Математика_практикум_Ч1
.pdf29.4 Найти частные производные от неявно заданных функций:
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4) |
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1 |
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2u |
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x |
v |
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1 |
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2v |
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2 |
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2 |
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2 |
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u |
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x |
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y |
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x |
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y |
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29.4 1) |
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z |
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1 yz |
; |
z |
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1 xz |
; |
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x |
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y |
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xy 1 |
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2) |
z |
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yz |
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z |
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xz |
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z |
1; |
z |
1 ; |
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z2 |
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x |
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y |
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о |
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z |
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yze |
xy |
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и2 |
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xze |
xy |
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2xyz |
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з |
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4) |
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x |
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exy |
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xy2 |
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y |
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exy xy2 |
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е |
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Р |
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91
Занятие 30.
Касательная плоскость и нормаль к поверхности. Производная по направлению. Градиент
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Аудиторные задания |
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У |
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0 |
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0 |
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30.1 Написать уравнение касательной плоскости и нормали к |
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поверхности в указанной точке: |
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Т |
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x2 |
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y2 |
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1) |
x2 y2 z2 26; M 3,4,1 ; |
2) |
z |
|
; M |
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2,3,2 ; |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||
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4 |
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9 |
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3) ez z xy 3; M |
0 |
2,1,0 ; |
4) |
z xy |
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x2 y2 ; M |
0 |
3,4,0 ; |
|||||||||||||||||||||||||||
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3 |
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й |
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Н |
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||||||||
5) |
z sin xy ; M |
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1, |
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, |
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|
. |
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Б |
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||||||||||||
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0 |
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3 |
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2 |
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||||||
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30.2 Найти |
производную |
функц |
|
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u xy2 z3 xyz |
|
в |
точке |
|||||||||||||||||||||||||||
M 1,1,2 |
по направлению векто а, об азующего с координатными |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
осями острые углы, если 60 , и45 ? |
|
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|
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||||||||||||||||||||||||
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30.3 Найти |
производную |
рфункции |
u x2 |
2xz y2 |
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в |
точке |
||||||||||||||||||||||||||||
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и |
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|||||
M 1,2, 1 по направленою вектора MM1 , где M1 – точка с |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
координатами 2,4, 3т. |
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о |
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||||||
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30.4 Найти град ент функций в указанных точках: |
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|
п |
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2 |
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xy |
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|||||||
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2 |
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1) |
z 4 x |
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зy ; M |
1,2 ; 2) z |
x2 |
y2 1 |
; M 0,3 ; |
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2x |
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z e x |
2 |
y |
2 |
; M 1,1 . |
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3) |
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||||||||||
е30.5 Найти наибольшую скорость возрастания функций в |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
указанных точках: |
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||||||||||
Р |
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2 |
6xy; M0 2,1 ; 2) |
u xzye |
x y z |
; M 1,1, 1 . |
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||||||||||||||||||||||||
1) |
z 5x |
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92 |
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Домашние задания
30.6 Написать уравнение касательной плоскости и нормали к поверхности в указанной точке:
1) x |
2 |
3y |
2 |
4z |
2 |
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15; M0 2, 3,2 ; |
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||||||||||||||||||||||||||||||||
2) 4y2 z2 4xy xz 3z 9; M |
0 |
1, 2,1 ; |
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|
У |
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|||||
3) z x3 y3 z3 xyz 6; M0 1,2, 1 . |
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|
0 |
