
- •Глава 4 дифференциальное исчисление числовых функций многих действительных переменных
- •§1. Частные производные функции многих переменных
- •Определения и обозначения частных производных
- •1.2. Геометрическое значение частных производных функции двух переменных
- •§2. Дифференцируемые функции многих переменных. Полный дифференциал
- •2.1. Дифференцируемые функции многих переменных и их свойства
- •2.2. Полный дифференциал функции многих переменных
- •Последнюю формулу пишут еще в такой форме
- •2.3. Достаточные условия дифференцируемости функции многих переменных
- •§3. Касательная плоскость и нормаль к поверхности. Геометрическое значение полного дифференциала
- •§4. Дифференцирование сложных функций многих переменных. Инвариантность формы полного дифференциала
- •§5. Теорема эйлера для однородных функций
- •§ 6. Приложения дифференциального исчисления функций многих переменных
- •6.1. Производная по заданному направлению
- •6.1.1. Определение производной по заданному направлению
- •6.1.2. Существование и способ вычисления производной по заданному направлению
- •6.2. Исследование пространственных кривых
- •6.2.1. Векторное уравнение пространственной кривой
- •6.2.2. Производная по дуге пространственной кривой
- •6.2.3. Кривизна пространственной кривой
- •6.3. Скалярное поле. Градиент
- •§7. Частные производные высших порядков. Теорема о независимости результата от порядка дифференцирования
- •§ 8. Полные дифференциалы высших порядков для функции многих переменных
- •§ 9. Формула тейлора для функции многих переменных
- •§10. Неявные числовые функции одного действительного переменного
- •10.1. Определение и примеры неявных числовых функций
- •10.2. Условия существования неявной числовой функции с геометрической точки зрения
- •10.3. Теорема о существовании неявной числовой функции.
- •10.4. Теорема о дифференцировании неявной числовой функции.
- •§ 11. Экстремум функции многих переменных
- •11.1. Определения. Необходимые условия существования экстремума.
- •11.2 Достаточные условия экстремума функции двух переменных
- •11.3. Условный экстремум.
- •11.3.1. Необходимые условия для существования условного экстремума
- •11.3.2. Метод неопределенных множителей Лагранжа
- •Упражнения
Упражнения
1. Найти частные производные следующих функций:
а)
,
б)
,
в)
,
г)
,
д)
2. Найти полные дифференциалы следующих функций:
а)
,
б)
.
3.
Заменяя полное приращение функции ее
полным дифференциалом вычислить: а)
,
б) 0,996(1,005)2(1,994)3.
4. В нефтеналивном судне один из его танков имеет форму прямоугольного параллелепипеда. При измерении ребер этого параллелепипеда получены следующие результаты, а = 6 м ± 0,02 м, в = 7 м ± 0,02 м, h = 10 м ± 0,03 м. Найти абсолютную погрешность D и относительную погрешность δ при вычислении объема такого танка.
5. Проверить теорему Эйлера об однородных функциях на примерах:
а)
,
б)
.
6.
Составить уравнение касательной
плоскости и уравнения нормали к
поверхности
в точке M0(1,1,5)
7.
Пользуясь формулами полного
дифференцирования найти полные
дифференциалы следующих функций: а)
,
б)
8. Скалярное поле температур задано функцией
Найти в точке
P0(1,–1,–1)
направление и величину максимальной
скорости возрастания температуры.
9. Доказать формулы:
а)
(с
– постоянное число),
б)
,
в)
.
10.Найти все частные производные второго порядка для функций:
а)
,
б)
,
в)
.
11. Найти
если
и
.
12. Доказать, что
если
,
то
.
13. Найти производные
функций
,
заданных неявно:
а)
,
б)
.
14. Функции заданы неявно уравнениями:
а)
.
Найти
,
если y
(1) = 1.
б)
.
Найти
,
если
.
15. Исследовать на экстремум функцию
(при
).
16. Определить размеры ребер a, b, h танка, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, который при данной полной поверхности S имеет наибольший объем.
17.
На плоскости xOy
расположена система n
материальных точек, массы которых m1,
m2,
…, mn,
а координаты, соответственно,
.
Определить координаты точки P(x,y)
так, чтобы момент инерции
этой системы точек относительно точки
P
был бы наименьшим.
18. Найти условный экстремум функций:
а)
,
если
.
б)
,
если
.