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

Контрольная по ВМатем

.pdf
Скачиваний:
28
Добавлен:
18.02.2016
Размер:
1.03 Mб
Скачать

R =

X n+1

eθ x

отсюда получаем

 

 

 

 

n

(n + 1)!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ex ≈ 1 +

x

+

x2

+

x3

+ …+

xn

 

 

 

 

 

 

1!

 

2!

3!

 

n!

Для любого значения x 0<x<1 имеем 0 < θ x < x < 1 отсюда

e0 < eθ x < ex

< e < 3 или 1 < eθ x < 3 следовательно

 

xn+1

 

 

3xn+1

Rn <

 

 

 

 

 

3 следованием

 

< 0.001 или

(n + 1)!

 

 

 

 

(n + 1)!

xn+1

 

<

1

 

 

 

(n + 1)!

3000

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно, для заданной точности каждый отброшенный член

должен быть меньше

1

.

 

3000

 

 

При a1 = 0.1 эта точность достигается при n = 2 , а при a2 = 0.2

n = 3 .

Ответ: e0,1 ≈ 1 + 0.1 + 0.12 = 1.105 2

e0.2 ≈ 1 + 0.2 + 0.22 + 0.23 = 1.221.

26

Задача 18. Найти наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке [0;3]

f (x) = x2 (x − 3) + 5

Решение: Функция определена на [0;3]

Производная y ' = (x3 − 3x2 + 5) ' = 3x2 − 6x определена на

[0;3] и обращается в нуль при 3x2 − 6x = 0

31

x(3x − 6) = 0 x1 = 0 x2 = 2 . Эти точки принадлежат отрезку [0;3] .

Тогда

fmax = max{ f (0), f (2), f (3)} = max{5;1; −13} = 5

fmin = min{ f (0), f (2), f (3)} = min{5;1; −13} = −13 Ответ: fmin (3) = −13 , fmax (0) = 5 .

Задача 19. Разложить число 100 на два слагаемых так, чтобы их произведение было наибольшим.

Решение. Пусть x - первое слагаемое, 100 − x будет второе слагаемое.

Произведение этих слагаемых даёт функцию

y = x(100 − x) = 100x x2 .

По условию задачи x [0;100] . Найдём экстремумы этой функ-

ции y ' = 100 − 2x , y " = −2 ,

то при x = 50 функция достигает максимума.

y(0) = 0 y(100) = 0 следовательно функция принимает наи-

большее значение в критической точке x = 50 .

Ответ: Произведение двух слагаемых будет наибольшее, если они

равны 50. ymax = 50 50 = 2500

Задача 20. Отделить действительные корни уравнения x3 + 4x + 3 = 0

Применяя комбинированный метод вычислить их с точностью до шести десятичных знаков.

Решение: y = x3 + 4x + 3 - непрерывная функция на всей области определения x R в точке x=0 y(0) > 0 , а в точке x=-1 y(-1)=-4.

Следовательно на отрезке [-1;0] функция y = x3 + 4x + 3 обращается в ноль и уравнение x3 + 4x + 3 = 0 на этом отрезке имеет корень.

32

Найдем y′(x) = 3x2 + 4 . Так как y′(x) > 0 для всех x R , то функция y(x) монотонно возрастает на всей области определения и имеет только единственный корень на отрезке [-1;0]. Уточним отрезок на котором находится корень. Разделим отрезок [-1;0] на десять частей и убедимся, что функция y(x) меняет знак только на отрезке [-0.7;- 0.6]. Следовательно корень уравнения лежит на отрезке [-0.7;-0.6]. Заметим что чем точнее отделен корень, тем меньше шагов методом хорд и методом касательных надо выполнить. Проверим, для какой из этих двух точек выполняется условие y(x0 ) y′′( x) > 0 поскольку y′′ = 6x, y′′(−0.7) = −0.42 , y(−0.7) y′′(−0.7) > 0 то применяя метод

Ньютона положим x0 = −0.7 . Находим

 

 

x1

= x0

y( x0 )

= −0.7 −

 

−0.143

= −0.673858 .

