- •ВВЕДЕНИЕ
- •§ 1. Матрицы и простейшие операции над ними
- •Операции над матрицами
- •§ 2. Определители, их основные свойства и методы вычисления
- •2.1 Определители второго порядка
- •Свойства определителей второго порядка
- •2.2 Определители третьего порядка
- •2.3 Понятие об определителях высших порядков
- •§ 3. Обратная матрица и ее вычисление
- •4.2 Метод Крамера
- •4.3 Метод Гаусса
- •§ 5. Векторы, линейные операции над векторами
- •Линейные операции над векторами
- •§ 6. Проекция вектора на ось. Теоремы о проекциях
- •§ 7. Линейная зависимость векторов. Базис
- •7.1 Базис на плоскости и в пространстве
- •7.2 Прямоугольный Декартов базис. Декартова система координат
- •7.3 Направляющие косинусы вектора
- •7.4 Радиус-вектор
- •7.5 Условие коллинеарности двух векторов
- •7.6 Простейшие задачи
- •§ 8. Скалярное произведение векторов
- •8.2 Косинус угла между векторами
- •§ 9. Векторное произведение векторов
- •§ 10. Смешанное произведение трех векторов
- •§ 2. Прямая на плоскости
- •2.1 Общее уравнение прямой и его исследование
- •2.4 Уравнение прямой, проходящей через две данные точки
- •2.6 Уравнение прямой в отрезках
- •2.7 Нормальное уравнение прямой
- •2.8 Расстояние от точки до прямой
- •§ 3. Плоскость
- •3.1 Общее уравнение плоскости
- •3.2 Неполные уравнения плоскости
- •3.3 Уравнения плоскости в отрезках
- •3.4 Нормальное уравнение плоскости
- •3.6 Расстояние от точки до плоскости
- •§ 4. Прямая в пространстве
- •4.1 Уравнение линии в пространстве
- •4.2 Векторное уравнение прямой. Параметрические уравнения прямой
- •4.3 Канонические уравнения прямой
- •4.4 Уравнения прямой, проходящей через две точки
- •4.6 Прямая и плоскость в пространстве
- •§ 5. Плоские кривые второго порядка
- •5.1 Окружность
- •5.2 Эллипс
- •5.3 Гипербола
- •5.4 Парабола
- •§ 6. Преобразование системы координат на плоскости
- •6.1 Параллельный перенос осей координат
- •6.2 Поворот осей координат на угол α
- •§ 7. Полярная система координат на плоскости
- •8.1 Сфера
- •8.2 Цилиндрические поверхности
- •8.3 Конические поверхности
- •8.4 Поверхность вращения
- •8.5 Эллипсоид
- •8.6 Гиперболоид
- •8.7 Параболоид
- •Глава III МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
- •§ 1. Логическая символика, множества и операции над ними
- •§ 2. Функции и их классификация
- •Элементарные функции
- •§ 3. Абсолютные величины и соотношения, связанные с ними
- •Свойства модуля действительного числа
- •§ 4. Последовательность. Характер изменения переменных величин
- •§ 5. Понятие о пределе переменной
- •§ 6. Окрестность точки
- •§ 7. Предел функции в точке
- •§ 8. Односторонние пределы функции в точке
- •§ 9. Свойства функций, имеющих предел
- •§ 10. Бесконечно малые и бесконечно большие функции
- •§ 11. Основные теоремы о пределах
- •§ 12. Предел дробно-рациональной функции
- •§ 13. Первый замечательный предел
- •§ 14. Второй замечательный предел
- •§ 15. Сравнение бесконечно малых функций
- •§ 16. Непрерывность функции
- •§ 17. Операции над непрерывными функциями
- •§ 18. Свойства функций, непрерывных на отрезке
- •§ 19. Производная функции одной переменной
- •19.2 Основные свойства производной
- •19.3 Производная сложной функции
- •19.4 Производная обратной функции
- •19.5 Производная функции, заданной параметрическими уравнениями
- •19.6 Геометрический смысл производной
- •19.7 Уравнения касательной и нормали к линии
- •19.8 Дифференцирование элементарных функций
- •19.9 Производная степенно-показательной функции
- •19.10 Дифференцирование неявной функции
- •19.11 Производные высших порядков
- •19.12 Правила Лопиталя
- •19.13 Основные теоремы для дифференцируемых функций
- •19.14 Необходимые и достаточные условия монотонности функции. Экстремумы функции
- •19.15 Наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке
- •19.16 Выпуклость и вогнутость функции
- •19.17 Формула Тейлора
- •§ 20. Дифференциал функции одной переменной
- •20.1 Дифференциал и его геометрический смысл
- •20.2 Свойства дифференциала функции
- •20.3 Дифференциал сложной функции. Свойство инвариантности
- •20.4 Приближенное вычисление с помощью дифференциала
- •20.5 Дифференциалы высших порядков
- •§ 21. Функции многих переменных
- •21.1 Понятие функции нескольких переменных
- •21.2 Непрерывность функции двух переменных
- •21.3 Дифференцирование функции двух переменных
