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

Матан / методичка 3

.pdf
Скачиваний:
33
Добавлен:
18.03.2016
Размер:
1.3 Mб
Скачать

31

Основные правила дифференцирования функции одной переменной

Если С - константа, а U=U(x) и V=V(x) дифференцируемые функции, то

1. Производная константы

(С) 0,

2. Производная произведения константы на функцию

(C U ) C U ,

3. Производная суммы (разности) функций

(U V ) U V ,

4. Производная произведения функций

(U V ) U V U V ,

5. Производная частного функций

U

 

U V U V

 

 

 

 

 

 

,

 

V 2

V

 

 

6. Производная сложной функции y = y(U), где U = U(x):

y (x) y (U ) U (x),

7. Производная обратной функции x = x(y):

x ( y)

1

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y (x)

 

 

 

 

8. Производная параметрически заданной функции

x x(t),

 

 

 

 

 

 

 

 

y y(t)

y (x)

y (t)

,

y (x)

y (t)x (t) y (t)x (t)

,

 

 

 

 

 

x (t)

x (t) 3

 

9. Производная показательно-степенной функции y U (x) V ( x) :

(U V ) V U V 1 U U V lnU V ,

10. Правило логарифмического дифференцирования функции

y = y(x): y (x) y(x) ln y(x)

32

Основные формулы дифференцирования функции одной переменной

Если U(x) - дифференцируемая функция, то производная по независимой переменной от функций:

1. Степенная функция

(U n ) n U n 1 U

 

 

 

 

 

1

 

 

(

U )

 

 

U

 

2

 

 

 

 

U

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

U

 

U 2

U

 

 

 

2. Показательная функция

(aU ) aU ln a U (eU ) eU U

3. Логарифмическая функция

(loga U )

1

U

(lnU )

1

U

U ln a

U

 

 

 

 

4. Тригонометрические функции

(sinU ) cosU U

 

 

 

(cosU ) sinU U

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

(tgU )

 

 

 

 

U

 

(ctgU )

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

cos2 U

 

sin2

U

 

 

5. Обратные тригонометрические функции

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

(arcsinU )

 

 

 

 

U

(arccosU )

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 U 2

 

1 U 2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

(arctgU )

 

 

 

U

(arcctgU )

 

 

U

1 U 2

 

1 U 2

6. Гиперболические функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(shU ) chU U

 

 

 

(chU ) shU U

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

(thU )

 

U

 

 

 

(cthU )

 

U

 

 

 

ch2U

 

 

 

sh2U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения производной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 1

1.

Исследовать на экстремум функции:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

x3 x4 ;

 

y x 3

 

 

;

 

y

x

 

3

 

 

 

1) y

2)

x 1

3)

;

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

x

 

 

2.

Составить уравнения всех асимптот следующих кривых:

 

 

 

 

 

y

ln

x

 

;

 

 

 

3

 

 

 

1) y 3 x3 3x ;

2)

3)

y

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

x(x

 

3. Провести полное исследование и построить графики функций:

1) y

(x 1)2

;

2) y x e x2 / 2 ;

3) y ln

x 1

x 2

x 2

 

 

 

 

4.Найти длины сторон прямоугольника наибольшего периметра, вписанного в полуокружность радиуса R.

5.Составить уравнения касательной и нормали к графику функции в точке x x0 , или соответствующей значению параметра t t0 :

1)

y e2x x2 ,

x 0 ;

 

 

0

2)

x cos(t / 2),

t0 / 2

 

y t sin t,

6. Используя правило Лопиталя, найти пределы:

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

x e x / 2

 

1)

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

2)

lim

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

 

 

 

 

x e x

 

 

x1

x2 1

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

3) lim

(tgx)tg 2x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения производной

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 2

1.

Исследовать на экстремум функции:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x3

 

 

 

 

 

 

 

1) y ln (x2 4x) ;

2)

y

 

;

3) y 33 (x 1)2 2x ;

 

 

x2 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Составить уравнения всех асимптот следующих кривых:

 

 

 

 

 

y

x3 3x

 

3) y

2x 3

 

 

 

1) y 4x2 5x ;

2)

;

;

 

 

x 4

x2 3x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Провести полное исследование и построить графики функций:

 

 

x3

 

 

2) y e1/(3 x) ;

 

 

1)

y

 

;

3) y 1 3 (1 x)2

2(x

1)2

 

 

 

 

 

 

4.Одна сторона прямоугольного участка земли примыкает к берегу канала, а три другие огораживаются забором. Каковы должны быть размеры этого участка, чтобы его площадь равнялась 800 кв.м, а длина забора была наименьшей?

