Мат. аналіз (практика)
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11 |
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Заняття 10 - 12. |
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1. Розкрити невизначеностi вигляду 0 |
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1 |
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ln cos 2x |
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0 |
֏ 1. |
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x |
m |
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m |
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1.329. lim |
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lim |
x ¡ arctg x |
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lim |
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¡ a |
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m = m, a = 0; |
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xn |
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x!0 |
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sin 2x |
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; |
1.330. |
x!0 |
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x3 |
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; |
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1.331. x!a |
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¡ |
an , |
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6 |
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6 |
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1.332. lim |
ax |
¡ bx |
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a = b, c = d; 1.333. lim |
ln sin ax |
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lim |
ln cos ax |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
cx |
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ln sin bx ; |
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ln cos bx ; |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
x 0 |
¡ |
dx , |
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6 |
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6 |
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x |
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0 |
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1.336. x |
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0 |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
! |
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e |
x |
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x |
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e |
2x |
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! |
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! |
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1.340. lim |
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¡ e¡ |
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lim |
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¡ 3x ¡ 1 |
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lim |
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ln x |
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1 + 2 ln sin x; |
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x!0 ln(1 + x); |
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1.341. x!0 |
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sin2 5x |
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; |
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1.345. x!+0 |
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tg ¼x |
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1.346. lim |
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2 |
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ln(1 ¡ x). |
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x!1¡0 |
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2. Розкрити невизначеностi вигляду 0 ¢ 1 ÷è 1 ¡ 1. |
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3 x; |
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5.349. |
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x |
e1=x |
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; |
5.351. àáî 1346. |
xlim |
xne¡x; |
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5.352. lim x |
ln |
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xlim |
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( |
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¡ 1) |
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x |
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+0 |
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!1 |
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x |
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!1 |
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! |
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5.353. lim(¼ |
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¡ |
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x) tg |
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lim(ex + e¡x |
¡ |
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2) ctg x; |
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5.355. lim x2e1=x2 . |
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x ¼ |
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2 ; |
5.354. x |
! |
0 |
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x |
! |
0 |
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! |
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x!0 |
¡ |
¡ |
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¢ |
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x!1 |
µ |
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¡ |
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¶; |
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5.350. àáî |
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1 |
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1 |
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x |
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¡ |
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1 |
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Ïð. 5 ç ™ô.Äåì. lim |
x |
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ln3 x ; |
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1349. lim |
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x |
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x!0 |
µctg |
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¡ x |
¶ |
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x!1 |
µln x ¡ ln x¶. |
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1352. lim |
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x |
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; |
1351. lim |
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f11g ; |
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3. Розкрити невизначеностi вигляду f00g ; |
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f10g. |
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1 |
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5.365. lim (arcsin x |
tg x; |
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5.366. |
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lim |
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¼ |
¡ 2 |
x |
cos x; |
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5.367. lim |
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x |
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. |
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0( |
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ln(ex¡1) |
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x +0 |
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) |
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x ¼=2 |
¡ |
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) |
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x |
! |
+0 |
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! |
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! |
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¶ |
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x!0 |
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x!0 |
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µ |
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x |
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; |
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5.374. lim(cos 2x) |
3=x2 ; |
5.378. |
lim |
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sin x |
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1=x2 |
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5.369. lim |
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(x + 2x)x1 ; |
5.370. lim (ctg x)1= ln x; |
5.371. |
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lim (tg x)2x¡¼. |
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x!+1 |
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x!+0 |
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x!¼=2¡0 |
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4.Формула Тейлора.
5.379. Многочлен 2x3 ¡ 3x2 + 5x + 1 розкласти за степенями двочлена x + 1.
Для заданих функцiй написати формулу Маклорена n-го порядку:
5.382. y = ex; 5.383. y = sin x; 5.384. y = cos x; 5.385. y = ln(1 + x).