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|
|
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|
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|
|
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|
Т |
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|||
30.7 Найти |
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|
производную |
|
|
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|
по |
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|
Н |
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|
направлению |
|
|
функции |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
z 5x2 |
2 y2 |
|
в точке M 2,5 |
по направлению к точке N 2,2 . |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
30.8 Найти градиенты функций в указанных точках: |
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1) u x |
3 |
y |
3 |
z |
3 |
3xyz; M0 2,1, 1 |
; |
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Б |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2) u x2 arctg y z ; M |
0 |
2,1,1 . |
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р |
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|||||||||||
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x |
3йy 4 |
|
z 1 |
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|||||||||||||||
Ответы: 30.1 1) |
3x 4 y z 26; |
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4 |
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1 |
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2) 3x 2 y 3z 6; |
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x |
2 |
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3 |
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1 |
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2 / 3 |
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x |
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1 |
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0 |
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4) 17x 11y 5z |
95; |
x 3 |
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y 4 |
|
z |
; |
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е |
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17 |
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11 |
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5 |
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y |
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z |
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3 |
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x 1 |
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|||||||||||||||||||
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3 |
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5) x 3y 6z 2 3 3 0; |
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2 |
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3 |
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6 |
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||||
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16 |
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2) grad z |
9 |
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30.2 |
|
5; |
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30.3 |
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30.4 |
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1) |
|
grad z 2i |
4 j ; |
|
i ; |
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3 |
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10 |
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93 |
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3) |
grad z ej ; 30.5 1) |
2 |
205 |
; 2) |
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; |
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2e |
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||||||||||||||||||||
30.6 1) 2x 9 y 8z 15 0; |
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x 2 |
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y 3 |
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z 2 |
; |
|
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9 |
|
8 |
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|||||||||||||||||||||
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2 |
|
|
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||||||||||
2) 3x 4 y 5 0; |
|
x 1 |
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y 2 |
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|
z 1 |
; |
|
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У |
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||||||||||||||||||||
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3 |
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4 |
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0 |
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Т |
|||||||||||
3) |
x 11y 5z 17 0; |
|
x 1 |
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y |
2 |
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; |
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1 |
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11 |
6 |
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||||||||||||||
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Б |
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1 |
|
1 |
||||||||
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30.7 – 4; 30.8 1) grad u 15i 9 j 3k |
; 2) grad u |
4i |
|
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j |
|
|
k . |
||||||||||||||||||||||||||
5 |
5 |
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й |
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Занятие 31. |
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Экстремум и условный экстремум |
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|
31.1 Исследовать на экст емум следующие функции: |
|
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|
|
функции нескольк х переменных |
|
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р |
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|
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|||||||
|
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|
Аудито ные задан я |
|
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|
о |
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1) |
z x3 |
|
|
|
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т |
|
6x x2 xy y2 ; 3) z x3 y3 ; |
||||||||||||||||||||||||||
y3 3xy ; 2) |
z |
4 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
y x2 y 6x 3 . |
|
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|||||||||||||||
4) |
z 6x2 y3 |
6x2 9y2 |
1; 5) z x |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
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|||
|
31.2 Найти условные экстремумы следующих функций: |
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||
1) |
z 2x y |
, если |
x2 y2 5 ; |
|
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о |
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||
2) |
z xy 3x2 , если |
x |
y 1 0 ; |
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|
п |
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||
3) |
z 2x2 9 y2 , если |
x2 9 y |
2 1; |
|
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|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
4) |
z x2 |
2 y2 , если |
3x 2y 11. |
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
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|
|
|
||||||||||||||
Р |
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|
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||
е |
|
|
|
|
|
Домашние задания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31.3 Исследовать на экстремум функции:
1)z x3 8y3 6xy 1 ; 2) z 3x2 y y3 18x 30y ;
3) z x 1 2 4 y2 .