 

y′( x0 )

 

 

5.47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

= x1

y( x1 )

 

= −0.673858 +

0.001421

= −0.675593 .

y′( x1 )

 

5.362254

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По методу хорд положим x′ = −0.6, a = −0.7, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

x

 

 

x

f (a) − a f (x′ )

 

 

 

 

−0.6(−0.143) + 0.7 0.384

 

=

0

 

 

 

0

 

 

=

 

 

 

 

 

 

= −0.672865

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

f (a) − f (x′ )

 

 

 

 

 

−0.143 − 0.384

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

xf (a) − a f ( x′)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1

 

 

 

1

 

= −0.673895

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

f (a) − f (x′)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно корень данного уравнения находится на отрезке [- 0.673593;-0.673585]. Данной точности еще недостаточно. Положим

теперь a=-0,673593, найдем x.

 

 

 

 

 

 

3

 

 

x

= x

 

f ( x′ )

 

 

 

2

= −0.673585

+ 0.000008

= −0.673593 .

 

3

2

 

f (a) − f (x′ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

Таким образам x=-0.673593 корень данного уравнения. Заметим, чем точнее отделен корень первоначально, тем меньше шагов методом хорд и касательных надо выполнить.

33

Задачи для контрольной работы.

Задача 1. Вычислить определитель:

 

 

 

 

 

0

1

1

 

 

1

 

 

 

 

 

1

0

 

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

a1

 

0

0

0

 

 

 

 

 

 

1

0

a1

 

a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

б)

1

1

 

a2

0

0

 

 

 

 

 

1

a1

0

 

 

a3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

1

a3

0

 

 

 

 

 

 

1

a2

a3

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

0

1

a4

 

Значения a1 , a2 , a3 , a4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

взять из таблицы 1.

 

 

 

 

 

 

Задача 2. Найдите сумму A + B , разность A B , произведе-

ния AB, BA матриц A и B , если это возможно

 

 

 

 

 

 

1

0

2

 

 

 

2

 

0

1

 

 

 

 

 

 

1.

A =

 

−1 1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, B =

0 1 0

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 −1 0

 

 

 

 

−1 2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1 4 0 −2

 

 

 

−2 −1 −3 1

 

 

 

 

 

 

 

 

1 0 1 0

 

 

 

 

 

−2 1 0 2

 

 

 

 

 

2.

A =

 

 

,

B =

 

 

;

 

 

 

 

−2 1 3 3

 

 

1 −2 2 −3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1 2 0 −2

 

 

 

 

1

 

4 2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

1 0 0

 

 

−2 −2 1

 

 

 

 

 

 

3.

A =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1 1

, B =

0

 

1 0

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1 0

 

 

 

3

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

 

 

−1

2

0

 

 

1

2

3

 

4.

 

 

 

 

 

,

 

−2 3

 

 

;

A =

0

2

−1

B =

2

 

 

 

1

−1 1

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1 −1

 

5.

 

2 −1 4

0

 

BT

2 1

−1 −2

 

;

 

A =

 

 

 

 

,

=

 

 

 

 

 

 

 

−1

3 0

−2

 

 

 

5 0

3 3

 

 

 

6.

 

0 1

2 −1

, BT =

−12 0

1 2

A =

−2

 

−10 3

 

 

 

−3

 

−3

.

 

 

3

 

 

 

0 1

 

 

 

4

1

4

0

 

 

 

1

−5

4

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

 

7.

 

 

−2 0

−2

 

 

B =

 

0

1

 

;

 

A = −1

,

 

 

 

0

3

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

−2

4

9

 

 

 

 

−2

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−4

1

0

0

 

 

 

 

0

−5

 

4

 

 

 

 

 

 

−1

 

−2

 

 

8.

 

1

−2 0 −2

 

,

B =

 

0

 

;

A =

 

 

2

3

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

−1

4

7

 

 

 

 

 

 

0

3

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

−1

3

 

 

 

2

−1 0

2

 

 

 

 

1

4

−2 6

 

 

 

 

0

1

−3 1

 

 

9.

A =

 

 

,

B =

 

 

;

 

−1 0

0

2

 

 

−2 0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

−2 0

−2

 

 

 

 

2

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

1

 

 

 

−1 −1 0

 

1

 

 

 

 

1

0

1

0

 

 

 

 

 

0 1

0

 

1

 

 

10.

A =

 

 

,

B =

 

 

 

;

 

0

1

0

1

 

−1 0

−1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

 

 

 

 

 

1 1

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2 3

 

 

 

−2 3 0

 

 

 

11.

