Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ЗаданияСР_Математ_036401.pdf
Скачиваний:
39
Добавлен:
26.02.2016
Размер:
1.31 Mб
Скачать

5.1.1.9. . Дифференциал функции, его свойства

Дифференциалом функции

y = f (x) называется произведение произ-

водной на приращение независимой переменной и обозначается dy .

Таким образом, dy = f (x)

x .

 

Дифференциал

dy = f (x)

x

является главной частью приращения

функции y = f (x +

x) f (x).

 

 

Так как для независимой переменной x имеем

 

dx = x

x =1 x = x ,

то дифференциал можно записать в другой форме

dy = f (x)dx ,

которая называется второй формой дифференциала.

Свойства дифференциала

1. Если u = u(x) , v = v(x) – дифференцируемые функции, то справедливы

формулы:

 

 

 

 

d (C u) = Cdu;

 

d (u ± v) = du ± dv;

d (u,v)= vdu + udv;

 

u

vdu udv

.

 

d =

v2

Приложение дифференциала

 

v

 

 

 

 

 

Приближенное значение функции

y = f (x) в точке x0 + x находится,

исходя из равенства y dy , по формуле

 

 

 

f (x + x)= f

(x

)+ f (x

) x .

 

0

0

0

 

 

5.1.2. Контрольные вопросы

1)Сформулируйте определение производной функции в точке.

2)В чем заключается правило дифференцирования по шагам?

3)В чем состоит физический смысл производной?

4)В чем состоит геометрический смысл производной?

5) Запишите уравнения касательной и нормали к графику функции y = f (x) в точке M (x0 , y0 ).

6)Сформулируйте определение сложной функции.

7)Запишите формулу производной сложной функции, состоящей:

8)а) из двух звеньев, б) из трех звеньев.

62

9)В чем состоит метод логарифмического дифференцирования?

10)Что называется производной второго порядка и как она обозначается?

11)Что называется производной n-го порядка?

12)В чем состоит механический смысл производной второго порядка?

13)Дайте определение дифференциала функции.

14)По какой формуле находится приближенное значение функции?

15)В чем состоит правило Лопиталя вычисления пределов и какие неопределенности оно раскрывает?

5.1.3.Практическое задание для самостоятельной работы

Задание содержит 6 задач. Каждая задача имеется в 35 вариантах. Номер задачи состоит из двух чисел: первое число – порядковый номер задачи, второе число – номер варианта.

Студент решает ту задачу, номер варианта которой совпадает с его номером по списку в журнале, подставляя значение параметра k =1, 2, 3, ... – сумма

последних двух цифр номера группы.

Задача 1.

Найти yи значение y(x0 ) функции y = y(x) в точке x0 =1.

Варианты

 

k

4

 

 

 

 

 

k2

 

 

k+1

 

 

 

 

3

 

 

xk

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1.1. y =

2 x

 

 

+ 3x

 

 

 

 

+

 

 

 

 

x

 

+ 4 ;

1.2. y =

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

+ 3 xk+1 +

2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

kx3

1.3. y =

1

x

k

+

7x

k5

+ x

k

+1;

1.4. y =

7

x

k

2

 

 

+

 

k+2

x

k+1

+ 2 ;

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

xk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5. y =

k + 2

x

5

1

 

+

3

x

2

+ 2 ;

 

k2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.6. y =

 

3 xk

+

 

2 xk+1 + 3 x4 + 7 ;

 

 

 

 

 

 

kxk

 

 

 

 

 

 

1.7. y =

1 xk3

 

+ kx2 + k+1 x7

+1;

1.8. y =

3 xk+1

+

 

 

 

1

 

 

+ k+1 x3 + 2 ;

kxk+2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

7k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.9. y = k2 x5

 

 

 

k+1 x3 + 3;

1.10. y =

 

2 xk+2

 

 

5

 

 

+ 33

xk2 +1;