5. Побудувати графiки функцiй. |
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5.465. y = |
x4 |
|
y = |
x |
|
|
y = |
3 |
3 |
5.488. |
|||||
|
x ¡1 ; 5.468. |
x +2 ; |
|
||||
5.495. y = sin x + cos x; |
5.497. y = x arctg x; |
5.510. y = ln(x + px2 + 1); 5.513. y = x2 ln x;
pxx22+1 ;
*** y = (1 + x2)ex.
12
Заняття 13. Границi i неперервнiсть функцiй багатьох змiнних
1. Нехай |
f(x; y) = |
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2x¡3y |
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, |
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, |
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. |
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3x¡2y . Знайти f(2; 1) |
f(1; 2) |
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f(a; a) f(a; ¡a) |
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2xy |
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y |
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||||||
2. Нехай f(x; y) = |
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. Знайти f(¡3; 4), f(1; x ). |
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x2+y2 |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Знайти областi визначення функцiй: |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(a) z = |
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R2 ¡ x2 ¡ y2; |
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p |
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1 |
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; |
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p |
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1 |
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z = |
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; |
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z = |
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x2 |
+ y2 ¡ R2 |
|
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z = |
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; |
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R2¡x2¡y2 |
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x2+y2¡R2 |
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x+3y |
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1 |
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; |
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(b) |
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¡ |
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(d) |
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p |
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2 |
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2 |
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z = |
p2 |
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; |
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(c) z = ln(¡x ¡ y) |
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z = |
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+ y) |
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x¡y |
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p |
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1 ¡ (x |
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(f) z = arccos |
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x |
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z = |
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x2+y22¡x2 |
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cos x |
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x+y ; |
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(g) |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Знайти границi функцiй: |
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q |
2x¡x ¡y |
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sin xy |
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sin xy |
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(a) |
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xy |
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xlim0 |
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p |
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xlim0 |
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xlim0 |
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¡ |
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(b) |
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xy |
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3 |
xy + 9 |
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y ! 0 |
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2 |
2 |
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1 |
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1 |
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x y |
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(c) |
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lim |
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x2+y2 ; |
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lim |
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1 + x2 + y2 x2 |
+y2 ; |
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(d) |
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lim |
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x |
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0 |
¡ |
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|
¢ |
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x |
0 |
¡ |
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¢ |
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x |
|
0 |
x |
2 |
+ y |
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y !! |
0 |
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y !! 0 1 |
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|||||||||||||||
(e) |
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lim |
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x2y2 + 1 ¡ 1 |
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lim |
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sin(x3 + y3) |
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lim |
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e¡ |
x2+y2 |
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4 . |
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||||||||||||||||||||||
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x |
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0 |
p x |
2 |
+ y |
2 |
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|
; |
|
|
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(f) |
x |
0 |
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x |
2 |
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+ y |
2 |
|
|
; |
|
|
(g) |
|
x |
0 |
|
|
x |
4 |
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+ y |
|
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|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
y ! |
0 |
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|
|
|
|
|
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|
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|
|
y |
! 0 |
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y |
! 0 |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
! |
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! |
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! |
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||
5. Знайти повторнi границi: |
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2 |
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2 |
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2 |
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|
2 |
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(a) |
lim |
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lim |
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x |
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+ y |
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i |
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lim |
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lim |
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x + y |
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; |
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||||||||||||||||||||||||||||||||
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2 |
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4 |
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2 4 |
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x |
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y |
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x |
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+ y |
¶ |
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y |
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µ |
x |
x |
+ y |
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¶ |
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!1 µ |
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!1 |
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xy |
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!1 |
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!1 |
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xy |
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|||||||||||||||||||||
(b) |
lim |
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lim |
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i |
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lim |
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lim |
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||||||||||
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1 + xy ¶ |
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1 + xy ¶; |
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x!1 µy!+0 |
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y!+0 |
µx!1 |
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(c) |
lim |
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lim |
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¼x |
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i |
lim |
lim |
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sin |
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¼x |
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¶ |
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y + 2x¶; |
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x!1 µy!+1 sin y + 2x |
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y!1 µx!+1 |
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(d) lim |
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lim |
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1 |
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tg |
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xy |
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i |
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lim |
lim |
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1 |
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tg |
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xy |
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xy |
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1 + xy ¶; |
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x!0 |
µy!1 xy |
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1 + xy ¶ |
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y!1 µx!0 |
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(e*) lim |
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lim log |
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(x + y) |
¶ |
i lim |
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lim log |
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(x + y) |
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x!1 µy!0 |
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x |
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y!0 |
|
µxy!1 |
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|
x |
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¶. |
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|||||||||||||||||||||||||
6. Показати, що для функцi¨ f(x; y) = |
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x2y2 |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
x2y2+(x¡y)2 |
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повторнi границi iснують i рiвнi, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
але границя |
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lim |
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x2y2 |
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||||||||||||||||||
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x2y2 + (x ¡ y)2 |
íå iñíó¹. |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|
(x;y)!(0;0) |
|
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13
Заняття 14. Частиннi похiднi
Знайти частиннi похiднi першого та другого порядку для заданих функцiй.
