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

Kretov_vse

.pdf
Скачиваний:
121
Добавлен:
23.03.2016
Размер:
3.26 Mб
Скачать
y = ex .

§ 7.1. ирУЛБ‚У‰М‡fl ЩЫМНˆЛЛ

2) y = ln x в точке пересечения с осью Ох;

3)

y =

x3

в точке х= 1;

3

 

 

 

 

 

4)

y = e2 x

в точке пересечения с осью Оу.

Найти производные второго порядка от функций:

1674. y = ex2 .

 

 

1675. y = tgx.

1677. y = arc sin

x

.

1678. y = sin2 x.

2

 

 

 

1676. y = ctgx.

1679. y = cos2 x.

1680. y = 1+ x2 . 1681. y = arctg

1

. 1682. y = ln(2x 3).

 

x

 

Найти производные 3-го порядка от функций:

1683. y = arctg 2x . 1684. y = xex . 1685. y = excosx.

1686. y = x2 sin x. 1687. y = x3 2x. 1688. y = x ln x.

Найти производные n-го порядка от функций:

1689. y = sin x. 1690. y = cosx. 1691. 1692. y = ln x. 1693. y = 3x. 1694. y = xm , где m > 0 — целые.

 

 

 

y = e

x

 

 

 

 

 

1695.

y = sin 3x.

1696.

2

.

1697.

y = ln(1+ x).

1698.

y = 23x.

1699.

y = sin2 x.

 

1700. y = cos2 x.

1701.

y = ln(2 3x).

1702.

y = (4x +1)n .

1703.

y = xcosx.

1704.

y = x3ex .

1705.

y = x2 sin

x

.

1706.

y = x2 ln x.

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

211

ЙО‡‚‡ VII. СЛЩЩВрВМˆЛ‡О¸МУВ ЛТ˜ЛТОВМЛВ ЩЫМНˆЛЛ У‰МУИ МВБ‡‚ЛТЛПУИ ФВрВПВММУИ

Найти yx ' , если:

1707. x

2

+ y

2

= a

2

. 1708. y

2

= 2 px.

1709.

x2

+

y2

=1.

 

 

 

 

 

 

 

 

a2

b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1710.

 

x2

y2

 

=1.

 

 

1711. ctgy = xy.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2

b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1712. ex sin y eycosx = 0.

 

1713. exy x2 + y3 = 0.

 

 

 

 

1714. arctg

y

 

=

1

 

ln(x2

+ y2 ).

1715. arctgy = x + y.

 

 

 

 

 

x

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1716. x2

=

 

 

y x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + 2 y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти

dy

и

 

d 2 y

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

dx2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = a cost

 

 

 

x = t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = e

 

 

1717.

 

 

 

 

 

sin t.

 

1718.

y = t

3

t.

 

1719.

 

= e3t .

 

y = b

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = a(t sin t)

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

t

 

 

 

x = t

 

 

 

1722.

x

= a cos

1720.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1721.

 

 

 

 

 

 

 

= a

sin3 t.

 

y = a(1cost).

 

y = t

3 +t.

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(t +1)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

3

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1723.

 

 

 

t(1t)

 

 

1724.

 

 

t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y =

 

 

 

 

 

 

.

 

 

y =

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(t +1)

2

 

 

 

t

3

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

212

§ 7.2. СЛЩЩВрВМˆЛ‡О ЩЫМНˆЛЛ

§ 7.2. СЛЩЩВрВМˆЛ‡О ЩЫМНˆЛЛ

Определение 1. Дифференциалом функции y = f(x) называется произведение ее производной на приращение независимой переменной:

dy = f '(x) x .

(7.2.1)

В частности, при f (x) = x получаем:

 

x =1x; dx = ∆x ,

(7.2.2)

то есть дифференциал независимой переменной равен приращению этой переменной.

Формулу (7.2.1) можно, следовательно, написать так:

dy = f '(x)dx ,

(7.2.3)

откуда

 

f '(x) = dy .

(7.2.4)

dx

 

Дифференциал функции y = f(x) равен приращению LN ординаты касательной ML, проведенной к графику этой функции в точке M, когда аргумент получает приращение ∆х(рис. 7.1, а, б).