 

 

 

 

 

 

 

 

xk+2

 

 

 

k

 

 

 

 

 

xk+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

k

 

 

k+2

 

 

 

 

7

 

 

 

 

xk

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1.11. y =

3 x

 

2x

 

 

+

 

 

 

x

 

 

+ 3;

1.12. y =

 

 

+

 

 

+ 3 xk+2 + 4 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

kx3

1.13. y =

1

 

 

x3

 

+ 5xk2 +

 

 

 

 

xk + 2 ;

1.14. y =

 

1 x3

 

1

 

+ k+1 x4

+ 3 ;

k2

 

 

 

 

 

 

3xk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.15. y = k2

xk + xk+2 + 4 xk

+ 5 ;

1.16. y = xk + 4xk+3 + k+1 x5 2 ;

4

 

 

 

 

 

 

63

1.17. y =

1

x

k+1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

+

 

k+3

 

x

k

7 ;

4

 

 

 

 

 

 

 

xk+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.19. y =

3

x

k+3

 

 

 

8

 

 

 

 

 

+ 7

3

 

x

k

5 ;

2

 

 

 

 

 

 

 

 

xk+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.21. y =

xk

 

+

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 4 xk 1;

3

 

 

(k

 

+ 2)x4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.23. y =

k +1

 

x

3

 

 

 

 

 

1

 

 

+

k

 

x

3

+ 4 ;

k

+ 3

 

 

 

 

 

 

kxk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.25. y =

1

x

k

1

 

+ kx

k

+

 

k

 

x

6

 

1;

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.27. y =

4

x

k+2

 

+

 

 

 

1

 

 

 

 

+

 

k

x

5

 

1;

1

 

 

 

 

 

 

 

kx3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.29. y =

3

x

k

 

 

 

8

 

 

 

 

 

+ 4

7

x

k

 

+ 2;

2

 

 

xk+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.31. y =

xk+2

 

 

+

 

 

 

1

 

 

 

 

+ 4

 

 

xk+1 + 2 ;

 

 

 

kx5

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.33. y =

2

x

4k

 

 

 

 

1

 

 

 

 

+

k+3

x

4

 

7 ;

3

 

 

 

 

 

 

kxk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.35. y = xk+2

 

 

1

 

+ k x 1.

 

 

 

 

 

kx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.18. y =

1

x

k

+

 

 

1

 

 

 

+

k+2

x

5

3;

4

 

 

3xk+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.20. y = x3k 7xk3 + k+1 x8

 

+ 2;

1.22. y =

1

x

k+5

+ 5x

k

+

 

x

k

 

+ 3;

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.24. y =

k2

x

k

+

1

x

k

+

3

x

k

+ 2 ;

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.26. y =

5

x

k+2

 

3

 

+

k+4

 

x

k

+ 3;

3

 

 

 

xk+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.28. y = k2 xk+2 x5kk+2 3k+1 xk + 3 ;

1.30. y =

k + 2

x

4

3x

k

+

k

 

x

6

1;

 

4

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.32. y =

 

 

xk 2xk1 +

 

 

xk

7 ;

k2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.34. y =

k

x

k

2

x

k+1

+

4

x

k

+1;

3

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 2.

Найти производную произведения функций.

2.1. y = (xk k tg x) log3 x ;

2.3.y = k 3ln x + 1 ex ctg x ;

k

 

k

 

ctg x ;

2.5. y = k

x

+ ln x

 

 

 

2.7. y = (kx2 2ex + k3 ) ctg x ;

2.9. y = logk+1 x(1 k tg x + 3ex ); 2.11. y = kex (1 kxk+2 + 2sin x); 2.13. y = 2 2kx + log3 x tg x ;

Варианты

2.2. y = kex (1 kx + cos x);

2.4. y = (k +1)x (1 k sin x + k x );

2.6. y = k (k tg x 2ln x + k2 );

x

 

