Задания и методические указания для типовых расчетов по математике


108 downloads 4K Views 2MB Size

Recommend Stories

Empty story

Idea Transcript


Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

БН

ТУ

Кафедра «Высшая математика № 2»

ит о

ри й

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ТИПОВЫХ РАСЧЕТОВ ПО МАТЕМАТИКЕ

Ре

по з

для студентов 1-го курса энергетического факультета

Минск БНТУ 2010 1

УДК 51 (075.8) ББК 22.1я7 З 15

БН

Рецензенты: В.В. Карпук, В.В. Павлов

ТУ

Составители: Л.Д. Матвеева, Е.С. Матюш, Н.А. Шавель

Ре

по з

ит о

ри й

Настоящее издание включает в себя задания по темам «Элементы линейной алгебры», «Векторная алгебра и аналитическая геометрия», «Введение в математический анализ. Дифференциальное исчисление функции одной переменной». Каждое задание состоит из 32 контрольных вариантов. По всем темам приводятся примеры решения типовых задач. Издание содержит список рекомендуемой литературы. Задания и методические указания также могут быть полезны преподавателям, ведущим практические занятия по данному курсу.

© БНТУ, 2010

2

ЗАДАНИЯ К ТИПОВЫМ РАСЧЕТАМ Задание 1 Решить методом Гаусса систему линейных уравнений.

1.5.

 2 x1  x2  2 x3  x4  4,  x  2 x  x  3x  7,  1 2 3 4   x1  x2  x3  4 x4  3, 2 x1  2 x2  5 x3  x4  5.

 2 x1  x2  x3  3x4  7,  x  2 x  x  x  1,  1 2 3 4   x1  x2  2 x3  4 x4  6,  2 x1  2 x2  x3  x4  4.

по з

1.7.

1.6.

 2 x1  3x2  4 x3  2 x4  1,  4 x  6 x  8 x  x  7,  1 2 3 4   5 x1  3 x2  x3  x4  6,  x1  9 x2  9 x3  2 x4  1.

1.8.

1.10.

Ре

1.9.

ТУ

 3x1  5 x2  x3  x4  2,  2 x  x  2 x  4 x  3,  1 2 3 4  5 x1  6 x2  3x3  5 x4  1,  x1  4 x2  x3  x4  1.

БН

1.4.

 4 x1  2 x2  3x3  x4  2,  5 x  x  2 x  x  3,  1 2 3 4   x1  8 x2  x3  5 x4  5, 3x1  6 x2  4 x3  4 x4  3.

ри й

1.3.

 2 x1  x2  6 x3  5 x4  4,  x  2 x  2 x  x  4,  1 2 3 4  2 x1  2 x2  5 x3  x4  2,  3x1  4 x2  3x3  2 x4  2.

1.2.

ит о

1.1.

7 x1  5 x2  2 x3  8 x4  4,  3x  x  2 x  x  3,  1 2 3 4   2 x1  2 x2  3x3  x4  2,  2 x1  x2  x3  5.

4 x1  2 x2  3x3  x4  4,  2 x  2 x  x  x  2,  1 2 3 4  1.11.  3x1  x2  x3  2 x4  5,  x1  3x2  2 x3  x4  3.

1.12.

 x1  x2  x3  4 x4  3,  4 x  x  x  2 x  4,  1 2 3 4   2 x1  5 x2  2 x3  x4  4, 3x1  2 x2  2 x3  6 x4  1.

 x1  2 x2  5 x3  x4  1,  x  x  x  x  2,  1 2 3 4  2 x1  3x2  6 x3  2 x4  1,  5 x1  x2  x3  2 x4  5.  2 x1  3x2  x3  x4  5,  x  2 x  x  x  1,  1 2 3 4  3x1  2 x2  2 x3  x4  2,  5 x1  x2  3x3  3.

 3x1  2 x2  x3  x4  5,  x  2 x  2 x  x  0,  1 2 3 4   5 x1  x2  3x3  2 x4  5, 4 x1  3x2  5 x3  3x4  5.

3

1.18.

3x1  5 x2  8 x3  2 x4  2,  x  3x  2 x  x  3,  1 2 3 4   3x1  x2  x3  5 x4  0, 2 x1  4 x2  3x3  6 x4  3.

ри й

 4 x1  x2  x3  x4  1, 3x  2 x  2 x  x  0,  1 2 3 4  1.17.  x1  x2  x3  2 x4  1,  5 x1  3x4  2.

1.16.

2 x1  2 x2  10 x3  6 x4  4,  x  5 x  5 x  x  2,  1 2 3 4   x1  3x2  x3  x4  2,  2 x1  8 x2  6 x3  0.

ТУ

 x1  2 x2  x3  x4  1,  2 x  3x  x  x  5,  1 2 3 4  1.15.  x1  3x2  x3  2 x4  1,   x1  6 x2  x4  6.

1.14.

 x1  x2  x3  x4  2, 2 x  2 x  3x  x  6,  1 2 3 4   x1  x2  2 x3  4 x4  2,  3x1  x2  x3  3x4  8.

БН

 3x1  x2  x3  x4  2,  2 x  2 x  x  4 x  5,  1 2 3 4  1.13.  5 x1  x2  x3  x4  6, 3x1  3x2  2 x3  3x4  1.

1.20.

ит о

2 x1  4 x2  4 x3  x4  3,  x  x  x  x  0,  1 2 3 4 1.19.  3x1  5 x2  x3  x4  8,   x1  x2  3x3  5.

по з

 3x1  3x2  x3  2 x4  3,  x  5 x  x  3x  4,  1 2 3 4  1.21. 2 x1  2 x2  2 x3  x4  1,   3x1  3x2  2 x3  x4  1.

1.24.

Ре

 x1  x2  x3  x4  0,  2 x  2 x  x  4 x  5,  1 2 3 4  1.23. 3x1  3x2  2 x3  3x4  5,   x1  8 x2  5 x3  x4  5.

1.22.

 3x1  2 x2  x3  x4  5,  4 x  x  x  4 x  0,  1 2 3 4  1.25.  x1  x2  x3  4 x4  3, 4 x1  3x2  2 x3  3x4  2.

4

1.26.

 2 x1  2 x2  3x3  x4  6,  x  x  x  3x  4,  1 2 3 4   x1  3x2  2 x3  4 x4  2,  5 x1  x2  2 x3  x4  5.  2 x1  2 x2  3x3  x4  6,  x  x  2 x  x  1,  1 2 3 4  3x1  x2  5 x3  2 x4  7,  x1  8 x2  4 x3  x4  2.

3x1  x2  x3  3x4  6,  x  2 x  x  x  3,  1 2 3 4   4 x1  x2  x3  5 x4  1,  3x1  x2  4 x4  2.  2 x1  x2  x3  x4  3,  x  2 x  x  4 x  0,  1 2 3 4   3x1  5 x2  2 x3  x4  1, 4 x1  3x2  3x3  3x4  1.

 2 x1  x2  2 x3  x4  2,  x  2 x  5 x  2,  1 2 3  1.28.  3x1  4 x2  x3  2 x4  8, 4 x1  6 x2  6 x3  2 x4  6.

2 x1  x2  x3  3x4  5,  x  2 x  x  x  3,  1 2 3 4 1.29. 5 x1  x2  x3  2 x4  3,   6 x1  x2  x4  6.

 2 x1  3x2  x3  x4  5,  x  2 x  x  4 x  4,  1 2 3 4 1.30.  3x1  x2  x3  x4  2,   4 x1  x2  5 x4  2.

 5 x1  8 x2  x3  x4  7, 2 x  3x  2 x  3x  9,  1 2 3 4  1.31.  x1  2 x2  3x3  x4  1,  x1  5 x2  x3  4 x4  8.

 4 x1  2 x2  x3  x4  12,  x  2 x  x  3x  7,  1 2 3 4  1.32. x2  x3  5 x4  1,  4 x1  3x2  2 x3  6 x4  11.

ри й

БН

ТУ

2 x1  3x2  4 x3  2 x4  1,  4 x  6 x  8 x  x  7,  1 2 3 4  1.27.  x1  5 x2  x3  2 x4  5, 3x1  x2  7 x3  3x4  12.

Задание 2

Ре

по з

ит о

Даны координаты вершин треугольной пирамиды A1 A2 A3 A4 . Найти: 1) проекцию вектора A1 A2 на вектор A3 A4 ; 2) площадь грани A1 A2 A3 ; 3) объем пирамиды; 4) расстояние от вершины A1 до плоскости, в которой лежит грань A2 A3 A4 ; 5) расстояние от вершины A1 до прямой A2 A3 ; 6) угол между ребром A1 A4 и гранью A2 A3 A4 ; 7) угол между гранями A1 A2 A3 и A2 A3 A4 ; 8) координаты указанного вектора x в заданном базисе, предварительно показав, что данные векторы образуют базис в R3 ; 9) уравнение указанной плоскости; 10) уравнения указанной прямой. 2.1. A1 (1;  1; 0), A2 (6; 3; 1) , A3 (2; 4; 2), A4 (3;  2; 3) .





8) x  (7; 23; 4) в базисе A1 A2 , A1 A3 , A1 A4 ;

9) уравнение плоскости, проходящей через вершину A3 параллельно сечению A1 A2 K , где точка K делит ребро A3 A4 в отношении 2:1 ; 10) уравнения высоты треугольника A1 A2 A4 , опущенной из вершины A4 на сторону A1 A2 . 5

2.2. A1 (2; 0;  1), A2 (4;  1; 3) , A3 (1;  1; 1), A4 (5; 4;  2) .









8) x  (28;  19;  7) в базисе A2 A1 , A1 A4 , A2 A3 ;

ТУ

8) x  (0; 11;  14) в базисе A1 A2 , A2 A3 , A3 A4 ; 9) уравнение плоскости, проходящей через ребро A3 A4 перпендикулярно грани A1 A2 A3 ; 10) уравнения биссектрисы треугольника A2 A3 A4 , проведенной из вершины A4 . 2.3. A1 (1; 2; 1), A2 (0; 1;  1) , A3 (6; 4;  2), A4 (1;  1;  4) .

БН

9) уравнение плоскости, проходящей через вершину A2 параллельно сечению A1 A4 K , где точка К делит ребро A2 A3 в отношении 1: 2 ; 10) уравнения прямой A4 M , где М – точка пересечения медиан треугольника A1 A2 A3 . 2.4. A1 (3;  5; 1), A2 (1; 5; 9) , A3 (1; 0; 1), A4 (2; 3; 5) .





8) x  (13;  5;  4) в базисе A3 A4 , A1 A3 , A2 A4 ;

ри й

9) уравнение плоскости, проходящей через вершину A1 и высоту пирамиды, опущенную из вершины A4 на грань A1 A2 A3 ; 10) уравнения серединного перпендикуляра, проведенного к стороне A1 A2 треугольника A1 A2 A4 . 2.5. A1 (5;  3; 3), A2 (0; 0; 2) , A3 (1;  1; 3), A4 (2;  1; 2) .





ит о

8) x  (15;  10; 5) в базисе A2 A3 , A2 A1 , A2 A4 ;

по з

9) уравнение плоскости, проходящей через ребро A2 A4 перпендикулярно грани A1 A2 A3 ; 10) уравнения прямой, проходящей через вершину A1 параллельно грани A2 A3 A4 и пересекающей ось OY. 2.6. A1 (2; 1; 2), A2 (5; 0; 3) , A3 (1; 0; 0), A4 (8;  2;  4) .





