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

0887578_645D9_denisyuk_v_p_repeta_v_k_gaeva_k_a_kleshnya_n_o_visha_matemat

.pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
19.02.2016
Размер:
2.32 Mб
Скачать

3u

 

 

2u

 

 

2

 

 

=

 

 

 

 

=

 

(3y

 

sin y sin z) = − sin y cos z .

 

 

 

 

 

xyz

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

z

xy

 

 

 

 

12. Знайдіть частинні похідні

2 z

,

 

2 z

 

 

 

функції, заданої неявно рів-

x2

 

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нянням x2 + y2 + z2 =1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язання. Послідовно дістаємо:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

2x + 2z

z

= 0

,

z =

x

; 2 y + 2z

 

z

=

0 ,

 

z

=

;

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z x

 

 

 

 

z x

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

+ x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

2

=

 

 

 

 

 

 

=

 

 

2

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

3

 

 

,

 

x

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 z

 

 

 

 

 

 

x

y

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

= x

 

 

 

 

 

= x

 

 

 

 

 

= x

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

z

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. Знайдіть диференціал другого порядку функції

 

z = (3x 2 y)4 у то-

чці М(3; 4).

Розв’язання. Обчислюємо похіднідругогопорядкуданоїфункціїуточці М:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 4(3x 2y)3 3

=12(3x 2y)3 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 4(3x 2 y)3 (2) = 8(3x 2 y)3 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 z

=

 

(12(3x 2 y)3 )

= 36(3x 2 y)2 3 =108(3x 2 y)2 ,

 

 

 

x2

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 z

=

 

 

 

 

(8(3x 2 y)3 ) = 24(3x 2 y)2 (2) = 48(3x 2 y)2 ,

 

 

y2

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 z

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

=

 

 

 

 

(12(3x 2 y)

 

 

) = 36(3x

2 y)

 

(2) = 72(3x 2 y)

 

;

 

xy

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 z(M )

 

=108(3x 2 y)

2

 

x=3,

=108

,

2 z(M )

= 48 ,

2 z

= 72 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y=4

 

 

y

2

 

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

Підставивши одержані значення у формулу (1.8), остаточно дістанемо d 2 z(M ) =108dx2 144dxdy + 48dy2 .

14. Знайдіть d 2u , якщо u = x3 y + xz 2 .

Розв’язання. Для функції u = f (x, y, z) , де x , y , z — незалежні змінні, другий диференціал записують так:

d 2u =

2 f

dx2

+

2 f

dy 2

+

 

2 f

dz 2 +

x2

y 2

 

z 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

2

2 f

dxdz

+

2

2

f

dydz

 

 

xz

yz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Знайдемо частинні похідні другого порядку:

2 2 f dxdy + ∂xy

.

 

2 f

 

= 6xy ;

2 f

= 0 ;

2 f

= 2x ;

2 f

= 3x 2 ;

2 f

= 2z ;

2 f

= 0 .

 

x2

y 2

z 2

xy

xz

yz

 

 

 

 

 

 

 

Отже,

 

d 2u = 6xydx2 + 2xdz 2 + 6x2dxdy + 4zdxdz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15. Знайдіть d 2 z у точці M (2; 0; 1) , якщо функція z(x, y)

задовольняє

рівняння x + y 2 + z + z3

= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язання. Знайдемо частинні похідні другого порядку:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F = x + y 2 + z + z

3 ;

F

 

= 1 ;

F

= 2 y ;

F

= 1 + 3z 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

= −

 

 

 

1

 

 

 

;

 

z

= −

 

 

 

 

2 y

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

1 + 3z 2

 

 

y

1 + 3z 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 z

 

z

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

6z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

x

 

 

1 +

3z 2

 

 

(1 +

3z 2 )2

 

 

 

 

(1 + 3z 2 )3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 z

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24 yz

 

 

 

 

 

 

 

2 y

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

3

 

y

 

1 + 3z

2

 

 

