Файл: Контрольная работа 1 Задание 2. Найти дифференциалы первого и второго порядков функция нескольких переменных а Решение.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 202
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Контрольная работа №1Задание №2.Найти дифференциалы первого и второго порядков функция нескольких переменных.а) Решение:Находим частные производные:При нахождении ∂z/∂x считаем аргумент y постоянным:При нахождении ∂z/∂y считаем аргумент x постоянным:Найдем смешанные частные производные:Для того, чтобы найти ∂2z/∂x∂y дифференцируем ∂z/∂x по у:Ответ: + .Задание№3.Вычислить приближенно (считая ). Вычислить приближенно arctg (
) исходя из значения функции z=arctg(y/x) при x=1,y=1.Значения функции z при x=1,y=1 есть z=arctg(1/1)=π/4≈0,785.найдем приращение функции Δz при Δx=0,02,Δy=-0,03:Δz≈dz=
Δx +
Δy = =
+
=
=
= - 0,025Следовательно, arctg(
)=z+Δz≈0,785-0,025 ≈ 0,76.Ответ: arctg (
) ≈ 0,76.Задание №6.Найтиа) полнуюпроизводную
Тогда величина градиента равна:grad(u)=y·z·i + x·z·j + x·y·kПолный дифференциал функции:dU=y·z·dx + x·z·dy + x·y·dzНайдем градиент в точке А(2;1;1)grad(u)A = (1·1)i + (2·1)j + (2·1)kилиgrad(u)A = ·i + 2·j + 2·kМодуль grad(u) - наибольшая скорость возрастания функции:Направление вектора-градиента задаётся его направляющими косинусами:Найдем производную в точке А по направлению вектора а(2;-4;5).Найти направление вектора - значит найти его направляющие косинусы:Модуль вектора |a| равен:тогда направляющие косинусы:Для вектора a имеем:Если ∂u/∂a > 0, то заданная функция в направлении вектора a возрастает.Если ∂u/∂a < 0, то заданная функция в направлении вектора a убывает.Задание№8.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности Sв точке М. Линеаризовать функцию в точке М.
Для нашей функции:Тогда:В точке М0(1,1,3) значения частных производных:f'x(1;1;3) = ∞f'y(1;1;3) = ∞Пользуясь формулой, получаем уравнение касательной плоскости к поверхности в точке М0:z - 3 = ∞(x - 1) + ∞(y - 1)или0 = 0Запишем уравнения нормали в общем виде:Пользуясь формулой, получаем канонические уравнения нормали к поверхности в точке М0:Задача 2. ВычислитьРешение : = == =( + ) = + 2Ответ: 2.Задача 3. Вычислить.Решение: = dy== -
Ответ: 30,82.Задача 6. Найти площадь фигуры, ограниченной данными линиями.Решение:
) исходя из значения функции z=arctg(y/x) при x=1,y=1.Значения функции z при x=1,y=1 есть z=arctg(1/1)=π/4≈0,785.найдем приращение функции Δz при Δx=0,02,Δy=-0,03:Δz≈dz=
Δx +
Δy = =
+
=
=
= - 0,025Следовательно, arctg(
)=z+Δz≈0,785-0,025 ≈ 0,76.Ответ: arctg (
) ≈ 0,76.Задание №6.Найтиа) полнуюпроизводную
;
а)
Решение:
Находим частные производные:
При нахождении ∂z/∂x считаем аргумент y постоянным:
При нахождении ∂z/∂y считаем аргумент x постоянным:
Полный дифференциал функции.
dz = (y*ex-y*ex*y)dx + (-x*ex*y+ex+ey)dy
Находим вторые частные производные:
Найдем смешанные частные производные:
Для того, чтобы найти ∂2z/∂x∂y дифференцируем ∂z/∂x по у:
+
-
Ответ:
+
-
.
Задание №7.
Найти производную указанной функции в направлении вектора
в точке
и градиент этой функции в точке
.
б)
Решение:
Градиентом функции u = f(x,y,z) называется вектор, координатами которого являются частные производные данной функции, т.е.:
Находим частные производные:
![]()
Тогда величина градиента равна:grad(u)=y·z·i + x·z·j + x·y·kПолный дифференциал функции:dU=y·z·dx + x·z·dy + x·y·dzНайдем градиент в точке А(2;1;1)grad(u)A = (1·1)i + (2·1)j + (2·1)kилиgrad(u)A = ·i + 2·j + 2·kМодуль grad(u) - наибольшая скорость возрастания функции:Направление вектора-градиента задаётся его направляющими косинусами:Найдем производную в точке А по направлению вектора а(2;-4;5).Найти направление вектора - значит найти его направляющие косинусы:Модуль вектора |a| равен:тогда направляющие косинусы:Для вектора a имеем:Если ∂u/∂a > 0, то заданная функция в направлении вектора a возрастает.Если ∂u/∂a < 0, то заданная функция в направлении вектора a убывает.Задание№8.Написать уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности Sв точке М. Линеаризовать функцию в точке М.
Для нашей функции:Тогда:В точке М0(1,1,3) значения частных производных:f'x(1;1;3) = ∞f'y(1;1;3) = ∞Пользуясь формулой, получаем уравнение касательной плоскости к поверхности в точке М0:z - 3 = ∞(x - 1) + ∞(y - 1)или0 = 0Запишем уравнения нормали в общем виде:Пользуясь формулой, получаем канонические уравнения нормали к поверхности в точке М0:Задача 2. ВычислитьРешение : = == =( + ) = + 2Ответ: 2.Задача 3. Вычислить.Решение: = dy== -
Ответ: 30,82.Задача 6. Найти площадь фигуры, ограниченной данными линиями.Решение:
-
Cтроим чертёж :
-
Проводим анализ криволинейной трапеции (фигуры). Принимаем решение, что интегрировать будем по переменной
-
Пределы интегрирования
. -
Определяем точки пересечения графиков функций:
-
Вычислить площадь (определенный интеграл):