94
31.4 Найти условные экстремумы функций:
1) |
z xy, x y 1; 2) |
z e |
xy |
, x y 1; 3) z xy, x |
2 |
y |
2 |
8 . |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Ответы: |
31.1 |
1) |
|
zmin z 1,1 1; |
2) |
zmax |
z 4, 2 8 ; |
||||||||||||||||||||||||||||||
3) экстремума нет; 4) |
zmax |
z 0,0 1; 5) |
zmax z 4,4 15; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
31.2 1) z 2,1 5 |
– условный max, z 2, 1 5 – условный min; |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
2) |
z 0,25; 1,25 0,125 – условный min; |
|
|
Н |
1У |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
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|
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|||||||||||||
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|
z 1,0 2; z 1,0 2 |
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||
3) |
|
|
– |
|
|
условный |
|
max, |
|
|
|
|
0, |
|
|
1; |
|||||||||||||||||||||
|
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|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||
|
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|
|
|
|
z |
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|
||||||||||||||||||||||||||||
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|
|
|
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|
|
Т3 |
|
||||||||
|
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|
|
1 |
|
|
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|
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z 3,1 11 – условный min; |
|
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||||||||||||||
z |
|
0, |
|
|
|
1 – условный min; 4) |
|
|
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||||||||||||||||||||||||||
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|
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й |
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3 |
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|
Б |
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|
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||||||
31.3 1) zmin z 1;0,5 0 ; |
|
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|
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|
|
|
|
|
|
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|
|
|||||||||||||||||
2) |
zmin z 1;3 72; zmax |
|
z 1, 3 72 ; |
3) zmin z 1;0 0 ; |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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|
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|
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р |
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|||
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1 |
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1 |
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|
1 |
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||||||||||||
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31.4 |
1) |
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z 0,5;0,5 0,25 |
|
– |
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; |
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e |
4 |
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– |
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усл вный max; |
2) z |
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2 |
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2 |
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условный max; |
и |
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– условный min; z 2, 2 4 – услов- |
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|
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3) |
z 2; 2 z 2;2 |
4 |
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ный max. |
о |
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т |
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Занятие 32. |
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п |
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зНаибольшее и наименьшее значения |
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||||||||||||||||||
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|
|
функции нескольких переменных в замкнутой области |
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|||||||||||||||||||||||||||||||
Р |
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Аудиторные задания |
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|||
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|
32.1 Найти наибольшее |
|
|
и |
|
наименьшее |
значение функции |
в |
||||||||||||||||||||||||||||
замкнутойе области: |
|
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1) z e |
x3 3x2 6 y |
2 |
, x |
2 |
y |
2 |
1; |
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2) z x2 xy 2y2 3x 2y 1, x y 5 0, x 0, y 0 ; |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
3) |
z x2 |
2xy 10, y x2 4, y 5; |
|
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95 |
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4) |
z |
5) |
z |
x |
2 |
y 4 x y , x |
|||||
|
|||||||
x |
2 |
y |
2 |
, x |
2 |
y |
2 |
|
|
|
|
0, y 0, x y 6
9 .
Домашние задания
;
1)z x2 xy y2 4x 2y 5, x y 3, x 0, y 1Т; У
2)z x y, x2 y2 1; Н6 . Б5) z 1 2x 3y, x 0, y 0, x y
|
|
|
|
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|
|
|
|
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|
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|
й |
|
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||||
Ответы: 32.1 1) z |
наиб |
z 0,1 e6 |
, z |
на м |
z 0,0 1 ; |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
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||||||
2) |
zнаиб z 0, 5 41, zнаим z 2, 1 3 ; |
|
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|||||||||||||||||||||
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|
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|
очках |
|
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|||
3) |
zнаиб z 3,5 29, zнаим z и3,5 31; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
4) |
z |
наиб |
z 2,1 4, z |
наим |
z 4,2 64 ; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
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|
|
р |
|
|
|
|
|
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|
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||||||||
|
|
|
9 |
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 y2 9 ), |
||||||
5) |
z |
наиб |
|
(в |
т |
|
|
|
окружности |
|
||||||||||||||||
zнаим z 0,0 0 ; |
|
|
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|
|
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|
||||||||||||
32.2 1) zнаиб |
z 0,3 20, zнаим z 2,0 1; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
з2 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
2 |
|
2 |
|
|
||||
2) |
z |
|
z |
|
; |
|
|
|
2 , z |
|
|
z |
|
|
|
; |
|
|
2 ; |
|||||||
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
2 |
||||||||||||||||||
|
|
наиб |
|
|
|
|
|
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|
наим |
|
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|
2 |
|
|
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||||||
|
|
о |
|
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е |
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||||||
3) |
z |
|
z 2, 1 13, z |
|
|
|
z 1,1 z 0, 1 1; |
|
|
|||||||||||||||||
Р |
наибп |
|
|
|
|
|
|
наим |
|
|
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4) |
zнаиб z 3,5;4,5 4,25; zнаим z 8,6 16 ; |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
5) |
zнаиб z 0,6 19, zнаим z 0,0 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
96
Занятие 33.