а

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7.1

213

ЙО‡‚‡ VII. СЛЩЩВрВМˆЛ‡О¸МУВ ЛТ˜ЛТОВМЛВ ЩЫМНˆЛЛ У‰МУИ МВБ‡‚ЛТЛПУИ ФВрВПВММУИ

Из определения производной и дифференциала следует, что y = dy +εx , где ε →0, когда x →0, то есть дифференциал функции отличается от приращения на бесконечно малую высшего порядка по сравнению с чем x = dx.

При малых ∆х справедлива приближенная формула f (x + ∆x) f (x) f '(x)x

или

f (x + ∆x) f '(x)x + f (x).

(7.2.5)

Если u, v, w — дифференцируемые функции от х, а с — постоянная, то верны следующие свойства дифференциалов:

dc = 0 ;

d (u + c) = du ;

d (u v + w) = du dv + dw ;

d (cu) = cdu ;

(7.2.6)

d (uv) = udv + vdu ;

 

u

vdu udv

 

 

 

 

 

 

d

 

=

 

 

;

 

 

 

 

 

 

v

2

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

df (u) = f '(u)du ; u =ϕ(x) .

 

 

 

 

 

 

бДСДзаь

 

 

 

 

 

 

Найти дифференциалы функций:

 

 

 

 

 

 

1725. y = x3 +3x2 +3x. 1726. y = 1 x5

+ x4

+ 2x3 + 2x2 + x.

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

1727. y = (ax2 b)2 . 1728. y = (ax +b)3.

1729. y =

 

 

1

.

1

+ x

 

 

 

 

 

 

 

 

214

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 7.2. СЛЩЩВрВМˆЛ‡О ЩЫМНˆЛЛ

1730. y =

x2 1

.

1731. y = sin2 2x.

1732. y = tg2 2x.

 

 

x2

 

 

1733. y = 9 x2 .

1734. y = x3 +6x2 .

1735. y = acos3x .

1736. y = esin 4 x .

1737. y = ln(x2 + a2 ).

1738. y = ln2 x.

1739. r =ϕ sinϕ.

1740. r =ϕcosϕ sin ϕ. 1741. s = acos3t.

1742. s = b sin3 t.

1743. y = x2 , x = 2t t2 .

1744. y = x3 , x = t2 1.

1745. Дана функция y = x4 + 4x. Найти ∆у и dy, сравнить

их между собой, если: 1) х= 1, ∆х= 1; 2) х= 1, ∆х= 0,1.

1746. Вычислить приближенное приращение функции y = x2 + 2x +3, когда х изменяется от 2 до 1,98.

1747. Сторона квадрата х= 10 см. На сколько приближенно увеличится площадь этого квадрата, если сторона удлинится на 2 мм?

1748. Заменив приращение функции дифференциалом,

приближенно найти: 1) sin 31º; 2) arc tg 1,05; 3) e0,2; 4) ln 1,01.

Найти дифференциалы функций:

 

 

 

 

 

 

1749. y = xn . 1750. y = tgx.

1751. y = sin3 2x.

1752. y = ln x.

1753. y =| x | .

1754. y = ln(sin x).

1755. y = arc sin

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1756. y = e

 

.

1757. y = 2x2 .

 

 

 

 

 

 

cosx

 

 

 

 

 

 

1758. y = x2 . Найти приближенно ∆у, если х= 2 и ∆х= 0,01.

1759. Вывести приближенную формулу

a2 + h a +

h

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2a

Найти приближенно 101,

1, 04,

41, 3 9,

5 33.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

215

ЙО‡‚‡ VII. СЛЩЩВрВМˆЛ‡О¸МУВ ЛТ˜ЛТОВМЛВ ЩЫМНˆЛЛ У‰МУИ МВБ‡‚ЛТЛПУИ ФВрВПВММУИ

Найти дифференциал функции:

1760. y = arctg

x.

1761. y = (x3 x)tgx.

1762. y = x2 ln x.

1763. y =

x 2

.

 

1764. y = 2cosx.

 

 

1765. y = ln3 sin x.

 

 

 

 

 

x2 +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1766. f (x) = 3 x5 1.

1767. s(t) =

 

 

 

t

.

1768. y =

1

 

.

 

 

t

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xm

1769. y =

x

.

 

1770. y = arc sin

x

.

1771. y = arctg

x

.

1x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

a

1772. y = ex2 .