5.Составить уравнения касательной и нормали к графику функции в точке x x0 , или соответствующей значению параметра t t0 :

1)

y ln sin 2x ,

x0 / 6 ;

 

 

5

2t,

 

 

 

2)

x t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y t3

8t 1,

t

0

/ 3

 

 

 

 

 

 

6. Используя правило Лопиталя, найти пределы:

 

 

xm 2m

; 2) lim x1/(1ln x) ;

 

 

 

2x 3 x 4

 

1)

lim

 

3)

lim

 

 

 

;

xn 2n

 

 

x2

x0

 

x

2x 3

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения производной

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 3

1.

Исследовать на экстремум функции:

 

 

 

 

 

 

 

 

x 5

 

 

 

 

 

 

 

 

3) y ln

x 1

;

 

1) y

;

 

2)

y 2x 3 x2 ;

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

2.

Составить уравнения всех асимптот следующих кривых:

 

1) y

2x3

 

;

2)

y arctg

1

;

3) y

x

3x ;

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

x

 

ln x

3. Провести полное исследование и построить графики функций:

 

y

x

arctgx

 

2) y

x2

 

 

 

 

1)

;

 

;

3) y x 2

x

 

x

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

4.Найти наибольший объём конуса, образующая которого l 3 .

5.Составить уравнения касательной и нормали к графику функции в точке x x0 , или соответствующей значению параметра t t0 :

1)

y 1 3

 

,

x 8 ;

x

 

 

 

 

0

2)

x 3(t sin t),

t0 / 3

 

y 3(1 cost),

6. Используя правило Лопиталя, найти пределы:

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

1) lim

xn sin

;

 

2)

 

lim (x2 2x)1/ x ;

 

 

x

 

x

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

3) lim

1 x ln x

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x x2

 

 

 

x1 1

 

 

 

 

 

 

 

36

 

 

 

Приложения производной

 

 

 

Вариант 4

1. Исследовать на экстремум функции:

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1) y

(4x3 x4 ) ;

2) y 3 x3

6x2

;

 

5

 

 

 

 

 

3)y sin 2x 2cosx ;

2.Составить уравнения всех асимптот следующих кривых:

 

y

x2

2) y ln

 

x 2

 

 

 

 

 

 

1)

 

 

;

 

 

 

;

x2

 

x 2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)y (x2 4x 3) ex1 ;

3.Провести полное исследование и построить графики функций:

1) y

4x3

 

;

2) y (x 1) e3x1 ;

3) y ln (x2 1)

x3

 

 

1

 

 

4.Сумма двух положительных чисел равна a . Найти эти числа при наименьшем значении их произведения.

5.Составить уравнения касательной и нормали к графику функции в точке x x0 , или соответствующей значению параметра t t0 :

1)

y 8 4

 

70 ,

 

 

x 16 ;

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

3

t,

 

 

 

2)

x 5cos

 

 

 

 

 

 

 

3 t,

 

 

 

 

y 5 sin

t

0

/ 3

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Используя правило Лопиталя, найти пределы:

 

1) lim

ln tg x

;

2) lim

x3 5x2 3x 9

; 3)

lim x2 /(1 x) ;

 

 

x / 4

cos2x

 

x3

x3 8x2 21x 18

x1

37

Приложения производной

 

Вариант 5

1. Исследовать на экстремум функции:

 

1) y

x3

 

;

2) y x2 / 3

(x2 1)1/ 3 ;

2(x 1)

2

 

 

 

 

3)y e2x x2 ;

2.Составить уравнения всех асимптот следующих кривых:

 

 

 

2) y

x2 6x 3

 

1) y 3 1 x3 ;

;

x 3

 

 

 

 

 

3)y x 2ln x ;

3.Провести полное исследование и построить графики функций:

1) y

4x

;

2) y x e x2 ;

3) y

3

 

1

x2 4

x

x3

 

 

 

 

 

4.В круг радиуса R вписан равнобедренный треугольник. При каком соотношении сторон треугольник будет иметь наибольшую площадь.