 

 

 

 

 

 

 

2.8. y =(xk

k ctg x) logk+1 x ;

2.10. y = (xk + k ctg x) log4 x ;

2.12. y = (xk 2

x + sin x) ex ;

k

x

2

+ 3e

x

k

2

 

2.14. y =

 

 

 

tg x ;

2

 

 

 

 

 

 

 

 

64

2.15.(k +1)

x

1

tg x

k

 

 

;

1 +

k

2

x

 

 

 

 

 

2.17. y = (k +1)x (k tg x 23 x );

 

2.19. y = (xk+1 + 3

x cos x)ex ;

 

 

kex +

1

 

 

;

2.21. y = cos x k

k

ln x

 

 

 

 

 

 

 

2.23. y = 4x (3 k cos x + 3

 

x );

 

2.25.y = sin x(k k2ex + log2 x);

2.27.y = kx (5ctg x k log5 x 1);

2.29.y = (k +1)ex (k + 3x sin x);

 

1

 

;

2.31. y = sin x k kex +

k

ln x

 

 

 

2.33. y = kx (k ctg x 3logk+2 x k2 ); 2.35. y =(k + 2)ex (3 + kxk+3 3cos x).

 

 

 

2

 

x

 

2.16. y = ln x

2

+

 

ctg x + 2e

 

;

k

 

 

 

 

 

 

2.18.y = cos x(k2 + kex + 2ln x);

2.20.y = (4 k ln x + (k +1)x ) tg x ;

2.22.y = (k x + k 2 sin x +1) log3 x ;

 

 

k +1

+ logk+2

 

tg x ;

2.24. y = k

x

x

 

 

 

 

 

2.26. y = (

x + k3 cos x +1) log3 x ;

2.28.y = logk+1 x(k 2ctg x + 7x );

2.30.y = 2 k log3 x 1 ex tg x ;

k

2.32. y = (k 3 x + k2 cos x 2) ln x ;

2.34. y =(xk + k tg x) logk+1 x ;

Задача 3.

Найти производную частного функций.

3.1. y = kx2 logk+1 x ; sin x + 2

3.3.

y =

k cos x + x 1

;

ex

 

 

 

3.5. y = k2 logk+2 x 2x + k ; cos x

3.7. y = k ln x + x2 ; sin x

3.9. y = (k +1)x kx + sin x ; logk+1 x

Варианты

3.2. y = k2ex 1 ; tg x

3.4. y = (k +1)x + k sin x ; ln x

3.6. y = k sin x + xk ; logk+2 x

3.8. y = k2ex + logk+1 x ; tg x

3.10. y = k tg x xk k ;

2cos x

65

3.11.y = k logk+1 x k2 ;

xk + 2

3.13. y =

(k +1)x x + k2

;

logk+1 x

 

 

3.15. y = (k + 2)x kex ; ctg x

3.17. y = kex sin x kx2 ; logk+1 x

3.19. y =

 

k ln x xk

 

;

 

 

 

 

 

 

ctg x k2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.21.

y =

 

kx3 + ln x

 

;

 

 

 

 

 

 

2cos x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.23.

y =

 

k sin x +

 

x +1

;

 

 

 

 

ex

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.25. y =

k2 logk+1 x + 3x k

;

 

sin x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.27.

y =

 

k logk+2 x 2x

;

 

 

 

 

 

cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.29. y =

cos x + kx (k +1)x

 

;

 

ln x

+ k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.31.y = 2k2 3logk+2 x ;

xk 3

3.33. y =

k3

+ x (k +1)x

;

 

ln x

 

 

 

3.35. y =

ex

+ kxk+2

.

