Файл: Методическое пособие по высшей математике.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 17

Скачиваний: 0

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

:

2-

.

6 .

1, 2, 3;

4,5,6.

1.,

.

2.,

,

, .

3..

.

. ,

.

.

4.( , )

.

.

. (

)

, .

, .

:

1.. “ ” – .: (

).

2.. “ ” – .:

), .1, 2.

3.. “ ” – .: (

).

4.. “ ” – .:

( ).

5.. “

” – .: ( ).

.

4, 5, 6.

4.

:

1..

2..

3..

:

1.. .

2..

3..

4..

5..

6..

7..

8..

9..

10..

.

1.

z = 3x 4 − 7 y 5 + 2x3 y 4 + 9 .

:

.

, , .

z′ “ y ” .

x

,

:

z′ = 12x3 + 6x 2 y 4 .

x

zy . “ x ” , :

z′ = −35 y 4 + 8x3 y 3 .

y

, :

z′′2

= 36x 2 + 12xy 4 ;

 

z′′

= 24x 2 y3 ;

z′′2

= −140 y 3 + 24x3 y 2 .

x

 

 

 

xy

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. z = 2x 2

xy + 3y 2

− 2x − 11y + 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

z = f (x, y ( ,

) :

 

 

1) z = f (x, y

z

= 0; z′ = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, ,

. M 0 (x0 ,

y0 .

 

 

 

 

 

z = f (x, y

 

2)

 

 

 

M 0 (x0 ,

y0 .

 

 

 

 

 

 

 

A = z′′2

(x

0

, y

0

; ) B = z′′ x

0

, y( ;

C

= )z′′2

x

0

,

y

0

.

 

x

 

 

xy

 

0

 

y

 

 

 

 


3) D = AC - B 2 .

D > 0 , z = f (x, y M 0 (x0 , y0 A < 0

A > 0 .

D < 0 , M 0 (x0 , y0 .

D = 0 ,

.

.

:

z¢x = 4x - y - 2; z¢y = -x + 6 y -11.

. :

ì4x - y - 2 = 0,

í

î- x + 6 y -11 = 0

x = 1; y = 2 . , M (1, 2 - .

M (1, 2 .

A = z¢¢2

(1; 2 )= 4; B = z¢¢

1; 2 =( -1; ) C = z¢¢2 1; 2 = 6 .

 

 

x

 

 

xy

 

 

y

 

 

 

 

:

 

 

 

 

D = AC - B 2 = 23 .

 

 

 

 

 

M (1, 2 .

 

D > 0

A > 0 , ,

 

zmin = z(1, 2 = -11.

 

 

 

 

3.

 

U (x, y

 

 

 

 

 

 

 

 

du = (4 + xy 2 dx +) x 2 y + 2(y dy .

 

 

 

 

 

P(x,

y dx)

+ Q x, y(

:

 

 

 

dy du

 

 

 

 

 

 

¢

(x, y =)

¢

x, (y .

U (x, y , Py

Qx

,

du = P(x, y dx)

+ Q x, y(

dy - U (x, y .

:

 

 

 

 

 

 

U x¢ (x, y =) P x,(y

 

 

 

 

 

 

y ” :

 

 

 

 

¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

òU x (x, y dx) = òP x, y( dx +j) y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U (x, y

=)

òP x, (y dx +)j y ,

 

 

 

 

(1)

j(y

- “ y ”.

 

 

 

j(y

 

 

 

 

 

( P(x, y dx) +j y (¢y =) Q(x, y )

 

 

 

 

ò

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(òP(x, y dx) ¢y +j¢y =)Q(x, y )

 

 

 

 

y = Q(x, y -) (òP x, (y dx ¢y)

)

 

 

 

 

j(y (1).

 

:

 

 

 

 

 

 

P(x, y =) 4 + xy 2 ; Q x, y = x 2 y + 2 y .

 

 

 

Py¢ = 2xy;

Q¢x = 2xy. Py¢ = Q¢x . ,

 

 

 


du = (4 + xy 2 dx +) x 2 y + 2(y dy - U (x, y . :

U x¢ = 4 + xy 2 ; U (x, y = ò(4 + xy 2 dx + j(y ;

U (x, y =) 4x + 1 x 2 y 2 + j(y ). 2

æ

 

1

 

2

 

2

 

ö

¢

 

2

 

 

 

U ¢y = ç4x +

 

x

 

y

 

+j(y )÷

 

= x

 

y +j¢y ; U ¢y

= Q(x, y

)

2

 

 

 

 

è

 

 

 

 

 

 

øy

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

j(y = y 2 + c , c - .

x 2 y + j¢y

= x 2 y + 2 y; y

= 2 y;

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U (x, y =) 4x +

1

x 2 y 2 + y 2 + c .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

ò(2xy + y dx + (3x 2

-1 dy ,

L y = 3x 2 + x ,

L

M1 (1; 4 M 2 (2; 4 .

:

. ,

.

:

y = 3x 2 + x - .

x

dy = (6x +1 dx ;

 

M1 (1, 4 M 2 (2, 4 “ x

x1

= 1 x2

= 2 .