|
5 |
|
5 |
3 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
p |
xy |
|
|||||
7.55. z = x |
|
+ y |
|
|
¡ 5x |
y |
; |
7.56. z = xy + x ; |
7.57. z = |
|
; |
|
||||||||||||||
|
|
|
x2+y2 |
|
||||||||||||||||||||||
7.58. z = xe¡xy; |
|
|
|
7.59. z = cos y2 |
7.60. |
z = yx; 7.61. z = ln(x2 + y2); |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
; |
|
|
|
|
|
y z; |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
7.62. z = arcsin |
p |
|
; |
|
7.63. u = |
p |
|
; |
7.64. u = x |
|
||||||||||||||||
x2+y2 |
|
x2+y2+z2 |
|
|||||||||||||||||||||||
7.68. Показати, що |
|
@2z |
|
|
|
@2z |
|
|
|
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|
|
|
by . |
|
|||||||||||
|
|
|
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|
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|
@x @y = |
|
|
|
|
|
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|
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||||||
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@y @x , ÿêùî z = x sin(ax + ¡ )¢ |
|
||||||||||||||
7.69. Показати, що |
|
@2z |
|
|
|
@2z |
|
|
|
|
|
y |
|
|
x |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
, ÿêùî z = cos x |
¢ arccos y . |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@x @y |
|
@y @x |
|
|||||||||||||
7.79. Показати, що |
|
@x@z |
¢ |
2 |
+ |
@y@z +x+z = 0, ÿêùî z = 4e¡2y +(2x+4y |
3)e¡y ¡x¡1. |
|||||||||||||||||||
7.80. Показати, що |
¡ |
|
|
|
|
= |
|
|
|
u = ln(x3 + y3 + z3¡ |
3xyz). |
¡
14
Заняття 15. Диференцiйовнiсть та диференцiал
|
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@f |
|
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|
|
@f |
+ ¢ ¢ ¢ + |
|
@f |
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
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|
|
df = |
|
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|
dx1 + |
|
|
|
|
|
|
dx2 |
|
|
|
|
|
|
dxm: |
|
|
|
|
|
|
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||||||||||||||||||
|
|
|
|
@x1 |
|
@x2 |
@xm |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
7.87. Знайти повний прирiст i диференцiал функцi¨ z = x2 ¡ xy + y2, ÿêùî x |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
çìiíþ¹òüñÿ âiä 2 äî 2; 1, à y âiä 1 äî 1; 2. |
|
|
|
|
|
|
|
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|
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||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Знайти диферåíöiàëè функцiй: |
|
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|||||||||||||||||||||
7.89. z = ln(y + x2 + y2); |
|
|
|
7.90. z = tg y2 |
|
|
|
|
z = ln cos x |
|
|
|
|
u = (xy)z. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Приблизно обчислити:p |
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x ; |
7.91. |
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|
y ; 7.92. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
7.95. (2; 01)3;03 (ln 2 ¼ 0; 693); |
7.96. |
|
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|
|
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|
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|
; 3114. ln(p3 |
1; 03+p4 |
|
|
¡1). |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
(1; 02)3 + (1; 97)3 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
0; 98 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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|
поверхнi |
S â òî÷öi Q: |
|
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|||||||||||||||||||||
|
Рiвняння дотично¨ площини до p |
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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|
z ¡ z0 = |
|
|
@f(P ) |
(x ¡ x0) + |
@f(P ) |
(y ¡ y0): |
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||
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||||||||||||||||||||||||||||
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@x |
|
|
|
@y |
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||
Рiвняння нормалi: |
|
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|
x ¡ x0 |
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|
y ¡ y0 |
|
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|
z ¡ z0 |
|
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||||||||||||||||||
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|
= |
= |
: |
|
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||||||||||||||||||||||||||
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|
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|
|
@f(P ) |
|
|
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|||||||||||||||||||||||||
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|
|
|
|
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|
|
|
@f(P ) |
|
|
|
|
|
¡1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
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||||||||||||||||
|
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|
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|
|
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|
|
@x |
|
|
|
|
|
|
@y |
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
7.95. Знайти рiвняння дотично¨ площини та нормалi до таких поверхонь в ука- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
заних точках: |
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
||
à) z = sin x cos y â òî÷öi |
¼4 ; ¼4 ; 21 ; |
|
|
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|
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|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
á) |
x cos y â òî÷öi |
1; |
¼; 1 |
|
|
. |
|
|
|
|
¢ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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||||||||
|
z = e |
¡ e |
|
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|
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|
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|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