A =

 

−2

 

 

 

 

,

 

 

−1 0

 

 

 

 

 

 

 

3

2

 

B =

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 −1 0

 

 

 

 

 

 

 

0 −1 −1

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

4

−2

1

 

 

−4 2 1

 

12.

 

 

−2

 

 

,

 

 

−2 3

 

;

A =

1

0

 

B =

1

 

 

 

−1 5 2

 

 

 

0

−1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 −8 2

 

 

2 5 7

 

13.

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

1

4

 

0

,

B

 

6

 

 

3

 

4

;

 

 

 

6

−4 2

 

 

 

 

5

 

−2 −3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0 2 1

 

 

 

 

 

1 −4 −1

 

 

 

0

−1 0 1

 

 

 

 

 

 

0

 

−1 2

14.

A =

 

 

,

B =

 

 

 

2

1 0 2

 

 

3 −1 −2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1 −2 2

 

 

 

 

 

 

1 0 −2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

2

 

 

 

2

 

 

4

 

3

 

 

 

15.

A =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

0

1

1

, B

=

4

 

 

5

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3 1 2

 

 

 

 

 

 

 

1 −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1 0 2

 

 

 

 

1 5 −2

16.

A =

 

 

−1

 

 

 

B =

 

−2

 

 

 

 

 

 

3

 

2

,

 

0

 

4

;

 

 

 

4

−1 −2

 

 

 

 

 

−1 6 −2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

3

 

 

2

 

 

5

 

7

 

 

17.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

A =

4

3

2

 

, B =

6

 

 

3

 

4

 

 

 

 

3 2 3

 

 

 

 

5

 

−2 −3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−2

−1 ;

2

1

18.

 

−1 2 −3 0

, BT

1

1 0

1

;

A =

3 −1 0 1

 

=

2

−2 1

−3

 

 

 

 

 

 

 

 

36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

1

 

 

 

 

 

 

1 2 −2 1

 

 

 

0 1

 

 

 

 

 

19.

, B =

 

 

;

 

 

 

A =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 3 −1 5

 

 

0 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 −3 −1

−3 2 −1

 

 

20.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

A =

1

4

0

, B =

0

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1 0 2

 

 

 

 

−1 0 3

 

 

 

 

 

 

 

0 −1 0

 

3 1 0

 

 

21.

 

 

 

 

 

 

 

−3

 

 

 

 

 

 

 

A =

1

2

0

 

, B =

0

 

1

;

 

 

 

−1 0 3

 

 

 

0

 

−2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22.

1 −2 0 4

 

 

 

3 −1

 

 

A =

 

 

 

 

 

, B =

 

 

 

 

;

 

 

 

0 −1 2 0

 

 

 

−1 −2

 

 

 

 

 

1 2 −1

 

 

 

1 −2

 

 

 

 

23.

 

 

 

 

 

 

B =

 

4

5

 

 

 

 

 

A =

1

3

0

,

 

;

 

 

 

 

 

 

−2 −1 0

 

 

 

 

7 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24.

AT = (1

−2

2

 

0

2), B = (3

−3

 

0 2 −1) ;

25.

3 2 1 0

 

1 0 1 0

;

A = 2

1

0 3 ,

B =

2

 

1

1

 

0

 

3 0

−1

 

0 1 2

 

 

 

26.

A =

2

−3

−1 , B = 0

−1

1 ;

 

 

 

1 0 1

 

1 0 2

 

 

 

 

1

0

1

 

 

0

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

27.

A = 0

1

0 , B = 1

 

0

 

1 ;

 

 

 

 

 

 

1 0 1

 

 

0 1 0

 

 

 

 

 

 

37

 

 

0 1 0 3

 

 

 

0 3 0 2

 

28.

 

 

−1

 

 

T

 

 

3

 

2 0 −2

 

;

A = 1

3 1 , B

=

 

 

 

 

−1 0 1 0

 

 

−2 −1 0 0

 

 

 

1 0 −1

4 0 −2

 

 

29.

A = 1

−2

0 , B = 0

1

 

5 ;

 

 

 

 

3 −1 0

4 −1 2

 

 

 

 

−2 −1 0

0

 

1 0

 

 

30.

A = 0

1

 

2 , B = −1

1

−1 ;

 

 

 

 

1 0 1

2 0 −1

 

 

 

 

0 −3 6

3 1 0

 

 

31.

