Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

DIF_calc_2013

.pdf
Скачиваний:
51
Добавлен:
29.05.2015
Размер:
3.1 Mб
Скачать

290

 

 

 

 

 

 

 

 

Индивидуальные задания

11.14. Найти производные указанных порядков

 

 

 

 

 

 

1) y = x2 sin 5x, y =?;

2) y = etg ln sin x, y =?;

3) y =

4x + 7

, y(n) =?;

 

2x + 3

y = ln 3t,

 

dx2

y = t2

− t,

 

dy2

 

4) x = e3t,

 

d2y

=?;

5)

x = 2

− t3,

 

d2x

=?.

 

 

 

 

 

 

11.15. Найти экстремумы функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

x

; 3) y = xe−x.

 

1) y =

 

− x2

3x; 2) y =

 

 

3

1 + x2

 

11.16. Найти наибольшее и наименьшее значения функций в указанных интервалах:

1) y = x4 + 4x, [2; 2];

2) y = x − sin x, [0; 2π]; 3) y =

 

 

, [6; 8].

100 − x2

11.17. Исследовать функции и построить их графики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) y = e2x 1 ; 2) y =

 

x

; 3) y = x22 ln x; 4) y = nlim

 

 

 

 

 

 

 

1 + xn +

 

2

, x 0.

 

3

 

 

 

→∞

 

 

 

 

 

 

2

n

 

x + 16

 

 

n

x

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

11.18. Найти асимптоты и построить эскиз графика функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(x) = x ln

3x 1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.19. Окно имеет форму прямоугольника, заканчивающегося полукругом. Периметр фигуры равен 15 м. При каком радиусе полукруга окно будет пропускать наибольшее количество света.

11.20. Вычислить указанные пределы, используя правило Лопиталя:

1) lim

(ex

x2); 2) lim (x

1)a/[ln 2(x−1)]; 3) lim

π − 2 arctg x

.

x→∞

 

x→1

x→∞

e3/x 1

11.21. Построить эскиз графика по известным результатам аналитического исследования:

1)область определения X =] − ∞; 3[ ]3; [;

2)вертикальные асимптоты: x = 3;

3)горизонтальные асимптоты: y = 0;

4)наклонные асимптоты: нет;

5)стационарные точки x = 2, x = 2, x = 5;

6)точки, где y = : x = 0;

7) интервалы монотонности: а) возрастания: ] − ∞; 2[, ]0; 2[, ]2; 3[, ]3; 5[; б) убывания:

] 2; 0[, ]5; [;

8)интервалы выпуклости и вогнутости: а) выпуклости: ] 3; 0[, ]0; 2[, ]3; 6[; б) вогнутости: ] − ∞; 3[, ]2; 3[, ]6; [;

9)значения функции в некоторых точках: y(3) = 1; y(2) = 2; y(0) = 4; y(2) = 1; y(5) = 2; y(6) = 1.

11.22.Записать формулу для производной n-го порядка функции y = 72x и вы-

числить е¨ значение в точке x0 = 1. Представить функцию формулой Тейлора до n-го порядка в точке x0 = 1. Выписать остаточный член формулы Тейлора при n = 2, 3 в форме Лагранжа и в форме Коши.

Задания для самоконтроля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

291

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант № 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.1. Исходя из определения предела, доказать, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) lim

4n − 3

 

= 2; 2)

 

 

 

lim

9x2 1

=

6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

→∞

2n + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

→−

1/3 x + 1/3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При ε = 0,01 найти N(ε) для предела последовательности и δ(ε) для предела функции.

 

12.2. Найти пределы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n!n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5n + 2

3

8n

 

 

+ 5 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

(4k

 

 

3)

 

 

 

 

 

 

(4k

 

1)

1)

lim

 

 

 

 

 

 

 

;

2)

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

lim

k=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k=1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→∞ n! + (n + 1)!