- •21.5 Полный дифференциал функции двух переменных
- •21.6 Приближенное вычисление с помощью полного дифференциала
- •21.7 Производные высших порядков функции двух переменных
- •21.9 Неявная функция. Дифференцирование неявной функции
- •21.10 Градиент функции многих переменных и его свойства
- •21.11 Экстремум функции нескольких переменных
- •ПЕРЕЧЕНЬ КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ
- •КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
- •Вариант 1
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Вариант 2
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Вариант 3
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Вариант 4
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Вариант 5
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Вариант 6
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Вариант 7
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Вариант 8
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Вариант 9
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •Вариант 10
- •Контрольная работа № 1
- •Контрольная работа № 2
- •ПРИЛОЖЕНИЕ
- •Список рекомендуемой литературы
155
10. Найти частные производные дz , |
дz |
функции z = z(x; y) : |
||||||
|
дx |
дy |
|
|
|
|
||
а) |
z = x y2 ; |
|
|
б) |
z = arcctg |
y |
. |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
x |
||
11. а) Найти производную сложной функции |
z = f (ϕ(t);ψ (t)) : |
|||||||
|
f (x; y) = y tg(2x2 − y) , |
ϕ(t) =1 t , ψ (t) = t . |
||||||
б) |
Найти частные производные |
дz |
, |
дz |
сложной функции |
|||
дu |
дv |
|||||||
|
z = f [ϕ(u; v);ψ (u; v)]: |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
f (x; y) = arctg (xy) , ϕ(u; v) = u2v , |
ψ (u; v) = vev . |
12.Дана функция z = x2 + y2 + 2x + y −1 и две точки A( 2; 4) и B(1,98; 3,91) . Требуется:
1)вычислить значение функции в точке B ;
2)вычислить приближенное значение z1′ функции в точке B , исходя из значения z0 функции в точке A и заменив полное приращение функции при переходе от точки A к точке B полным дифференциалом;
3)оценить в процентах относительную погрешность, полученную при
замене приращения функции ее дифференциалом; 4) составить уравнение касательной плоскости к поверхности
z = x2 + y2 + 2x + y −1 в точке C(2; 4; z(2; 4)) .
Вариант 7
Контрольная работа № 1
1. Даны вершины A(7; − 4) , B(3; −7) , C(−2; 5) треугольника. Требуется найти:
1)длину стороны BC ;
2)площадь треугольника ABC ;
3)уравнение стороны BC ;
4)уравнение высоты, проведенной из вершины A ;
5)длину высоты, проведенной из вершины A ;
6)угол B в радианах с точностью до 0,01.
Сделать чертеж.
2. Составить уравнения катетов прямоугольного равнобедренного треугольника, зная уравнение гипотенузы 3x − y + 7 = 0 и координаты вершины
C(3; −2) прямого угла.
––––––––––––––––––––––––––––––––––
© Тимофеев В.А., Тимофеев А.А., 2008
156
3. Даны последовательные вершины параллелограмма: A(0; 0) , B(1; 3) C(7; 1) . Найти угол между его диагоналями показать, что этот параллелограмм является прямоугольником.
4.Составить уравнение линии, каждая точка которой отстоит от точки A(0; 2) вдвое ближе, чем от точки B(0; 6) . Сделать чертеж.
5.Составить уравнение эллипса, симметрично расположенного относительно осей координат, если один из его фокусов совпадает с фокусом параболы
x2 = −12 y , а расстояние одной из его точек до его фокусов равно 4 и 6 . Сделать чертеж.
6. Дано уравнение параболы x2 + 6x +5 y −6 = 0 . Сделать параллельный перенос осей координат так, чтобы в новой системе координат XO1Y уравнение параболы приняло вид x2 = ay или y2 = ax . Построить обе системы координат и параболу.
7. Решить систему линейных алгебраических уравнений:
3x − y + 2z −9 = 0,
2x +3y − z = 0,
2x + 4 y +3z −3 = 0,
а) используя правило Крамера; б) используя матричный метод; в) используя метод Гаусса.
8. |
Даны векторы ar ={1; −2; 3}, b ={4; 7; 2} , c ={6; 4; 2} , dr ={14; 18; 6} в не- |
|||
котором базисе. Показать, что векторы a , |
b , c образуют базис, |
и найти ко- |
||
ординаты вектора dr |
в этом базисе. |
|
|
|
9. |
Даны вершины |
A1 (5;5; 4) , A2 (3;8; 4) , |
A3 (3;5;10) , A4 (5;8; 2) |
пирамиды. |
Требуется найти средствами векторной алгебры:
1)длину ребра A1 A2 ;
2)угол между ребрами A1 A2 и A1 A4 ;
3)площадь грани A1 A2 A3 ;
4)объем пирамиды;
5)уравнение высоты, опущенной из вершины A4 на грань A1 A2 A3 .
