Мат. Анализ задание. Савастенко
.pdf∞5
4)! ;
=1
∞2 !
5)! 2 .
=1
7.С помощью радикального признака Коши исследовать сходимость
ряда:
∞ |
|
5 − 3 |
|
; |
||||||||
1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3 + 1 |
|
|
|||||||||
=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
3 − 1 |
|
|
||||||||
2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
4 + 2 |
|
|
|||||||||
=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3) |
|
|
|
; |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ln |
|
|
|
|||||||||
=2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
3 2 |
|
||||||
4) |
1 − |
|
|
|
|
|
; |
|||||
|
|
|
||||||||||
=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
3 |
|
||||||
5) |
sin |
; |
||||||||||
|
|
|
|
|||||||||
3 |
|
|
||||||||||
=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
||
6) |
|
1 + |
|
. |
||||||||
2 |
|
=1
8.С помощью интегрального признака Коши исследовать сходимость
ряда:
|
|
∞ |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1) |
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
ln |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
=2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2) |
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
=1 |
2 + 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3) 1 + |
1 |
+ |
1 |
+ |
1 |
+ ; |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
3 |
5 |
7 |
|
||||||||||||||||
4) |
1 |
|
+ |
|
|
|
1 |
|
|
+ |
1 |
|
+ . |
||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
32 − 1 |
52 − 1 |
72 − 1 |
9. Сходится или расходится данный знакочередующийся ряд:
41
|
∞ |
1 |
|
|
|
|
1) |
−1 +1 ∙ |
|
; |
|
||
3 |
|
|||||
|
=1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
∞ |
|
|
|
|
|
2) |
−1 +1 ∙ |
|
|
; |
||
|
|
|
||||
2 − 1 |
||||||
|
=1 |
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
∞ |
3 + 1 |
|
|||
3) |
−1 +1 ∙ |
; |
||||
3 − 1 |
||||||
|
=1 |
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
∞ |
1 |
|
|
|
|
4) |
−1 +1 ∙ |
|
? |
|
||
! |
|
=1
10. Исследовать знакочередующийся ряд на абсолютную и условную сходимость:
∞−1 +1
1) ;
=1
∞−1 +1
2)3 + 4 ;
=1
∞ |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3) |
−1 +1 ∙ |
|
; |
|
|
|
|
|
|||
! |
|
|
|
|
|
|
|||||
=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
! |
|
|
|
4) |
−1 +1 ∙ |
|
|
|
|
|
|
; |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3 ∙ 5 ∙ 7 ∙ ∙ 2 + 1 |
|||||||||||
=1 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
∞ |
|
|
3 + 2 |
|
|
|
|||||
5) |
−1 +1 ∙ |
; |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||
=1 |
|
|
+ 1 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
∞ |
|
|
|
1 |
|
|
|
||||
6) |
−1 +1 ∙ |
|
|
; |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2 + ln 3 |
|
|||||||||
=1 |
|
|
|
|
|||||||
∞ |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||
7) |
−1 +1 ∙ tg |
|
. |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||||
=1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
11. Сколько |
членов данного ряда надо взять, чтобы с точностью |
||||||||||
до 0,001 вычислить его сумму: |
|
||||||||||
∞ |
−1 +1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1) |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∙ 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
=1
42
∞−1 +1
2)?
2
=1
ТЕМА 21. СТЕПЕННЫЕ РЯДЫ
Вопросы для повторения:
1.Определение степенного ряда и области его сходимости.
2.Формулы для радиуса сходимости степенного ряда.
3.Разложение функций в степенной ряд.
4.Применение степенных рядов в приближенных вычислениях.
Задачи:
1.Найти радиус и интервал сходимости степенного ряда:
1)7 ;
=0
2)22 ;
=0
∞
3)! ;
=0
4)−1 ∙ 32 ∙ ;
=0
∞+ 1 2
5)∙ 2 ;
=1 |
|
|
|
|
|
|
∞ |
2 2 |
|
|
|
. |
|
6) |
|
+ 3 |
||||
! |
||||||
=1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
2. Найти область сходимости степенного ряда: |
||||||
∞ |
|
|
|
|||
|
|
|||||
1) |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
2 ∙ 4 ; |
|
|||||
=1 |
|
|||||
|
|
|
|
|
||
∞ |
3 |
|
||||
2) |
|
; |
|
|||
+ 1 |
|
=1
43
∞ |
+ 6 |
|
||
3) |
|
|
; |
|
! |
|
|||
=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
− 4 |
2 |
||
4) |
|
; |
||
3 ∙ 3 |
=1
∞+ 2 2−1
5).
∙ 7
=1
3.Разложить данную функцию в ряд по степеням х:
1) = 1 + 3 ;
1
2) = 1 + 4 .
