
- •Відповідальний за випуск д.Г. Зеленцов, д-р техн. Наук Навчальне видання Методичні вказівки
- •1. Означення функції багатьох змінних
- •2. Частинні похідні
- •3. Повний диференціал функції багатьох змінних
- •4. Похідна складеної функції
- •5. Похідна неявної функції багатьох змінних
- •6. Похідна за напрямом
- •7. Градієнт функції
- •8. Дотична площина та нормаль до поверхні
- •9. Частинні похідні n-го порядку
- •11. Найбільше та найменше значення функції в замкненій області
- •12. Індивідуальні завдання
- •Список літератури
11. Найбільше та найменше значення функції в замкненій області
Функція, неперервна в замкненій області D, обов’язково має найбільше і найменше значення в цій області.
Найбільше і найменше значення неперервної в замкненій області функції досягають у внутрішніх точках області (або на межі області), збігаючись відповідно з максимальним або мінімальним значеннями функції.
Тому для пошуку найбільшого і найменшого значень функції в певній замкненій області треба знайти всі внутрішні критичні точки, обчислити в них значення функції, порівняти їх з найбільшим і найменшим значеннями функції на межі області. Найбільше і найменше з цих значень будуть найбільшим та найменшим значеннями неперервної функції в даній замкненій області.
Приклад
20.
Знайти
найбільше та найменше значення функції
в
області, обмеженій лініями
.
Розв'язок:
.
Для
знаходження стаціонарних точок
прирівняємо до нуля частинні похідні
даної
функції. Одержимо систему рівнянь
Звідси
маємо х=3/5,'
у=0, стаціонарна
точка
належить заданій області
значення функції у ній дорівнює
.
Критичними
точками для заданої функції
є і точки хорди
,
бо в цих точках
.
У всіх точках цієї хорди
.
Дослідимо функцію на межі області, яка складається з частини параболи і хорди тієї ж параболи.
На
параболі, рівняння якої
,
функція
має вигляд
,
тобто
на цій частині межі області
задана
функція дорівнює нулю
.
На
хорді, рівняння якої
,
функція
має вигляд
.
Значення цієї функції
в стаціонарній точці у=;0
і в граничних точках
,
відповідно
дорівнюють
,
,
.
Порівнюючи
всі знайдені значення функції визначимо,
що задана функція має найбільше значення
(досягається
в точці (2;0)) і найменше значення
(досягається на хорді х=1
і
на
частині параболи
).
12. Індивідуальні завдання
Завдання 1
Знайти та побудувати область визначення функції
1. |
|
16. |
|
2. |
|
17. |
|
3. |
|
18. |
|
4. |
|
19. |
|
5. |
|
20. |
|
6. |
|
21. |
|
7. |
|
22. |
|
8. |
|
23. |
|
9. |
|
24. |
|
10. |
|
25. |
|
11. |
|
26. |
|
12. |
|
27. |
|
13. |
|
28. |
|
14. |
|
29. |
|
15. |
|
30. |
|
Завдання 2
Знайти частинні похідні та функцій:
1. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
2. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
3. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
4. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
5. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
6. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
7. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
8. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
9. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
10. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
11. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
12. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
13. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
14. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
15. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
16. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
17. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
18. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
19. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
20. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
21. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
22. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
23. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
24. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
25. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
26. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
27. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
28. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
29. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
|
30. |
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
Завдання 3
З’ясувати, чи задовольняє функція z = f (x; y) даному рівнянню.
1. |
|
|
2. |
|
|
3. |
|
|
4. |
|
|
5. |
|
|
6. |
|
|
7. |
|
|
8. |
|
|
9. |
|
|
10. |
|
|
11. |
|
|
12. |
|
|
13. |
|
|
14. |
|
|
15. |
|
|
16. |
|
|
17. |
|
|
18. |
|
|
19. |
|
|
20. |
|
|
21. |
|
|
22. |
|
|
23. |
|
|
24. |
|
|
25. |
|
|
26. |
|
|
27. |
|
|
28. |
|
|
29. |
|
|
30. |
|
|
Завдання 4
Знайти перші похідні та повний диференціал функції
1. |
|
16. |
|
2. |
|
17. |
|
3. |
|
18. |
|
4. |
|
19. |
|
5. |
|
20. |
|
6. |
|
21. |
|
7. |
|
22. |
|
8. |
|
23. |
|
9. |
|
24. |
|
10. |
|
25. |
|
11. |
|
26. |
|
12. |
|
27. |
|
13. |
|
28. |
|
14. |
|
29. |
|
15. |
|
30. |
|
Завдання 5
Обчислити наближено значення функції z=f(x;y) у заданій точці (x1;y1), якщо використати значення функції у точці (x0;y0).