го порядку обчислю¹ться за символiчною формулою: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Диференцiал n- ¡ |
|
|
|
¢ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@ |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
dnu = µ |
|
|
|
|
|
|
dx1 + |
|
|
|
dx2 + ¢ ¢ ¢ + |
|
|
dxm¶ u: |
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
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|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
@x1 |
|
@x2 |
|
@xm |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Зокрема, якщо ма¹мо функцiю двох змiнних z = f(x; y), òî |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
@ |
|
|
|
|
|
|
|
@ |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
@2z |
|
|
|
|
@2z |
|
|
@2z |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
d2z = µ |
|
|
dx + |
|
|
dy¶ |
|
|
= |
|
|
dx2 |
+ 2 |
|
dx dy + |
|
|
dy2: |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
@x |
@y |
|
|
@x2 |
@x |
@y2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
@ |
|
@ |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
@3z |
|
|
|
|
|
|
|
|
@3z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@3z |
|
|
|
|
|
@3z |
||||||||||||||
|
|
|
|
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|
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|
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|
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|
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|
|||||||||||||||||||
|
d3z = µ |
|
dx + |
|
|
dy¶ |
|
|
|
= |
|
|
|
dx3 |
+ 3 |
|
dx2 dy + 3 |
|
dx dy2 + |
|
dy3: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
@x |
@y |
|
|
|
|
@x3 |
@x2@y |
@x@y2 |
@y3 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
(a1 + a2 + ¢ ¢ ¢ + ak)n = |
|
X Pn(j1; j2; : : : ; jk) a1j1 ¢ a2j2 ¢ ¢ ¢ akjk |
j1+¢¢¢+jk=n
Знайти диференцiали першого та другого порядкiв для таких функцiй:
7.101. z = x3 + 3x2y ¡y3; 7.106. z = x ln xy ; 7.108. u = xy + yz + zx; 7.109. u = exyz.
7.110. Знайти d3z, ÿêùî z = ey sin x.
7.111. Знайти d3u, ÿêùî u = x3 + y3 + z3 ¡ 3xyz.
15
Заняття 16. Диференцiювання складених та неявно заданих функцiй
1. Похiднi складених функцiй.
dz |
= |
|
@z dx |
+ |
|
@z dy |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
dt |
@x dt |
@y dt |
||||||||||
|
|
7.114. Знайти dz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt , ÿêùî z = e2x¡3y, äå x = tg t, y = t2 ¡ t. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.115. Знайти dz |
|
|
z = xy, äå x = ln t, y = sin t. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
dt , ÿêùî |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
7.117. Знайти du |
|
|
u = |
yz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
, y = ln t, z = t |
2 |
¡ 1. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
dt , ÿêùî |
x , äå |
x = e |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dz |
|
= |
@z |
+ |
|
|
@z |
|
dy |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
@x |
|
|
|
|
|
@y dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
7.118. Знайти @z |
dz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
3 |
+ x. |
|||||||||||
@x i dx , ÿêùî z = ln(e |
|
|
+ e |
), äå y = 3 x |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.119. Знайти @z |
dz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(x+1)2 . |
||||||||||||||
@x i dx , ÿêùî z = arctg |
|
y |
|
|
, äå y = e |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
@z |
= |
@z @x |
+ |
@z |
|
@y |
; |
|
|
|
@z |
= |
@z @x |
+ |
@z @y |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
@u |
@x @u |
|
|
@y @u |
|
|
|
@v |
@x @v |
|
|
|
@y @v |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.120. Знайти @z |
@z |
|
|
|
|
|
|
|
z = u2 ln v, äå u = y |
v = x2 |
+ y2. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
@x i @y , ÿêùî |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
7.121. Знайти dz, ÿêùî z = u2v ¡ v2u, äå u = x sin y, v = y cos x. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Похiднi неявно заданих функцiй. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
Fx0 |
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
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|
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= ¡ |
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dx |
Fy0 |
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|||||||||||||||||||
7.140. Знайти dy |
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2 |
e |
2y |
¡ y |
2 |
e |
2x |
= 0. |
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dx , ÿêùî x |
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7.141. Знайти dy |
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dx , ÿêùî y sin x ¡ cos(x ¡ y) = 0. |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.143. Знайти dy |
d2y |
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dx , dx2 , ÿêùî x ¡ y + arctg y = 0. |
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F 0 |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@z |
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Fx0 |
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@z |
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= ¡ |
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= ¡ |
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y |
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; |
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; |
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@x |
Fz0 |
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@y |
|
Fz0 |
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||||||||||||||||||||||||||||||
7.146. Знайти @z |
@z |
|
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xy |
= 0. |
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|||||||||
@x , @y , ÿêùî z ln(x + z) ¡ z |
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|
7.149. Знайти dz, ÿêùî yz = arctg(xz).