 

 

 

 

→∞

 

 

 

 

 

 

 

4

 

n + 7

n

 

 

 

 

 

 

 

→∞

 

 

 

n

2

+ 1 +

 

 

 

 

n

2

+ n + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + 2 sin x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

3

 

+ 4x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

2

+ 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

 

lim

 

 

;

5) lim

 

 

 

 

 

3x −

 

3

;

 

 

6)

lim

 

 

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→π/6

 

1 tg 2x

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

 

x2 4x + 3

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

x2 + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7) lim

x2 + 9

3

;

8)

lim

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9)

 

lim

 

1 3 sin2 x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

x + 4 2

 

 

 

 

 

x→∞ x

+ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→π/6

 

 

 

cos 3x(x+1)/2

;

 

 

 

 

 

10)

 

x→0

sin 2x

;

 

 

 

 

 

11)

 

x→0 32

(1 cos x)2 ;

 

 

 

 

 

 

12)

 

x→∞ x − 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

arctg x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

sin x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

x + 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13) lim x(2

 

 

 

 

 

 

1);

 

14) lim

 

 

 

cos x;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15) lim x

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

1/x

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

3/(4+ln x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16)

 

n→∞

 

 

·

3

·

6

· ·9·

 

3n

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17)

 

n→∞ 1 + cos2

[πn2

+ n] .

 

 

 

 

 

lim

 

n

1

 

3

 

5

 

 

 

(2n

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

 

·

 

· · ·

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.3. Вычислить предел функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6x − 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(x) = 2x sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вточке x0 = 1/6 или показать, что он не существует.

12.4.Записать асимптотическую оценку функций

1) f(x) = 3 1 + x2 1; 2) f(x) = cos x − cos3 x

при x → 0 и определить порядок первой бесконечно малой относительно второй.

12.5.Исходя из определения, доказать, что функция f(x) = 4x2 1 непрерывна в точкеточке.x0 = 6; найти δ(ε) при ε = 0,1. Показать, что функция непрерывна в произвольной

12.6.Исследовать на непрерывность функции

1) y =

1 − x,

если 0 < x 2;

2) y =

1/(1 x2) ;

3) y =

1

1 x .

 

cos x,

если x 0;

1 + 2

|

 

− |

 

x2,

если x > 2;

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

12.7. Найти производные следующих функций:

1)

 

x5 + 8x3 + 128

;

 

2)

 

1

 

 

 

 

 

2

x);

 

 

 

 

 

 

 

y =

 

 

 

 

 

 

 

 

y =

 

ln(

 

2 tg

 

 

8 − x3

 

 

2

 

4)

y =

(1 + x) arctg

x

;

5)

y = 3x + 5;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

y =

12 sh2 x + 1

;

 

 

8)

y = (tg x)ln tg x;

 

 

3 sh 3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x

 

 

10) ex+y

= sin

 

3;

 

 

11)

xy =

 

;

 

 

x

 

 

sin y

 

 

 

y = 1/(1 + et);

 

 

 

 

 

y = 1/ cos2 t;

 

 

13) x = 1 − e−t,

 

 

 

 

14)

x = ln ctg t,

 

 

3) y = ln 13 + cossin 2346xx ;

6) y = (x2 + x)sin 5x;

9) y = (x3 3) ln tg x;

12)ln(x − y3) = arcsin x;

15)x = t,

y = 3 t − 1.

292

Индивидуальные задания

12.8.Найти значения производной в точке x = x0:

1)y = esin x(x − cos x), x0 = 0; 2) y = ln(2x − 3) + 4x2 12x, x0 = 32 .

12.9.Составить уравнения касательной и нормали к кривой в данной точке x0:

1) y =

x

(arcsin x

x), x

 

= 0;

2) y =

sin 3x ln 5 3 cos 3x

, x

 

= 1.

2

 

0

9 + ln 5

0

 

 

 

 

 

 

 

 

12.10.Выяснить, в какой точке кривой y = 4x2 10x + 13 касательная параллельна прямой y = 3x + 4.

12.11.Найти первый dy и второй d2y дифференциалы функций

 

 

 

1) y = 3

 

 

 

 

 

 

 

 

2) y = x sin(sin x); 3) y = ex ctg 3x.

 

 

 

x − 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

x

+ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.12. Вычислить приближенно y =

 

 

 

, x = 2,56.

 

 

 

x + 1

 

 

 

12.13. Показать, что функция y =

 

2x

+

1

удовлетворяет уравнению x(x3 + 1)y +

x3 + 1

 

 

 

 

x3 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

(2x3

1)y =

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.14. Найти производные указанных порядков

 

 

 

1) y = ln arcsin

x, y =?;

 

 

 

2) y = ln x

x3, y =?; 3) y = sin 2x + cos(x + 1), y(n) =?;

 

 

 

 

 

 

'x =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=?;

 

 

5) y = 5 sin t,

 

 

=?.

