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

книги / Математика. Функции нескольких переменных

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
2.32 Mб
Скачать

Вариант 10

1. Найти и изобразить на чертеже область определения функ-

ций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) z arcsin 3 x2 y2 .

а)

z

2x2 y2 ;

 

 

 

 

 

 

 

2.

Найти частные производные и полный дифференциал

функции z ln

 

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Вычислить

значение

производной

 

dz

 

, если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

z ln e x e2 y , где x

6

,

y

3

,

при t 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t2

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Найти производную

 

dt

 

, если t x2ex y2

, где

x = ln y .

 

dy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Найти частные производные

z

,

z ,

если

z

x

e y , где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

v

 

 

 

 

y

x u 2v , y u 2v .

6.

Найти производную

dy

функции y y x , заданной урав-

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

нением (x y)3

27(x y) .

 

 

 

 

 

7.

Вычислить значения частных производных

z ,

z

функ-

 

 

 

 

 

 

x

y

 

ции z z x, y ,

заданной

уравнением xy z2

1,

в

точке

M0 0;1; 1 .

 

 

 

 

 

 

 

8.

Проверить,

удовлетворяет ли функция u e cos x y

урав-

 

2u

2u

 

 

 

 

 

 

нению a2 x2

y2 .

 

 

 

 

 

 

9.

Найти уравнения касательной плоскости и нормали к за-

данной поверхности S : x2 y2 z2 2xy 2x z в точке

M0

1;1;1 .

101

 

10.

На поверхности S : 3x2 11y2

3z2 13 0 найти точки, в

которых

касательная плоскость

параллельна

плоскости

6x 11y 6z 0 .

 

 

 

 

 

11.

Найти градиент и производную функции

z x2 y2 в

точке

М0 6;8 в направлении линии

x2 y2 100

в сторону воз-

растания аргумента x .

 

 

 

 

 

12. Исследовать на экстремум функцию z 5x2

2xy y2 4x .

 

13.

Найти наибольшее и

наименьшее значения функции

z x2

2xy 10 в области D : y x2

4, y 0 .

 

 

102

Вариант 11

1. Найти и изобразить на чертеже область определения функ-

ций

а) z ln y2 x2 2y ;

б) z

 

 

y 2x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Найти частные производные и полный дифференциал

функции z tg x3 y4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Вычислить значение производной

 

dz

,

если z ey 2x 1 , где

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x tg

t

 

, y sin 2t , при t .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z e

y .

4.

Найти производную

, если x cos

 

, где

 

 

2

 

 

 

 

dy

 

 

 

 

y

 

 

 

 

5.

 

Найти

частные

производные

z

,

z

, если

u

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z sin 3x 2y , где x 2u2 v , y u 2v2 .

 

 

 

 

6.

Найти производную

dy

функции y y x , заданной урав-

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

a arctg

y

.

 

 

 

 

 

 

нением

 

x2 y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

7. Вычислить значения частных производных z , z функ-

x y

ции

z z x, y ,

заданной уравнением x2 2y2 3z2 yz y 2 , в

точке

M0 1;1;1 .

 

 

 

 

 

8. Проверить, удовлетворяет ли данная функция u exy урав-

 

2u

 

2u

2 2u

нению x2 x2 2xy

 

y

y2 2xy exy 0 .

x y

103

9. Найти уравнения касательной плоскости и нормали к по-

верхности S: 3x2 y2 9 в точке

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

M0

 

 

 

 

;2 2;1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

10. На поверхности S: x2 y2 2z2

10 0

найти точки, в ко-

x t,y t,

торых касательная плоскость перпендикулярна прямой

z 4t.

11.

 

Найти градиент и производную функции z arctg

y

в

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точке М

 

1

 

3

в направлении линии x2 y2 2x в сторону

0

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

убывания аргумента x .

 

 

 

12.

Исследовать

на

экстремум

функцию

z x2 xy y2 6x 9y .

 

 

 

13.

Найти наибольшее

и наименьшее значения

функции

z xy 2x y в области D: y x 3 ,

y 0 , x 0 , y 4 .

 

104

Вариант 12

1. Найти и изобразить на чертеже область определения функ-

ций

а) z ln 9 y2 x2 2x ; б) z arcsin x 2y .

2.Найти частные производные и полный дифференциал функции z 2xy ctg yx2 .

3.Вычислить значение производной dzdt , если z arcsin xy ,

где x ln t , y

1

, при t 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

 

 

2

 

2

 

 

1

 

4.

Найти производную

 

 

 

, если

z tg t

 

y

 

, где t

 

.

dy

 

 

y5

5.

Найти частные производные

z

, z

, если

z y2 2x , где

u

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

x u2 3v , y 3u v2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Найти производную

 

dy

функции y y x , заданной урав-

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нением x4 y4 x2 y2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Вычислить значения частных производных

z ,

z функ-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

ции z z x, y , заданной уравнением x2

y2 z2 2xz 5, в точке

M0 0;2;1 .