z
7.150. Знайти dz, ÿêùî xz ¡ ey + x3 + y3 = 0.
Fx0 (Q)(x ¡ x0) + Fy0(Q)(y ¡ y0) + Fz0(Q)(z ¡ z0) = 0;
x ¡ x0 = y ¡ y0 = z ¡ z0 : Fx0 (Q) Fy0(Q) Fz0(Q)
3. Записати рiвняння дотично¨ площини та нормалi до поверхнi в заданiй точцi.
* x2 |
+ y2 = 169 |
¡ z2, |
Q(3; 4; 12); |
* x2 |
¡ 4z2 = 11 |
¡ 3y, |
Q(3; 2; 1). |
16
Множина Fc = fM 2 A j f(M) = cg назива¹ться поверхнею c-рiвня функцi¨ f.
@f |
(P ) def= |
@f |
(P ) cos ® + |
@f |
(P ) cos ¯ + |
@f |
(P ) cos °; |
~e = (cos ®; cos ¯; cos °): |
|||||||
@~e |
@x |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
@y |
|
|
@z |
|
|
|
|
||||
|
|
|
def |
@f |
|
~ |
@f |
~ |
@f |
~ |
@f |
|
|||
|
|
|
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|
|
|
|||||
|
grad f(P ) = |
@x |
(P )i + |
@y |
(P )j + @z |
(P )k; |
@e¹ |
= (grad f;~e) : |
4.Лiнi¨ рiвня, похiдна за напрямком i градi¹нт.
2017. (M) z = 4 ¡ x2 ¡ y2. Побудувати лiнi¨ рiвня та grad z â òî÷öi A(1; 2).
2025. (M) z = |
4 |
x2+y2 . Побудувати лiнi¨ рiвня та grad z â òî÷öi A(¡1; 2). |
10.31. Знайти похiдну вiд скалярного поля u = x2 + 21 y2 â òî÷öi P0(2; ¡1) â |
||||||||||||||||
напрямку вектора |
¡¡0! |
|
1(6; 2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
P P , äå P |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
10.33. Знайти похiдну вiд скалярного поля u |
= x12 + x22 |
¡ x32 + x42 |
â òî÷öi |
|||||||||||||
P0(1; 3; 2; ¡1) в напрямку вектора ~a = (2; 1; 0; ¡2). |
|
y2 |
|
|
|
|
||||||||||
10.35. Знайти похiдну вiд скалярного поля u = |
x2 |
+ |
+ |
z2 |
â òî÷öi P (a; b; c) â |
|||||||||||
2 |
2 |
2 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
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|
a |
|
b |
|
c |
|
|
напрямку радiус-вектора цi¹¨ точки. |
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|||||||||
4u = du(P )+ |
d2u(P ) |
+¢ ¢ ¢+ |
dnu(P ) |
+o(½n); ф-ла Тейлора з зал. у ф-мi Пеано. |
||||||||||||
2! |
|
|
|
n! |
|
|
5.Формула Тейлора.
7.179. Функцiю f(x; y) = x3 ¡2y3 + 3xy розкласти за формулою Тейлора в околi точки (2; 1).
7.181. Функцiю f(x; y; z) = x2 + y2 + z2 ¡2(xy + xz + yz) розкласти за формулою Тейлора в околi точки (1; ¡1; 2).
7.182. Функцiю f(x; y) = ey cos x розкласти за формулою Маклорена до третього доданка включно.