8) x  (16; 6; 15) в базисе A3 A1 , A3 A4 , A3 A2 ;

Ре

9) уравнение плоскости, симметричной плоскости A1 A2 A3 относительно вершины A4 ; 10) уравнения высоты треугольника A2 A3 A4 , опущенной из вершины A4 . 2.7. A1 (2; 0;  1), A2 (1; 0; 0) , A3 (4; 7;  4), A4 (2; 3; 4) .





8) x  (16; 33; 13) в базисе A1 A2 , A1 A3 , A1 A4 ;

9) уравнение плоскости, проходящей через середину ребра A3 A4 перпендикулярно ребру A1 A2 ; 10) уравнения биссектрисы треугольника A1 A2 A4 , проведенной из вершины A1 . 6

2.8. A1 (5; 2; 3), A2 (0; 1; 1) , A3 (4;  2; 6), A4 (3; 3; 0) .





8) x  (45; 15;  66) в базисе A2 A1 , A1 A4 , A2 A3 ;





8) x  (19;  5;  4) в базисе A3 A4 , A1 A3 , A2 A4 ;

ТУ

9) уравнение плоскости, проходящей через ребро A2 A4 перпендикулярно грани A1 A2 A3 ; 10) уравнения прямой A1M , где М – точка пересечения медиан треугольника A2 A3 A4 . 2.9. A1 (5; 3; 2), A2 (4; 6;  3) , A3 (1; 0; 0), A4 (1; 2;  3) .





БН

9) уравнение плоскости, проходящей через вершину A1 параллельно грани A2 A3 A4 ; 10) уравнения прямой, проходящей через точку O(0;0;0) параллельно грани A2 A3 A4 и пересекающей прямую A1 A4 . 2.10. A1 (1; 0; 2), A2 (3;  2; 0) , A3 (2; 1; 0), A4 (1; 3; 3) . 8) x  (3; 2;  3) в базисе A3 A1 , A1 A4 , A4 A2 ;

ит о

ри й

9) уравнение плоскости, проходящей через середину ребра A1 A2 и высоту пирамиды, опущенную из вершины A4 на грань A1 A2 A3 ; 10) уравнения прямой, проходящей через точку A1 параллельно прямой 2 x  3 y  z  1  0,   x  2 y  z  3  0. 2.11. A1 (2; 6;  2), A2 (2; 1; 0) , A3 (5; 2; 0), A4 (3; 4; 1) .





8) x  (9; 34;  20) в базисе A2 A4 , A4 A1 , A1 A3 ;

по з

9) уравнение плоскости, проходящей через вершину A1 и прямую  x  y  2 z  3  0,   x  2 y  z  3  0; 10) уравнения прямой, симметричной прямой A1 A2 относительно вершины A3 . 2.12. A1 (1; 4;  1), A2 (3; 0;  2) , A3 (2; 2; 4), A4 (0;  1; 1) .





Ре

8) x  (1; 12;  20) в базисе A4 A2 , A2 A1 , A1 A3 ;

9) уравнение плоскости, проходящей через ребро A3 A4 перпендикулярно грани A1 A2 A4 ; 10) уравнения прямой, проходящей через вершину A4 параллельно прямой  x  2 y  z  4  0,  2 x  y  2 z  7  0.

7

2.13. A1 (0; 3;  2), A2 (6; 4;  5) , A3 (3; 5;  1), A4 (1; 0; 2) .





8) x  (15; 6;  17) в базисе A1 A2 , A1 A3 , A1 A4 ;





ТУ

9) уравнение плоскости, симметричной плоскости A1 A2 A3 относительно вершины A4 ; 10) уравнения высоты треугольника A2 A3 A4 , опущенной из вершины A4 на сторону A2 A3 . 2.14. A1 (4; 3; 2), A2 (0; 1;  1) , A3 (1; 4;  6), A4 (3; 0;  1) .

БН

8) x  (12; 14;  31) в базисе A2 A1 , A1 A3 , A3 A4 ; 9) уравнение плоскости, проходящей через ребро A1 A4 параллельно ребру A2 A3 ; 10) уравнения прямой, проходящей через вершину A1 параллельно грани A2 A3 A4 и пересекающей ось ОХ. 2.15. A1 (2; 0;  1), A2 (3;  5; 4) , A3 (0; 1; 2), A4 (2;  8; 3) .





8) x  (31;  6; 22) в базисе A1 A3 , A3 A2 , A2 A4 ;

ри й

9) уравнение плоскости, проходящей через вершину A2 и высоту пирамиды, опущенную из вершины A1 на грань A2 A3 A4 ; 10) уравнения серединного перпендикуляра, проведенного к стороне A1 A4 треугольника A1 A2 A4 . 2.16. A1 (2; 0; 6), A2 (1; 0; 3) , A3 (0; 3; 9), A4 (3; 7; 4) .





ит о

8) x  (8; 47; 65) в базисе A2 A3 , A3 A4 , A4 A1 ;

по з

9) уравнение плоскости, проходящей через ребро A1 A4 перпендикулярно грани A2 A3 A4 ; 10) уравнения прямой, симметричной прямой A2 A3 относительно вершины A1 . 2.17. A1 (4; 2; 1), A2 (6; 7; 4) , A3 (3; 0; 0), A4 (9; 3;  1) .





8) x  (26; 11; 1) в базисе A3 A1 , A1 A4 , A4 A2 ;

Ре

9) уравнение плоскости, проходящей через ребро A1 A2 параллельно ребру A3 A4 ; 10) уравнения прямой, проходящей через вершину A4 и точку пересечения медиан треугольника A1 A2 A3 . 2.18. A1 (9; 7; 1), A2 (3; 9; 0) , A3 (2;  3; 1), A4 (5; 2; 5) .





8) x  (6;  9; 22) в базисе A3 A4 , A4 A2 , A2 A1 ;

9) уравнение плоскости, проходящей через вершину A4 параллельно сечению A1 A2 K , где точка K делит ребро A3 A4 в отношении 1: 2 ; 8

10) уравнения прямой, проходящей через вершину A1 параллельно грани A2 A3 A4 и пересекающей ось OY. 2.19. A1 (5;  3; 3), A2 (2;  1; 0) , A3 (2; 1; 0), A4 (3; 2; 2) .





8) x  (36; 1; 15) в базисе A2 A4 , A4 A1 , A1 A3 ;



БН



ТУ

9) уравнение плоскости, проходящей через вершину A2 и прямую  2 x  y  z  1  0,   x  y  2 z  5  0; 10) уравнения серединного перпендикуляра, проведенного к стороне A2 A3 треугольника A1 A2 A3 . 2.20. A1 (5; 0;  1), A2 (1; 2; 12) , A3 (3; 4; 5), A4 (6; 1; 1) . 8) x  (5; 11;  15) в базисе A1 A4 , A4 A3 , A3 A2 ;

ри й

9) уравнение плоскости, проходящей через вершину A1 и высоту пирамиды, опущенную из вершины A4 на грань A1 A2 A3 ; 10) уравнения высоты треугольника A1 A2 A4 , опущенной из вершины A4 на сторону A1 A2 . 2.21. A1 (0; 8;  3), A2 (4; 1; 1) , A3 (8;  2;  1), A4 (5;  4;  2) .





8) x  (10;  13; 8) в базисе A4 A2 , A4 A3 , A1 A2 ;

ит о

9) уравнение плоскости, проходящей через середину ребра A1 A3 перпендикулярно ребру A2 A4 ; 10) уравнения биссектрисы треугольника A1 A2 A3 , проведенной из вершины A1 . 2.22. A1 (2; 3; 0), A2 (1; 1; 2) , A3 (5; 1;  1), A4 (5;  2; 6) .





8) в базисе A3 A1 , A1 A4 , A4 A2 ;

Ре

по з

9) уравнение плоскости, симметричной плоскости A2 A3 A4 относительно вершины A1 . 10) уравнения прямой A4 M , где М – точка пересечения медиан треугольника A1 A2 A3 . 2.23. A1 (3;  1; 0), A2 (7; 4; 2) , A3 (13; 8; 7), A4 (2; 1; 3) .





8) x  (4; 11; 20) в базисе A1 A4 , A4 A2 , A2 A3 ;

9) уравнение плоскости, проходящей через ребро A1 A2 перпендикулярно грани A2 A3 A4 ; 10) уравнения прямой, проходящей через вершину A1 параллельно грани A2 A3 A4 и пересекающей ось OZ. 2.24. A1 (3; 3;  6), A2 (2;  4; 0) , A3 (0; 1; 1), A4 (7; 0;  4) . 9





8) x  (4; 22;  13) в базисе A2 A3 , A3 A1 , A1 A4 ;





8) x  (14; 14; 20) в базисе A4 A1 , A1 A3 , A3 A2 ;

ТУ

9) уравнение плоскости, проходящей через вершину A1 параллельно сечению A2 A3 K , где точка K делит ребро A1 A4 в отношении 2:1 ; 10) уравнения прямой, симметричной прямой A1 A2 относительно вершины A3 . 2.25. A1 (1; 0; 2), A2 (1; 6; 5) , A3 (3; 3; 1), A4 (2;  1; 0) .





БН

9) уравнение плоскости, проходящей через вершину A1 и прямую  x  2 y  z  1  0,  2 x  3 y  z  3  0; 10) уравнения прямой, проходящей через вершину A4 и точку пересечения плоскости A1 A2 A3 с осью OY. 2.26. A1 (2; 2; 4), A2 (0;  2; 3) , A3 (3;  1; 1), A4 (2;  3; 3) .

ри й

8) x  (5; 11; 1) в базисе A3 A2 , A2 A1 , A1 A4 ;

9) уравнение плоскости, проходящей через ребро A1 A2 параллельно оси OХ.

ит о

10) уравнения прямой, проходящей через вершину A2 параллельно прямой  x  2 y  z  1  0,  3x  5 y  2 z  4  0. 2.27. A1 (2;  4; 0), A2 (1;  5; 8) , A3 (0;  2; 9), A4 (2; 1; 1) .





8) x  (19; 33; 0) в базисе A1 A4 , A2 A3 , A4 A2 ;

по з

 x  2 y  2 z  1  0, 9) уравнение плоскости, проходящей через прямую   2x  y  z  4  0 параллельно ребру A1 A2 ; 10) уравнения прямой, проходящей через точку O(0;0;0) , лежащей в плоскости OXY и перпендикулярной прямой A1 A2 . 2.28. A1 (3;  3; 2), A2 (2; 0; 1) , A3 (3;  5; 5), A4 (1;  9; 8) .





Ре

8) x  (8;  10; 13) в базисе A2 A1 , A3 A4 , A1 A3 ;

9) уравнение плоскости, проходящей через ребро A2 A3 параллельно оси

OY;

10) уравнения прямой, проходящей через середину ребра A1 A4 и точку пересечения плоскости A2 A3 A4 с осью OХ. 2.29. A1 (5; 5;  7), A2 (3; 2; 2) , A3 (0;  2;  5), A4 (2; 6;  4) .





8) x  (14; 9;  1) в базисе A3 A1 , A1 A4 , A4 A2 ; 10

9) уравнение плоскости, симметричной плоскости A2 A3 A4 относительно вершины A1 ; 10) уравнения прямой, лежащей в плоскости OYZ, проходящей через вершину A3 и перпендикулярной ребру A3 A4 . 2.30. A1 (0;  5;  2), A2 (1; 0; 1) , A3 (2; 2;  3), A4 (0;  4;  2) .





8) x  (6; 20;  3) в базисе A4 A2 , A2 A3 , A3 A1 ;

БН

ТУ

 x  2 y  z  0, 9) уравнение плоскости, проходящей через прямую  2 x  3 y  z  2  0 параллельно ребру A2 A3 ; 10) уравнения прямой, симметричной прямой A1 A2 относительно вершины A4 . 2.31. A1 (2; 5; 3), A2 (1; 4; 5) , A3 (1; 4; 6), A4 (0; 3; 6) .