№ п/п |
z=f(x;y) |
(x1;y1) |
(x0;y0) |
1 |
|
(0.02;2.03) |
(0;2) |
2 |
|
(1.04;1.99) |
(1;2) |
3 |
|
(1.55;0.015) |
( |
4 |
|
(0.97;1.05) |
(1;1) |
5 |
|
(0.95;1.02) |
(1;1) |
6 |
|
(4.05;3.07) |
(4;3) |
7 |
|
(0.09;0.99) |
(0;1) |
8 |
|
(1.02;0.05) |
(1;0) |
9 |
|
(1.02;1.97) |
(1;2) |
10 |
|
(1.04;.2.03) |
(1;2) |
11 |
|
(1.05;0.98) |
(1;1) |
12 |
|
(1.02;0.93) |
(1;1) |
13 |
|
(4.01;2.99) |
(4;3) |
14 |
|
(1.98;3.97) |
(2;4) |
15 |
|
(0.99;1.01) |
(1;1) |
16 |
|
(1.03;2.98) |
(1;3) |
17 |
|
(5.02;4.96) |
(5;5) |
18 |
|
(4.04;1.03) |
(4;1) |
19 |
|
(2.97;2.02) |
(3;2) |
20 |
|
(2.02;1.04) |
(2;1) |
21 |
|
(1.97;3.03) |
(2;3) |
22 |
|
(0.96;1.02) |
(1;1) |
23 |
|
(1.02;0.96) |
(1.1) |
24 |
|
(3.03;2.04) |
(3;2) |
25 |
|
(1.98;0.97) |
(2;1) |
26 |
|
(4.02;0.97) |
(4;1) |
27 |
|
(1.1;0.9) |
(1;1) |
28 |
|
(1.05;2.99) |
(1;3) |
29 |
|
(0.04;0.02) |
(0;0) |
30 |
|
(2.99;4.01) |
(3;4) |
Завдання 6
Знайти частинні похідні функції z, яка задана неявно
1. |
|
16. |
|
2. |
|
17. |
|
3. |
|
18. |
|
4. |
|
19. |
|
5. |
|
20. |
|
6. |
|
21. |
|
7. |
|
22. |
|
8. |
|
23. |
|
9. |
|
24. |
|
10. |
|
25. |
|
11. |
|
26. |
|
12. |
|
27. |
|
13. |
|
28. |
|
14. |
|
29. |
|
15. |
|
30. |
|
Завдання 7
1 |
Дана функція
z=arctg |
2 |
Знайти
і
|
3 |
Знайти
та
якщо z=f(u,v),
де
u=ln(x |
4 |
Знайти повну похідну функції z=xsinvcosw, якщо v=ln(x +1), w=1-x . |
5 |
Знайти
|
6 |
Знайти
,
якщо u=
x
-y
,
де x=e |
7 |
Знайти
|
8 |
Знайти
та
,
якщо z=ln |
9 |
Знайти
|
10 |
Знайти
і
,
якщо z=arctg |
11 |
Знайти
та
,
якщо
z=ln |
12 |
Знайти dz,
якщо z=f(u,v),
де u=sin
,
v= |
13 |
Знайти та , якщо z=f(u,v), де u=ln(x -y ), v=xy . |
14 |
Знайти , , якщо z=arctg , де u=xsiny, v=xcosy. |
15 |
Знайти
,
якщо u= |
16 |
Знайти
|
17 |
Знайти
і
|
18 |
Знайти
та
,
якщо z=f(u,v),
де u=ln(x
+y
),
v=x
y |
19 |
Знайти
і
,
якщо z=
u
ln |
20 |
Знайти
якщо z=arcsin |
21 |
Знайти повну похідну функції z=xsinvcosw, якщо v=ln(x +1), w=-sin x +1-x. |
22 |
Знайти , якщо u=cos , x= lnsint, y=t . |
23 |
Знайти , якщо u= arctg(xy), y=sinx. |
24 |
Знайти , якщо u= x +4xy+ y ,де x=e ,y=sint. |
25 |
Знайти
,
,
якщо z= ln |
26 |
Знайти dz ,якщо z=f(u,v), де u=sin , v= cos . |
27 |
Знайти та , якщо z=f(u,v), де u=ln(x + sin y ), v= x y . |
28 |
Знайти dz якщо x=u+v, y= u +v ,z=u +v . |
29 |
Знайти
,
якщо z=
cos(sin
),
x= sint,
y=(t
+1) |
30 |
Знайти та , якщо z=ctg , де u=xsiny, v=xcosy. |
31 |
Знайти
,
якщо u= |
Завдання 8
Знайти другі похідні:
1. |
а)
|
б)
|
2. |
а)
|
б)
|
3. |
а)
|
б)
|
4. |
а) ; |
б)
|
5. |
а)
|
б)
|
6. |
а)
|
б)
|
7. |
а)
|
б)
|
8. |
а)
|
б)
|
9. |
а)
|
б)
|
10. |
а)
|
б)
|
11. |
а)
|
б)
|
12. |
а)
|
б)
|
13. |
а)
|
б)
|
14. |
а)
|
б)
|
15. |
а)
|
б)
|
16. |
а)
|
б)
|
17. |
а)
|
б)
|
18. |
а)
|
б)
|
19. |
а)
|
б)
|
20. |
а)
|
б)
|
21. |
а)
|
б)
|
22. |
а)
|
б)
|
23. |
а)
|
б)
|
24. |
а)
|
б)
|
25. |
а)
|
б)
|
26. |
а)
|
б)
|
27. |
а)
|
б)
|
28. |
а)
|
б) ; |
29. |
а)
|
б)
|
30. |
а)
|
б)
|
Завдання 9
Для даної поверхні F(x, y, z)=0 записати рівняння дотичної площини і нормалі у точці А.