Комплексные числа и действия над ними Аудиторные задания
33.1 Найти , , , , , |
|
, |
1 |
, |
2 |
, если: |
|
||||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1) 3 7i, 3 2i ; 2) 1 6i, 5 4i .
33.2 |
Возведите в указанную степень данные комплексные числа: |
|||||||||||||||||||||||||
1) 1 i 2 ; 2) 1 2i 3 ; 3) 1 i 5 ; 4) 1 i 6 . |
|
|
У |
|||||||||||||||||||||||
33.3 |
Найдите действительную |
и |
|
|
мнимую |
частиТкаждого |
||||||||||||||||||||
|
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Б |
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комплексного числа: |
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|
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|
Н |
|
|
|||||||
1) 1 i 2 ; 2) 3 4i 2 ; 3) 3 2i 3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
33.4 |
Выполните действия: |
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
1) 2 3i 4 i 5 4i ; 2) |
|
|
|
|
3 4i |
|
|
|
||||||||||||||||||
2 |
5i 2 |
3 |
i 2 |
; |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
р |
й |
2 3i |
|
|
|
|||||||||
|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3) |
|
1 3i |
4i 1; 4) |
|
8 i 2 |
|
3i 4 . |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
1 2i |
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
3 |
5i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
33.5 |
Представить |
|
|
следующие |
|
|
комплексные |
числа |
в |
|||||||||||||||||
|
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|
|
|
и |
|
|
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тригонометрической формеозаписи: |
|
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|
||||||||||||||||
1) 1 i ; 2) i ; 3) |
1 |
|
|
3 |
i ; 4) 5 4i . |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
о |
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
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Вып |
|
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||||
33.6 |
|
|
лнитезуказанные действия: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
1) 1 i 5 ; 2) 2 2i 4 ; 3) i 10 ; 4) 3 3 3i ; |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
5) |
|
|
i |
; 6) 3 1 3i ; 7) 3 8 ; 8) 6 64 ; 9) 4 1 . |
|
|
|
|||||||||||||||||||
е |
|
|
|
|
Домашние задания |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Р33.7 |
Найти , , , , |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
, 1, |
|
, 2 , если |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 2i, 2 i .
97
33.8 Найти действительную и мнимую части комплексных чисел:
|
|
4 2i |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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||||||
1) |
|
|
|
|
; 2) |
|
2 4i . |
|
|
|
|
|
|
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|
|
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||||||||||
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|||||||||||||
|
|
1 3i |
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
|
|
||||
33.9 Вычислите: 1) |
|
|
1 i 5 |
; |
|
1 i 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2) |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
1 i 3 |
1 i 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|||
33.10 Запишите в тригонометрической форме записи следующие |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
числа: |
|
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|
|
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|
|
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|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|||||||||||
1) 3; 2) – 5; 3) 5 5i . |
|
|
|
|
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
33.11 Возведите в указанную |
степень |
|
каждое |
|
|
из |
данных |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
комплексных чисел: |
|
|
|
|
|
|
|
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|
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Б |
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|||||||||||||||||||
|
|
|
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|
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|
|
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
1) |
|
4 cos |
|
|
i sin |
|
|
|
|
|
|
; 2) |
|
5 |
cos |
|
|
|
|
i sin |
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
3) |
|
|
|
|
|
i sin |
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
2 cos |
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ко |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
33.12 Найдите |
значения |
|
няиуказанной |
степени |
из |
данных |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
комплексных чисел: |
т |
|
|
|
|
|
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е |
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3 |
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2 cos |
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i sin |
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7) 1 1 i |
3; 2 2; 3 1 i 3 ; |
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8) |
1 3 i; 2 2i; 3 3 i; 4 3 i; 5 2i; 6 3 i ; |
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Р9) 1 1; 2 i; 3 1; 4 i . |
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