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ò(2xy + y dx)+ (3x 2 -1 dy =) ò2 [2x 3x 2 + x +( 3x 2 + x - 3)x 2 -( 1 (6x +1 ]dx)) = (

)

L

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

 

2

 

æ

4

8

 

3

 

5

 

2

ö

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ò(24x

 

+ 8x

 

- 5x -1 dx 6x

 

+)

 

x

 

-

 

x

 

- x ÷

 

1

= 90

 

.

 

 

 

 

 

 

2

 

6

 

1

 

 

 

 

è

 

3

 

 

 

 

 

ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

2 x−1

 

 

 

 

 

 

 

5. òòdxdy = òdx

 

òdy .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

1

 

( x−1 2)+1

 

 

 

D ; 2)

:

1)

 

XOY

; 3) D

.

:

1) “ x ” 1 3 – ,

D x = 1 x = 3 .

y ” ,

D y = (x -1 2 +1 y = 2x -1 .

:

ìy = (x -1 2 +1

í

î y = 2x -1


, D .

A(1; 1 B(3; 5 . [1; 3 , D . y

B

1 A

1 3

x

2) .

y ” : 1 ( ) 5

).

x ”.

 

 

 

y = 2x -1 x =

1

(y +1 )- .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

+1 - (x > 0 .

 

 

 

y = (x -1 2 +1 x =

 

 

 

y -1

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y−1+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2 x

1

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

òòdxdy = òdx

òdy = òdy

 

 

òdx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

1

 

(x−1 2)+1

1

 

 

 

1

( y+1 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) D :

 

 

3

 

 

 

2 x−1

 

 

3

 

 

 

 

2x -1

 

3

[2x -1 - (x -1 2)-1 dx =

3

[- x 2 + 4]x - 3 dx =

]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S =

ò

dx

 

dy =

ò

dxy

 

=

ò

ò

 

 

 

 

ò2

 

 

 

 

 

(x -

1 2)+

1

 

 

 

 

 

 

 

æ

1

x

3

 

( x−1

)+1

 

1

ö

 

3

 

4

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ç

 

 

 

+ 2x

 

 

÷

 

 

=

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ç-

3

 

 

- 3x ÷

 

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è

 

 

 

 

 

 

 

ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

y−1+1

 

 

5

 

 

 

 

y -1 +1 5

é

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1 ù

 

 

5

æ

 

 

 

 

1

 

1

ö

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S = òdy

òdx = òdyx

1

 

 

 

 

= òê

y

-1 +1 -

 

y -

 

 

údy = òç

 

 

y -1 -

 

y +

 

÷dy =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

( y+1)

 

 

 

1

 

 

 

 

(y +1 )

1

ë

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2 û

 

 

1

è

 

 

 

 

2

 

2

ø

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

ö

 

æ

2

 

 

 

25

 

5

ö

 

æ

 

 

 

1

 

1

ö

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(y

 

3

)-

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

= ç

 

 

-1

 

 

y

 

+

 

y ÷

 

=

ç

 

 

* 8

-

 

 

 

+

 

÷

- ç

0

-

 

 

+

 

÷

=

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

4

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

è

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ø

 

1

è

 

 

 

4 2

ø è

 

 

 

4 2

ø

 

 

 

 

 

 

 


5.

:

.

2..

3..

4..

I. .

,

: 1) :

 

f1 (x )f 2 y(

dx) +j1 x j(2

y) dy = 0 y¢ = f1 (x )f2 y( .

 

 

 

) f1 (x )f 2 y( dx) +j1 x j(2 y) dy = 0 .

 

: .

 

f1 (x )f 2 y( dx) + j1 x j(2 y) dy = 0

 

: f2 (y )j1 x( Þ

 

 

 

 

f1 (x )

dx +

j2 (y

dy = 0

Þ ò

 

f1 (

 

x )

dx + ò

j2 (y

dy = c ,

c - –

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j1 (x )

 

f 2 (y )

 

 

j1 (x )

 

f 2 (y )

 

:

 

 

 

 

dy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) y¢ = f1 (x )f 2 y( ; )Þ

= f1 (x )f 2 y(

 

*) dx Þ dy = f1 x f 2 (y ()dx) : f 2 y ( Þ)

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

 

= f1 (x )dx Þ

 

dy

 

dx

 

 

f1 (x )dx + c - .

Þ

 

 

 

 

 

=

 

 

f2 (y )

ò f 2 (y )

ò

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) .

) :

y¢ + P(x )y = q x (

(1)

) :

y¢ + P(x )y = q x (yα

(2)

a ¹ 1;

P(x ), q x( - .

y = u *n , u = u(x ),n =n x ( -

 

 

. ( ) ,

, y = u *n .

y = u *n

; y

¢

¢

¢

(3)

 

= u n + un

 

(3) (1),

 

¢

¢

+ unP(x )= q x(

(4)

u n + un

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

un ¢ +n (u¢ + uP(x ) = q) x

 

 

u(x ) ,

 

ìu¢ + uP(x ) = 0,

 

 

í

 

 

 

 

 

 

 

 

î un ¢ = q(x )

 

 

.

 

(4) :

 

¢

 

¢

+nP(x ) = q) x

 

 

u n + u(n

 

 

 

 

n (x ) ,