8) x  (4; 2;  8) в базисе A1 A2 , A2 A3 , A3 A4 ;

ри й

9) уравнение плоскости, проходящей через ребро A1 A4 перпендикулярно грани A2 A3 A4 ; 10) уравнения прямой, проходящей через вершину A1 и точку пересечения плоскости A2 A3 A4 с осью OY. 2.32. A1 (1; 2; 6), A2 (2; 0; 5) , A3 (1; 0; 3), A4 (0; 1; 7) .





8) x  (2; 0;  13) в базисе A2 A3 , A3 A1 , A1 A4 ; OZ;

ит о

9) уравнение плоскости, проходящей через ребро A1 A4 параллельно оси

по з

10) уравнения прямой, лежащей в плоскости OXZ, проходящей через вершину A3 и перпендикулярной ребру A1 A2 . Задание 3

Ре

3.1. В треугольнике АВС заданы уравнения сторон AB: x  3 y  24 =  0, AC : 5x  y  6  0 , а также середина стороны ВС – точка M (2; 5) . Найти уравнение стороны ВС. 3.2. Известны вершины A(1; 1), B(1; 5) одного основания равнобедренной трапеции ABCD и вершина C (5; 8) другого основания. Найти координаты вершины D и длину высоты трапеции. 3.3. В треугольнике АВС дано уравнение стороны AB : 3x  2 y  12  0 и уравнения высот, опущенных из вершин А и В: x  2 y  4 и 4 x  y  6 . Найти уравнение высоты, опущенной из вершины С. 3.4. Дана вершина ромба A(2; 1) и уравнение его диагонали 2 x  y  10  0 . Найти уравнения сторон ромба, если длина его стороны равна 5. 11

Ре

по з

ит о

ри й

БН

ТУ

3.5. Даны уравнения двух медиан треугольника АВС: x  2 y  1  0, y  1  0 и вершина A(2;  7) . Найти уравнения сторон треугольника. 3.6. Даны две смежные вершины квадрата A(2;  1), B(1; 3) . Найти координаты двух других его вершин и уравнения диагоналей. 3.7. Треугольник АВС задан вершинами A(8; 3), B(2; 5), C(7;  4) . На прямой, содержащей высоту треугольника АН, найти точку М так, чтобы четырехугольник АВМС оказался трапецией. 3.8. Даны уравнения двух высот треугольника АВС: 2 x  3 y  1  0, x  2 y  4  0 и координаты вершины B(2; 3) . Найти уравнения сторон треугольника. 3.9. Длина стороны ромба с острым углом 60° равна 4. Диагонали ромба пересекаются в точке N (1; 2) , причем меньшая диагональ параллельна оси абсцисс. Составить уравнения сторон ромба. 3.10. Даны вершины треугольника A(1; 1), B(4;  3), C (9; 7) . Найти координаты точки пересечения биссектрисы внутреннего угла А со стороной ВС. 3.11. Даны уравнения двух сторон параллелограмма 2 x  y  1  0, 2 x  y  5  0 и точка пересечения его диагоналей M (2; 1) . Найти уравнения остальных сторон и площадь параллелограмма. 3.12. Даны уравнения двух боковых сторон равнобедренного треугольника: 7 x  y  9  0, x  y  7  0 и точка N (3;  8) , лежащая на его основании. Найти уравнение основания. 3.13. Точки M (2;  3), N (3; 2) являются серединами оснований прямоугольной трапеции. Боковая сторона трапеции, перпендикулярная основаниям, лежит на прямой x  2 y  6  0 . Найти уравнения остальных сторон. 3.14. Найти уравнения катетов равнобедренного прямоугольного треугольника, если известно уравнение гипотенузы 2 x  y  2  0 и вершина прямого угла C (5;  1) . 3.15. Точка N (1;  1) является центром квадрата, одна из сторон которого лежит на прямой 3x  4 y  3  0 . Найти уравнения остальных сторон. 3.16. Даны две вершины A(1; 4) и B(2;  3) треугольника АВС, а также точка пересечения его высот H (5;  1) . Составить уравнения сторон треугольника. 3.17. Составить уравнение прямой, симметричной прямой 3x  2 y  1  0 относительно точки M (5; 1) . Найти расстояние между этими прямыми. 3.18. Даны координаты вершин треугольника АВС: A(1; 3), B(3; 5), C (5; 3) . Найти координаты центра описанной около  ABC окружности и ее радиус. 3.19. Составить уравнения трех сторон квадрата, если известно, что четвертой его стороной является отрезок прямой 6 x  8 y  48  0 , концы которого лежат на осях координат. 12

Ре

по з

ит о

ри й

БН

ТУ

3.20. Даны две вершины треугольника A(2;  3), B(5; 1), уравнения стороны BC : x  2 y  7  0 и медианы AM : 5x  y  13  0 . Составить уравнение высоты, опущенной из вершины С на сторону АВ, и найти ее длину. 3.21. Даны уравнения двух сторон ромба: 2 x  5 y  1  0, 2x  5 y  23  0 и уравнение одной из его диагоналей: x  3 y  6  0. Найти уравнение второй диагонали. 3.22. Найти уравнение гипотенузы прямоугольного треугольника, проходящей через точку M (4;  3) , если катеты треугольника расположены на осях координат, а его площадь равна 3. 3.23. Точки M (2; 3), N (4;  3) являются серединами оснований равнобедренной трапеции. Точки P(0;  4), Q(1; 3) лежат на ее боковых сторонах. Найти уравнения всех сторон трапеции. 3.24. В треугольнике АВС известна вершина A(4;  1) , а также уравнения высоты 2 x  3 y  12  0 и медианы 2 x  3 y  0 , проведенных из одной вершины. Найти уравнения сторон. 3.25. Точка A(4; 4) является вершиной квадрата, диагональ которого лежит на прямой 9 x  5 y  3  0 . Составить уравнения сторон и второй диагонали квадрата. 3.26. Даны уравнения оснований равнобедренной трапеции: 2 x  y  10  0 , 2 x  y  5  0 , уравнение ее диагонали: 3x  y  5  0 , а также точка пересечения диагоналей N (2; 1) . Найти уравнения боковых сторон и второй диагонали. 3.27. Даны уравнения двух сторон прямоугольника: 3x  4 y  6  0 , 4 x  3 y  8  0 и вершина A(8;  5) . Найти уравнения двух других сторон и его площадь. 3.28. Составить уравнение прямой, проходящей через точку N (2; 3) и образующей с положительными полуосями координат треугольник, площадь которого равна 12. 3.29. Известно уравнение одной из сторон квадрата x  3 y  6  0 и точка пересечения диагоналей N (1;  1) . Найти уравнения остальных сторон. 3.30. Заданы уравнения двух сторон прямоугольника: 2 x  y  3  0 , 2 x  y  7  0 и уравнение его диагонали 4 x  7 y  1  0 . Составить уравнения остальных сторон и второй диагонали. 3.31. Написать уравнения прямых, проходящих через точку пересечения прямых 2 x  7 y  8  0 и 3x  2 y  5  0 под углом 45° к прямой 2 x  3 y  7  0 . 3.32. Даны уравнения двух высот треугольника АВС: x  y  1  0 , 2 x  3 y  5  0 и координаты вершины C (3; 3) . Найти уравнения сторон треугольника.

13

Задание 4

ТУ

Варианты 1–10. 1) назвать и построить кривую, определяемую заданным уравнением; 2) найти координаты ее фокусов; 3) составить уравнение эллипса с указанным эксцентриситетом ε, фокусы которого совпадают с фокусами данной кривой. 2 2 4.1. 5 x  4 y  10 x  16 y  31  0,   3 5 ;

2 2 4.3. 16 y  9 x  36 x  96 y  36  0,   5 6 ; 2 2 4.4. 7 x  9 y  28 x  18 y  44  0,   4 5 ; 2 2 4.5. 4 y  21x  42 x  24 y  69  0,   5 6 ;

БН

2 2 4.2. y  3x  8 y  6 x  1  0,   4 5 ;

2 2 4.6. 25x  11y  150 x  22 y  61  0,   3 5 ;

ри й

2 2 4.7. 3 y  x  2 x  18 y  1  0,   3 5 ; 2 2 4.8. 4 x  21y  32 x  20  0,   5 6 ;

2 2 4.9. 45x  4 y  180 x  8 y  4  0,   7 8 ;

ит о

2 2 4.10. 4 y  5x  24 y  44  0,   3 5 .

Ре

по з

Варианты 11–20. 1) назвать и построить кривую, определяемую заданным уравнением; 2) составить уравнение окружности, касающейся директрисы данной кривой, если центр окружности совпадает с фокусом этой кривой. 4.11. y 2  8x  6 y  1  0 ; 4.16. y 2  4 x  2 y  7  0 ; 4.12. x 2  4 y  10 x  17  0 ; 4.17. x 2  6 x  12 y  21  0 ; 2 4.13. y 2  12 x  10 y  49  0 ; 4.18. y  16 x  4 y  20  0 ; 4.14. x 2  8x  16 y  32  0 ; 4.19. x 2  8 y  2 x  9  0 ; 2 4.15. y 2  12 x  4 y  44  0 ; 4.20. y  8x  2 y  15  0 . Варианты 21–32. 1) назвать и построить кривую, определяемую заданным уравнением; 2) найти координаты ее фокусов; 3) составить уравнение гиперболы с указанным эксцентриситетом ε , фокусы которой совпадают с фокусами данной кривой. 4.21 5x2  9 y 2  20 x  54 y  56  0,   2 ;

14

4.22. 2 x2  y 2  8x  6 y  9  0,   2 ; 4.23. 25x2  16 y 2  200 x  64 y  64  0,   3 ; 2 2 4.24. x  2 y  2 x  8 y  9  0,   3 2 ; 4.25. 4 x2  3 y 2  8x  12 y  32  0,   2 ; 2 2 4.26. 4 x  29 y  16 x  116 y  16  0,   5 3 ;

ТУ

2 2 4.27. x  5 y  2 x  20 y  1  0,   4 3 ; 2 2 4.28. 5 x  y  20 x  6 y  9  0,   4 3 ;

БН

4.29. x 2  10 y 2  20 y  30  0,   3 ; 2 2 2 4.30. 5 x  y  40 x  2 y  36  0,   3 2 ; 4.31. 4 x2  13 y 2  8x  48  0,   3 ; 4.32. 13x 2  4 y 2  26 x  16 y  23  0,   3 . 2

ри й

Задание 5

ит о

Определить вид поверхности и построить ее в каждом из следующих случаев: 5.1. а) x2  y 2  2 x  2  z  0; б) y 2  6 y  z  0 . 5.2. а) x2  2 x  2 y 2  4 z 2  0; б) x 2  4 x  y  4  0 . 5.3. а) x2  y 2  4 y  4 z 2  0; б) x2  z 2  2 z . 2 2 5.4. а) 2 y 2  z 2  2 z  1  x  0; б) x  y  2 y  4  0 . 5.5. а) 9 x2  4 y 2  8 y  z 2  32;

по з

5.6. а) x2  2 y 2  z 2  2 z  0;

5.7. а) x2  y 2  z 2  4 x  2 y  4 z  0; 5.8. а) x 2  2 y 2  4 z  8  0; 5.9. а) 36 x2  16 y 2  9 z 2  18z  0;

Ре

5.10. а) x2  y 2  z 2  2 z  1  0; 5.11. а) x2  2 y 2  6 y  2 z  0; 2 2 2 5.12. а) x  3 y  z  2 z  2; 5.13. а) 2 x2  4 y 2  z 2  2 z  0; 5.14. а) x 2  y 2  5z  4  0; 5.15. а) 2 y 2  x2  4 x  4 z 2  4  0; 5.16. а) y 2  2 y  z 2  x 2  0;

б) x 2  y 2  6 x  0 . 2 б) z  4 z  6 y  20  0 . 2 б) y  2 y  4 x  1  0 . б) x2  2 x  z  4  0 .