+ 3z

2

(1 + 3z

2

)

2

 

(1+ 3z

)

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ 3z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6z

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

1

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 yz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xy

 

 

y

 

1 + 3z 2

 

 

 

(1 + 3z 2 )2

 

 

 

 

(1

+ 3z 2 )3

 

 

 

 

 

 

 

32

У точці M (2; 0; 1) маємо

2 z(M )

= −

3

,

2 z(M ) = 0, 2 z(M )

= −

1

; d 2 z(M ) = −

3

dx2

1

dy2 .

x2

 

 

32

 

32

 

xy

y2

2

 

 

2

 

16. Перевірте,

що функція

u = f (x + at) + g(x at) , де

f (x + at) ,

g(x at)

— довільні двічі диференційовні функції, задовольняє рівняння

2u = a2 2u . t2 x2

Розв’язання. Позначимо ω1 = x + at , ω2 = x at . Використовуючи пра-

вило диференціювання складеної функції, знаходимо частинні похідні функції u :

 

 

 

 

 

 

 

u =

 

 

f

(x + at)

+

g

 

 

(x at)

=

 

f

+

 

g

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

∂ω1

 

 

 

 

x

 

 

 

 

∂ω2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

∂ω1 ∂ω2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x + at)t′ +

 

 

 

 

 

 

(x at)t′ = a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

∂ω1

 

∂ω2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂ω1

 

∂ω2

 

 

 

 

 

2u

=

 

 

 

f

 

 

 

+

 

 

g

 

=

 

2 f

 

(x + at)

+

 

 

2 g

 

(x at)

 

=

 

2

f

+

2 g

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 x

 

∂ω1

 

 

 

 

∂ω2

 

 

∂ω12

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

∂ω22

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

∂ω12

 

∂ω22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2u

 

 

 

 

∂ ∂f

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

2 f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= a

 

 

 

 

 

 

(x + at)′ −

 

 

 

 

 

 

(x at)

 

=

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

t

 

 

∂ω1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

∂ω2

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂ω2

 

 

 

 

 

 

∂ω1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= a2

 

 

2 f

 

 

 

2 g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂ω 2

 

∂ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Підставивши одержані значення похідних у вихідне рівняння, прийдемо до тотожності.

17. Розвиньте за формулою Маклорена до членів третього порядку включно функцію f (x, y) = e x+ y2 .

Розв’язання. Знайдемо частинні похідні:

f

=

 

2 f

=

3 f

= e x+ y2 ;

f

=

 

2 f

=

3 f

= 2 yex+ y2 ;

x

 

x 2

x3

 

y

 

 

xy

 

x2 y

2 f

=

3 f

 

= e x+ y2 (2 + 4 y 2 ) ;

 

3 f

 

= e x+ y2 (8y3 + 12 y) .

y 2

xy 2

 

 

y3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

У точці (0; 0) маємо:

 

f

=

2

f

=

 

3 f

= 1 ;

f

 

=

2 f

=

3 f

=

3 f

= 0

;

 

x

x 2

 

x

3

y

xy

y3

x2 y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 f

=

 

 

3 f

 

 

= 2 ;

f (0;

0) = 1 ;

df (0; 0) = dx ;

 

 

 

 

y 2

 

xy 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2 f (0;

0) = dx2 + 2dy2 ;

 

d3 f (0; 0) = dx3 + 6dxdy2 ,

 

де dx = x 0 = x , dy = y 0 = y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отже, в околі точки (0; 0) справджується формула

 

 

 

f (x, y) = f (0; 0) + df (0; 0) +

 

1

d 2 f (0; 0) +

1

d

3 f (0; 0) + R =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2!

 

 

3!

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1 + x + 12 (x2 + 2 y 2 ) + 16 (x3 + 6xy 2 ) + R4 .

Т.2 ВПРАВИ ДЛЯ АУДИТОРНОЇ

ІСАМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

1.Знайдіть повний і частинний прирости функції z = x2 y у точці M (0; 1),

якщо: а) x = 1 , y = 2 ; б) x = 0,1 , y = 0, 5 .