A = 1

−1

0 , B = −3

0

3 ;

 

 

 

 

−1 0 3

0 3 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

−1

 

 

 

 

1 2 −2 1

 

0 1

 

 

32.

A =

0

1

−1

5 , B

=

 

9

 

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

2

 

1

−1

 

 

 

 

 

33.

A =

−3

−2 ,

B = 3

−2 ;

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

 

1

0

 

 

 

 

34.

A = 0

1

0

, B = 1

 

0

1 ;

 

 

 

 

 

1 0 1

 

0 1 0

 

 

 

 

 

 

2 4 −1

5 2 1

 

 

35.

A = 1

−4

 

0 , B = 0

1

 

2 ;

 

 

 

 

−1 −2 3

−1 0 2

 

 

38

36.

 

3 2 1 0

 

 

1 0 1 0

;

 

 

 

 

A = 2

1

0

3

, B = 2

1

1 0

 

 

 

 

 

 

1

0

2

 

2

 

0

1

 

 

 

 

 

37.

A = −1

1

1 ,

B = 0

 

1

0 ;

 

 

 

 

 

 

 

2 −1 0

 

−1 2 2

 

 

 

 

 

 

 

−1 4 0 −2

 

 

−2 −1 −3 1

 

38.

A =

 

1 0 1 0

 

, B =

−2 1 0 2

;

 

−2 1 3 3

 

 

1 −2 2 −3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1 2 0 −2

 

 

 

1 4 2 1

 

 

 

 

1 0 0

 

−2 −2 1

 

 

 

 

 

 

39.

A = 1

1 1 ,

B = 0

1

0 ;

 

 

 

 

 

 

 

2 1 0

 

3 2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

2 0

 

 

1

2 3

 

 

 

 

40.

A = 0

2

−1

,

B = −2

3

2 ;

 

 

 

 

 

 

1 −1 1

 

 

0 −1 −1

 

 

 

 

41.

A =

2 −1 4 0

 

T

2 1 −1 −2

 

 

 

 

 

 

 

,

B

=

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

−1 3 0 −2

 

 

 

5 0 3 3

 

 

 

 

0 1 2 −1

 

T

−12 0 1 2

42.

A =

−2

3

−10

3

, B

 

=

0

1

 

−3

−3 .

 

 

4

1

4

0

 

 

1

−5

4

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

1

 

 

 

43.

A =

 

−1

−2

0

−2

 

 

 

0

;

 

 

 

, B =

0

3 0

 

 

 

 

 

1 −2 4 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−2

3

1

 

 

 

 

39

 

 

 

−4

1

0

 

0

 

 

 

 

0

−5

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1 0 −2

 

 

 

 

 

44.

A =

 

1

−2

0

 

−2

 

,

B =

;

 

 

 

 

 

 

 

2 3 0

 

 

 

 

 

 

 

1 −1 4 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

0 2 −1 3

 

 

 

 

2 −1 0 2

 

45.

A =

 

1 4 −2 6

,

B =

 

0 1 −3 1

;

 

−1 0 0 2

 

 

−2 0 0 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 −2 0 −2

 

 

 

 

 

 

2 1 0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 1 0 1

 

 

 

 

−1 −1 0 1

 

 

 

 

 

 

46.

A =

 

1 0 1 0

,

B =

0 1 0 1

;

 

 

 

 

 

 

0 1 0 1

 

 

−1 0 −1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 0 1 0

 

 

 

 

 

 

1 1 0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2 3

 

 

 

−2 3 0

 

 

 

 

 

 

 

 

47.

A = −2

3

2 ,

B = −1

 

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 −1 −1

 

 

 

2 −1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 −2 1

 

 

 

 

−4 2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

48.

A = 1

−2

0 , B = 1

 

 

−2

3 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1 5 2

 

 

 

 

0 −1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 −8 2

 

 

 

2 5 7

 

 

 

 

 

 

 

 

49. A = 1

4

0 ,

B = 6

 

3

 

4 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 −4 2

 

 

 

5 −2 −3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0 2 1

 

 

 

 

1 −4 −1 −2

 

 

 

50.

A =

 

0 −1 0 1

,

B =

 

0 −1 2 −1

;

 

 

2 1 0 2

 

 

3 −1 −2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1 −2 2

 

 

 

 

 

 

1 0

−2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40