5.Составить уравнения касательной и нормали к графику функции в точке x x0 , или соответствующей значению параметра t t0 :

 

1) y

1

(x2 2x 3) ,

x 4 ;

 

 

 

4

 

 

0

 

 

 

 

 

2) x 2 cost,

t0 / 3

 

 

y sin t,

 

6. Используя правило Лопиталя, найти пределы:

1) lim

arctg x ln (1 x2 )

;

2) lim (e2x x)1/ x ;

3x

x0

 

x0

 

 

 

 

 

3)

lim (xn e x ) ;

 

 

 

x

 

 

 

 

 

38

 

 

 

Приложения производной

 

 

Вариант 6

1. Исследовать на экстремум функции:

 

 

 

 

 

4x

 

 

 

 

 

1) y

 

;

2) y (x 1)3

3 x2 ;

 

x2

4

 

 

 

 

 

3)y ln (9 x2 ) ;

2.Составить уравнения всех асимптот следующих кривых:

 

 

 

 

 

x3

 

 

1) y 9x2 1 ;

2)

y

 

;

2(x

1)2

 

 

 

 

 

 

3)y x e x ;

3.Провести полное исследование и построить графики функций:

 

4

 

 

 

 

 

1) y x

; 2) y x2 x 1

;

3) y x ln x

 

x 2

 

 

 

 

 

 

4. Из всех цилиндров данного объёма V

найти тот, у которого

полная поверхность наименьшая.

 

 

5.Составить уравнения касательной и нормали к графику функции в точке x x0 , или соответствующей значению параметра t t0 :

1)

y

 

2x

 

 

,

x0 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 1

 

 

 

 

 

t

3

,

 

 

 

2)

x 1

 

 

 

 

 

 

t 2 ),

 

 

 

 

y t (1

t

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Используя правило Лопиталя, найти пределы:

1) lim

2x ln (1 2x)

;

x2

x0

 

3) lim

x1

2) lim (3

x

)

tg (x / 4a)

;

a

 

x2a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos( x / 2) ln (1 x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39

 

 

 

 

 

 

 

Приложения производной

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 7

1. Исследовать на экстремум функции:

 

 

 

 

1) y

ln

x

 

;

2)

y

 

e x

 

 

;

3) y

x4

 

;

 

 

 

 

2(x

1)

x3 1

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

2. Составить уравнения всех асимптот следующих кривых:

1) y x 2arctg x ;

 

 

 

 

 

 

2) y x ln (x2 1) ;

 

 

 

 

 

3)

y

1 x3

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Провести полное исследование и построить графики функций:

1) y

2

 

1

;

2) y 3 3

 

x ;

3) y x

ln x

;

x

x

x2

x

 

 

 

 

 

 

 

 

4.В треугольник, основание которого a , высота h , вписан прямоугольник наибольшей площади (основание прямоугольника лежит на основании треугольника). Найти стороны этого прямоугольника.

5.Составить уравнения касательной и нормали к графику функции в точке x x0 , или соответствующей значению параметра t t0 :

1)

y x x3,

x 1 ;

 

 

0

2)

x arcsint,

t0 1

 

y arccos(1 t),

6. Используя правило Лопиталя, найти пределы:

1) lim

x ctg x 1

;

2) lim

(1 ex )1/ x ;

x2

 

x0

 

 

x

 

3) lim

 

x3

6x 6sin x

 

;

 

 

 

x5

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

Приложения производной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 8

1.

Исследовать на экстремум функции:

 

 

 

 

 

 

x 1

 

 

 

 

 

3 3

 

 

 

 

 

 

 

 

1) y 5

 

;

2) y

x

 

; 3)

y x2 ln x ;

 

 

x2

 

 

x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Составить уравнения всех асимптот следующих кривых:

 

 

 

 

 

 

y

x4 27

;

 

1) y x2 x 1 x2 x 1 ; 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x3

3)y 1 e1/ x ;

3.Провести полное исследование и построить графики функций:

 

 

10x

 

y 5x e x ;

 

 

 

1)

y

; 2)

3) y x 3 (x 1)2 ;

 

 

(1

x)3

 

 

 

 

 

 

 

4.Из всех прямоугольников данного периметра P найти тот, у которого диагональ наименьшая.

5.Составить уравнения касательной и нормали к графику функции в точке x x0 , или соответствующей значению параметра t t0 :

1)

y

x16 9

,

x 1 ;

 

 

1 5x2

0

 

 

2)

x t sin t cost,

t0 / 4

 

y sin t t cost,

6. Используя правило Лопиталя, найти пределы:

1) lim

3tg

4x 12tg x

 

;

2) lim

(ctg x)1/ ln x ;

 

 

 

x0

3sin

4x 12sin x

x0

 

3) lim (

1

tg x) ;

 

 

cos x

 

 

 

x / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в папке Матан