б) z 2  2 z  8x  7  0 . 2 б) y  4 x  2 y  2  0 . 2 б) y  2 y  x  0 .

б) б) б) б)

z 2  6z  x  1  0 . x2  5 y  2 x  0 .

x2  z 2  2 z  0 . z 2  x2  2x  1  0 . 2 б) x  y  4 y  0 .

15

2 2 б) z  y  2 z  0 .

5.17. а) x2  2 y 2  4 y  2 z  0; 5.18. а) 2 x 2  y 2  4 y  z  0;

б) x2  z 2  6 z  0 . 2 б) 2 x  5 y  4 x  10 .

5.19. а) 9 x2  4 y 2  8 y  36 z 2  32; 5.20. а) x2  y 2  8z 2  4 x  0;

б) z 2  7 x  2 z  0 . 2 2 б) 4 x  y  2 y  8 .

5.21. а) 5x2  15 y 2  4 z 2  8z  24  0;

5.24. а) x 2  y 2  4 x  2 z  0;

2 б) z  5 y  4 z  0 . б) x2  4 x  z  0 . 2 2 б) y  2 y  z  2 .

5.25. а) x 2  2 x  y 2  z 2  0; 5.26. а) x2  4 x  2 z 2  y  4  0; 5.27. а) x2  2 y 2  z 2  2 z  1  0;

2 2 б) x  y  2 y  0 . б) x2  z 2  2 z  2  0 . б) x 2  4 x  y  0 .

БН

5.28. а) x2  2 x  y 2  z 2  2 z  0; 5.29. а) x 2  y 2  z 2  4 z  0;

ТУ

5.22. а) 4 x2  2 y 2  8x  4 z 2  0; 5.23. а) x2  4 y 2  z 2  8 y  4;

б) y 2  z 2  6 z  0 . б) 4 y 2  z 2  8 .

б) 4 y  x 2  8x  1.

5.31. а) x2  2 x  2 y 2  z  5  0; 5.32. а) x2  4 y 2  8 y  z 2  0;

б) y 2  6 y  z  0 .

ри й

5.30. а) x 2  y 2  z 2  2 z  0;

б) x2  2 y 2  2 x  0 .

Задание 6

по з

ит о

Вычислить пределы функций (в пунктах а), б), в), г)) не пользуясь правилом Лопиталя):   sin 2  x    x3 3x 2  3  x 2  7 x  10 lim  6.1. а) lim 2 ; б) lim   ; в) x  5 x 2  1 15 x  1  ;  x x 2 x  8 x  12 3 1  cos  x   3  x2 1 x

Ре

3x  1  2x  e  cos 2 x г) lim  ; д) lim .  x  3  2 x x0   x2 1  cos x 2x  1  3 6.2. а) lim ; б) lim ; в) lim x3  x 2  x3  x ; x 4 x  0 x 5 x  tg3x x2  2 3x cos 2 x  sin 2 x  1  x4 г) lim  .  ; д) lim x 0 x  x  8   x2  1  1  x3 x2  x 8 tg 2 x  sin 2 x  6.3. а) lim 3 ; б) lim 2 ; в) lim  ; x  9 x 2  4 x 64 3x  2  x 0 x 4  x  sin 2 x 2





2 x  cos x г) lim (2 x  3)(ln( x  3)  ln( x  3)) ; д) lim . x 0 x x2 2

16

cos x 3   1 3x 2  14 x  5 lim ;  6.4. а) lim 2 ; б) x  в) lim  ; x x x 1 1  x x5 x  7 x  10 1  x2   sin  2 cos 2 2 8 x 1  sin x  cos x г) lim 1  5 x  x ; д) lim . x0 x 0 1  sin x  cos x 1  9 x 2  12 x  4  x ; б) lim tg 2 x  tg x ;  3 6.5. а) lim2 в) lim  ; 3 x 2 x  2 x0 sin 2 x  sin x 27 x  8 x 8 x 

г) lim ( x  1)(ln(2 x  1)  ln(2 x  3)) ; д) x

2   4  б) lim  ; x 3 3  x 9  x2  

x1

x2  4  2

2

e3 x  cos 2 x . x0 x2 2

x

г) lim  2  x 1 x ;

2 x3  32 . lim x x 2 4  16 1  sin x в) lim ;  x  1  cos 2 x

БН

x2  x  6 ; x 3 2 x 2  x  21

6.6. а) lim

ТУ

3

д) lim





1  cos x lim x 2  1  x 2  1 ; ; в) x x 0 x  sin 3 x x 2  16  4 2 x 3 sin( x  1)  x2 lim г) lim  ; д) .  x 1 x   x  2  5  x2 sin x  x2 lim x  2 ; x2  x  2 x  lim  2 x 6.8. а) lim 2 ; б) в) x  ; 1 2 x2 x 4 x 2 x  x  6   2x e2 x  e2 x 2 г) lim  3x  5 x 4 ; д) lim . x 2 x 0 tg3x 2 x2  5x  3 12   1 1  cos 4 x lim  6.9. а) xlim ; в) 1 4 x 2  18 x  10 ; б) lim  ;  x 2 2  x x 0 1  cos 2 x 8  x3   2

; б) lim

по з

ит о

ри й

6.7. а) lim x 0

 x2  2 x  3  lim г) x  2   x  x5 

2 x 5

ln(1  2 x) . x 0 3x  1  5x2  x 5x2  4  2 tg 6 x 2 x2  5x  7  6.10. а) lim 2 ; б) lim ; в) lim  ; x  x 0 1  cos 4 x x  3 x 1  x 1 3 x  x  2  e x  e x г) lim (3x  2)(ln(2 x  1)  ln(2 x  1)) ; д) lim . x x 0 3x   x  sin 3x 6x  1  5 lim  x    tg x ; 6.11. а) lim ; б) lim ; в)  x 0 cos x  cos3 x x  2  x 4 x 2 2

Ре

; д) lim

 2 x  1 г) lim x1

3x x 1

2x 2 x ; д) lim e x e . x 0 2 1

17

3 1  cos 2 x x 1  2 sin lim 1  2 x lim 6.12. а) lim ; б) ; в)   4x ; x0 x 0 x  tg3 x x 3 2x  6 1  cos 2 x  tg 2 x г) lim x 2  3x  x ; д) lim . x x 0 x  sin x sin( x  1) 2 x2  9 x  4 2 2 ; б) lim ; в) lim x  9  x  9 ; 6.13. а) lim 2 2 x  1 x x 4 x  x  20 2 5 x 1 x3  1 2 г) lim  cos 4 x  2 x ; д) lim . x 1 sin( x  1) x0 6  cos x  sin x  1 3 x  3 x  ; 6.14. а) lim ; б) lim в) lim  ; x 3 3  x x 0 9  x2  cos 2 x x  5x







4

x 0

sin 2x . x 1 sin 5x

БН

3

г) lim 1  tg 2 x  x2 ;

ТУ



д) lim



ит о



ри й

1  sin x 3 x 5 lim x 3 x5 2  6.15. а) lim ; б) x 2    ; в) lim   ; x 9 x  x  3 2x  2  4     x 2  tg x г) lim x 2  16  x 2  16 ; д) lim . x 2 x  2 x 3x 6   2 x tg3x  6.16. а) lim ; б) lim ; в) lim  ; x 0 1  x  1  x x 4 4  x x 0 1  cos6 x 16  x 2   2 1 42 x  cos3x 2 г) lim  cos3x  5 x ; д) lim . x0 x0 5x x2  2  2

sin 4 x  sin 2 x ; в) lim x 6x x2  1  1 5 1  sin 2 x г) lim  4  x  x2 9 ; д) lim . x 3 x  sin x  cos x

по з

6.17. а) lim x 0

2x  2 ; x 1 x  3 x

6.18. а) lim

; б) lim x 0

x2  3  x2  3 ;



x 1  x ;

4

б) lim    x   tg3x ; x

в) lim x

2 2 x2

Ре

 5  4x  e6 x  e 4 x г) lim  ; д) . lim  x  3  4 x x 0   x 3 5 x x4 sin 2 3x lim lim lim 6.19. а) ; б) x4 x ; в) x0 tg 2 x ; x 4 5x  5  5 sin 4 x 1  cos x г) lim  7  6 x  3 x3 ; д) lim . x 1 x1 tg 2 x

18







x 2  x  12 6.20. а) lim 2 ; x 3 x  5 x  6

 x3 3x 2  б) lim  2  ; x  5 x  1 15 x  1  

2 x  sin x ; x 0 sec x  1

в) lim

x2

x3  1  3x  4  г) lim  д) lim .  ; x 1 sin( x  1) x  3 x  5   5x  x 6.21. а) lim ; б) lim 3 x3  x  3 x3  x ; в) lim x 2  ctg 2 5 x ; x  x 5 x0 x5 4x 2 cos x  1  3x  г) lim  ; д) lim .  x  1  3 x 1  tg 2 x x   4



ТУ



ри й

БН

 x3 x2  1  cos6 x x 2  6 x  16 lim  6.22. а) lim ; б) lim ; в) x  2 ; x 0 1  cos8 x x 2  4x  1 2x  1  3x 2  12 tg 3 x  3tg x г) lim (3x  2)(ln(2 x  1)  ln(2 x  1)) ; д) lim   .  x x 3 cos  x   6  3x cos10 x  1 6.23. а) lim ; б) lim ; в) lim(1  x)  tg x ; x 0 10  x  10  x x 0 x  sin 5 x x 1 2 3 1 1  ctg x г) lim 1  sin 3x  x ; д) lim . 3 x0 x  2  ctg x  ctg x 4

x2  x ; x 1

12  5 x 2  20  1  3 ; в) lim  ; x 1 x 2 x  2 x 2 1  cos( x  2) x 8  2x ln(1  4 x) г) lim  2 x  1 x1 ; д) lim 8 x . x1 x 0 5 1 2 2 x  1 x  3 9  1 1  6.25. а) lim ; б) lim ; в) lim   ; 3   x 8 2  x x 0 sin x x tg x   3 1  cos  x   3  3x cos x  cos x г) lim  2 x  3 x2 ; д) lim . x 0 x 2 x2 sin x  cos x x  x2 sin 3 2 x lim lim 6.26. а) ; б) lim ; в) x  1  tg x ; x 0 1  2 x  1  3 x x 0 5 x3 4 1  x  5 lim x  г) lim  2 x  7  2 x8 ; д) x  2  1 . x 4   3 cos x  cos x 2x  6 6.27. а) lim 2 ; б) lim ; в) lim x  3 1  x3 ; 2 x 3 x  2 x  15 x x 0 x 2 x  2 x г) lim (2 x  7)(ln(3x  4)  ln3x)) ; д) lim . x 0 tg x x

б) lim

Ре

по з

ит о

6.24. а) lim





19

6.28. а) lim x 0

x2  9  3

4   1 7 x  sin 3x lim  ; в)  ; x2 x  2 x 0 1  cos 4 x x2  4   x 2  25  5 1  2cos x 5 lim г) lim 1  10 x  x ; д) x    3x . x0

; б) lim

3

4x  x ; x 2  16

sin 6 x  sin 2 x   2 x)  tg x ; ; в) lim(  x  x 0 x 4 5x 2 2 5 (1  cos x) . г) lim 1  3x  x ; д) lim x0 tg3 x  sin 3 x x 0 1   1 x 2  9 x  18 2  1  cos x lim  6.30. а) lim 2 ; б) lim ; в)  ; x 0 sin 3 x x 6 3 x  17 x  6 x 0 sin 6 x   sin 2 x

б) lim

БН

ТУ

6.29. а) lim

43 x  cos7 x г) lim 3x(ln( x  2)  ln x) ; д) lim . x0 x 5x2 5 x3  3x 2  7 x sin(2  x) ; б) lim 2 ; в) lim(  x)  ctg x ; 6.31. а) lim x 0 x 2 x x x 4 4 e x4  cos( x  4) г) lim 1  5 x  7 x ; д) lim . x0 x 4 x 2  16  1 1  cos 4 x  cos3 4 x 9 x 3  6.32. а) lim ; б) lim ; в) lim ;  x 0 tg 2 x tg 4 x  x 0 x 0  3x x

ри й

2

4x

ит о

 7 г) lim 1   ; x   x

3ln x . x  x 2  5

д) lim

Задание 7

по з

Исследовать функцию на непрерывность и схематически построить график.