 

 

tg x

 

 

 

 

 

3.12. y = 2k cos x logk+1 x ; k2 + tg x

3.14. y = 3 kex + 2sin x ;

(k +1)x 1

3.16. y = k tg x (k +1)x ; cos x + k

3.18.y = 2k (k +1)x + 2tg x ;

xk 1

3.20. y = k cos x 3

 

x k

;

 

 

2sin x (k +1)x

 

 

 

 

3.22. y =

k

2ex 2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

ctg x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.24. y =

(k + 2)x k cos x

;

 

 

 

logk+2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.26. y =

xk k cos x

;

 

 

 

 

 

 

 

ln x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2ex

 

 

 

 

3.28. y =

log

k+1

x k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

ctg x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.30. y =

k

+1 xk

+ k ctg x

;

 

 

 

sin x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.32. y =

2logk+2 x + k sin x

;

 

 

ctg x k2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.34. y =

2

+ kex 3cos x

;

 

 

 

 

(k + 2)x

+ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 4.

Найти производную сложной функции.

 

Варианты

4.1. y = arcsin kx + k cosln x ;

4.2. y = cosk+1 x ln (ex + k );

4.3. y = arctgk+1 x + sin (kx +1);

4.4. y = ekx k tgln x ;

 

66

4.5. y = k arccos 1x (sin x + k )3 ;

4.7. y = ek ln x+1 arcsin kx ; 4.9. y = (logk+1 x +1)2 ek tg x ; 4.11. y = arcsink+2 x k tg(ex );

4.13. y = (k +1)sin x ln (k + x2 ); 4.15. y = (2k )tg x ln (1 xk ); 4.17. y = ctgk+3 x ek arctg x ; 4.19. y = tg x + arctg(ekx ); 4.21. y = k ln tg x e2kx ;

4.23. y = (ln x k )3 + ek ctg x ;

4.25. y = (xk 2)3 + ek arcsin x ;

4.27. y = 1 arcctg x + ek sin x ; 4.29. y = arccosk+1 x + k ctg(ex );

4.31. y = (ctg x k2 )3 + ek arccos x ;

4.33. y = arcctg3kx k3 sin ex ;

4.35. y = (1 + arctg x)k+1 k logk+1 (sin x).

4.6. y = cos x arctg(kex );

4.8.y = ln (cos x + k ) arcctgk+1 x ;

4.10.y = 1 + arctg x ek cos x ;

4.12. y = ln (k tg x + k2 )cosk+1 x ;

4.14. y = (k3 + tg x)3 ek arcsin x ;

4.16. y = arctg(kx) + k2 tg ex ; 4.18. y = (1 xk )3 arcsin (kex ); 4.20. y = (k + sin x)3 1 tg x ; 4.22. y = arccos3kx k sin ln x ; 4.24. y =sink+1 x + logk+1 (kex );

4.26.y = arcctgk+1 x cos(2 kx);

4.28.y = k arcsin 1x (sin x 2)2 ;

4.30.y = (3k )ctg x + logk+2 (xk +1);

4.32.y = tg2k x + ek arcsin x ;

4.34. y = (k cos x)2 + ctg x 2 ;

Задача 5.

Найти производную сложной функции.

 

 

Варианты

5.1.

y = tg(k + ex );

5.2.

5.3.

y = arctgk+1 (sin x +1);

5.4.

5.5.

y = ek tg(kx);

5.6.

5.7.

y = tg k ekx ;

5.8.

5.9.

y = cos3 (1 ln kx);

5.10.

5.11. y = (k + 2)sin 2kx ;

5.12.