6.Знайти екстремуми функцiй двох (трьох) змiнних.
7.187. z = x2 |
+ xy + y2 ¡ 3x ¡ 6y. 7.188. z = xy2(1 ¡ x ¡ y) (x > 0; y > 0). |
7.191. z = x2 |
+ y2 ¡ 2 ln x ¡ 18 ln y (x > 0; y > 0). |
7.196. u = x2 + y2 + z2 ¡ 4x + 6y ¡ 2z.
17
Заняття 17. Найпростiше iнтегрування
1. Використовуючи таблицю iнтегралiв, обчислити: |
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1 |
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x + 1 |
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1 |
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2x + 3 |
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||||||||||||||||||||
6.15. Z µ3x2 + 2x + |
|
¶ dx; |
6.16. Z |
|
|
|
|
|
dx; 6.19. Z µ |
p3 |
|
|
|
¡ |
p4 |
|
|
|
|
|
¶ dx; |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
x |
|
x4 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
x2 |
x3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.20. Z |
|
|
p |
|
|
|
p |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
6.22. Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
6.23. Z |
|
|
|
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|
|
|
|
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||||||||||||||||||||||||
( |
|
|
|
|
ap¡ax |
x) |
|
dx; |
2xex dx; |
2x |
1 + 3x22¡x |
dx; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|
|
|
|
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|
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|
3 |
|
2 ctg2 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
¡ |
|
|
|
|
|
|
cos¢2x |
|
|
|
||||||||||||||||||
6.24. Z |
(2x + 3 cos x) dx; |
|
6.26. Z |
|
|
|
¡ |
|
|
|
|
dx; |
6.27. Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
dx; |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
cos2 x |
|
cos2 x sin2 x |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.29. Z |
tg2 x dx; |
|
6.33. Z |
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
Z |
|
|
dx |
|
; 6.35. Z |
|
|
p |
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
x2 + 4; |
|
6.34. |
5 |
¡ |
x2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
3 x2 |
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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|
|
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|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6.36. Z |
|
px2 ¡ 3 ¡ px2 + 3 |
|
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|
|
|
|
|
|
|
(1 + x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
¡ |
¡ 9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
dx; 6.37. |
|
|
|
dx; |
6.43. |
x |
|
dx. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
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|
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|
|
px4 ¡ 9 |
|
|
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|
|
|
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|
|
Z |
|
x(1 + x2) |
|
|
|
|
|
|
|
x2 ¡ 8 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Обчислити iнтеграли за допомогою замiни змiнно¨: |
|
|
|
|
|
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|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.44. Z |
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.46. Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
p32+ x dx; |
|
6.45. Z (3 ¡ 4 sin x)2 |
|
cos x dx; |
ch x sh x dx; |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.47. |
sec x |
|
|
|
|
; |
6.48. |
Z |
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
Z |
|
|
|
p |
|
|
dx |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin(ln x) |
|
; 6.56. |
|
sin xp |
|
; |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
tg4 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 x; |
6.55. |
|
x |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x ln ax |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin x dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
6.60. Z |
x5¡x |
dx; |
|
6.62. Z |
|
|
|
e¡ |
|
|
dx; |
|
6.65. Z |
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
1 + e¡2ax |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
cos2 x + 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Обчислити iнтеграли, зробивши вказану пiдстановку: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.115. Z |
|
|
|
xp |
dx |
|
|
|
|
|
|
|
x = 2t ; |
6.117. Z |
|
|
|
e2x |
|
|
dx, |
x = ln t. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
ex + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
4 ¡ x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18
Заняття 18. Iнтегрування частинами
1. Обчислити iнтеграли, використовуючи iнтегрування частинами: |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.124. Z |
arccos x dx; |
6.126. Z |
|
x ln x dx; |
6.127. Z |
ln x |
dx; 6.133. Z |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
p3 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
x |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.134. Z |
x arctg x dx; |
6.145.¤ |
Z |
|
x(arctg x)2 dx; 6.146. Z |
arcsin x |
dx; |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
x2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.153. Z |
x arcsin x dx; |
|
6.154. Z |
|
ln(ln x) |
dx; 6.155. Z |
x2 arctg x dx; |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
x |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
6.125. |
Z |
x cos x dx; 6.129. Z |
x2 sin x dx; |
6.130. Z |
|
x2e¡x dx; 6.140. |
||||||||||||||||||||||||||||||
6.141. |
Z (x2 ¡ 2x + 3) cos x dx; |
|
** Z |
e2x cos 3x dx; |
** Z |
e5x sin x dx. |
||||||||||||||||||||||||||||||
2. Iнтегруючи частинами, показати, що |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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||||||||||||||||||||
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|
|
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|
a2 |
x |
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Z pa2 ¡ x2 dx = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
(22) |
|
|
|
arcsin |
|
|
+ |
|
|
|
2pa2 ¡ x2 + C; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
2 |
a |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Z px2 § a2 dx = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
(23) |
|
|
px2 § a2 |
§ |
|
|
ln jx + px2 § a2j + C. |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
2 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Виконати iнтегрування квадратного тричлена: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
6.158. Z |
|
dx |
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6.159. Z |
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dx |
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x2 + 4x ¡ 5; |
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2x2 ¡ 4x + 5; |
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6.160. Z |
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x dx |
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6.161. Z |
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x dx |
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x2 ¡ 5x + 4; |
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x2 ¡ 3x + 3. |
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ln2 x dx; x2
Z
xex dx;
19
Заняття 19. Iнтегрування дробово-рацiональних функцiй.