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

3,

 

dy2

 

dx2

 

 

 

 

 

 

y = t

 

 

 

 

 

d2x

 

 

 

 

 

 

 

 

d2y

 

 

 

 

 

 

ln

1 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = 3 cos t,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.15. Найти экстремумы функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) y = 2x + 3x2;

2) y = (x − 2)(8 − x) ;

3) y = x ln x.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

12.16. Найти наибольшее и наименьшее значения функций в указанных интервалах:

1) y = 81x

x4, [ 1; 4];

2) y =

4 − x2

, [

1; 3]; 3) y = 2 sin x

sin 2x,

0;

3

π .

4 + x2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.17. Исследовать функции и построить их графики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) y = x2/3e−x; 2) y =

1

 

; 3) y =

2x − 1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x − 1)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ex 1

 

 

 

 

 

4) y = lim (1 + x)(1 + x2) · · · (1 + x2n), |x| < 1.

n→∞

12.18. Найти асимптоты и построить эскиз графика функции

2x 8 f(x) = ln 8x 2 .

12.19.Периметр кругового сектора равен 20 см. Определить радиус, при котором площадь сектора будет наибольшей.

12.20.Вычислить указанные пределы, используя правило Лопиталя:

x→α ln(x − α)

x→1 x − 1

x2 1

 

x→π/4

1) lim

ctg(x − α)

;

2) lim

1

2

 

; 3) lim (tg x)tg 2x.

 

 

 

 

12.21. Построить эскиз графика по известным результатам аналитического исследования:

Задания для самоконтроля

293

1)область определения X =] − ∞; 1[ ] 1; 1[ ]1; [;

2)вертикальные асимптоты: x = 1, x = 1;

3)горизонтальные асимптоты: нет;

4)наклонные асимптоты: y = x (x → ±∞);

5)стационарные точки x = 2, x = 0, x = 2;

6)точки, где y = : x = 3, x = 3;

7)интервалы монотонности: а) возрастания: ] − ∞; 3[, ] 2; 1[, ]1; 2[, ]3; [; б) убывания: ] 3; 2[, ] 1; 1[, ]2; 3[;

8)интервалы выпуклости и вогнутости: а) выпуклости: ]0; 1[, ]1; 3;, ]3; [; б) вогнутости: ] − ∞; 3[, ] 3; 1[, ] 1; 0[;

9)значения функции в некоторых точках: y(3) = 1; y(2) = 3; y(0) = 0; y(2) = 3; y(3) = 1.

12.22.Записать формулу для производной n-го порядка функции y = sin(3x − π/6)

ивычислить е¨ значение в точке x0 = π/4. Представить функцию формулой Тейлора до n-го порядка в точке x0 = π/4. Выписать остаточный член формулы Тейлора при n = 2, 3 в форме Лагранжа и в форме Коши.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант № 13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.1. Исходя из определения предела, доказать, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

lim

 

4n2 + 1

=

4

 

;

 

2)

 

 

 

lim

 

6x2 + x − 1

=

5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

→∞

 

3n2 + 2 3

 

 

 

 

 

→−

1/2 x + 1/2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При ε = 0,01 найти N(ε) для предела последовательности и δ(ε) для предела функции.

 

 

13.2. Найти пределы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) n→∞ n + n2

+ 1 ; 2)

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n7 + 1

 

n

 

 

 

n(n4 + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n (2n + 1)!!

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

n2 + 1

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

 

1 + x2 − x2

;

 

5)

 

 

 

2x3 3x2 + x + 6 ;

 

 

 

 

 

 

6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

lim 4x3 + x2 − x + 1 ;

 

 

x→1

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ctg(πx/4)

 

 

 

 

(

x2

 

2x

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

2x3 + 3x2

1

 

 

7)

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

1

;

 

 

8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

9)

 

 

 

 

 

 

sin 3x

;

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

lim

 

x2

2x

1

 

x2

7x + 3)

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

1

 

x + 8

 

 

x

→−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

0 sin 6x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

(x2

+1)/3x

 

 

 

 

 

 

 

 

2 sin x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos(3 + x) cos(3 − x)

 

 

 

 

 

 

 

 

→∞

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10)

lim

1 + cos πx

;

 

 

11) lim

;

 

 

 

12)

 

lim

 

 

+ 4

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

x

 

 

1

 

 

tg2 πx

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

x2

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

13) lim

e

 

 

 

1

;

 

 

14) lim (3

2 cos x)cosec2 x;

 

 

 

 

 

 

15) lim xsin x;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n + 4)!

