J

- f z l ^ ^ r ;

 

J

 

 

 

 

 

V4*2 +4x+l

 

 

 

| sinxsin3x

dx.

'

 

 

 

 

 

.'7.

a)J \jcos2x~4

sin2xdx;

b)[lnx2

dx ;

с)[щ==<1х;

 

 

d )

|

 

 

 

г

,

 

 

 

 

 

 

 

• 2 sinx+3cos

 

 

x

 

 

 

 

 

8.

a r f ^ ^ A ;

 

b)

Г(2д: 3)sinlxdx;

c) f

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

'

 

 

X 4 Xе + 2x

 

<3f> I COfIr • co^SJC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

x2

 

9.

a)

i

,

 

dx;

b)

f arcsin - dx ; c)

[T

- dx;

 

d)j/g42xdx.

 

 

^

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. а)

I

h) iantglxdx;

с) f

 

' cos13x

3

' y/x + Vx

i ) \

5 - 4 *sinx

 

 

Задание 3.2. Вычислить несобственный интеграл или доказать его расходимость.

! 7 * L

2. |

 

3. r - i t .

4. f — ^ Ц - . 5. L . / a .

\xlnx

 

^ 4 + х

 

I V h V

 

 

-V

6. f - Д . . 7. Г — *

. 8 . ? — 9 . f — .

10 . } * .

Задание 3.3. Вычислить площадь фшуры, ограниченной линиями:

 

 

 

 

В а р и а н т ы

 

f

 

1.у = 2х-х2 3 5 х2 .

 

.

6. г = 4(1 +

 

2.

ху =1, у = х, х = 2, у - 0.

 

l.r-

5 sin3qk.

 

3.

у = х2,2х + у-3=: 0.

 

 

8 .r=*2cos3tpi

 

4.

у = (х - 4)2, у -

16 - х2, у ж 0.

 

9.г

- 3 Лп2щ

>

З.у = ( х + 1)2,х + у = 1,у = 0.

 

10.г ^*cos2qx

 

Задание 3.4. Вычислить длину дуги кривой.

 

 

 

 

v

 

В а р и а н т ы

 

 

1

 

2(1 :cosp).

 

 

 

 

 

 

2.x -

3(t-sin

t), у

= 3(1 - со* t), 0 < t < 2 т

 

3.

г = 3(7 - со.?

 

 

 

 

 

 

4. x-2

cos3 t,y~2sin31,

0 £ t

<

n/2.

 

 

5. x =

у-

4-1/4

м е щ точками ее пересечения с осями

 

 

 

 

 

координат.

 

 

 

6.Вычислить объем тела, образованного вращением вокруг оси Ох фигуры, ограниченной линиями у - 4 - х2,2х + у«4 = 0.

7.Вычислить объем тела, образованного вращением вокруг оси Ох фигуры, ограниченной линиями у ж х2/2, у * х3/8.

8.Вычислить объем тела, образованного вращением вокруг оси Ох фигуры, ограниченной линиями у ~ 2 + 8, у ~ х2.

9.Вычислить объем тела, образованного вращением вокруг оси Оу фигуры, ограниченной линиями у = х3, х - 1» у = 0.

10.Вычислить объем тела, образованного вращением вокруг оси Оу фигуры, ограниченной линиями ху = 9, у ~ 3, у = 9, х = 0.

Методические указания к решению задач но теме "Неопределенный и определенный интегралы"

 

 

Таблица основных неопределенных интегралов

L Iuadu = —~

+ С .(а*-

I). I0.J-4L

- /nLf ~ +

4/

+ С.

J

 

а+1

 

' ш м

 

V2

 

 

2.

 

Inи

 

11.J—^du

 

— arctg — + C(a*0).

J

 

 

а

ч- и

a

 

a

 

3.

jeudu=eu+C.

12. f

du

 

2a

a + u + C.

 

 

 

 

аг2

 

а-и

 

4 .

=

4- С .

 

13. JV

du

 

 

 

и

 

 

 

z - arcsin— + C(j«| < jaj).

 

 

 

 

^

v

 

 

 

 

5. |5Ш«А = -соу«+С.

 

ж

r = in\u + л/и2 ± a21 + С

 

 

 

 

 

 

Н / yfuTTa2

 

 

 

 

6.

 

 

 

15. JjrAw-cAw-i

С

 

 

 

7.

 

=

 

16. jchu-sh

м + С

 

 

 

 

CO* и

 

 

 

 

 

 

 

 

• sin

и

 

17. | ch2u

 

 

 

 

 

9]

 

 

+C.

18. J du = - cthu+ C.

 

 

4

sin и

2

shlu

 

 

 

 

 

Пример 3.1, Вычислить интеграл J

(Зх - 4)sm5xdx.

 

 

Решение. Применим формулу интегрирования по частям:

 

 

 

|

udv ~ uv -1

vdu.

 

 

 

 

Положим и-Зх-4,

dv=sin3xdxt тогда du-3dxf

v~J

sinSxdx=- ™со$,5х

J

- 4)sin5x dx

(Зх - 4)cos5x + ~ J

cay5x dfr -

 

 

 

 

 

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=- - (3x-4)cos5x + —sin 5x + С

 

 

 

 

 

 

5*

25

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример3,2. Найти интеграл J*

—-dx.

Решение. Подынтегральная функция я&шетсярациональной, т.*. отношением двух многочленов. Поскольку степень числителя дроби выше степени знаменателя, то нужно выделить целую часть. Для этого разделим шслитель на знаменатель по прат*яу деления многочленов.