Ре

7.1. y 

10 x . x3  3

 cos x, x  0,  7.2. y  1  x, 0  x  2,  2  x , x  2.

1 1 7.4. y  arctg . 7.5. y  2 . x2 x  6x  9

20

7.3. y 

1 10 x

7.6. y  2

.

1 . 1  e 2 x

  0, x  0,    7.7. y   tg x, 0  x  , 2     x, x  2 .

7.8. y  9

1 2 x

7.9. y  4

.

1 3 x

.

 cos x, x  0,  7.13. y  1  x, 0  x  2,  x 2 , x  2. 

3x  1, x  2, 1 y   7.14. 7.15. y   . log 4 x 2 x  1, x  2.

.

7.20. y 

1

1 e

1 1 x

.

7.23. y  e



1 x2

.

1 . 1  x2

7.24. y 

7 x 3 . x2  4

  x, x  1,  x 2  4, x  2,   1  y  ,  1  x  , 7.27. y  3x  2,  2  x  2,  7.26. 6 2  12  x 2 , x  2.     x, x  6 .

по з

7.22. y  2

1 x 5

7.18. y  (1  x)arctg

1 . 7.21. y  sin . x

ит о

7.19. y  5

ри й

 x  3, x  0, 1  7.16. y   x  1, 0  x  4, 7.17. y  2 x2 5 .   3  x , x  4. 1 1 x 2

БН

ТУ

 x  4, x  1,  x, x  0,  1   y   x 2  2,  1  x  1, 7.10. y  ( x  1) 2 , 0  x  2, 7.11. y  1 . 7.12.   2  e 3 x 2 x, x  1. x  3, x  2.  

Ре

1  x3 7.25. y  . 1 x

 x 2 , x  3, 7.28. y   2 x  1, x  3.

10 x 7.31. y  3 . x 3

7.29. y 

1 . log 2 ( x  4)

7.30. y  arcctg

1 . 3 x

 sin 5 x , x  0,  7.32. y   3x  2, x  0.

21

Задание 8 Найти первые производные от функций:

1 x ; 1 x

8.8. а) y  arctg

ит о

cos x 1 x  ln tg 8.9. а) y   ; 2sin 2 x 2 2

по з

 x π  x π 8.10. а) y  tg 2     2ln cos    ; 2 4 2 4 8.11. а) y  ln tg x3  5 ;

8.12. а) y  5arcsin

Ре

8.13. а) y  ln

x 2 1

;

a x a   arccos x ; ax ax 2

2

2 x

cos

б) y  ( x  e ) x

sin

1 x  y    б)  x 1 

1 x

.

sin x

.



б) y  cos x



ln sin x

.

2x 2 3 б) y  e  sin(cos (tg x)) .

б) y  (1  x)cos (3 x ) . 3

2

arctg( x 1)

 2 1 б) y   2cos x    sin x  ln x  б) y   x  .  e 

.

б) y  (1  x 2 )cos arctg x . 2 б) y  (1  sec x)

 x 2 y    б) 3 x  1  

x arctg x3

.

sin 2 e x

.

sin 2 e x

1 x ax 8.14. а) y  arctg  ln 4 ; 2 a ax

 ln 3x  б) y   2  1 x 

8.15. а) y  ln(e x sin x  e x cos x) ;

б) y  arctg(1  x )

8.16. а) y  arccos(sin 2 x  cos2 x) ;

x x  б) y   ctg  . 2 



1

22

.

б) y  (tgln x)arcsin x .

ри й

1 8.4. а) y  x arccos x  ln arctg ; x 2 cos ax 8.5. а) y  ln 2 ; sin ax ln t 2 8.6. а) s  arcsin t  1  2 ; t 1 ln x 8.7. а) y   sin x  ;

б) y  (arctg x)

.

ТУ

 2 e x  e x  8.3. а) y  ln  cos arctg ; 2 x  

б) y  (sin x)

2 ln 2 x

БН

1 x 2 ; 8.1. а) y  arctg  ln 2 cos 1 x x 1 8.2. а) y  ; 1  x2 ( x  1  x2 ) 5

.



tg x

.



1 8.17. а) y  ln arccos ; x



б) y  sin x

2





 x

cos 2 x

.

ln 2 x

2 2 8.18. а) y  arctg x  1  x ;

б) y 

8.19. а) y  ln ln(e x cos x  e x sin x) ;

б) y  arctg ln(1  e x ) .

;

 l  б) y     x 1

1  cos  ; sin  8.22. а) y  ln cosarctg x ;

б) y   sin x 

8.21. а) r  arctg

arctg x

.

cos x

ТУ

e

2x

2

.

б) y   tg 2 x  . x

БН



8.20. а) y  arctg tg

2

.

1 x 2 arctg ; 2 1  x2 x sin  8.24. а) y  arctg ; 1  x cos 

б) f ( x)   arcsin 3x  .

8.25. а) y  ln cos3 arctg e2 x ;

б) y  1  x 2 

8.26. а) y  ln 3 tg 1  x ;

б) y  1  tg 2 x 

8.27. а) y   arcsin x 

б) y  arcsin 2 (tg 2 x) . 1 1 б) y  ln(tg x  sec x)  cosec x . 2 2

x x2

;

;

ит о

8.28. а) y   sin x 

tg x



8.29. а) y  arctg(1  x )



x

;

б) y  (cos 2 x)ln x .

по з

8.31. а) y  e sin(cos (tg x)) ; 2

tg x

3

arctg 2 x

б) y  (tg 2 x)  ln x  б) y   x   e 

 2 e x  e x  8.32. а) y  ln  cos arctg ; 2  x  

Ре

. .

б) y  ln(e x sin x  e x cos x) .

1 x 8.30. а) y  ln arctg ; x3 2x

x2

2

ри й

8.23. а) f ( x) 

ctg

x 2

.

cos x

.

б) y  ( x  e ) x

sin

1 x

.

Задание 9

Найти yx , yxx :

x y 9.1. а) e sin y  e cos x  5 ;

 x  ln t ,  1  1 б)   y  2  t  t .   

23

9.2. а) e

x y

 x  cos t ,  б)  4 t  y  sin 2 .  x  512t , б)  4  3t  y  25 .

 xy ;

9.3. а) y  x  arctg y ;

б) y 

y 9.5. а) y  x  ln ; x

t   x  ln tg  cos t  sin t , б)  2  y  sin t  cos t.

y  0; 3 x

ит о

x  4 1 t ,  9.7. а)   y  1  t ;  x  et cos 2 t , 9.8. а)  t 2  y  e sin t ;

по з

x  2 xy  a 2  0 ; 9.9. а) x  y

б) 2 x  cos y  3 y . б) x4  y 4  2 xy  0 . 1   x  t  sin 2t , б)  2  y  cos3 t.

9.10. а) x  y  cos y ;

 x  a cos3 t , б)  3  y  b sin t.

 x  tg 2 2 t , 9.11. а)  2  y  sin t ;

б) 2 y  9  xy 3 .

 x  a sin 2 2 , 9.12. а)  2  y  b cos 2 ;

x y б) 2 xy  e .

 x  ln 2 t , 9.13. а)   y  t  ln t ;

б) x 2 y  (2  y)2  xy .

2

Ре

2

24

 et  e  t  x  2 , б)  t t y  e  e .  2

ри й

9.6. а) x y 

БН

2

ey . x2  9

ТУ

1   x  ln t , 9.4. а)   y  t  1;  t

 x  tg 2 t , 9.14. а)   y  3ctg t ;

2 3 б) ( x  y)  ( x  3 y)  0 .

9.15. а) x y  y  x ;  x  e2t cos 2 t , 9.16. а)  2t 2  y  e sin t ;

 x  et , 9.17. а)  t2  y  sin e ;

б) e y  2 x  5 y .

t  x  arcsin ,  1 t2  9.18. а)   y  arccos t ;  1 t2

б) y ln x  x ln y  1 .

3

ри й

9.19. а)

x2  3 y 2  3 a2 ;

 x  2ln ctg t  1, б)   y  tg t  ctg t.

 x  1  t 2 , б)   y  tg 1  t .

ит о

9.20. а) xy  ln y  1 ;

БН

2

ТУ

cos t  x  ,  cos 2t б)   y  sin t .  cos 2t y 2 2 б) arctg  ln( x  y ) . x

по з

9.21. а) tg y  2 x  y ;

Ре

9.22. а) xy  tg y ;

9.23. а) x3  y3  3xy  1;

2 3

2 3

2 3

9.24. а) x  y  a ;

 x  e2t , б)  1 y  cos .  t 

 x  t 3  1, б)  3  y  t  1.  x  a  b sin 2 t , б)  3  y  a  b cos t.

1   xt  , t б)   y  5t  t . 

25

 x  ln(2t  1),  9.25. а)  1  y  cos t ;  x  ln(2t  1),  9.26. а)  1 y  ;  cos 2 t

 x  t , б)   y  3 t .  x  cos t  t sin t , б)   y  sin t  t cos t.

y 1  ln( x 2  y 2 ) ; x 2

 x   б)  y  

cos3 t , cos 2t sin 3 t . cos 2t

ри й

y 9.29. а) x  5  sin y ;

БН

9.28. а) arctg

y

ТУ

xy б) e  cos( x  y)  y .

9.27. а) xy  e  e  0 ; x

y  2 xy  0 . x

б) y 

 x  52t  1, б)  t  y  5  2t.

ит о

x 9.30. а) ln( x  y )  ln  ln( xy ) ; y

9.31. а) y  x  sin y ;

 x  sin e2t , б)  2 t 1  ye .

9.32. а) arctg y  4 x  5 y ;

 x  tg 2 t , б)   y  3ctg t.

по з

2

З а д а н и е 10

Ре

Исследовать функцию и построить ее график. 2  x 1 3 2 10.1. y   10.2. y  3 x  2 x .  .  x 1 2 10.4. y  . 1  x2 5 3

10.7. y  2 x  5 x  1 . 26

1 2 x

10.5. y  x  x  1 .

10.6. y  x e .

10.8. y  (1  x 2 )3 .

10.9. y  lg 1  x .

3

2 3

2 10.3. y  ln(2 x  3) .

3

2

x2  2 . 10.11. y  2 x 1

cos 2 x . 10.10. y  cos x

10.12. y 

6 4 2 10.13. y  lg  x 2  3x  2  . 10.14. y  x  3x  3x  5 .