 

 

(n + 2)!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

0

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16)

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17)

 

lim 2sin[π

 

n +1].

 

 

 

 

 

 

 

(n + 3)!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.3. Вычислить предел функции

 

 

 

+ 1 sh x − 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(x) = x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x + 1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вточке x0 = 3 или показать, что он не существует.

13.4.Записать асимптотическую оценку функций

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x tg x)

 

 

 

 

 

 

 

1) f(x) = arcsin x2; 2) f(x) = ln(1 +

 

 

 

при

x

0

и определить порядок первой бесконечно малой

относительно второй.

 

 

 

 

 

2

 

непрерывна в

13.5. Исходя из определения, доказать, что функция f(x) = 4x

 

+ 4

точкеточке.x0 = 9; найти δ(ε) при ε = 0,1. Показать, что функция непрерывна в произвольной

294

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индивидуальные задания

 

13.6. Исследовать на непрерывность функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) f(x) =

x + 1,

 

 

если 0 x 4;

 

2) y = 1

 

 

31/(x+2);

 

3) y =

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x −

3,

 

 

если x < 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 + x,

если x > 4;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.7. Найти производные следующих функций:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y =

 

 

 

(1 + x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 5x

 

1)

1 − x2

;

 

 

 

2)

y = log

 

 

1

 

;

 

 

3)

y = tg3

6x

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

3x3

 

 

 

2

a

1 − x

4

 

 

 

 

 

 

tg 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arccos x −

 

 

 

 

x; 5) y = x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6) y = 2 5 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) y = 3

 

 

9

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

2 + x

 

 

 

 

 

 

arctg x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

 

 

1 + 8 ch2 x ln2 4x

;

 

 

 

8) y = x2x4x;

 

 

 

 

 

 

 

9) y = x ln cos

 

1

 

;

 

y =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ch2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

10) ex + ey = 2xy + 1;

 

 

 

 

 

 

 

11) x2 sin y + cos x = cos 2y; 12) y5 + x2 = ln

x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13)

'x = t , 4

 

 

 

 

 

 

 

14)

 

y = et + 1;

 

 

 

 

 

15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = cos(t

1).

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = 1 + t ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = arctg et/2,

 

 

 

 

 

 

 

 

x = tg2

(t

 

 

 

 

1),

 

 

13.8. Найти значения производной в точке x = x0:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− x, x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) y = 4 sin 4x + ln 3 cos 4x, x

 

 

= 0;

 

2) y = ln

x2 + 1

 

= 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + 1 + x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.9. Составить уравнения касательной и нормали к кривой в данной точке x0:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) y = arcsin(e5x), x0 = 0;

2) y =

 

1

ex cos x, x0 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.10.Выяснить, в какой точке кривой y = 7x2 5x+4 касательная перпендикулярна

кпрямой 23y + x − 1 = 0.

13.11.Найти первый dy и второй d2y дифференциалы функций

 

 

1

tg x;

 

cos3(1 − x)

; 3) y = etg[x/(1−x)].

1) y =

ctg x

2) y =

3

1 − x2

 

 

 

 

 

 

13.12. Вычислить приближенно y = 1/ x, x = 4,16.

13.13. Показать, что функция y = 3 x − ln x − 1 удовлетворяет уравнению

3xy2y = 0.

13.14. Найти производные указанных порядков

1) y = (3 − x2) + ln2 x, y =?; 2) y = x − sin3(1 5x), y =?;

 

x =

 

,

d2y

 

x = t3 + 6,

 

1 + t2

 

4)

y = arctg t,

 

=?;

5)

y = 1 − t2,

dx2

13.15. Найти экстремумы функций

 

 

 

1) y = x2(x − 12)2;

2) y =

16

; 3) y =

 

x(4 − x2)

3) y = 32x+3

d2x dy2 =?.

x ln x.

ln x + y3

, y(n) =?;

13.16. Найти наибольшее и наименьшее значения функций в указанных интервалах:

1) y = x3 3x + 1, [0; 2]; 2) y =

1

 

0;

π

;

 

x2

 

x + cos x,

 

3) y =

 

, [2; 3].