8.

 

 

 

Проверить,

удовлетворяет

ли данная функция

u arctg

 

x y

уравнению

2u

0 .

 

1

xy

x y

 

 

 

 

 

 

 

9.

Найти уравнения касательной плоскости и нормали к по-

верхности S : z y2 x2

2xy 3y в точке

M0 1; 1;1 .

105

10. На поверхности S : x2 y2 4z2 1 0 найти точки, в кото-

x t,

y t,

рых касательная плоскость перпендикулярна прямой

z 4t.

11.

Найти градиент и производную функции

z arctg xy в

точке М0 1; 1 в направлении линии y x

в сторону возраста-

ния аргумента x.

 

 

 

 

12. Исследовать

на

экстремум

функцию

 

 

 

 

 

 

 

z 2y2 2y x 4y x .

 

 

 

 

13.

Найти наибольшее и

наименьшее

значения функции

z 0,5x2

xy в области D : y 8,

y 2x2 .

 

 

106

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 13

 

 

 

 

 

 

 

1.

Найти и изобразить на чертеже область определения функ-

ций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) z ln 4 4x y2 .

 

 

 

 

а) z 3 x2 y2 4y ;

 

 

 

 

2.

Найти частные производные и полный дифференциал

функции z 2 ln

 

 

y2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

Вычислить значение

производной

 

dz

,

если

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

 

t2 4 , при t 0 .

 

 

 

 

 

z arccos

 

, где x et , y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Найти производную

dy

 

, если

y x3

2x z ,

z sin x.

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

Найти

частные

 

производные

 

z

,

 

z ,

если

 

 

u

 

z x y2 2x , где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

x u 4v ,

y 4u v .

 

 

 

 

 

 

 

6.

Найти производную

 

dy

функции y y x ,

заданной урав-

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нением x2 y2 2arcctg

y

C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Вычислить значения частных производных

z ,

z

функ-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

ции z z x, y , заданной уравнением

x cos y y cos z z cos x ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

вточке M0 0; ; .

2

 

8.

Проверить,

удовлетворяет

ли

функция

u ln

 

x2

y2 2x 1

уравнению 2u

2u 0.

 

 

 

 

 

 

x2

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

107

9. Найти уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности S: x2 y2 16 в точке M0 5;3; 1 .

10. На поверхности S: z 2x2 y2 2y найти точки, в кото-

x 4t,

y 6t,

рых касательная плоскость перпендикулярна прямой

z t.

11. Найти градиент и производную функции z x3

y3 3xy

в точке М0 3;3 в направлении линии

xy 9 в сторону убывания

аргумента x .

 

 

 

 

12.

Исследовать

на

экстремум

функцию

z 2x2 4xy 4y2 6x .

 

 

 

 

13.

Найти наибольшее

и наименьшее

значения

функции

z 3x2 3y2 2x 2y 2 в области D: y 1 x ,

y 0 , y x 1.

108

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Найти и изобразить на чертеже область определения функ-

ций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z arcsin 3xy .

 

 

 

 

 

 

 

а)

z 1 x y ;б)

 

 

 

 

 

 

 

2.

Найти частные производные и полный дифференциал

функции z cos x

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xy 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Вычислить значение производной

dz

, если

z

 

x

, где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

1 y

 

x 1 2t , y arctgt ,

при t 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Найти производную

 

dt

 

, если t sin

y2

 

, где

x e3 y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

5.

Найти частные

 

производные

 

z

,

z

,

если

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

z x2 sin 2 y 1 , где

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uv , y uv .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Найти производную

 

dy

 

функции y y

x , заданной урав-

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нением y2ex ey x 1 x2 y2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Вычислить значения частных производных z

, z

функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

 

z z x, y , заданной уравнением 3x2 y2

2xyz2 2x3 z 4y3 z 12 , в

точке M0 2;1;2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Проверить,

удовлетворяет

ли

 

данная

функция

u ekx sin ay уравнению a2

 

2u

k 2 2u

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

Найти уравнения касательной плоскости и нормали к по-

верхности S: x2 2y2 z2 xz 4y 1 в точке M0

 

3;1;2 .

 

 

109

10. На поверхности S: x2 7 y z2 4 0 найти точки, в кото-

x 6t,

y 7t,

рых касательная плоскость перпендикулярна прямой

z 6t.

11. С какой наибольшей скоростью может убывать функция u ln x2 y2 z2 при переходе точки M x;y;z через точку

M0 1;1; 1 .

12.Исследовать на экстремум функцию z x3 y3 3xy .

13.Найти наибольшее и наименьшее значения функции

z 2x2 3y2 1 в области D: y

9

9

x2

,

y 0 .

4

 

 

 

 

 

110