2. Знайдіть повний приріст і повний диференціал функції z = x2 + y2 3xy при переході від точки M (1; 1) до точки M1 (1, 2; 0, 9) .

Знайдіть частинні похідні

z

та

z

функції z(x, y) .

x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

z = x4 y +

 

x 2 y 6 + 3 .

 

 

 

4.

z = sin(2x + 3y) xy .

5.

z = arctg

x

+ arctg

y

.

 

 

 

6.

z = ln(x2 y 2 ) .

y

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

7. z = 2cos x arcsin y .

9. z = x x+ y .

11. z = f (x2 y 2 ) .

13. e z + e xy = e y+ z .

8. z = ln(x 3y) . y + 2x

10. z = (x2 + y 2 )2x5 y .

12. z = f (x + y, xy ) . 14. x2 + y 2 + z 2 = 2z .

34

Покажіть, що функція z(x, y) задовольняє рівняння.

15. z = ln(x 2 + xy + y 2 ) , x xz + y yz = 2 .

16.z = y sin xy , 2x xz + 2 y yz = z .

17.z = f (x2 + y 2 ) , y xz = x yz .

Обчисліть наближено за допомогою першого диференціала значення виразів.

18.(7, 84)2 + (6,1)2 . 19. ln(1 + (1,07)2 (0,95)3 ) .

20.

(1,06)3,08 .

 

21. tg10°sin 85° .

22. arctg

1,12

.

0, 97

 

 

 

 

 

 

 

Знайдіть диференціал dz функцій.

 

 

 

 

23.

z = x + arctg

y

.

24.

z = sin z + x + 2 y .

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

25.

z = 2 xy (x y) .

26.

x + y + z = ln z .

 

 

Знайдіть частинні похідні другого порядку функції z(x, y) .

 

 

27.

z = (x + 2 y)5 + sin(3x y) .

28.

z = x y + yx .

 

 

29.

z = 5x7 y 2xy4 + 3y 5x + 2 .

 

 

 

 

Знайдіть частинні похідні другого порядку функції u(x, y, z) .

 

 

30.

u = x3 + y2 + xz4 2 yz + 3(x y)5.

 

 

 

 

31.

u = x y + yz + zx .

32.

u = ln(x2 + y2 + z2 ) .

 

 

Розвиньте за формулою Тейлора функцію z(x, y) в околі точки M(x0 , y0 ), знайшовши члени до третього порядку включно.

33.

z = tg(xy) ,

M (0; 1) .

34.

z = e x ln(1 + y) ,

M (0; 0) .

35.

z = x3 + 2x2 y xy 2 + 3y3 ,

M (1;

1) .

36.

ln z + z + x y = 1 ,

M (1;

1; 1) .

35

Відповіді

 

 

1. а)

xz = 1 ,

 

yz = 0 ,

 

 

 

z = 3 ; б)

 

 

xz = 0,01 ,

y z = 0 ,

 

 

z = 0,015 . 2.

z = 0,01 ,

dz = −0,1 . 3.

z

= 4x3 y +

1 ,

z

 

= x4 12y5.

5. z

= 0 ,

 

z

= 0 . 6.

z

= 2x/(x2 y2),

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

2

 

x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2cos x

 

 

 

 

 

 

 

z=2y/(x2 y2) . 7.

z′ = − sin x 2cos x ln 2 arcsin y,

z

=

 

 

 

 

. 9.

 

z′ = xx+ y (ln x +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

1y2

 

 

 

 

x

 

+1 + y / x) , z

 

= xx+ y ln x . 10.

z

 

= 2(x2 + y2 )2x5 y ln(x2 + y2 ) + 2x(x2 + y2 )2x5 y1 ×

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

×(2x 5y), z

= −5(x2 + y2)2x5y ln(x2 + y2) + 2y(x2 + y2)2x5y1(2x 5y).