4. Разложить данную функцию в ряд по степеням (х-1):
1
1) = ;
2) = ln .
|
5. |
Разложить функцию = cos в ряд по степеням |
− |
|
. |
||||||||
|
4 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Разложить в ряд Маклорена функцию: |
|
|
|
||||||||
1) |
= cos 2 ; |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2) |
= sin |
|
|
; |
|
|
|
|
|
||||
3 |
|
|
|
||||||||||
3) |
= 2 . |
|
|
|
|||||||||
|
7. |
Разложить функцию в ряд Маклорена: |
|
|
|
||||||||
1) |
|
= ∙ cos ; |
|
|
|
||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
2) |
|
= |
|
|
∙ arctg ; |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||||||||
3) |
|
= 2 ∙ −. |
|
|
|
||||||||
|
8. |
Вычислить cos 1 с точностью до = 0,0001. |
|
|
|
||||||||
|
9. |
Вычислить arctg |
1 |
с точностью до = 0,0001. |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
5 |
|
|
|
|
||||||
|
10. Раскладывая подынтегральную функцию в ряд Маклорена, вычис- |
||||||||||||
лить интегралы: |
|
|
|
||||||||||
|
1 |
sin |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) |
|
с точностью до 10−4; |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44
|
0,5 |
|
|
2) |
arctg |
с точностью до 0,001; |
|
|
|
||
|
|
|
0
0,5
3)1 + 3 с точностью до 0,001.
0
ТЕМА 22. ФУНКЦИИ НЕСКОЛЬКИХ ПЕРЕМЕННЫХ
Вопросы для повторения:
1.Определение функции двух (трех) переменных, ее область опреде-
ления.
2.Линии уровня функции двух переменных.
3.Предел и непрерывность функции двух переменных.
Задачи
1.Дана функция
+ − 1
; = 2 + 2 2 + 3.
Вычислить следующие значения 1; 1 , 1;2 .
2. Для функции ; = 2−2 найти:
2
11
1); ;
2)−; − ;
3);
3.Для функции ; = + найти:
1) |
1; −1 ; |
||||||
2) |
|
1 |
; 3 |
; |
|||
|
|
||||||
2 |
|||||||
3) |
; ; |
|
|||||
4) |
|
1; |
|
; |
|||
|
|
||||||
|
5); ;
6)− ; + .
45
4.Дана функция = 3 + 2 − 2 3. Найти ее значения в точках:
1)1; 2; −1 ;
2)3;1; −2 .
5.Найти область определения функции и изобразить ее на координатной плоскости:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) |
= |
+ − 3; |
|||||||||||
2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= + ; |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3) |
= |
; |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
4) |
= |
2 + 2 − 9; |
|||||||||||
5) |
= |
|
1 |
|
|
|
; |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
2 + 2 − 4 |
||||||||||
6) |
= |
|
1 |
|
|
|
|
; |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
16 − 2 − 2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
7) = |
2 + 2 − 9 16 − 2 − 2 ; |
||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||
8) = |
2 − 9 + 4 − 2; |
9)= + arccos ;
10)= arcsin 2 + arccos 4 ;
11) |
= arcsin |
|
; |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|||
|
= ln 2 + 2 − 1 + |
|
|
||
12) |
16 − 2 − 2. |
6.Построить линии уровня функции:
1)= − ;
2)= ;
3)= 4 2 + 9 2;
2
4)= .
7.Найти предел функции:
1) lim sin ;
→−1 →0
2) lim 3 − ;
→1 2+ 2
→2
46
3) lim 3 − 3 ;
→2 −
→2
4) lim 1 ;
→0 4 4
→0
5) lim 2 + 5 sin 3 ;
→0 →0
|
tg |
+ |
− |
|
6) lim |
|
; |
||
|
2 − 2 |
|
||
→1 |
|
|
||
→−1 |
|
|
|
− 2
7)lim .
→0 4 − + 2 − 2
→0
8.Дана функция ; = 2 2 + 2. Найти полное приращение функции при переходе от точки М0 (1; 1) к точке М (1,1; 0,9).
9.Доказать непрерывность функции = 2 + − 2.
10.Найти точки разрыва функции:
1 1) = − 1 2 + + 2 2 ;
1
2) = ;+ 3 2 + − 4 2
3) = 2 + 2 − 2 + 3 ;
+
4) = ln 1 − + 1 2 − − 2 2 .
ТЕМА 23. ЧАСТНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ФУНКЦИЙ НЕСКОЛЬКИХ ПЕРЕМЕННЫХ
Вопросы для повторения:
1.Определение частной производной функции нескольких переменных по указанному аргументу.
2.Частные производные высших порядков; смешанные производные.