2

2

x2 4

Задания для самоконтроля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

295

13.17. Исследовать функции и построить их графики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

x + 1

 

2

 

+ 3); 4) y = n→∞ cos

x

x

· · · cos

 

x

1) y = 4x − 3 ;

2) y = x − 1

; 3) y = ln(2x

2

2 cos

4

 

 

2n .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

13.18. Найти асимптоты и построить эскиз графика функции

f(x) = x2 4x + 3 41/(x+2). x + 3

13.19.Решеткой длиной 100 м нужно огородить прилегающую к дому прямоугольную площадку наибольшей площади. Определить размеры этой площади.

13.20.Вычислить указанные пределы, используя правило Лопиталя:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) x

0

 

x(x

1)

 

x2

 

x

 

x

0

2

sin2 x

x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + cos x

 

 

 

 

lim

 

 

 

1

 

+

1

 

+

1

; 2)

lim

;

3) lim (e2x + x).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.21. Построить эскиз графика по известным результатам аналитического исследо-

вания:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

область определения X =] − ∞; 1[ ] 1; [;

 

 

 

2)

вертикальные асимптоты: x = 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

горизонтальные асимптоты: нет;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

наклонные асимптоты: y = 1/x + 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

стационарные точки x = 2, x = 2, x = 0;

 

 

 

 

 

 

6)

точки, где y = : x = 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

интервалы монотонности: а) возрастания: ] 2; 2[, ]1; 2[; б) убывания: ] − ∞; 2[,

 

] 1; 1[, ]2, ∞[;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8)интервалы выпуклости и вогнутости: а) выпуклости: ] − ∞; 3[, ]0; 1[, ]1; 3[; б) вогнутости: ] 3; 1[, ] 1; 0[, ]3, ∞[;

9)значения функции в некоторых точках: y(3) = 1; y(2) = 0; y(3/2) = 1; y(0) = 0; y(1) = 2; y(2) = 1; y(3) = 0.

13.22.Записать формулу для производной n-го порядка функции y = ln(5x − 2) и

вычислить е¨ значение в точке x0 = 1. Представить функцию формулой Тейлора до n-го порядка в точке x0 = 1. Выписать остаточный член формулы Тейлора при n = 2, 3 в форме Лагранжа и в форме Коши.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант № 14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.1. Исходя из определения предела, доказать, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

lim

2n − 5

=

2

;

 

 

2)

 

lim

 

3x2 + 5x − 2

=

7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

→∞

3n + 1 3

 

 

 

 

 

 

 

x

→−

 

 

 

x + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При ε = 0,01 найти N(ε) для предела последовательности и δ(ε) для предела функции.

14.2. Найти пределы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

6

 

 

4

 

 

6

 

 

 

 

lim

 

x3

+ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 3x + 1

 

 

 

 

 

 

lim 3x4

+ 2x3 − x − 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

(n+ 1)

 

(n− 3)

 

lim

 

 

 

n

 

+ n

 

 

 

n

1

 

lim

1 + ... + (2n

1)

n

;

1) n

→∞

 

 

 

 

 

n + 1

 

 

 

 

 

; 2) n

→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

; 3) n

→∞

3

 

 

 

n + 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

5) x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

6) x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg

2

x + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

5x + 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π/6

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→∞ x + x

 

+ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos(x+1)/2

 

 

 

 

 

 

1 + x3 1

 

 

 

 

 

 

 

→∞

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7) lim

;

 

 

 

 

8) lim

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

;

9)

 

lim

cos(x/2)

sin(x/2)

;

 

x 0

 

 

3

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x2

 

 

1 x + 1

 

x π/2

 

tg x

 

 

x

 

 

 

 

10) lim

1

cos 4x

;

 

 

 

 

11) lim

arctg(x/2)

;

 

 

 

 

 

12)

 

lim

 

 

 

 

 

x + 1

 

 

 

 

 

;

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

x

 

cos 8x

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0 arcsin(x/2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→±∞ 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

en 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13)

 

lim

e

 

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

14)

 

lim (cos x)1/ ln(1+sin2 x);

15)

 

lim

1

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16)

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

17)

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2n + 1)!!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim 2cos[π

 

 

n

+1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

296

 

Индивидуальные задания

14.3. Вычислить предел функции

 

f(x) = x2 exp x − 3

 

x

 

вточке x0 = 3 или показать, что он не существует.

14.4.Записать асимптотическую оценку функций

1) f(x) = ln cos x; 2) f(x) = sin( 1 + x2 1)

при x → 0 и определить порядок первой бесконечно малой относительно второй.

