книги / Математика. Функции нескольких переменных
.pdfВариант 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