 

 

1773. y = x ln x x.

 

1774. y = ln

1

x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

+ x

1775. s = arctg et .

Найти дифференциалы следующих функций, заданных неявно:

 

 

 

x

 

1776. (x + y)2 (2x + y)3 =1.

1777. y = e y .

1778. ln x2 + y2 = arctg

y

.

1779. y3 y = 6x2 .

 

 

x

 

 

 

1780. Вычислить d2y, если y = cos 5x.

1781. u = 1x2 , найти d 2u.

1782. y = arccosx, найти d 2 y.

1783. y = sin x ln x, найти d 2 y.

1784. z = lnxx , найти d 2 z.

1785. z = x2ex , найти d 3 z.

216

§ 7.2. СЛЩЩВрВМˆЛ‡О ЩЫМНˆЛЛ

1786.

z =

 

x4

, найти d 4 z.

 

2

x

 

 

 

 

 

 

1787.

u = 3sin(2x +5), найти d nu.

 

Вычислить приближенно:

 

 

1788. sin 29º.

 

1789. (0,99)4.

1790. ln 1,0.

1791. 24.

1792. tg 44º.

 

1793. (1,02)5.

1794. cos 61º.

1795. 3 26.

1796. lg 0,9.

 

1797. 4 17.

1798. arc sin 0,54.

1799. tg 45º3′20″.

 

 

1800. Вывести приближенную

формулу

3 x + ax

3 x +

ax

. Найти приближенно 3 10, 3 70, 3 200.

 

 

 

 

33 x

 

 

 

 

§ 7.3. нВУрВП˚ У ТрВ‰МВП

 

Теорема ( Ролля) . Если

f (a) = f (b) и

функция

f (x) непрерывна на отрезке [a,b]

и дифференцируемая в

каждой внутренней точке этого отрезка, то найдется такая внутренняя точка с отрезка [a,b], в которой f '(c) = 0 .

Теорема ( Лагранжа) . Если функция f (x) непрерывна на отрезке [a,b] и дифференцируемая в каждой внут-

ренней точке этого отрезка, тогда найдется такая внутренняя точка с этого отрезка, в которой f (b) f (a) = f '(c)(b a) .

Теорема ( Коши). Если функции f (x) и ϕ(x) непрерывны на отрезке [a,b] и дифференцируемы в каждой внутренней точке этого отрезка, причем ϕ '(x) 0 (a<x<b), то су-

ществует такая точка с (a<с<b), что

f (b) f (a)

=

f '(c)

.

ϕ(b) ϕ(a)

 

 

 

ϕ '(c)

 

 

 

217

ЙО‡‚‡ VII. СЛЩЩВрВМˆЛ‡О¸МУВ ЛТ˜ЛТОВМЛВ ЩЫМНˆЛЛ У‰МУИ МВБ‡‚ЛТЛПУИ ФВрВПВММУИ

 

 

 

 

 

 

 

бДСДзаь

 

 

 

 

 

 

1801.

Проверить справедливость теоремы Ролля для функ-

ции f (x) на данном отрезке,

найти соответствующее значе-

ние с (если оно существует):

 

 

 

 

 

 

 

а)

f (x) =| x | 2,

[2;2];

б)

f (x) = −x2 +4x 3, [0;4];

 

f (x) = cosx,

 

π

 

3

 

 

f (x) =

5

x

2

, [1;1].

в)

 

 

;

 

π ;

г)

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1802.

Проверить

 

справедливость

теоремы Лагранжа для

функции

f (x)

на данном отрезке,

найти соответствующее

значение с (если оно существует):

а) f (x) = e

x

, [0;1];

б) f (x) =

1

,

 

1

;

1

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

x

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) f (x) =| x 1|, [0;3];

г) f (x) = 2 3

x2 ,

[1;1];

 

д) f (x) = 4x3 5x2 + x 2,

[0;2].

 

 

 

 

 

 

 

 

1803. Найти точку

М,

в которой

касательная

к кривой

y = f (x) параллельна хорде, соединяющей точки A и B:

а) y = x2 4x, A(1; 3), B(5;5) ; б) y = ln x, A(1;0),

B(e;1) .