14.5.Исходя из определения, доказать, что функция f(x) = 5x2 + 3 непрерывна в точкеточке.x0 = 8; найти δ(ε) при ε = 0,1. Показать, что функция непрерывна в произвольной

14.6.Исследовать на непрерывность функции

1) f(x) =

x2,

если 0 < x 2;

2) y =

1/(x 1) ;

3) y =

2 .

 

−x,

если x 0;

 

 

1

 

 

 

 

x

 

x + 1,

если x > 2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 3

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.7. Найти производные следующих функций:

1)

y =

 

x − 1(3x + 2)

;

 

 

 

2)

y = log

4

log

2

tg x;

 

 

 

 

 

 

4x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1 + x

 

 

 

 

 

 

 

29x+6

 

 

 

 

 

 

4)

 

 

 

 

 

 

 

x;

5)

 

 

;

 

 

 

 

 

y =

2

 

+

 

2x

 

sin

 

y = x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

y =

sh 3x

;

 

 

 

 

 

8)

y = xctg 5x−6;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ch 6x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

10) x3 + ln y − x2ey = 0;

11) 2xy2 + sin

= 5;

 

 

y

 

 

x = arcsin(t2

1),

 

 

 

 

 

x = ctg(2et),

13)

y = arccos 2t;

 

 

 

 

 

14)

y = ln tg et;

3) y = cos3 2x sin 3; 3 sin x

6) y = 2arcsin 1−x;

9) y = x ln2(1 − e−x/2);

12)

cos(xy) 2 =

x

;

y3

 

x = et cos t,

 

 

15)

y = et sin t.

 

 

14.8. Найти значения производной в точке x = x0:

 

 

 

 

1) y = x + 8(1 + ex), x0

= 0; 2) y = ln

2

+ sin x, x0 = 0.

 

 

2

sin x

14.9. Составить уравнения касательной и нормали к кривой в данной точке x0

4

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1) y = (3x − 2)

arcsin

 

, x0

= 1;

2) y = tg( 1 + x + 1), x0 = 0.

3x − 2

14.10.Выяснить, в какой точке кривой y = x2/4 7x + 5 касательная параллельна прямой y = 2x + 5.

14.11.Найти первый dy и второй d2y дифференциалы функций

 

 

 

 

 

 

 

1

 

x ctg

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

1) y = 2x + ln sin x − 2 cos x; 2) y = arccos

1 3x +

 

;

3) y = e

 

 

.

x

 

 

 

 

 

, x = 1,78.

 

 

 

 

 

14.12. Вычислить приближенно y =

 

4x − 3

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.13. Показать, что функция y =

 

1 удовлетворяет уравнению xyy = 2/x2.

x3

Задания для самоконтроля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

297

14.14. Найти производные указанных порядков

 

 

 

 

 

 

 

 

1) y = x + cos x2, y =?;

2) y = cos 5x − sin 5x, y

=?;

3) y =

1 + x

, y(n) =?;

 

 

 

1

x

4) y = 3/t2,

 

dy2 =?;

5) y = 4 cos2 t,

 

dx2 =?.

 

 

x = 2/t,

 

d2x

 

x = 5 sin2 t,

 

d2y

 

 

 

 

 

14.15. Найти экстремумы функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) y = x3 + x2 + 3; 2) y =

x2 6x + 13

; 3) y = x2e−x.

 

 

x − 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.16. Найти наибольшее и наименьшее значения функций в указанных интервалах:

 

 

 

 

 

 

x2

+ 7

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1)

y = x3(8

 

 

x), [0; 7]; 2)

y =

x

3

 

, [

 

3; 2];

 

3)

y = sin 3x

 

3 sin x,

0;

3

π .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.17. Исследовать функции и построить их графики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x − 1

 

4x2

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2n

 

 

 

 

1) y = ln

x + 1

; 2) y =

 

x3 1

;

3) y = e3x

 

x2 ;

4) y = lim

1 +

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

14.18. Найти асимптоты и построить эскиз графика функции

f(x) = x2 + 4x + 2 23/(x−2). x − 2

14.19.В треугольник с основанием a и высотой h вписан прямоугольник наибольшей площади. Определить площадь прямоугольника.