• j t 4 + 8 *

jc 4- 1

х3 +8

-1 0

Врезультате деления получаем

х 4 + х 3 + В х - 2

- 1 0

. * 3 + в

~ * 3 + 8

Следовательно,

хг

inf

 

 

dx

2

+ X-10J-

 

"

J

jr3+8

Дробь ——~ разложим на сумму простейших дробей:

* 3 + 8

1

1

А

Вх+С

д:3+8

(х + 2)(хг-2х+А)

* + 2

jc2 -2jr + 4*

1 = А(х2 ~2х + 4)+(х + 2)(Вх + С).

 

Найдем Af В, С, приравнивая коэффициенты при одинаковых сте - пенях х.

А + В = 0

I

2В + С-2А ~ 0

I =>А = 1/12, В =-1/12, С = 1/3.

х° 2С + 4А = 1

)

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-jr-f -

 

 

 

 

 

= l / « b +

2 1 - i - f - i l l i -

 

A s

i u ,

+ 2 |

_ 1

 

 

12

 

 

1

2 4 J * J

- 2 * + 4

 

 

12

 

2 4 V - 2 * + 4

12

 

.

 

24 x

~2x + 4

 

4}x2-2x+4

12

^ 1

- -

Itlx1

-

2* + 4t+ i f —

 

=

1

Цг +

2| - ±

1„Уг -

2x + 4j +

24

1

 

 

' 4

, Y * - V

,

+ 3 12

 

24 "

1

 

arctg—j=r- + C.

 

 

 

 

 

 

 

4\f3

 

 

Я

 

 

 

 

 

 

 

 

Итак,

Пример 3J. Вычислить несобственный интеграл

J — * urn доказать его расходимость.

*0 x +X4*+A*. 9

Решение

( , *

'

 

A

 

 

 

Lx%+Ax

+ 9

1тжг + 4х + 9

qXl+4x

 

dx

 

=

u

1

x + 2

*** ' ( i + 2 f + J

lim ~j? arctg

 

 

 

л/5

1

2

 

1 я

1

я

1 '

+ 9

limf

у+5

 

n

1

b

 

2

 

Интеграл сходится.

Пример 3.4. Вычислить площадь фигуры, ограниченной кривой

г ~ asm 3(/х

34

Решение. Фигура, площадь которой нужно найти, представляет собой трехлепестковую розу (рис.б). В силу ее симметрии достаточно вычислить площадь половины любого лепесткй и результат умножить на б.

Площадь криволинейного сектора в полярной систем* координат вы-

чисяяется по формуле

 

 

 

.

 

 

 

 

1 0

 

 

 

 

 

 

 

«*

 

 

 

 

Следовательно, искомая площадь

 

 

 

1

 

 

*

 

 

 

*

г \

 

w

{

2

2 v^

6

4

- — ~

~ -

* g 2

 

 

 

 

 

2

"б""

4

 

 

 

 

 

Пример 3.5, Вычислить объем тела, образованного вращением «округ оси Ох фигуры, ограниченной линиями у = * + у = 2, ^=0.

Решение. Найдем абсциссы точек пересечения параболы у -э? и прямой у- 2-х. Решая уравнениеV ~ 2-х, находим xt = -2, л* = I.

Данная фигура (рис. ?) состоит из двух частей: первой - ограничен - ной сверху параболой (0 <х £1), и второй - ограниченной сЫрху прямой (I <х £2). Снизу фигура ограничена прямой у ~ 0.

35

• У

Поэтому

V = V,+Vj =

 

 

 

= яг|*4 А+я|(2-лс)г А = я

a - x f

П

8

Ч

- + -

= — яг.

 

 

5 У

15

Тема 4, Функции нескольких и^реме^уых

Вопросы

LОпределение функции двух и более переменных. Предел и непрерывность функции двух переменных.

2.Частные производные, их геометрический смысл для функции двух переменных.

3.Полный дифференциал функции нескольких переменных. Дифференцирование сложных функций, инвариантность формы полного дифференциала.

4. Дифференцирование неявных функции: /(х, у) = 0, F(xt у, z) = 0.

5.Касательная плоскость и нормаль к поверхности. Геометрический смысл полного дифференциала функции двух переменных.

6.Частные производные высших порядков. Формулировка теоремы о независимости частных производных от последовательности диф-

ференцирования. -

7.Экстремум функции нескольких переменных. Необходимые условия экстремума:

8.Достаточные условия экстремума для функции двух переменных.

9.Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.

J О, Наибольшее и наименьшее значения функции двух переменных в замкнутой области.

Зб

П.Эмпирические формулы. Определение параметров эмпирических формул методом наименьших квадратов.

Контрольные задания

Задание 4.1. Найти полный дифференциал функции. В а р и а н т ы

1,

+

2.z -sin2(2х-

у).

3.x~intg~£.

4.z~arctg

— .

5.z=t]co42x-у).

 

6.z-ex

.

10. 2 •

\3 '

 

 

 

 

P - s ) '

 

 

Задание 4.2

 

l. Дана функций z=

Показать,что

— = 0.

у

 

defy ty

2.Дана функция z = sinfx + ay). Показать, что —г =- aа 2 —1

л& *

3.

Дана функция z = е*у.

Показать, что

хг

~

- у2 ~ = 0.

 

 

 

 

 

 

 

<3г

Ф

4.

Дана функция z

х

 

 

 

 

 

 

 

гт

z

~

 

z

 

л

 

 

Показать,что х

- + 2ху—-г

+ у*—-

= о.

 

 

 

ас2

 

 

 

 

 

 

5.

Дана функция z = In -

3- у3.

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

Показать,что

ас

у— = 3fjr3

'

/

 

 

 

 

ф

v

 

 

6. Дана функция z = у in х +xln у.

п

Л

• Л

Показать, что х

у — = х + у ± z.

 

&

J ду