10.19. y  6 x  x . 3

2

3

10.17. y 

x4 2 3 2 . 10.18. y  3 ( x  1)  x  1 . 3 x 1

10.20. y  e

x3  2 x 2  7 x  3 . 10.22. y  2 x2

1 x 2  4 x 1

.

ТУ

2x  1 . ( x  1) 2

x 2 10.15. y  e  x .

10.21. y  x  2arctg x .

x4 10.23. y  . 1  x3

1 x

10.24. y  ( x  2)e .

БН

10.16. y 

2 . x2  5x  6

1 x

ln x 10.28. y  . x

10.29. y  e  x .

2x . 1  x2

4 2 2 3 10.30. x y  ( x  1) .

10.32. y  x  ln( x  1) .

ит о

10.31. y  arcsin

ри й

x2  1 x 2 2 y  . 10.26. y  3 ( x  2)  3 ( x  1) . 10.27. 10.25. y  x2  4 . (1  x)(1  x 2 )

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

по з

З а д а н и е 1. Решение произвольных систем линейных алгебраических уравнений методом Гаусса

Ре

П р и м е р 1. 1. Решить методом Гаусса систему уравнений  x1  2 x2  x3  2,   2 x1  x2  x3  3,  x  3x  x  5. 2 3  1

Решение. Составим матрицу из коэффициентов при неизвестных и свободных членов: 1 2 1 2   A   2 1 1 3 . 1 3 1 5  

27

Умножая первую строку матрицы А поочередно на 2, 1 и прибавляя соответственно ко второй и третьей, получаем матрицу 1 2 1 2    A1   0 3 1 1 . 0 1 0 3   

2  3. 8 

БН

1 2 1  A2   0 1 0  0 0 1 

ТУ

Поменяем в матрице A1 местами вторую и третью строки. Затем умножим полученную вторую строку на 3 и прибавим к последней строке. Получим матрицу

ри й

Матрице A2 соответствует система уравнений  x1  2 x2  x3  2,  x2  3,    x3  8. 

ит о

Отсюда получаем x3  8, x2  3, x1  4 . Ответ: X  (4

3

 8)T .

по з

П р и м е р 1. 2. Решить методом Гаусса систему уравнений  x1  x2  x3  x4  1,  3x  x  2 x  2 x  2,  1 2 3 4  2 x1  4 x2  3x3  6 x4  7, 7 x1  5 x2  6 x3  6 x4  6.

Ре

Решение. Составив матрицу из коэффициентов при неизвестных и свободных членов, умножая первую строку матрицы А поочередно на 3, 2, 7 и прибавляя соответственно ко второй, третьей и четвертой строке, получим:

28

 1 1 1 1   3 1 2 2  2 4 3 6   7 5 6 6

1  2 7  6 

 1 1 1 1 1     0 2 1 1 1 (3) ( 1)  0 6 5 8 5       0 2 1 1 1

 1 1 1 1 1     1 1 1 1 1  0  2  1 1  1    0 2 1 1 1 .   0 0 2 5 8       0 0 2 5 8  0 0 0 0 0  

ТУ

Полученная матрица равносильна системе уравнений

БН

 x1  x2  x3  x4  1,  2 x2  x3  x4  1,  2 x  5 x  8. 3 4 

Система имеет три уравнения и четыре неизвестных. Выбирая, например, x4 в качестве свободной неизвестной и полагая x4  C , находим 5 5 3 5 3 x3  C  4, x2   C , x1   C 2 2 4 2 4 . 5 3 Ответ: X    C 3 4

5 C4 2

T

 C  , где C  R . 

ри й

5 3  C 2 4

З а д а н и е 2. Векторы. Прямая и плоскость в пространстве

ит о

П р и м е р. Даны координаты вершин треугольной пирамиды A1 A2 A3 A4 : A1 (2; 0; 1) , A2 (0; 1;  2) , A3 (2; 3; 8) , A4 (1; 0; 3) . Найти: 1) проекцию вектора A1 A2 на вектор A3 A4 . Находим векторы A1 A2  (2; 1;  3) , A3 A4  (1;  3;  5) .

по з

Скалярное произведение этих векторов: A1 A2  A3 A4  (2)  (1) 1 (3)  (3)  (5)  2  3  15  14 .

Ре

Длина вектора A3 A4 :

A3 A4  (1)2  (3)2  (5)2  1  9  25  35 .

Проекцию A1 A2 на A3 A4 находим по формуле Пр A3 A4 A1 A2 

A1 A2  A3 A4 A3 A4



14 . 35

29

2) площадь грани A1 A2 A3 . Так как A1 A2  (2 ;1;  3) , A1 A3  (0; 3; 7) , то

S A1 A2 A3

1 16i  14 j  6k  8i  7 j  3k  64  49  9  122 . 2

ТУ



i j k 2 3 2 1 1 1 1 1 3  A1 A2  A1 A3  2 1 3  i j k  0 7 0 3 2 2 2 3 7 0 3 7

3) объем пирамиды: 2 1 3

1 1 A1 A2 A1 A3 A1 A4  0 3 6 6 1 0

14 7  . 3 2

БН

V

4) расстояние от вершины A1 до плоскости, в которой лежит грань A2 A3 A4 . Уравнение плоскости A2 A3 A4 y 1 z  2

ри й

x

2 10 2 10 2 2 10  x  ( y  1)   ( z  2)  1 5 1 5 1 1 5  20 x  0  ( y  1)  4( z  2)  20 x  4 z  8  0 или A2 A3 A4 : 5x  z  2  0 . 2 1

2 1

ит о

Расстояние от точки A1 до плоскости A2 A3 A4 d ( A1; A2 A3 A4 ) 

5  2 1 2

52  02  (1)2



7 26

.

Ре

по з

5) расстояние от вершины A1 до прямой A2 A3 есть высота A1H треугольника A1 A2 A3 , т. е. 2S A1 A2 A3 2 122 2 122 2 61 d ( A1; A2 A3 )  A1H     . 108 54 A2 A3 22  22  102 A1

A2

30

H

A3

6) угол между ребром A1 A4 и гранью A2 A3 A4 . Канонические уравнения прямой A1 A4 : x  2 y z 1 ,   1 0 2 где s  A1 A4  (1; 0; 2) – направляющий вектор прямой A1 A4 . Уравнение плоскости A2 A3 A4 (см. п. 4) Угол между прямой и плоскостью

sn



(1)  5  0  2  (1)



7 . 5  26

БН

sin ( A1 A4 ; A2 A3 A4 ) 

sn

ТУ

5x  z  2  0 , где n  (5; 0;  1) – нормальный вектор плоскости A2 A3 A4 .

5  26

ри й

7) угол между гранями A1 A2 A3 , A2 A3 A4 . Уравнение грани A1 A2 A3 : x  2 y z 1 1 3 2 3 2 1 2 1 3   ( x  2)  y  ( z  1)  3 7 0 7 0 3 0 3 7  16( x  2)  14 y  6( z  1)  16 x  14 y  6 z  26  0

ит о

или A1 A2 A3 : 8x  7 y  3z  13  0 ,

где n1  (8; 7;  3) – нормальный вектор плоскости A1 A2 A3 .

по з

Уравнение A2 A3 A4 найдено в п. 4: A2 A3 A4 : 5x  z  2  0 , где n2  (5; 0;  1) – нормальный вектор плоскости A2 A3 A4 . Угол между плоскостями находим как угол между их нормальными векторами:

Ре

cos ( A1 A2 A3 ; A2 A3 A4 ) 

n1  n2 n1  n2



8  5  7  0  (3)  (1) 43  . 122  26 122  26





8) координаты вектора x  (7;  6;0) в базисе A2 A1 , A1 A4 , A4 A3 . Покажем, что данные векторы образуют базис: 2 1 3 1 0 2  2  9  5  12  0  A2 A1 A1 A4 A4 A3  0  A2 A1, A1 A4 , A4 A3 – 1 3 5 31

некомпланарны и, значит, образуют базис в R3 . Разложим вектор x по базисным векторам: x  x1 A2 A1  x2 A1 A4  x3 A4 A3 .

БН

 2 x1  x2  x3  7,    x1  3x3  6, 3x  2 x  5 x  0. 2 3  1

Решим ее по формулам Крамера: 1 1

  1 3 7

3  9  2  5  12  28, 5

0 2

ри й

2

1 1

1  6 0

3  12  30  42  84, 5

ит о

0 2

2

7

1

по з

 2  1 6 3  60  63  18  35  56, 3 0 5 2

Ре

3  1 3

Тогда

x1 



1

7

0 2

6  18  14  24  28. 0

1    3; x2  2  2; x3  3  1.   



x  (3;  2;  1) в базисе A2 A1 , A1 A4 , A4 A3 .

32

ТУ

Приравнивая соответствующие координаты левого и правого векторов, получаем для определения координат вектора x невырожденную систему

9) уравнение плоскости Р, проходящей через вершину A1 и прямую  x  y  z  2  0 ( P1 ) l :  x  2 y  z  1  0 ( P2 ).

БН

ТУ

Прямая l задана общими уравнениями (как линия пересечения плоскостей P1 и P2 с нормальными векторами n1  (1; 1; 1) , n2  (1; 2;  1) ). Направляющий вектор прямой l i j k sl  n1  n2  1 1 1  3i  2 j  k  (3; 2; 1). 1 2 1 Найдем точку пересечения прямой l с плоскостью OXY ( z  0) :

ри й

x y20 M0 :   M 0 (3; 1; 0). x  2 y  1  0

Уравнение плоскости Р находим как уравнение плоскости, проходящей через точку A1 (2; 0; 1) параллельно векторам sl  (3; 2; 1), A1M 0  (5; 1;  1) : y

z 1

ит о

x2 P : 3 5

2 1

1  3( x  2)  8 y  7( z  1)  3 x  8 y  7 z  1  0. 1

по з

10) уравнения прямой l , проходящей через вершину A1 параллельно грани A2 A3 A4 и пересекающей ось OZ . Найдем уравнение плоскости P , проходящей через точку A1 параллельно плоскости A2 A3 A4 ( искомая прямая l лежит в этой плоскости). Так как нормальный вектор плоскости A2 A3 A4 n  (5; 0;  1) являет-

Ре

ся нормальным вектором плоскости P , то P : 5( x  2)  1( z  1)  5x  z  9  0 . Точку пересечения плоскости P с осью OZ ( x  0, y  0) находим из условия  z  9  0 , т. е. это точка M 0 (0; 0;  9). Искомая прямая l проходит через точки A1 , M 0 . Канонические уравнения l можно получить в виде x y z 9 l:   . 1 0 5

33

З а д а н и е 3. Прямая на плоскости

ТУ

П р и м е р 3. 1. В треугольнике АВС известна вершина A(5;  1) , а также уравнения высоты x  2 y  3  0 и медианы 7 x  y  14  0 , проведенных из различных вершин. Найти уравнения сторон треугольника. Решение. Так как вершина А не удовлетворяет уравнениям высоты и медианы, то для определенности можно считать, что высота BH : x  2 y  3  0 , медиана CM : 7 x  y  14  0 . С

БН

H

B

A

ри й

M

Нормальный вектор высоты n BH  (1;  2) является направляющим вектором стороны АС, и, значит, каноническое уравнение стороны АС имеет вид x  5 y 1  , 1 2

ит о

AC :

по з

откуда AC : 2 x  y  9  0 – общее уравнение прямой АС. Вершину С находим как точку пересечения стороны АС и медианы СМ, т. е. из системы  2x  y  9  0 C:  , 7 x  y  14  0 

Ре

откуда C (1; 7) . Найдем координаты вершины B( xB ; yB ) . Так как точка М делит пополам x  5 yB  1  отрезок АВ, то M  B ;  . Далее используем условия 2   2  x  5  yB  1 M  CM  7  B  14  0 ,  2  2  B  BH  xB  2 yB  3  0.

