Файл: Практикум по математическому анализу.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.06.2021

Просмотров: 2484

Скачиваний: 1

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

у=х

2

-2

1,5х+1,5

2

-1,5

2

+5, 

или 

у=(х-1,5)

2

+2,75; 

у-2,75=(х-1,5)

2

Следовательно, вершина параболы лежит в точке (1,5; 2,75) 

3

2

1

0

1

2

3

1

2

3

4

5

6

2. Составить уравнения касательной и нормали к гиперболе 

1

8

y

9

x

2

2

проведенной в точке М(-9;-8). 

Решение 

Уравнение касательной к кривой y=f(x) в точке M(x

0

;y

0

) имеет вид 

y-y

0

=f

(x

0

)

(x-x

0

). 

Уравнение касательной к кривой y=f(x) в точке M(x

0

;y

0

) имеет вид 

y-y

0

=

)

x

(

'

f

1

0

(x-x

0

). 

Найдем 

f

(x

0

), 

используя 

производную 

неявной 

функции. 

Дифференцируем равенство для функции по х. 

.

y

9

x

8

)

x

(

'

f

'

y

,

9

x

8

'

y

y

,

0

8

'

y

y

2

9

x

2

  Подставляя  координаты  точки 

М, получим 

.

1

)

8

(

9

)

9

(

8

)

9

(

'

f

)

x

(

'

f

0

 Следовательно 

у+8=1

(х+9), или у=х+1–уравнение касательной; 

у+8=-1

(х+9), или у=-х-17–уравнение нормали. 

Сделаем чертеж, учитывая, что полуоси гиперболы а=3, 

.

8

,

2

8

b

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

1

2

3

4

5

6

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

1

2

3

4

5

 
Ответ: у=х+1–уравнение касательной; 

х 

у 

М 

М 

х 

у 


background image

у=-х-17–уравнение нормали. 

3. Найти производные данных функций в произвольной точке: 

а) 

x

x

y

5

sin

1

cos

1

2

Воспользуемся правилами и формулами нахождения производной: 

- производная частного 2-х функций 

2

)

(

v

v

u

v

u

v

u

- производная сложной функции 

)

(

))

(

(

)

))

(

(

(

x

u

x

u

f

x

u

f

-формулами 

1

)

(

sin

)

(cos

cos

)

(sin

n

n

x

n

x

x

x

x

x

2

2

2

2

2

2

5

sin

1

5

cos

5

cos

1

5

sin

1

sin

cos

2

5

sin

1

5

sin

1

cos

1

5

sin

1

cos

1

)

5

sin

1

cos

1

(

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

y

б) 

x

arctg

x

x

y

3

2

arcsin

 
Воспользуемся правилами и формулам нахождения производной: 
- производная сложной функции 

)

(

))

(

(

)

))

(

(

(

x

u

x

u

f

x

u

f

- производная суммы 2-х функций  

v

u

v

u

- производная произведения 2-х функций  

 

v

u

v

u

v

u

- формулами  

2

2

1

1

1

1

arcsin

x

arctgx

x

x

 

2

2

9

1

3

4

1

2

2

arcsin

3

2

arcsin

2

arcsin

3

2

arcsin

x

x

x

x

x

arctg

x

x

x

x

x

arctg

x

x

в) 

x

tg

x

y

x

2

5

3

2

sin

Воспользуемся правилами и формулам нахождения производной: 
- производная сложной функции 

)

(

))

(

(

)

))

(

(

(

x

u

x

u

f

x

u

f

-производная суммы 2-х функций  

v

u

v

u

- производная произведения 2-х функций  

 

v

u

v

u

v

u

-  формулами   

a

а

а

х

x

ln

)

(

  ; 

 

x

tgx

2

cos

1

x

x

cos

sin

 

1

x

x


background image

x

x

x

x

tg

x

x

tg

x

у

x

x

2

cos

2

3

2

2

cos

2

5

ln

5

2

5

2

3

3

2

2

sin

3

2

sin

Решите самостоятельно: 

а)

5

4

2

cos

3

x

e

x

х

у

 б) 

x

e

x

x

y

cos

arcsin

 в) 

3

2

4

ln

2

x

x

y

г)

4

2

x

arctg

y

  д) 

1

2

5

sin

3

4

x

x

x

y

 е) 

3

5

3

2

x

x

y

Задания для самосоятельного решения: 
 

1.  Составить уравнения касательной и нормали к 

астроиде

t

sin

2

y

;

t

cos

2

x

3

3

, проведенной в точке, для которой t= 

/4. 

2) Найти производную функции 

а)

2

2

5

2

5

1

х

х

у

 б) 

)

1

(

ln

4

2

4

x

x

y

 в) 

x

tg

x

y

x

3

3

2

Дифференцирование сложной, обратной, 

 показательно-степенной функции 

 
1.Дифференцирование сложной функции.  
2.  Дифференцирование обратной функции. 
2. Логарифмическая производная. 
 

