Файл: Тарасов, Н. П. Курс высшей математики для техникумов учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 209

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

8.

у = (а 2 — * 2 ) 4 .

Отв. dy =

- 8 х (а 2 -

* 2 ) 3

Л ь

 

9.

y = lnVï

х 3 .

Ore. dy = -

^Х

**Х

 

 

 

 

 

 

 

2 (л;3

- 1)*

 

 

 

10. у = (е* +

е - * ) 2 .

Ore. rf// = 2 (е 2 * — е - 2 * )

dx.

 

 

К

§ 71.

 

 

 

 

 

 

 

 

11.

ВЫЧИСЛИТЬ приращение п дифференциал

функции у =

г — х

при

переходе от значения

х = 1 к значению х =

1,01.

 

 

 

Отв. Ау = 0,0302; dy = 0,03.

 

 

 

у=х3

 

 

12. Вычислить приращение и дифференциал

функции

+ 2л:

при переходе от значения х = —1 к значению х =

—0,98.

 

 

 

Отв. Ау = 0,098808; dy = 0,1.

 

 

 

у = х 3

 

13. Вычислить приращение и дифференциал

функции

— Ъх- + 80 при переходе

от значения х = 4

к

значению

х =

4,001.

 

Отв. Ау = 0,008007001; dy = 0,008.

 

 

 

 

 

 

14. Период колебания маятника выражается

формулой

 

где

I — длина маятника

и g — ускорения силы

тяжести. Найти ма­

ксимальную относительную погрешность при вычислении периода Т колебания, обусловленную максимальной погрешностью 67, получае­

мой при измерении длины / маятника.

 

 

 

ОГ

1 6 /

 

 

 

15. Сторона квадрата, измеренная с точностью до 0,1 м, ока­

залась

равной

4,2 м. Каковы

максимальные погрешности — абсо­

лютная и относительная—для

площади квадрата?

 

Отв. 0,84 м 2 ; округленно 4,8%.

 

 

16. Та ж е

задача, что задача 15

для объема

куба со сторо­

ною 4,2 м.

 

 

 

 

Отв. 5,292 M s ; округленно 7,1%.

X

 

 

 

 

 

- при х — 4 2

17.

Найти

приближенное значение

дроби

 

 

 

 

/ х 2 +

9

Ore. 0,8144.

У к а з а н и е . Вычислить сначала дифференциал этой дроби при X = 4 и dx = 0,2. Приближенное значение дроби получим, сложив

еезначение при х = 4 с вычисленным дифференциалом,

18.Найти приближенное значение дроби

 

 

 

 

 

•х+

1

 

 

 

 

 

 

X 2

+

X +

1

 

 

 

при X =

0,3.

 

 

 

 

 

 

 

 

Отв: 0,7.

 

 

 

 

 

 

 

 

19.

Зная, что

l g 200 = 2,30103,

найти

lg 200,4. Сравнить' полу­

ченный

результат

с данными

таблицы. (Модуль |л =

Ig е =

0,43429.)

Отв. lg 200,4 = 2,30190.

Это

значение

совпадает

со значением,

приводимым в пятизначных таблицах.

 

 

 

 

У к а з а н и е . Положим у =

lgх . Тогда

 

 

 

l g (х +

Ах) = у 4- Ау » у + dy =

lg X +

d (lg x) — l g x + ~

lg e dx.

i238


Показать, что при малых по абсолютной величине значениях h имеют место следующие приближенные формулы:

 

20.

e f

t « 1 +

Л.

 

21.

t g A * A ,

 

 

 

22.

arcsin h «

А.

23.

arctg 2А « 2Л.

 

 

 

24.

In (1 +V1Ï)

» V %

 

 

 

 

 

 

 

25.

Доказать,

что при малых по абсолютной величине значе­

ниях а

имеет место следующая приближенная формула:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In (1 +

sin а) «* а.

 

 

 

К

§§ 74, 75.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26.

Найти

кривизну и радиус

кривизны

параболы

у2 =

в

точке

(4; 4) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отв.

 

~

,

'

- 1 0 / 5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 0 / 5

 

 

 

 

 

 

 

 

27. Найти кривизну и радиус кривизны равносторонней гипер­

болы хі/ =

12 в точке (4; 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

125

 

 

 

 

 

 

 

 

0 т

в

-

125

"

 

Ж-

 

 

 

 

 

 

 

 

28.

Найти

радиус

кривизны

кривой

у х1

— 4 х 3 — 1 8 х 2

в точ­

ке

(0;

0).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29.