Задачи
1.Найти частные производные следующих функций:
1)= 3 + 3 2 − 3;
2)= ln 4 − 2 ;
47
3) |
= |
|
+ 2 ; |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
4) |
= |
|
; |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
5) |
= |
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
||||
− |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
2 − |
|
|
|
|
|
|
|||||||
6) |
= |
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
||||
|
+ 2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
7) |
= ln sin − 2 ; |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
8) |
= |
|
|
+ |
|
+ |
|
|
. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2. Найти значение выражения |
′ + ′ |
, если = 3 − 3 |
при = 1, |
||||||||||||
|
′ ∙′ |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 2.
3.Найти значение выражения ′ + ′ + ′ , если = ln 1 + + 2 +
+ 3 при = = =1.
4. Дана функция = ∙ sin . Доказать, что ∙ + ∙ = 2.
5.Найти частные производные третьего порядка от функций:
1)= 3 − 4 2 + 5 2;
2)= ∙ ln ;
3)= arctg .
6.Найти указанные частные производные третьего порядка от функ-
ций:
1) = |
5 + 3 3 + 2 − ; |
|
3 |
; |
3 |
; |
|||||||
|
3 |
3 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2) |
= cos − ; |
3 |
|
|
; |
|
|
|
|
||||
2 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
3) |
= |
|
+ 10; |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
ТЕМА 24. ПОЛНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ ФУНКЦИЙ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ
Вопросы для повторения:
1.Полный дифференциал функций двух переменных.
2.Применение полного дифференциала в приближенных вычислениях.
3.Полный дифференциал второго порядка.
48
Задачи
1. Найти полный дифференциал функции:
5 + 3
1) = 9 − 2 ; 2) = ln 3 + 2 ; 3) = ∙ − ;
4) = 2 − 2 − 2.
2. Найти значение полного дифференциала функции:
1) = + − 2 + 2 при 0 = 3; 0 = 4; ∆ = 0,1; ∆ = 0,2; 2) = при 0 = 1; 0 = 1; ∆ = 0,15; ∆ = 0,2.
3. Вычислить приближенно изменение функции = +3 при перехо-
−3
де от точки А(2;4) к точке В(2,5; 3,5).
4.Вычислить приближенно:
1)1,02 3 + 1,97 3;
2) arctg |
1,97 |
− 1 |
|
||||
|
|
|
|||||
1,02 |
|
||||||
|
|
5. Выяснить, какие из данных выражений являются полными диффе- |
|||||
ренциалами: |
|
||||||
1) |
|
2 + 2 + 2 ; |
|||||
2) |
|
2 |
|
+ |
2 |
; |
|
|
|
|
|||||
2 + 2 |
2 + 2 |
||||||
3) |
2 − 2 . |
|
|||||
|
|
6. Найти полный дифференциал второго порядка для функции: |
|||||
1) = 2 2 + 2 2; |
|
||||||
2) |
= 3 |
∙ sin2 . |
|
ТЕМА 25. ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ И НЕЯВНЫХ ФУНКЦИЙ
Вопросы для повторения:
1.Дифференцирование сложных функций.
2.Дифференцирование неявных функций одной и двух переменных.
3.Уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности.
Задачи
1. Найти если:
49
1)= 2 + 3 + ; = 2 sin ; = 2 cos ;
2)= ∙ ln + ; = 3 ; = 1 − 3;
3)= 2−3 ; = tg ; = 2 − .
2.Найти , если:
1)= 3 + 3; = ∙ ; = ;
2)= cos , = ∙ ; = ∙ ln ;
3) = arctg , = |
2 + 2; = − . |
3.Найти производную ′ функции, заданной неявно уравнением:
1)∙ 2 − ∙ = 8;
2)2 ∙ ln − 2 ∙ ln =0;
3)2 + 2 − − 1 = 0 в точке М(1;1);
4)2 + 2 − 2 + 4 − 6 − 3 = 0 в точке М(2;1).
4.Найти , для неявной функции = , , заданной уравнением:
1)3 − 3 = 2;
2)2 + 3 + 4 = .
5.Написать уравнение касательной плоскости и нормали к поверхности в указанной точке:
1)2 + 2 − 2 = 0 М(3;-4;5);
2 2
2)9 + 4 = 2 (3; −2; 1).
ТЕМА 26. ЭКСТРЕМУМЫ ФУНКЦИЙ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ
Вопросы для повторения:
1.Необходимое и достаточное условия существования экстремума функции двух переменных.
2.Наибольшее и наименьшее значения функции двух переменных в замкнутой области.
3.Условный экстремум функции двух переменных.
Задачи
1.Найти экстремумы функции двух переменных:
1)= 3 2 + 4 2 + 6 − 8 + 15;
50