14.20.Вычислить указанные пределы, используя правило Лопиталя:

1) x→0 x2

sin2 x

x→0

 

x2

 

 

x→∞

lim

1

1

 

; 2) lim

1

 

cos x

cos x

;

3) lim (1 + ex)tg(2/x).

 

 

 

 

 

 

 

 

14.21. Построить эскиз графика по известным результатам аналитического исследования:

1)область определения X =] − ∞, ∞[;

2)вертикальные асимптоты: нет;

3)горизонтальные асимптоты: y = 1 (x → ∞), y = 0 (x → −∞);

4)наклонные асимптоты: нет;

5)стационарные точки x = 4, x = 2, x = 0, x = 2, x = 4;

6)точки, где y = : x = 1, x = 1;

7)интервалы монотонности: а) возрастания: ] − ∞; 4[, ] 2; 1[, ]0; 1[, ]2; 3[; б) убывания: ] 2; 4[, ] 1; 0[, ]1; 2[, ]4; [;

8) интервалы выпуклости и вогнутости: а) выпуклости: ] 5; 3[, ]3; 5[; б) вогнутости:

] − ∞; 5[, ] 3; 1[, ] 1; 1[, ]1; 3[;

9)значения функции в некоторых точках: y(5) = 1/2; y(4) = 1; y(3) = 0; y(2) =

1; y(1) = 2; y(0) = 1; y(1) = 2; y(2) = 2; y(3) = 1; y(4) = 0; y(5) = 1/2.

14.22.Записать формулу для производной n-го порядка функции y = (1 + x)/ x

и вычислить е¨ значение в точке x0 = 1. Представить функцию формулой Тейлора до n-го порядка в точке x0 = 1. Выписать остаточный член формулы Тейлора при n = 2, 3 в форме Лагранжа и в форме Коши.

Вариант № 15

298

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индивидуальные задания

 

15.1. Исходя из определения предела, доказать, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

lim

 

4n − 1

= 2; 2)

 

 

lim

 

 

2x2 + 5x − 3

=

7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

→∞

 

2n + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

→−

3

 

x + 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При ε = 0,01 найти N(ε) для предела последовательности и δ(ε) для предела функции.

 

15.2. Найти пределы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n! + (n − 1)!

 

 

lim n3[

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + ... + (2n − 1)

 

 

lim

 

 

 

 

3

 

n2

(n6

+ 4)

 

 

3

(n8

 

1)]

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

n→∞

 

 

3

 

(n −21)!

 

;

2) n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

3)

n→∞ 1 +22 + 3 + .. + n

;

4)

lim

x

 

3x

 

+ 2

;

 

5) x

lim

sin x + cos 2x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

6)

 

lim

 

 

 

x + 1 + x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

x2

 

4x + 3

 

π/3

 

 

1 + x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

x + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 cos 2 (x+1)/2

 

 

 

lim

 

 

 

 

x − x

 

 

 

 

 

lim

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

x 1

 

 

x 1

 

;

 

 

 

8) x 2

x 2 x2

 

 

 

4 ;

 

 

 

 

 

 

 

9)

x 0

 

 

 

 

 

x;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 e−x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

→∞

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

x

 

10)

lim

1

 

 

cos x

;

 

11)

 

lim

1 sin(x/2)

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12)

 

lim

2x − 1

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

x 0

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

x π

 

 

 

 

π x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

2x + 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→∞ sin2

πn2+n

 

 

 

 

 

13)

lim

 

 

 

 

 

 

;

 

 

14)

 

lim (2

 

 

 

cos 3x)1/ ln(1+x );

 

 

 

15)

 

lim

sin

 

 

+ cos

 

 

 

 

;

 

 

x

 

 

0

 

 

sin x

 

 

 

 

16)

x

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17)

x

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

.

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ n (2n + 1)!!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.3. Вычислить предел

функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(x) = (2x + 4) exp

x

x − 4

вточке x0 = 4 или показать, что он не существует.

15.4.Записать асимптотическую оценку функций

1) f(x) = ln(1 + x); 2) f(x) = 3 x2 + 1 1

при x → 0 и определить порядок первой бесконечно малой относительно второй.

15.5.Исходя из определения, доказать, что функция f(x) = 2x2 + 6 непрерывна в точкеточке.x0 = 7; найти δ(ε) при ε = 0,1. Показать, что функция непрерывна в произвольной

15.6.Исследовать на непрерывность функции

1) y =

x2,

если 0 < x < 2;

2) y =

1/x ; 3) y =

.