157
Контрольная работа № 2
1. Найти указанные пределы (не пользуясь правилом Лопиталя):
а)
в)
д)
lim |
x3 |
+5 |
|
|
; |
|
|
10x + |
5 |
||||
x→∞ 7x3 + |
|
|||||
lim |
|
x2 +1 −1 |
|
; |
||
|
|
|
|
|||
x→0 x2 + |
2 − 2 |
lim [3x(ln(x + 4) −ln x)].
x→∞
2x2 −72 б) lim x2 −7x + 6 ;
x→6
г) lim cos 2x −1 ; x→0 3x sin x
2. Функция y = f (x) задана различными аналитическими выражениями для
различных областей изменения независимой переменной. Найти точки разрыва функции, если они существуют. Построить график функции.
|
4 − x |
2 , x < 0; |
|
|
0 ≤ x ≤ π 4; |
y = cos 2x, |
||
|
|
|
− x, x > π 4. |
3. |
Найти производные |
dy |
: |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
2x −1 |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
а) |
y = |
|
; |
|
|
|
б) |
y = e2 x (3sin 2x −cos 2x) ; |
||||
|
|
x +1 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
в) |
y = (1 + ln sin 2x)2 ; |
г) |
y = (9x2 +1) arctg 3x ; |
|||||||||
|
д) |
e2 y −e−3x + |
y |
|
=1. |
|
|
||||||
|
x |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4. |
Найти |
dy |
и |
d |
2 y |
|
для функции, заданной параметрически: |
||||||
dx |
dx2 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
x = 3t −t3 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y = 3t 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Продифференцировать данные функции, используя правило логарифмического дифференцирования:
а) y = (x3 + 4)tg x ; |
б) y = |
|
5 (x3 −10) |
3 |
. |
|
(x2 |
− 4) 3 (x5 |
|
|
|||
|
|
−7)2 |
|
|
|
|
|
|
|
158 |
|
6. |
Найти указанные пределы, используя правило Лопиталя: |
|||||||
|
а) |
lim e3x −3x −1 |
; |
б) |
lim ((1 − cos x)ctg x). |
|||
|
|
x→0 |
sin 2 5x |
|
|
x→∞ |
|
|
7. |
На линии |
y = 2x3 −3x2 − x + 2 |
найти точку, в которой касательная к этой |
|||||
линии параллельна прямой 4x + 4 y − 7 = 0 . |
|
|
|
|||||
8. |
Исследовать методами дифференциального исчисления и построить гра- |
|||||||
фики функций: |
|
|
|
1 |
|
|||
|
а) |
y = x2 + 1 x3 − |
1 x4 ; |
б) y = ln x − |
x2 . |
|||
|
2 |
|||||||
|
|
|
3 |
4 |
|
|
|
|
9. |
Вычислить приближенно с помощью дифференциала: |
|||||||
|
а) |
y =1 |
2x +1 , |
x =1,58 ; |
б) |
y = x10 , |
x =1,099 . |
10. Найти частные производные
а) |
z = |
x + y |
|
; |
|
x2 + y |
2 |
||||
|
|
|
ддxz , ддyz функции z = z(x; y) :
б) z = arcsin(xy) .
11. а) Найти производную сложной функции |
z = f (ϕ(t);ψ (t)) : |
||||||
f (x; y) = x arcsin |
x |
, |
|
ϕ(t) = t , |
ψ (t) = t 2 +1 . |
||
|
|||||||
|
y |
|
|
|
|
|
|
б) Найти частные производные |
|
дz |
, |
дz |
сложной функции |
||
|
|
дv |
|||||
z = f [ϕ(u; v);ψ (u; v)]: |
|
|
|
дu |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
f (x; y) = yex , ϕ(u; v) = u |
, |
|
ψ (u; v) = u + v . |
||||
v |
|
|
|
|
|
|
|
12.Дана функция z = 3x2 + 2 y2 − xy и две точки A( −1; 3) и B( − 0,98; 2,97) . Требуется:
1)вычислить значение функции в точке B ;
2)вычислить приближенное значение z1′ функции в точке B , исходя из значения z0 функции в точке A и заменив полное приращение функции при переходе от точки A к точке B полным дифференциалом;
3)оценить в процентах относительную погрешность, полученную при
замене приращения функции ее дифференциалом; 4) составить уравнение касательной плоскости к поверхности
z = 3x2 + 2 y2 − xy в точке C(−1; 3; z(−1; 3)) .