Файл: Контрольная работа по высшей математике 4 Вариант 3 Специальность 220400 21. 04. 2003 2002г. 1.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 15
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования РФ
Томский Государственный университет
систем управления и радиоэлектроники
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
ПО ВЫСШЕЙ математике № 4
Вариант № 4.3
Специальность 220400
21.04.2003
2002г.
1. Найти производные от данных функций:
Решение:
2. Дана функция . Найти:
-
координаты вектора gradu в точке А(-1,3,2); -
в точке А в направлении вектора а{2,-6,-3}.
Решение: Найдем gradu(A)
Находим орт вектора а:
По формуле находим
3. Дана функция . Найти . Вычислить
.
Решение:
4. Доказать, что функция удовлетворяет уравнению .
Решение: Функцию z(x,y) перепишем в виде . Применяя формулы, найдем
Подставим в данное уравнение
Мы доказали, что функция удовлетворяет уравнению .
5. Найти , если . Вычислить , если .
Решение:
При вторая производная равна:
6. Функция z=z(x,y) задана неявно уравнением
.
Вычислить: а) ; б) .
Решение: Применяя формулы, находим:
7. На графике функции y=ln2x взята точка A. Касательная к графику в точке A
наклонена к оси
OX под углом, тангенс которого равен . Найти абсциссу
точки A.
Решение: у’(x)=тангенсу угла наклона к оси OX касательной к графику функции в точке x. Отсюда:
8. Найти dy, если . Вычислить значение dy, если .
Решение:
9. Дана функция z=x2+3xy-6y и точки М0(4;1) и М1(3,96;1,03). Вычислить zиdz при переходе из точки М0 в точку М1(ответы округлять до сотых).
Решение: Находим z
10. Дана функция . Найти ее наибольшее и наименьшее значения на отрезке [0;6].
Решение: Находим критические точки данной функции, приравнивая нулю ее производную.
В точке x1=6 производная равна нулю, в точках x2 =2 и x3=8 производная не существует. Точка x2 =2 является внутренней отрезка [6,0]. Точки x1 =6 и x4=0 являются граничными. Вычисляем значение функции во всех этих точках:
y(x1)=y(6)=3
y(x2)=y(2)=-1
y(x4)=y(0)=3
Видим, что наименьшее значение m=-1, оно достигается в точке x2 =2 , а наибольшее значение – М=3. Оно достигается в граничных точках x1=6 и x4=0.
11. Дана функция z=3x2-3xy+y2+4. Найти ее наибольшее и наименьшее значения на замкнутом множестве, ограниченном прямыми x=-1, y=-1, x+y=1.
Решение: Находим стационарные точки из системы:
Получаем единственную точку М1 (0,0). Она лежит внутри данного замкнутого множества.
Точки А(-1,-1); В(-1,2); С(2,-1) – точки пересечения прямых x=-1, y=-1, x+y=1. Вычислим значение функции z(x,y) в этих точках.
Z(-1,-1)=5;
Z(-1,2)=17;
Z(2,-1)=23.
На прямой x+y=1 имеем
Z(x,y)=z(x,1-x)=3x2-3x(1-x)+(1-x)2+4=7x2-5x+5=0
Получили функцию от одного аргумента z1(x)= 7x2-5x+5. Ищем ее критические точки на [-1,2]:
При x=-1 и x=2 приходим к точкам В(-1,2); С(2,-1).
На участке границы x=-1, получаем
Получили функцию z2(y)=y2+3y+7. Ищем ее наибольшее и наименьшее значение на [-1,2]
При y=-1 и y=2 получаем уже учтенные точки А(-1,-1); В(-1,2).
На участке границы y=-1, получаем
Ищем ее наибольшее и наименьшее значение на [-1,2]
При x=-1 и x=2 получаем уже учтенные точки А(-1,-1); С(2,-1).
Мы нашли следующие значения функции:
Сравнивая их, видим, что наибольшее значение функции в данной области равно 23, оно достигается в точке С(2,-1), а наименьшее равно 4, оно достигается в точке М1 (0,0).
12. Провести полное исследование функции и начертить ее график.
Решение:
-
функция определена на всей числовой оси, кроме точки x=-2, т.е. ее область определения . Область значений – вся числовая ось (-,+). На луче (-,-2) она отрицательна, а на луче (-2,+) – положительна. -
функция общего вида, не является ни четной ни нечетной. -
данная функция не периодична. -
функция непрерывна всюду,как отношение многочлена, кроме точки x=-2, в которой знаменатель обращается в нуль. Так как , то точка x=-2 – точка разрыва второго рода. Прямая x=-2 – двусторонняя вертикальная асимптота. -
Находим наклонные асимптоты y=kx+b: Следовательно, прямая y=x – наклонная двусторонняя асимптота. -
Находим производную: Производная обращается в нуль только в точках x1=0 и x2=-4, в точке x3=-2 производная не существует. На участке (-,-4) производная положительна, следовательно, функция возрастает. На участке (-4,-2) производная отрицательна, следовательно, функция убывает. На участке (-2,0) производная отрицательна – функция убывает, на участке (0,+) производная положительна – функция возрастает. В точке x=-4 имеем максимум . В точке x=0 имеем минимум . -
Находим вторую производную: . Вторая производная меняет знак при переходе через точку x=-2. На луче (-,-2) справедливо y”<0, следовательно, график функции выпуклый вверх, на участке (-2,+) имеем y”>0, следовательно, график функции выпуклый вниз.
Для удобства построения графика полученные данные, а также значения функции в некоторых точках можно занести в таблицы.
-
X
-10
-6
-4
-2.5
-1.5
-1
0
2
6
Y
-10.5
-7
-6
-10.5
6.5
3
2
3
6.5
max
min
x | (-,-4) | (-4,-2) | (-2,0) | (0,+) |
y | возр. | убыв. | убыв. | возр. |
-
x
(-,-2)
(-2,+)
y
Выпукла вверх
Выпукла вниз
Асимптоты x=-2, y=x.
На основании этих данных строим график функции.
y
6.5
3
-10 -6 -4 -1 2 6 x