1. |
|
16. |
|
2. |
|
17. |
|
3. |
|
18. |
|
4. |
|
19. |
|
5. |
|
20. |
|
6. |
|
21. |
|
7. |
|
22. |
|
8. |
|
23. |
|
9. |
|
24. |
|
10. |
|
25. |
|
11. |
|
26. |
|
12. |
|
27. |
|
13. |
|
28. |
|
14. |
|
29. |
|
15. |
|
30. |
|
Завдання 10
Знайти
а) градієнт функції
у
точці А;
б) похідну функції
у точці А за напрямком вектора
.
1. |
|
|
|
2. |
|
|
|
3. |
|
|
|
4. |
|
|
|
5. |
|
|
|
6. |
|
|
|
7. |
|
|
|
8. |
|
|
|
9. |
|
|
|
10. |
|
|
|
11. |
|
|
|
12. |
|
|
|
13. |
|
|
|
14. |
|
|
|
15. |
|
|
|
16. |
|
|
|
17. |
|
|
|
18. |
|
|
|
19. |
|
|
|
20. |
|
|
|
21. |
|
|
|
22. |
|
|
|
23. |
|
|
|
24. |
|
|
|
25. |
|
|
|
26. |
|
|
|
27. |
|
|
|
28. |
|
|
|
29. |
|
|
|
30. |
|
|
|
Завдання 11
Знайти екстремуми функції
1. |
а) б) |
|
|||
2. |
а) б) |
|
|||
3. |
а) б) |
|
|||
4. |
а) б) |
|
|||
5. |
а) б) |
|
|||
6. |
а) б) |
|
|||
7. |
а) б) |
|
|||
8. |
а) б) |
|
|||
9. |
а) б) |
|
|||
10. |
а) б) |
|
|||
11. |
а) б) |
|
|||
12. |
а) б) |
|
|||
13. |
а) б) |
|
|||
14. |
а) б) |
|
|||
15. |
а) б) |
|
|
||
16. |
а) б) |
|
|||
17. |
а) б) |
|
|||
18. |
а) б) |
|
|||
19. |
а) б) |
|
|||
20. |
а) б) |
|
|||
21. |
а) б) |
|
|||
22. |
а) б) |
|
|||
23. |
а) б) |
|
|||
24. |
а) б) |
|
|||
25. |
а) б) |
|
|||
26. |
а) б) |
|
|||
27. |
а) б) |
|
|||
28. |
а) б) |
|
|||
29. |
а) б) |
|
|||
30. |
а) б) |
|
Завдання 12
Знайти найбільше значення функції |
||
1. |
|
у
замкнутому трикутнику, обмеженому
осями координат і прямою
|
2. |
|
в
замкнутому трикутнику, обмеженому
прямими
|
3. |
|
в
квадраті, обмеженому осями координат
і прямими
|
4. |
|
у
замкнутому трикутнику, обмеженому
осями координат і прямою
|
5. |
|
в
прямокутнику з вершинами
|
6. |
|
в
прямокутнику D |
7. |
|
в
замкнутому трикутнику, обмеженому
осями координат і прямою
|
8. |
|
в
замкнутому трикутнику, обмеженому
прямою
|
9. |
|
в колі
|
10. |
|
в колі
|
11. |
|
в
замкнутій області, обмеженій еліпсом
|
12. |
|
в
замкнутій області, обмеженій параболою
|
13. |
|
в
замкнутій області, обмеженій параболою
|
14. |
|
в
замкнутій області, обмеженій еліпсом
|
15. |
|
в
замкнутій області, обмеженій гіперболою
|
Знайти найменше значення функції: |
||
16. |
|
у замкнутому трикутнику, обмеженому осями координат і прямою |
17. |
|
в замкнутому трикутнику, обмеженому прямими |
18. |
|
в квадраті, обмеженому осями координат і прямими |
19. |
|
у замкнутому трикутнику, обмеженому осями координат і прямою |
20. |
|
в прямокутнику з вершинами , , , |
21. |
|
в прямокутнику D |
22. |
|
в замкнутому трикутнику, обмеженому осями координат і прямою |
23. |
|
в замкнутому трикутнику, обмеженому прямою та осями координат |
24. |
|
в колі |
25. |
|
в колі |
26. |
|
в замкнутій області, обмеженій еліпсом |
27. |
|
в замкнутій області, обмеженій параболою та прямою |
28. |
|
в замкнутій області, обмеженій параболою та прямою |
29. |
|
в замкнутій області, обмеженій еліпсом |
30. |
|
в замкнутій області, обмеженій гіперболою та прямою |