34

Для определения xB , yB получили систему 7 xB  yB  6  0,   xB  2 yB  3  0,

x 1 y 1 или AB : x  3 y  2  0 ;  3 1

BC :

x 1 y 1 или BC : 3x  y  4  0 .  1 3

БН

AB :

ТУ

откуда B(1; 1) . Теперь известны все вершины и остается записать уравнения сторон:

ри й

П р и м е р 3. 2. Даны середины оснований равнобедренной трапеции M (0; 3) , N (2;  1) и уравнение боковой стороны 3x  y  8  0 . Найти уравнения остальных сторон трапеции. Решение. Для определенности будем считать, что задано уравнение боковой стороны АВ. M

ит о

B

N

по з

A

C

D D

Ре

Вектор MN  (2;  4) является нормальным вектором оснований BC , AD , откуда: BC : 2 x  4( y  3)  0 или BC : x  2 y  6  0 – уравнение основания BC ; AD : 2( x  2)  4( y  1)  0 или AD : x  2 y  4  0 – уравнение основания AD . Находим координаты вершин А, В:  x  2 y  4  0 ( AD) A:   A(4;  4);  3x  y  8  0 ( AB)

 x  2 y  6  0 ( BC ) B:   B(2; 2) . 3 x  y  8  0 ( AB ) 

35

ТУ

Координаты вершин C ( xC , yC ), D( xD , yD ) находим исходя из того, что точки M , N делят пополам отрезки BC , AD : 2  xC 4  xD   2 0    2  C (2; 4). 2 C:  D:   D(8; 2). 2  y  4  y C D  3 1    2  2 Уравнение боковой стороны CD имеет вид x2 y4 или CD : x  3 y  14  0 . CD :  3 1

БН

З а д а н и е 4. Кривые второго порядка на плоскости

Пример. Назвать и построить кривую, определяемую уравнением 4 y  21x2  42 x  16 y  89  0 . Найти координаты ее фокусов. Составить 5 уравнение эллипса с эксцентриситетом   , фокусы которого совпадают с 6 фокусами данной кривой. Решение. Приводим уравнение кривой к каноническому виду:

ри й

2

4( y 2  4 y  4)  16  21( x2  2 x  1)  22  89  0 4( y  2)2  21( x  1)2  84 ;

по з

ит о

( y  2)2 ( x  1) 2   1. 21 4 Y Y

3

Ре

О –2

36

-7

F2 X 1 O

F1

X

,

( x  1)2 ( y  2) 2 2 2   1, где c  b  a  5 . 2 2 a b

БН

ТУ

Осуществляя параллельный перенос системы координат по формулам  x  x  1,   y  y  2, 2 2 получаем каноническое уравнение гиперболы ( x )  ( y )  1 с центром в 4 21 точке O(1; 2) и вершинами на оси OY  , где расстояние между фокусами 2c  2 4  21  10 . Координаты фокусов F1 (0;  5), F2 (0; 5) в системе координат OX Y  или F1 (1;  7), F2 (1; 3) – в исходной системе координат OXY . Составим требуемое уравнение эллипса. Так как его фокусы совпадают с F1 , F2 , то и центр эллипса совпадает с центром гиперболы O(1; 2) . Следовательно, уравнение эллипса будет иметь вид



ри й

Поскольку фокусы эллипса располагаются по оси OY  , то

c 5 5    b  6, a 2  b2  c 2  36  25  11. b b 6

ит о

( x  1)2 ( y  2) 2 Итак, уравнение эллипса   1. 11 36

З а д а н и е 5. Поверхности второго порядка

Ре

по з

П р и м е р 5.1. Определить вид поверхности 4x2 + 9y2 – 16x + 18y – 36z + + 25 = 0 и построить ее. Решение. Вынося за скобки коэффициенты при квадратах координат и выделяя полные квадраты, получаем 4( x2  4 x  4)  9( y 2  2 y  1)  36 z  16  9  25  0  4( x  2)2  9( y  1)2  36 z . Z Z

Y

-1 O 2

X

0



X

37

Перейдем к новым координатам по формулам x  x  2, y  y  1, z  z .

В новой системе координат OX Y Z  уравнение принимает вид ( x)2 ( y) 2   z . 9 4

ТУ

4( x)2  9( y)2  36 z или

БН

Уравнение определяет эллиптический параболоид. 2 П р и м е р 5.2. Определить вид поверхности x  4 x  6 y  22  0 и построить ее. Решение. Группируем члены, содержащие x, и выделяем полный квадрат ( x2  2 x  4)  6 y  4  22  0 или ( x  2)2  6( y  3) .

ри й

Обозначим x  x  2, y  y  3, z  z . В новой системе координат OX Y Z  уравнение принимает вид ( x)2  6 y . Уравнение определяет параболический цилиндр. Z

ит о

Z

O

-2

Y

по з

-3

Ре

X

0

Y

X

З а д а н и е 6. Вычисление пределов функций 0 A. Раскрытие неопределенности 0 2 x  2x  3 П р и м е р 6.1. Вычислить lim . x3 3 x 2  14 x  15 0 Решение. Неопределенность дает множитель x  3 . Разложим числитель 0 и знаменатель на множители и затем произведем сокращение дроби на x  3 : 38

lim

x3

x 2  2 x  3  0  x1  3; x2  1; 3 x 2  14 x  15  0, D  16   3 14  4  x1,2   5  6  3



ТУ

x  2x  3  3x 2  14 x  15 2

( x  3)( x  1) x  1 4  lim   1. x3 ( x  3)(3 x  5) x3 3 x  5 4

БН

 lim

42 x3 . x 1 3 x  7  2 x Решение. Домножим и разделим числитель на сопряженное ему выражение: 42 x3 

ри й

П р и м е р 6.2. Вычислить lim

(4  2 x  3)(4  2 x  3) 16  4 x  12 4  4x   . 42 x3 42 x3 42 x3

( 3 x  7  2 x)(( 3 x  7) 2  2 x  3 x  7  4 x 2 ) x  7  2x   ( 3 x  7)2  2 x  3 x  7  4 x 2 x  7  8 x3  3 ( x  7) 2  2 x  3 x  7  4 x 2 .

по з

3

ит о

Домножим и разделим знаменатель на неполный квадрат суммы:

Имеем

lim

Ре

x1

42 x3 (4  4 x)(( 3 x  7) 2  2 x  3 x  7  4 x 2 )  lim = 3 x  7  2 x x1 ( x  7  8 x3 )(4  2 x  3) 4( x  1)(( 3 x  7)2  2 x  3 x  7  4 x 2 )  lim  x1 ( x  1)(8 x 2  8 x  7)(4  2 x  3) 4(( 3 x  7)2  2 x  3 x  7  4 x 2 ) 4  12 6   . x1 23  8 23 (8 x 2  8 x  7)(4  2 x  3)

 lim

39

1  cos 4 x . x 0 x2 2 Решение. Воспользуемся формулой 1  cos4 x  2sin 2 x и sin ( x)  1 . Имеем: замечательным пределом: lim  ( x )0 ( x) 1  cos 4 x 2sin 2 2 x  sin 2 x sin 2 x  lim  lim  2lim    4  2 2 x0 x0 x0 x x 2x  2x  sin 2 x sin 2 x  8lim  lim  8. x 0 2 x x0 2 x

П р и м е р 6.3. Вычислить lim

ТУ

первым

БН

Б. Раскрытие неопределенностей (  ), (0  ), (  0) П р и м е р 6.4. Вычислить lim ( x 2  9 x  x). x

ри й

Решение. Умножение и деление на сопряженное данному двучлену выражение сводит неопределенность    к неопределенности  :  lim ( x  9 x  x)  lim 2

x 

x2  9 x  x

x

x2  9 x  x2

 lim

9x

ит о

 lim

( x 2  9 x  x)( x 2  9 x  x)

x 

x2  9x  x

x 

x2  9x  x

 lim

x 



9 9  2 9 1 1 x .

по з

17  2   2 П р и м е р 6.5. Вычислить lim5  . 6 x  13x  5  x  2 x  5 2

Ре

Решение. Приведение дробей к общему знаменателю сменяет неопреде0 ленность    на неопределенность , которая раскрывается сокращением 0 2 дроби на множитель 2 x  5 . Учитывая, что 6 x  13x  5  (2 x  5)(3x  1) , получаем:  2  17 6 x  2  17 lim5      lim5 (2 x  5)(3x  1)  x (2 x  5)(3x  1) x  2 x  5 2

2

 lim5 x

40

2

3(2 x  5) 1 6  3lim5  . (2 x  5)(3x  1) 17 x 3x  1 2

П р и м е р 6.6. Вычислить lim sin 2 x  ctg x . x

Решение. Преобразуем исходное выражение, сведя тем самым неопреде0 ленность 0   к неопределенности : 0 cos x lim sin 2 x  ctg x  lim2sin x  cos x   2lim cos 2 x  2 1  2. x x x sin x

ТУ

В. Раскрытие неопределенности 1

Неопределенность 1 раскрывается с помощью «подгонки» ко второму 1

 ( x)

замечательному пределу: lim (1   ( x))

lim f ( x)

1   f ( x  lim 1   f ( x)  1 )1  x a  

( f ( x ) 1) ( x )

lim ( f ( x ) 1)( x )

 e x a

.

ри й

x a

( x )

БН

 e , например, по следующей схеме:

 ( x ) 0

П р и м е р 6.7. Вычислить lim (2 x  5)

4 x 3

x 3

.

ит о

Решение. Поскольку 2 x  5  1 при x  3 , то имеем неопределенность 1 . Согласно описанной схеме получаем lim (2 x  5) x 3

4 x 3

1    lim 1  (2 x  6)  2 x6  x3  

(2 x 6)

4 x 3

e

lim

x 3

8( x 3) x 3

 e8 .

 2x  7  П р и м е р 6.8. Вычислить lim   . x   2x  3  7 2 2x  7 x  1 , то имеем неопределенность  lim Решение. Поскольку lim x  2 x  3 x  3 2 x  1 . Выделим, согласно схеме, второй замечательный предел:

Ре

по з

6x

 2x  7   2 x  3  10  lim   lim     x x 2 x  3 2 x  3     6x

2 x 3   10  10    lim 1    x   2 x  3    

6x

10 6 x 2 x 3

 e

60 x lim x  2 x 3

lim

 e

x 

60 3 2 x

 e30 .

41

П р и м е р 6.9. Вычислить lim (2 x  4)(ln x  ln( x  3)) . x

Решение. выражение:

Имеем

неопределенность

.

 x  (2 x  4)(ln x  ln( x  3))  ln    x 3

Преобразуем

исходное

2 x4

.