11. z′ = f (w)2x,

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

w = x2

 

y2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x / y2, де

x

z

= −2yf (w) ,

де

 

 

12. z

=

f ′ + f / y, z

 

=

 

f

f

u = x + y,

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

u

v

y

 

 

 

 

u

 

v

 

 

 

 

 

v = x / y.

13.

z

=

 

exy

 

 

 

,

z

=

ey+ z exy

. 14.

z

=

 

 

 

x

 

,

z

=

 

y

. 18. 9,878.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

ez (ey 1)

y

 

 

ez (1 ey )

 

 

x

 

 

1 z

 

 

y

 

1 z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

19. 0,29. 20. 1,18. 21. 0,175. 22. 0,86.

 

23.

 

 

 

 

 

 

[( x2

+ y2

y)dx + xdy ] .

 

 

x2

+ y2

24.

 

 

dz = (dx 2dy) /(1 cos z).

25. dz = 2xy ((1 + y(x y)ln 2)dx + (x(x y)ln 2 1)dy).

26.

1

[dx + dy] . 27.

z′′

= 20(x + 2y)3 9 sin(3x y),

z′′

 

= 80(x + 2y)3 sin(3x y),

 

 

 

 

 

 

1 z

 

 

 

 

 

 

xx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= y( y 1)x y2 + yx ln2 y,

 

 

 

 

= x y1 + yx1 +

z′′

 

= 40(x + 2y)3 + 3sin(3x y) . 28. z′′

 

 

 

z′′

 

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xy

 

 

 

 

+ xyx1 ln y + yxy1 ln x,

z′′

 

= x(x 1)yx2 + xy ln2 x.

29.

z′′

 

=

210x5 y , z′′

= −24xy2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2+ 60(x y)3,

xx

 

 

 

 

 

 

 

 

yy

 

z′′

= 35x6 8y3 . 30. u′′

= 6x + 60(x y)3,

 

u′′

 

 

u′′

 

= 12xz2,

 

u′′ = −60(xy)3,

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

xx

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

yy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zz

 

 

 

 

 

 

xy

 

u′′

= 4z3, u′′

 

= −2 . 34. y+

(2xyy2)+

(3x2y 3xy2 + 2y3) . 35. 5 + 6(x 1) + 9( y 1) +

 

 

 

xz

 

 

 

yz

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

[10( x 1) 2 + 4( x 1)( y 1) + 16( y 1)2

] +

[6 ( x 1)3 + 12( x 1)2 ( y 1)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6(x 1)( y 1)2 + 18( y 1)3].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІНДИВІДУАЛЬНІ ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

Т.2

 

 

 

 

2.1. Знайдіть частинні похідні

z

,

 

z

 

та повний диференціал dz функ-

 

 

 

 

 

 

 

y

ції z(x, y) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.1. а) z = 3x6 + 2x2 y5 4x + 5y3 ;

 

 

 

 

б) z = xy log y x .

 

 

 

 

 

 

2.1.2. а)

z = − x4 + 3xy4 5x3 + 2 ;

 

 

 

 

б) z = tg ln(x2 y2 ) .

 

 

 

2.1.3. а)

z = −3x3 + 2x3 y5 5y2 + 1 ;

 

б) z = arcsin 2 x / y .

 

 

 

2.1.4. а) z = 7x8 y 32xy4 3y + 5 ;

 

 

 

 

 

б)

z = (arcsin x) y .

 

 

 

2.1.5. а) z = 6x6 y3 2xy3 + 4x 3 ;

 

 

 

 

 

б)

z = xy3 ln sin(x 2 y) .