1. Зiнтегрувати елементарнi дроби: |
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Z (x2 |
+ 2x + 2)3 dx. |
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Z x ¡ 8 dx; Z (x ¡ 8)3 |
dx; Z x2 + 2x + 2 dx; |
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5 |
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5 |
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x + 2 |
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x + 2 |
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Для останнього використати рекурентну формулу |
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+ m2)n : |
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Kn+1 |
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= 2nm2 |
µ(2n ¡ 1)Kn + (t2 |
+ m2)n ¶ |
+ C; äå Kn = Z (t2 |
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1 |
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t |
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dt |
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2. Розклавши функцi¨ на елементарнi дроби, обчислити iнтеграли: |
+ 3x + 1 |
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6.167. Z |
x3 ¡2 5x¡2 |
+ 6x |
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Z |
x3 |
¡ 4x |
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Z |
x3 |
+ 3x2 |
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2x2 |
1 |
dx; 6.168. |
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x3 + 2 |
dx; 6.169. |
x4 |
+ 3x3 |
+ 3x2 |
¡ 5 |
dx; |
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6.170. Z |
(x ¡ 1)2(x + 2) |
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Z |
(x2 ¡ 5x + 4)3 |
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Z |
|
x(x2 |
+ 2); |
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3x + 2x ¡ 1 |
|
dx; 6.171. |
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|
2x ¡ 5 |
|
dx; |
6.172. |
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dx |
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6.173. Z |
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x4 + 1. |
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dx |
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20 |
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Заняття 20. |
Iнтегрування тригонометричних виразiв |
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1. |
Використовуючи унiверсальну тригонометричну пiдстановку, обчислити iнте- |
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грали. |
Z |
3 cos x + 2; 6.219. Z |
3 ¡ 2 sin x + cos x; |
6.220. Z |
1 + sin x. |
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6.218. |
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dx |
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dx |
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sin x dx |
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2. |
Обчислити iнтеграли за допомогою пiдстановок t = tg x ÷è t = ctg x. |
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6.221. |
Z |
4 sin2 x ¡ 7 cos2 x; * |
Z |
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1 ¡ tg x dx; 2101 Z |
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tg8 x; |
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|
dx |
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1 + tg x |
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dx |
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3. |
Обчислити iнтеграли за допомогою пiдстановок t = sin x ÷è t = cos x. |
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6.222. |
Z |
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sin x dx |
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Z |
|
cos3 x dx |
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|
cos |
2 x |
¡ 2 cos |
x |
+ 5 |
; |
* |
|
5 + sin x; |
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2090 |
Z |
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Z |
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3 |
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sin3 x cos2 x dx; 2091 |
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cos4 x . |
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|
sin |
|
x dx |
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4. |
6.194. Z |
sin2 x cos2 x dx; |
* Z |
cos4 x dx; 6.196. Z |
sin6 x; 6.197. Z |
cos6 x dx; |
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dx |
|
sin2 x |
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6.212. Z |
sin 3x cos 5x dx; |
* Z |
sin 10x sin 15x dx; * |
Z |
cos 2 cos 3 dx. |
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x |
x |
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