БН

   

ри й

 3    ln lim 1   x   x 3  

3 (2 x  4) x 3

2 x 4

 x 33  ln lim    x   x3  12 6 x 12  6  lim x  6 x  x 3 ln e  lim .  x  3 1 x

 x  lim (2 x  4)(ln x  ln( x  3))  ln lim   x x  x  3   x 3 3

2 x 4

ТУ

Под знаком логарифма получили неопределенность 1 . Используем второй замечательный предел:

Г. Правило Лопиталя раскрытия неопределенностей

0 и  0 

x  sin x . x 0 x3 0 Решение. Имеем неопределенность . По правилу Лопиталя: 0 x  sin x  0  lim ( x  sin x)  lim 1  cos x   0   lim (1  cos x)  lim =   = x0   x0 x 0 x 0 ( x3 ) 3x 2 (3x 2 ) 0 0 x3

ит о

П р и м е р 6.10. Вычислить lim

sin x  0  lim (sin x)  cos x 1 lim  . = x0   = x 0 6 x x 0 (6 x) 0 6 6

по з

= lim

Ре

2 x  1  3x П р и м е р 6.11. Вычислить lim . x 1 4 x1  1 0 Решение. Имеем неопределенность . Применим правило Лопиталя: 0 3 x x 2  ln 2  x 2  1  3x =  0  = lim (2  1  3 x ) = 2 1  3x = lim lim   x 1 x  1 x  1 x  1 (4  1) x 1 x 1 0 4 1 4  ln 4 3 2  ln 2  4 = 8ln 2  3 .  4ln 4 ln 4

42

З а д а н и е 7. Исследование функции на непрерывность

 1  x 2 , если x  0,  f ( x)  ( x  1) 2 , если 0  x  2,  4  x, если x  2. 

ТУ

П р и м е р. Исследовать на непрерывность функцию

ри й

БН

Схематически построить график. Решение. Функция f ( x) определена на всей числовой оси. Так как эта функция задана тремя различными формулами для различных интервалов изменения аргумента x, то она может иметь разрывы в точках x  0 и x  2 , где меняется ее аналитическое выражение. Во всех остальных точках своей области определения функция f ( x) непрерывна, поскольку каждая из формул, которыми она задана, определяет собой элементарную функцию, непрерывную в своем интервале изменения аргумента x. Исследуем на непрерывность функцию в точке x  0 : f (0)  (1  x 2 )

x 0

1,

ит о

т. е. функция определена при x  0 . Найдем односторонние пределы функции при x  0 : lim f ( x)  lim (1  x 2 )  1 ,

x00

x00

lim f ( x)  lim ( x  1)2  1.

по з

x00

x00

Ре

Так как односторонние пределы при x  0 равны значению функции в точке x  0 , то функция f ( x) непрерывна в точке x  0 . Исследуем на непрерывность функцию в точке x  2 : f (2)  ( x  1)2

x 2

 1;

функция определена при x  2 . Найдем односторонние пределы функции при x  2 : lim f ( x)  lim ( x  1)2  1,

x20

x20

lim f ( x)  lim (4  x)  2.

x20

x20

43

Так как односторонние пределы конечны, но не равны между собой, то функция терпит разрыв первого рода. Строим схематический график данной функции.

0

1

2

4

x

БН

-1

ТУ

y

ри й

З а д а н и е 8. Вычисление производных П р и м е р. Вычислить производную функции

ит о

y  (ln x)sin x .

Решение. Для нахождения производной показательно-степенной функции используем логарифмическое дифференцирование. Логарифмируя обе части, получаем

по з

ln y  ln(ln x)sin x  ln y  sin x ln(ln x) .

Дифференцируя обе части последнего равенства, имеем

Ре

y 1 1  cos x ln(ln x)  sin x  ; y ln x x

44

sin x   y  y  cos x ln(ln x)  ; x ln x   sin x   y  (ln x)sin x  cos x  ln(ln x)  . x  ln x  

З а д а н и е 9. Вычисление производных функций, заданных неявно и параметрически П р и м е р 9.1. Вычислить производную функции y 3  x 2  ln

y . x

ТУ

Так как зависимость между переменными x и y задана в неявном виде, то для нахождения производной достаточно продифференцировать обе части уравнения, считая y функцией от x, и из полученного уравнения найти y . 1 yx  y x yx  y yx  y  ; 3 y 2 y  2 x   ; 3 y 2 y  2 x  ; 2 2 y y xy x x x

y 1 y 1  ; 3 y 2 y   2 x  ; y x y x

 1  2 x2  1 y  3 y 2    ; y x  

ри й

3 y 2 y  2 x 

БН

3 y 2 y  2 x 

 3 y 2  1  2 x2  1 y   y x ;  

y 

y (2 x 2  1) . (3 y 3  1) x

по з

ит о

  x  ln t , t  (0; ) . П р и м е р 9.2. Найти yx , yxx , если  3   y  t  1, Решение. Производная функции, заданной параметрически, находится по y формуле yx  t . xt

Ре

3t 2 1  3t 3. В нашем случае xt  , yt  3t 2 , а yx  1 t t Запишем первую производную как функцию, заданную параметрически:

  yx  3t 3 , t  (0; ).  x  ln t ,  

( yx )t 9t 2   9t 3. Тогда yxx  1 xt t

 yxx  9t 3 ,  Следовательно, вторая производная имеет вид    x  ln t ,

t  (0, ) .

45

З а д а н и е 10. Построение графика функции

по з

x10

ит о

ри й

БН

ТУ

Исследование функции и построение ее графика можно проводить по следующей схеме: 1. Найти область определения функции. 2. Исследовать функцию на четность (нечетность) и периодичность. Найти точки пересечения графика с осями координат. 3. Найти точки разрыва функции и асимптоты кривой. 4. Определить интервалы монотонности и локальные экстремумы функции. 5. Найти интервалы выпуклости и вогнутости и точки перегиба графика функции. 6. Построить график функции. x2  1 П р и м е р. Исследовать функцию f ( x)  и построить ее график. x 1 Решение. 1. Находим область определения D( y)  ( ; 1)  (1;  ) . 2. Поскольку f ( x)   f ( x) , f ( x  T )  f ( x) , то функция не является четной, нечетной и периодической. Находим точки пересечения с осями координат: x2  1 а) так как y   0 , то график функции не пересекает ось OX ; x 1 б) при x  0 график функции пересекает ось ОY в точке y  1 . x2  1 3. Функция не определена в точке x  1 . Поскольку lim   , x10 x  1 x2  1 lim   , то x  1 – точка разрыва второго рода. Так как x 1 0 x  1 lim f ( x)    , то прямая x  1 есть вертикальная асимптота. Далее находим

Ре

f ( x) x2  1 k  lim  lim  1, x x x( x  1) x

 x2  1  x 1 b  lim( y  kx)  lim   x   lim  1. x  x   x 1  x x  1

Следовательно, прямая y  x  1 есть наклонная асимптота. 2 x( x  1)  x 2  1 x 2  2 x  1  . 4. Вычислим y  ( x  1)2 ( x  1) 2

46



 









ТУ

Первая производная не существует в точке x  1 , которая не принадлежит области определения D( y) и, следовательно не является критической точкой. При y  0 получаем x2  2 x  1  0 или x1  1  2 , x2  1  2 . Точки x1 и x2 являются критическими (стационарными) точками. y  0 и Определим интервалы монотонности из неравенств y  0 x  D( y) : x2  2 x  1  0 при x   ; 1  2  1  2 ;   ; ( x  1)2 x2  2 x  1  0 при x  1  2 ; 1  2 . ( x  1)2

 



БН

Следовательно, функция возрастает при x   ; 1  2  1  2 ;  



убывает при x  1  2 ; 1  2 . В точке x  1  2

и

функция имеет максимум:





В точке x  1  2

ри й

ymax  y 1  2  = 2 2  2  0,83 .

функция имеет минимум:





ymin  y 1  2  2 2  2  4,83 .

5. Находим

ит о

 x 2  2 x  1  (2 x  2)( x  1) 2  2( x  1)( x 2  2 x  1) y      2 ( x  1)4  ( x  1)  ( x  1)(2 x 2  4 x  2  2 x 2  4 x  2) 4   4 ( x  1) ( x  1)3 .

Ре

по з

Определяем интервалы выпуклости и вогнутости графика функции из неравенств y  0, y  0, x  D( y) . Имеем y  0 при x  (1 ;  ) , y  0 при x  (   ; 1) . Следовательно, кривая выпукла на (   ; 1) и вогнута на (1 ;  ) . Так как x  1 не принадлежит области определения функции и y  0, x  D( y) , то точек перегиба нет. Результаты исследования функции y  f ( x) заносим в таблицу. x

(; 1  2)

1 2

(1  2; 1)

1

(1; 1  2)

1 2

(1  2;  )

y

+



Не сущ.



0

+

y 



0 –



Не сущ.

+

+

+

y

– 0,83 max

Не сущ.

4,83 min

47

6. Исходя из результатов таблицы, строим график данной функции.

ТУ

Y

X

x=1

ит о

ри й

y=x+1

БН

0

ЛИТЕРАТУРА

Ре

по з

1. Бугров, Я.С. Элементы линейной алгебры и аналитической геометрии / Я.С. Бугров, С.М. Никольский. – М.: Наука, 1980. 2. Герасимович, А.И. Математический анализ: в 2 ч./ А.И. Герасимович, Н.А. Рысюк. – Минск: Вышэйшая школа, 1989. – Ч. 1. 3. Данко, П.Е. Высшая математика в упражнениях и задачах: в 2 ч. / П.Е. Данко, А.Г. Попов, Т.Я. Кожевникова. – Минск: Вышэйшая школа, 1986. – Ч. 1. 4. Сухая, Т.А. Задачи по высшей математике: в 2 ч. / Т.А. Сухая, В.Ф. Бубнов. – Минск: Вышэйшая школа, 1993. – Ч. 1. 5. Индивидуальные задания по высшей математике: в 4 ч. / под ред. А.П. Рябушко. – Минск: Вышэйшая школа, 2008. – Ч. 1. 6. Руководство к решению задач по высшей математике: в 2 ч. / под ред. Е.И. Гурского. – Минск: Вышэйшая школа, 1989. – Ч. 1.

48

СОДЕРЖАНИЕ 3 3 5 11 14 15 16 20 22 23 26 27 27 29 34 36 37 38 38 40 41 42 43 44 45 46 48

Ре

по з

ит о

ри й

БН

ТУ

ЗАДАНИЯ К ТИПОВЫМ РАСЧЕТАМ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 10. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Методические указания к решению задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 1. Решение произвольных систем линейных алгебраических уравнений методом Гаусса. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 2. Векторы. Прямая и плоскость в пространстве. . . . . . . . . . . . . Задание 3. Прямая на плоскости. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 4. Кривые второго порядка на плоскости. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 5. Поверхности второго порядка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 6. Вычисление пределов функций. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 А. Раскрытие неопределенности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 Б. Раскрытие неопределенностей (  ),(0  ),(  0) . . . . . . . . . . . . . . . В. Раскрытие неопределенности 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0  Г. Правило Лопиталя раскрытия неопределенностей 0 и . . . . . . . . . .  Задание 7. Исследование функции на непрерывность. . . . . . . . . . . . . . . . Задание 8. Вычисление производных. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 9. Вычисление производных функций, заданных неявно и параметрически. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Задание 10. Построение графика функции. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ЛИТЕРАТУРА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

ТУ

БН

Учебное издание

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ТИПОВЫХ РАСЧЕТОВ ПО МАТЕМАТИКЕ

ри й

для студентов 1-го курса энергетического факультета

Ре

по з

ит о

Составители: МАТВЕЕВА Людмила Дмитриевна МАТЮШ Евгений Самуилович ШАВЕЛЬ Наталья Александровна

50

Редактор Т.Н. Микулик Компьютерная верстка С.В. Бондаренко Подписано в печать 27.05.2010. Формат 60841/8. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Гарнитура Таймс. Усл. печ. л. 5,81. Уч.-изд. л. 2,27. Тираж 300. Заказ 783. Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский национальный технический университет. ЛИ № 02330/0494349 от 16.03.2009. Проспект Независимости, 65, 220013, Минск.

Smile Life

When life gives you a hundred reasons to cry, show life that you have a thousand reasons to smile

Get in touch

© Copyright 2015 - 2024 AZPDF.TIPS - All rights reserved.