 

x − 1,

если x 0;

 

1

 

x2

 

2x,

если x 2;

 

 

 

 

 

 

 

1 + e

x − 2

 

 

 

 

 

 

 

 

15.7. Найти производные следующих функций:

1)

 

 

1 + x2

 

 

 

;

 

 

y =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2 1 + 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

4)

y = 3 arccos

 

 

+

x

7)

y =

ch x

+ ln 5;

sh 5x

10)y arctg y + xy = 6;

13)x = t sin t + 1, y = 1 − t cos t;

 

 

 

 

 

 

2x + 3

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 3x

 

 

2)

y = ln cos

 

 

 

;

3)

y = sin 2

 

 

 

 

 

;

 

 

2x + 1

6 sin 6x

 

 

3 + x

 

; 5)

y = (x5 + 1)tg 3x;

6)

y = earctg

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

x+1

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

1

 

 

8)

y = x3x2x;

9)

 

 

 

 

 

 

;

 

y = 8 arcsin

 

 

 

x

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11)

cos(xy) =

y2

ln 4x;

12)

 

x +

2

ln y = 4

3

;

 

 

 

 

 

x = arcsin(sin t),

 

 

x = ln(1 + cos t),

 

 

14)

y = arccos(cos t);

15)

y = sin t/(1 + cos t).

Задания для самоконтроля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

299

15.8. Найти значения производной в точке x = x0:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) y = 4 + ln2 5(2 sin 2x + cos 2x), x

 

 

1

 

x − 1

 

, x

 

 

0

= 0; 2) y =

ln

3

0

= 0.

12

x + 3

 

 

 

 

 

 

 

15.9. Составить уравнения касательной и нормали к кривой в данной точке x0:

1) y =

1

arctg

x − 1

, x

 

= 1,5;

2) y = x

e−x + arcsin ex, x

 

= 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

0

 

 

 

 

0

 

15.10. В какой точке кривой y2 = 4x3

касательная перпендикулярна к прямой x +

3y − 1 = 0?

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

15.11. Найти первый dy и второй d y дифференциалы функций

 

 

1) y = ln tg x

sin x;

2) y = ln2 x − 1; 3) y = 5x cos √x.

 

2

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

15.12.Вычислить приближенно y = x5, x = 2,997.

15.13.Показать, что функция y = x + sin 2x удовлетворяет уравнению y + 4y = 4x.

15.14.Найти производные указанных порядков

1) y =

x

 

, y =?; 2) y = (1

2x3)4 cos2 x, y =?;

3) y = lg(2x + 7), y(n) =?;

ln2 x

 

 

 

4) y = t − sin t,

 

dx2 =?;

5) y = et,

dy2

=?.

 

 

 

 

x = 1 + cos t,

 

d2y

 

x = et

1, d2x

 

 

15.15. Найти экстремумы функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

1) y = x3 + x2 − x + 2; 2) y = x2 4x + 5; 3) y =

 

 

.

 

1 + x2

15.16. Найти наибольшее и наименьшее значения функций в указанных интервалах:

 

 

 

2

 

2

 

 

 

x2

+ 5

 

 

 

1) y = x3 3

 

 

 

 

, [ 2; 2]; 2) y = cos x +

1

x,

 

π

 

 

y =

x

2

,

 

(x

 

 

1)2

 

 

 

 

; π ;

3)

 

 

[2; 8].

15.17. Исследовать функции и построить их графики

 

 

 

 

 

 

 

1) y = e

 

 

 

 

= ln x + 2 ; 3) y =

(x − 1)2

; 4) y = n→∞ 1 + n

 

 

 

2

 

 

 

 

x + 1

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

n

2x x

;

2) y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.18. Найти асимптоты и построить эскиз графика функции

f(x) = x2 . x2 + 4x

15.19.Во сколько раз объ¨ем шара больше объ¨ема наибольшего цилиндра, вписанного

вэтот шар.

15.20.Вычислить указанные пределы, используя правило Лопиталя:

1) lim

etg x − ex

;

2) lim (tg x)2 tg 2x;

3) lim

ln(1 + x)1+x

 

1

.

 

x2

 

x→0 tg 2x − 2x

 

x→0

x→0

x

15.21. Построить эскиз графика по известным результатам аналитического исследования:

1) область определения X =] − ∞; 1[ ] 1; 1[ ]1; [;

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]