36

2.1.6.а) z = 2x4 y3 3xy4 + 4 y + 2 ;

2.1.7.а) z = x3 2 y4 + x5 y + 7x 1 ;

2.1.8.а) z = − x2 y4 2x + y8 + 2x 6 ;

2.1.9.а) z = −3xy2 + x3 y 3y + 3 ;

2.1.10.а) z = 5x5 y2 x + y6 + 10 ;

2.1.11.а) z = 7x4 y2 3y3 + 3x 4 ;

2.1.12.а) z = −4x4 y5 6x + y4 8 ;

2.1.13.а) z = − x2 y3 4x 3y2 + 7 ;

2.1.14.а) z = 2x7 y4 + 3x2 y4 1;

2.1.15.а) z = − x4 y4 + 5x6 3y3 2 ;

2.1.16.а) z = 4x2 y2 2x5 y + 10 ;

2.1.17.а) z = − x9 y4 + 2x3 + 4 y3 + 7 ;

2.1.18.а) z = 3x2 y5 + 7x3 y2 5 ;

2.1.19.а) z = 5x3 y3 2x2 + y4 + 4 ;

2.1.20.

а) z = − x4 y2 2x

y + 4x 2 ;

2.1.21.

а) z = 4x3 y2 + 7

x y5 6 ;

2.1.22. а) z = − x7 y6 + 6x3 y + 4x3 ;

2.1.23. а) z = x4 y2 x2 + 4 y3 8 ;

2.1.24. а) z = −2x2 y5 2x y3 + 4 y ;

2.1.25.а) z = 3x4 y5 + 5x 2 y4 + 2 ;

2.1.26.а) z = 4x2 y3 5x 4 y5 + 8 ;

б) z = sin 3 x cos(x + 3y) . б) z = ( y + x) arctg xy . б) z = 3xy ln(x 2 + y 2 ) .

б) z = arcctg lnxy .

б) z = arccos ln x . y

б) z = e xy2 (x2 y) .

б) z = 4 x2 + y2 (2x4 y 4 ) .

б) z = sin 5 (x3 + xy y3 ) .

б) z = cos3 (x2 y 2 ) .

б) z = (e x cos y + esin y )3 .

б) z = 2(x+ y) sin( xy) .

б) z =

y ln x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x ln y

 

 

 

 

б) z =

y 2 ln x

 

.

x ln( y 2 + 1)

 

 

б) z =

y 2

+ x

2

 

.

 

(x

+ y)

2

 

 

 

 

 

 

б) z = ln(x 2 y) . ln(y + 2x)

б) z = x(sin x)cos y .

б) z = (x + y 2 ) x + 4y .

б) z = tg x ctg y . x + y

б) z = tg x + ctg y . x2 + y2

б) z = ln(x y) . ln(x3 + y3 )

б) z = ln ln(x ctg y) . x2

37

2.1.27. а) z = 9x2 y6 + 3x4

2 y + 3 ;

б) z =

sin 2 x cos2 y .

2.1.28. а) z = − x2 y3 + 8y3

+ 6x 1

;

б) z =

tg2 x + ctg2 y .

2.1.29. а) z = 3x3 y5 6xy2

+ 2x 7

;

б) z = sin(ln(2x + 3y)) .

2.1.30. а) z = 4x3 y7 + 4xy2

+ 4 y 6 ;

б) z = ln cos(4x 3y) .

2.2. Знайдітьчастинніпохідніфункції z = f (u, v), де u і v маютьвигляд:

2.2.1. u = x 2 + y 2 ,

v = x y .

2.2.2. u = x2 y 2 , v = xy .

2.2.3. u = x + y , v = x / y .

2.2.4. u = xy , v = x + 3y .

2.2.5. u = 2x 3y ,

v = xy .

2.2.6. u = 2x + y ,

v = xy 2 .

2.2.7. u = 2xy , v = x2 y .

2.2.8. u = x + y 2 ,

v = x 4 y .

2.2.9. u =

x + y ,

v = x y .

2.2.10. u = x3 + y3 , v = x + y .

2.2.11. u = x 2 2 y , v = 2x y .

2.2.12. u = xy , v = x3 y3 .

2.2.13. u = x4 + y ,

v = x y2 .