1804. Проверить, выполняется ли теорема Ролля для функции f (x) на заданном отрезке, найти значение с (если оно

существует):

[1;3];

 

 

 

 

 

f (x) = x3 16x, [4;4];

а)

f (x) = x2 ,

 

 

 

 

б)

 

f (x) = sin

1

 

 

4

 

4

 

 

f (x) = x [x], [3; 1].

в)

 

,

 

;

 

 

; г)

x

π

π

 

 

 

 

 

 

 

 

218

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 7.3. нВУрВП˚ У ТрВ‰МВП

1805. Проверить справедливость теоремы Лагранжа для

функции

f (x)

на данном отрезке,

найти соответствующее

значение с (если оно существует):

 

а) f (x) = x3 , [3;0];

б)

f (x) = 3

x, [2;1];

 

 

 

2

 

 

 

 

в) f (x) = ln x, e;e

 

.

 

 

 

1806.

Найти

точку

М,

в которой касательная к кривой

y = f (x)

параллельна хорде AB, если:

а) y = x, A(1;1), B(4; 2) ;

б) y = −x2 + x, A(0;0), B(2; 2) .

§ 7.4. ир‡‚ЛОУ гУФЛЪ‡Оfl

Первое правило. Пусть функции f(x) и g(x) дифференцируемы в некоторой окрестности точки х0, кроме, быть может, самой этой точки и g '(x) 0 для всех х из рассматриваемой

окрестности, x x0 .

Тогда

если

lim f (x) = lim g(x) = 0 и

 

 

 

 

 

xx0

xx0

существует lim

f '(x)

, то существует и lim

f (x)

, причем

g '(x)

 

xx0

 

 

 

 

xx0

g(x)

 

lim

f (x)

= lim

 

f '(x)

.

(7.4.1)

 

g(x)

 

 

 

xx0

xx0

 

g '(x)

 

 

Второе правило. Если при перечисленных выше условиях

lim

xx0

вует

f (x)

lim

xx0

= lim g(x) = ∞ и существует lim

xx0

 

 

xx0

f (x)

, причем

 

 

 

 

g(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

f (x)

= lim

f '(x)

.

 

g(x)

 

 

xx0

xx0

g '(x)

f '(x) , то сущест- g '(x)

(7.4.2)

219

ЙО‡‚‡ VII. СЛЩЩВрВМˆЛ‡О¸МУВ ЛТ˜ЛТОВМЛВ ЩЫМНˆЛЛ У‰МУИ МВБ‡‚ЛТЛПУИ ФВрВПВММУИ

Если отношение gf '('(xx)) в свою очередь представляет со-

бой неопределенность типа

0

или

, то правила Лопиталя

0

 

 

 

можно применять второй раз при выполнении соответствую-

щих ограничений на функции

f '(x)

и g '(x) .

 

 

 

 

 

 

 

 

бДСДзаь

 

 

 

 

 

Найти пределы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1807.

lim sin 7x .

1808.

lim 3x sin 3x . 1809. lim tgx sin x .

 

xπ

tg5x

 

 

x0

x3

 

 

 

 

 

x0

x sin x

1810.

lim

tgx 1

.

1811. lim

tgx 1+ cos3x

.

 

 

 

 

 

 

 

π

sin 4x

 

 

x0

e

x

e

x

 

 

 

x4

 

 

 

 

 

 

 

 

1812.

lim

ex ex

2x

.

1813. lim

x arstgx

.

 

sin x x

 

x3

 

 

x0

 

 

x0

 

 

 

 

1814.

1817.

1820.

1822.

1825.

lim

12sin x

.

1815. lim

x5

 

cos3x

 

xπ

 

 

x→+∞ e3x

6

 

 

 

 

 

 

lim

 

ln x

.

1818. lim x ln x.

 

 

x→+∞

e2 x

 

x0+

 

. 1816.

lim

ln x

.

 

 

 

x→+∞

x

1819. lim

2x +1

.

 

x

→∞ x +sin x

 

 

3x + 2sin

x

 

 

 

 

 

lim tgx ln x.

1821. lim

2

.

 

x0+

x→∞

x +1

lim ln x ln(x 1).

x1+

lim log2 (1+ x) . x→+∞ log3 (1+ 2x)

1823. lim xx .

1824.

lim xsin x .

x0+

 

 

 

x0+

 

1

 

 

 

 

 

1826. lim (x +3)e

x

 

x .

x→∞

 

 

 

 

220

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]