 

 

67

y = ctg(ekx );

y = tg(k lnsin x); y = sink+1 (kx +1);

y = (k + earctg x )k+1 ;

y = ln arctg k+1 x ;

y = cos(k ln x );

5.13. y = 2arctg 3kx ;

 

5.14. y = sink+2 (ln x +1);

 

5.15. y

=

ln (1

+

e

2kx

);

5.16. y = k+11 tg 1 + kx

)

;

 

 

 

 

 

 

(

 

5.17. y = arcctgk+1

x ;

5.18. y = ln (k + esin x );

 

 

5.19. y = ln arccos(kx);

5.20. y = esink +1 x ;

 

 

5.21. y = arcsin2 (k + ex );

5.22. y = arcsink+1 (tg x 1);

5.23. y = sin (k + ln tg x);

5.24. y = ln arctg(ex k );

5.25. y = ek ctg(kx);

 

5.26. y = tgk+2 (2 kx);

 

 

5.27. y = ctg

ekx + k ;

5.28. y = (5k earcsin x )k+1;

5.29. y = tg2 (

2 logk+2 (x 2));

5.30. y = ln arcsin k+1 x ;

 

 

5.31. y = (k + 2)cos kx ;

5.32. y = tg(3 ln x + k );

 

 

5.33. y = 3arcsin 2kx ;

 

5.34. y = tgk+1 (logk+2 x 2);

5.35. y = logk+1 (1 ekx ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 6.

 

 

 

 

Найти уравнения нормали и касательной к графику функции y = f (x) в

точке x0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

6.1.

f

(x) = kx3 x2 + k,

6.2.

f

(x) = 2k x4 + kx,

 

 

x0 = −1;

 

 

 

 

x0 =1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.3.

f

(x) = 2x kx2 + x3 ,

6.4.

f

(x) = kx3 kx + 4,

 

 

x0 = 2 ;

 

 

 

 

x0 = 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.5.

f

(x) = x4 kx2 + 3,

6.6.

f

(x) = k + kx x3 ,

 

 

x0 = −1;

 

 

 

 

x0 = −1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.7.

f

(x) = 2x2 kx + x3 ,

6.8.

f

(x) = k2 kx3 x4 ,

 

 

x0 = 2 ;

 

 

 

 

x0 =1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.9.

f

(x) = kx x3 + 2k,

6.10.

f

(x) = (k + 2)x2 3k + x4 ,

x

 

= 0 ;

 

 

 

 

x

= −1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

68

6.11. f (x)= k2 x x3 + k3 , x0 =1;

6.13. f (x)= 3 kx + k2 x3 , x0 = 0 ;

6.15. f (x)= 3kx2 k3 + 2k, x0 =1;

6.17. f (x)= kx k2 x4 + 3, x0 = −1;

6.19. f (x)= 7 kx2 kx3 , x0 = 2 ;

6.21.f (x)= k2 x3 + x2 1, x0 =1;

6.23.f (x)= kx2 2x + x3 , x0 = −2 ;

6.25.f (x)= x4 + kx3 + 2x , x0 = −1;

6.27. f (x)= 3x2 + kx x3 , x0 = −2 ;

6.29. f (x)= x3 kx k, x0 = 0 ;

6.31. f (x)= k2 x + x2 2k ,

x0 = −1;

6.33. f (x)= 2 + kx kx2 , x0 =1;

6.35. f (x)= x4 + kx 2k, x0 = 0 .

6.12

6.14.

6.16.

6.18.

6.20.

6.22.

6.24.

6.26.

6.28.

6.30.

6.32.

6.34.

69

f (x)= k2 x k2 + x3 , x0 = 2 ;

f (x)= (2 k )x2 + x3 3k,

x0 = −2 ;

f (x)= x4 kx3 + k2 ,

x0 =1;

f (x)= 2kx2 kx3 + 3,

x0 = −1;

f (x)= (1 k )x3 k2 x2 +1,

x0 = 2 ;

f (x)= 3k + 2x3 kx ,

x0 = −1;

f (x)= −kx3 + 2kx 1,

x0 =1;

f (x)= k kx + x2 ,

x0 =1;

f (x)= k2 + kx3 x4 ,

x0 = −1;

f (x)= (k +1)x2 2k + 3x3 ,

x0 =1;

f (x)= (2 k )x2 kx + 3 , x0 = −2 ;

f (x)= 2kx2 + k3 3x , x0 = −1;