2.2.14. u = x + y , v = x2 + y2 .

2.2.15. u =

x y ,

v = 2x + y2 .

2.2.16. u = x 2 y , v = 2x + 5y .

2.2.17. u = x2 y 2 , v = xy 1 .

2.2.18. u = x3 y3 , v = xy .

2.2.19. u = x2 y , v = 2x + 7 y .

2.2.20. u = x2 + 2 y 2 , v = xy 2 .

2.2.21. u = 2 x + 2 y , v = x + y .

2.2.22. u = sin x y ,

v = xy .

2.2.23. u = x2 y 2 ,

v = 3x y .

2.2.24. u = x4 y 4 ,

v = x y .

2.2.25. u = sin xy , v = 2x 3y .

2.2.26. u = xy 2 ,

v = xy2 .

2.2.27. u = x 2 y 3 , v = xy .

2.2.28. u = x + 4 y , v = x2 / y .

2.2.29. u = tg(xy) ,

v = x + 2 y .

2.2.30. u = 2x + 7 y ,

v = x 2 y .

2.3. Знайти диференціал dz функції z(x, y) у точці М.

 

2.3.1.

x + 2 y + z + ez

= 0 ,

M (1; 1; 0) .

 

 

2.3.2.

x2 y + z + ln z = 0 ,

M (0; 1; 1) .

 

 

2.3.3. sin(x + y) + sin( y z) = 1 ,

M (0; π / 2; π / 2) .

 

2.3.4. sin(x + y + z) + z = 1 ,

M (π / 4; π / 4; 0) .

2.3.5. e x+ z

+ e y+ z = 2 ,

M (0; 0; 0) .

 

 

2.3.6. 2xy + yz + z3 = 0 ,

M (1; 1; 1) .

 

 

2.3.7.

xyz + e z = x ,

M (1; 2; 0) .

 

 

38

2.3.8. x y z = tg z ,

M (2; 2; 0) .

2.3.9. e xyz = z ,

 

 

M (0; 1; 1) .

2.3.10. ln z + ln x = y 1 ,

M (1; 1; 1) .

2.3.11.

xyz = ln z ,

 

M (0; 1; 1) .

2.3.12.

x + 4 y z = e z ,

M (3; 1; 0) .

2.3.13. sin z + cos(x y + z) = 1,

M (π / 2; π / 2; 0) .

2.3.14. 3 x + 3

y + 3

z = 4z ,

M (8; 1; 1) .

2.3.15. tg x + tg y + tg z = 2 cos z ,

M (π / 4; π / 4; 0) .

2.3.16.

x2 y 2 z 2 + xz + 4x + 5 = 0 ,

M (2; 1; 0) .

2.3.17.

x2 + y 2 z 2 + xz + 4 y 4 = 0 ,

M (1; 1; 2) .

2.3.18. 2x2 y 2 + 2z 2 + xy + xz 3 = 0 , M (1; 2; 1) .

2.3.19. 4 y2 z2 + 4xy xz + 4z 10 = 0 ,

M (1; 2; 1) .

2.3.20.

x2 2 y 2 + z 2 + xz 4 y 13 = 0 , M (3; 1; 2) .

2.3.21.

y2 + z2 + x 3z = 0 ,

M (1; 1; 1) .

2.3.22.

y 2 + z 2 xy z( y + x) = 0 ,

M (1; 2; 1) .

2.3.23. 2(x4 + y 4 + z 4 ) 3xyz = 0 ,

M (1/ 2; 1/ 2; 1/ 2) .

2.3.24. sin 2 x + sin 2 y + sin 2 z 1 = 0 ,

M (π / 4; 0; π / 4) .

2.3.25. e x + e y

+ e z

= 3e x+ y+ z ,

M (0; 0; 0) .

2.3.26. esin x + esin y

+ ecos z 3 = 0 ,

M (0; 0; π / 2) .

2.3.27.

xy + yz + zx 12 = 0 ,

M (3; 2; 1) .

