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
|
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 = |
2х 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 = 4х |
||||||||
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' = 2х |
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