Теоретическая часть: 

Пусть переменная

 у

 есть функция от переменной 

u(y=f(u)),

 а переменная 

u

в свою очередь есть функция от независимой переменной 

х: u=z(x)

. Тогда 

у

называется функцией от функции или сложной функцией 

y=f(z(x)).

Производная  сложной  функции 

y=f(z(x))

  находится  по  правилу: 

'

'

'

x

z

z

f

y

1) 

 

1

/

k

k

x

k

x

2) 

 

x

x

2

1

/

3) 

 

x

x

1

ln

/

4) 

 

a

a

a

x

x

ln

/

5) 

 

x

x

e

e

/

6) 

x

x

cos

sin

/

7) 

x

x

sin

cos

/

8) 

 

x

tgx

2

/

cos

1


background image

9) 

x

ctgx

2

/

sin

1

10) 

2

/

1

1

arcsin

x

x

11) 

2

/

1

1

arccos

x

x

12) 

2

/

1

1

x

arctgx

13) 

2

/

1

1

x

arcctgx

14) 

a

x

x

a

ln

1

log

/

 
 
Практическая часть: 

1. Найти производные 

dx

dy

 функций, заданных в явном виде. 

а) 

.

x

2

x

3

x

7

x

2

y

5

2

3

Предварительно 

запишем 

функцию 

в 

виде, 

удобном 

для 

дифференцирования 

у=2x

3/2

-7x

-1

+3x

2

-2x

-5

, тогда у

=3x

1/2

+7x

-2

+6х+10x

-6

=

.

x

10

х

6

x

7

x

3

6

2

Ответ: 

.

x

10

х

6

x

7

x

3

'

у

6

2

б) у=e

-x

tg(7x

6

). 

y

=( e

-x

)



 tg(7x

6

)+ e

-x

( tg(7x

6

))

=

)'

x

7

(

)

x

7

(

cos

1

e

)

x

7

(

tg

)'

x

(

e

6

6

2

x

6

x

.

)

x

7

(

cos

e

x

42

)

x

7

(

tg

e

6

2

x

5

6

x

Ответ: 

.

)

x

7

(

cos

e

x

42

)

x

7

(

tg

e

'

y

6

2

x

5

6

x

в) y=arctg

2

(5x)

ln(x-4). 

y

=(arctg

2

(5x))



ln(x-4)+ arctg

2

(5x)

( ln(x-4))

=2arctg(5x)

( arctg(5x))

 ln(x-4)+arctg

2

(5x)

4

х

1

(x-4)

4

x

)

x

5

(

arctg

)

4

x

ln(

)'

x

5

(

)

x

5

(

1

1

)

x

5

(

arctg

2

2

2

.

4

x

)

x

5

(

arctg

x

25

1

)

4

x

ln(

)

x

5

(

arctg

10

2

2


background image

Ответ: 

.

4

x

)

x

5

(

arctg

x

25

1

)

4

x

ln(

)

x

5

(

arctg

10

'

y

2

2

г)  

x

tg

x

cos

x

tgx

)

4

x

(

5

3

x

tg

)'

tgx

(

x

tgx

)'

x

(

)

4

x

(

5

3

'

y

.

tgx

x

)

4

x

(

tgx

x

)

4

x

(

y

2

2

5

/

2

2

1

5

3

5

3

5

3

.

x

sin

x

x

cos

x

sin

)

4

x

(

5

3

x

cos

x

tg

x

x

cos

tgx

)

4

x

(

5

3

2

5

2

2

2

2

5

2

Ответ: 

.

x

sin

x

x

cos

x

sin

)

4

x

(

5

3

'

y

2

5

2

д) 

)).

e

x

(

(cos

sin

y

x

3

2

3

))'

e

x

(

(sin(cos

))

e

x

(

(cos

sin

3

'

y

x

3

2

x

3

2

2

)'

e

x

(

))

e

x

sin(

(

)

e

x

cos(

))

e

x

(

cos(cos

))

e

x

(

(cos

sin

6

))'

e

x

(cos(

)

e

x

cos(

2

))

e

x

(

cos(cos

))

e

x

(

(cos

sin

3

))'

e

x

(

(cos

))

e

x

(

cos(cos

))

e

x

(

(cos

sin

3

x

3

x

3

x

3

x

3

2

x

3

2

2

x

3

x

3

x

3

2

x

3

2

2

x

3

2

x

3

2

x

3

2

2

).

3

xe

e

(

)

e

x

sin(

)

e

x

cos(

))

e

x

(

cos(cos

))

e

x

(

(cos

sin

6

x

3

x

3

x

3

x

3

x

3

2

x

3

2

2

Ответ:  

).

1

x

3

(

e

)

e

x

sin(

)

e

x

cos(

))

e

x

(

cos(cos

))

e

x

(

(cos

sin

6

'

y

x

3

x

3

x

3

x

3

2

x

3

2

2

 Применим метод логарифмического дифференцирования.  
Прологарифмируем обе части. 

lny=cosx

ln(tgx). 

Продифференцируем обе части по х