2.3.28.

x3 + y3 + z3 + xyz 4 = 0 ,

M (1; 1; 1) .

2.3.29.

x +

y +

z + xyz 8 = 0 ,

M (1; 1; 4) .

2.3.30. 2x + 2y + 2z + 1 = 2x+ y+ z ,

M (0; 1; 2) .

2.4. Знайдіть другий диференціал d 2u

функції u(x, y, z) .

2.4.1. u = x sin y cos z .

2.4.2. u = (x 2 y + 3z)5 .

2.4.3. u = e x sin( y + 2z) .

2.4.4. u = ln(xy) z 2 .

2.4.5. u = x2 y tg z .

2.4.6. u = cos(x y) ln z.

2.4.7. u = 2xy ctg z .

2.4.8. u = (xy + 2z)4 y .

2.4.9. u = cos(xyz) .

2.4.10. u = (x 2 y) z .

2.4.11. u = e x2 + y2 z 2 .

2.4.12. u = ln(x 2 + y 2 z) .

39

2.4.13. u = z tg x tg y . 2.4.15. u = ln x e yz . 2.4.17. u = 3sin x ( y 2z)3 . 2.4.19. u = e xy+ln cos z . 2.4.21. u = ctg z ln(x2 + y2 ) .

2.4.23. u = x arctg( y / z) .

2.4.25. u = y ln sin(x + z) .

2.4.27. u = sin(x + z) cos y .

2.4.29. u = (x y)tg z .

2.4.14. u = sin(x2 + y 2 + z) . 2.4.16. u = (2x 3y) z . 2.4.18. u = (ln x) yz .

2.4.20. u = tg(xy) 2z . 2.4.22. u = arctg(x + y z) . 2.4.24. u = (2 y + 2 z ) ln x . 2.4.26. u = x cos( y2 + 3z) . 2.4.28. u = ex2 + 2 yz . 2.4.30. u = x2 y+3z .

2.5. Обчисліть наближено за допомогою повного диференціала.

2.5.1. (0,97)4 (0,95)2 .

2.5.2. (0, 94)2 (0, 98)3 .

2.5.3.

(3,1)2 + (3,9)2 .

2.5.4. 3 (1,94)3 + (4,06)2 + 3 .

2.5.5. sin 5° cos 80° .

2.5.6. sin 6° tg 48° .

2.5.7.

sin 8° + 4 cos 5° .

2.5.8.

(5, 85)2 + (8,1)2 .

2.5.9.

(4, 75)2 + (11, 8)2 .

2.5.10. arctg

1, 08

.

 

 

 

 

 

 

 

1, 04

 

2.5.11. tg 42° tg 50° .

2.5.12. sin 27° cos 4° .

2.5.13.

(2,94)3 (1,2)2 1 .

2.5.14.

4 (6, 9)2 + (4, 8)2 + 7 .

2.5.15.

sin 85° + 3cos 6° .

2.5.16. e0,15 (3,05)2 .

2.5.17. sin 6° cos 8° .

2.5.18. e0,1 sin 85° .

2.5.19. arctg

1,1

 

.

2.5.20. arctg(0, 97 1, 08) .

 

 

 

0, 96

 

 

 

 

 

 

2.5.21.

4 (2,9)2 + (2,05)2 + 3 .

2.5.22. 5 (2,9)4 (3,86)3 + 15 .

2.5.23. ((1,86)3 + (0,94)3 )2 .

2.5.24. 3 (2,05)4 (3,04)2 + 1 .

2.5.25. (1,04)3 (0,96)1/ 3 .

2.5.26. ctg 40° ctg 47° .

2.5.27. ctg 41° + ctg 51° .

2.5.28. 5 (4,92)2 + (2,94)2 2 .

2.5.29. arctg

1, 03

.

2.5.30. ((1,96)4 (1,92)4 )2 .

 

 

0, 98

 

 

 

 

 

 

40