В

какой

точке

кривая

у =

ех

имеет

наименьший

радиус

кривизны?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о™. (-4, п 2 : иг).

30. В какой точке кривая у = In х имеет наименьший по абсо­ лютному значению радиус кривизны?

31. Показать, что абсолютная величина радиуса кривизны в лю-

 

2

 

2

2

 

 

бой точке (х; у)

кривой х3

+

г / 3 = а 3 в три раза

больше длины

перпендикуляра,

опущенного

из

начала координат на

касательную,

проведенную к кривой в точке

(х; у)

(т. е. в точке,

в

которой рас­

сматривается радиус кривизны).

 

 

 

 



ГЛАВА IX

НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ

§ 77. Отыскание функции по ее производной или дифференциалу? примеры из механики и геометрии. 1. В диф­ ференциальном исчислении мы решили задачу о нахож­ дении мгновенной скорости движения. Именно, исходя из заданного закона движения s = F(t), определяющего из­ менение пути s с течением времени /, мы определили ско­ рость v движения как производную пути s по времени t:

o « = s ' = .F' (t)

(см. § 39). Однако часто приходится решать как раз обратную задачу, т. е. по заданной скорости v = f(t) находить пройденный путь s. Таким образом, здесь тре­

буется

по

заданной

 

скорости

ѵ =

f(t)

восстановить

за­

кон движения

s =

F(t)

или,

другими

словами,

по

за­

данной

функции v =

f(t)

восстановить

ту

функцию s

=

=

F(t),

для которой

v

является

производной.

 

 

 

Так,

например, закон

изменения скорости ѵ

падения

в

пустоте

тяжелой

материальной

точки

в

зависимости

от времени

t выражается

соотношением v = gt. Для

на­

хождения

пути

мы

 

должны

восстановить

функцию

s,

для которой v является производной. Если длина пути

отсчитывается

от

начального момента движения (т. е,

если s =

О при

t =

0),

то, как мы

уже знаем (§

39),

И действительно,

s' =

(-yg*2 ) =gt

и s =

0 при

t = 0.

2. Рассмотрим теперь такую задачу: угловой коэф­

фициент

касательной

к

некоторой

неизвестной

кривой

в любой

ее точке

M (х; у)

определяется

выражением

 

 

 

 

k = 2х;

 

 

 

240


известно, кроме того, что кривая проходит через начало координат. Требуется найти уравнение кривой.

 

Мы знаем,

что если

кривая определяется уравнением

y =

F(x), то

угловой

коэффициент

касательной,

прове­

денной к кривой в точке

с абсциссой х, есть производ­

ная

функция

y' = F'(x).

Таким образом,

по

условию

задачи имеем

F'{x)==2x.

Значит, и здесь нам нужно

восстановить

неизвестную

функцию

f(x)

по ее

задан­

ной производной 2х. Нетрудно сообразить, что искомая

функция

есть

у = х2, так

как

у' =

и, кроме того,

парабола

у =

х2 проходит

через

начало

координат.

3. С точки зрения чисто' математической в обоих рассмотренных примерах задача сводилась к следую­ щему: нам была известна производная f(x) некоторой функции (в первом примере — скорость движения и во втором — угловой коэффициент касательной). По этой заданной производной нужно было восстановить функ­ цию y = F(x), для которой f(x) является производной (в первом примере нужно было восстановить закон дви­ жения, а во втором — уравнение кривой).

Другими словами, в обоих случаях мы должны были

решить задачу, обратную задаче

дифференцирования.

 

На практике отыскания функции F(x)

производят

не

по заданной ее производной f(x),

а по

заданному

ее

дифференциалу f(x)dx.

Нетрудно

видеть,

что это одно

и то же. Действительно,

так

как

 

 

 

dF (x) =

F' {x)

dx,

 

 

то

 

 

 

 

 

 

F'(x)

dx

=

f(x)

dx,

 

 

откуда получается, что

 

 

 

 

 

 

F'(x)

=

f(x).

 

 

Значит опять-таки вопрос по существу сводится к на­ хождению функции F(x), для которой f(x) является производной.

Многие вопросы в науке и технике решаются при по­ мощи действия, обратного дифференцированию. Поэто­ му нам нужно будет обратиться теперь к подробному

рассмотрению

этого действия, называемого

интегриро­

ванием.

 

 

 

 

 

 

§

78.

Неопределенный

интеграл. О п р е д е л е н и е .

Функция

F{x)

называется

первообразной

для

функции

/(*),

если

f(x)

является

производной

для F(x),

или,

241