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 15

1. Найти и изобразить на чертеже область определения функ-

ций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

z arccos x 2y ; б)

z ln 9 9y x2

 

 

 

 

 

2.

Найти частные производные и полный дифференциал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функции z sin 3

xy2 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Вычислить значение производной

dz

, если z

 

x

,

где

dt

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x et ,

y 2 e 2t , при t 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Найти

производную

 

du

, если

 

u arcsin

t

,

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

2 y

 

 

y t2 1 .

5.

 

Найти

 

частные

производные

 

z

,

z

, если

 

 

 

u

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z y2 ln x y , где

x u2v ,

y uv2 .

 

 

 

 

 

 

 

6.

Найти производную

dy

функции y y x , заданной урав-

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нением x3 sin y y2 cos x 2x 3y 1 0 .

 

 

 

 

 

 

 

7. Вычислить значения частных производных

z ,

z

функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

z z x, y , заданной уравнением x2

2y2 z2

4x 2z 2 0 , в точ-

ке M0 1;1;1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Проверить,

удовлетворяет ли функция

z ln

x

 

x3 y3

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2 z

 

2 z

 

 

2 z

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнению

 

 

x2

 

2

 

 

y2

 

2

x3 y3

0 .

 

 

 

 

 

6

x

x y

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

Найти уравнения касательной плоскости и нормали к по-

верхности S: 4y2 z2

3z 4xy xz 9 в точке

M0 1; 2;1 .

 

111

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

x t,

y 2t,

рых касательная плоскость перпендикулярна прямой

z t.

11. Найти градиент и производную функции z ln x2 y2 в

точке

М0 1;1

в направлении линии y x в сторону возрастания

аргумента x.

 

 

 

 

12. Исследовать на экстремум функцию z 2xy 2x2

4y2 .

 

13. Найти наибольшее и наименьшее

значения

функции

z x2

2xy y2

4x 1 в области D: x y 1 0 ,

y 0 , x 3.

112

Вариант 16

1. Найти и изобразить на чертеже область определения функ-

ций

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

ln y2 x2

 

 

 

 

а)

z arcsin

; б)

z

 

 

2x y

 

 

 

 

y

 

 

 

 

2.

Найти частные производные и полный дифференциал

функции z arccos 3x 2y2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Вычислить

значение

производной

dz

,

если

 

z ln e x e 2 y , где x t2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

y 4 t , при t 2 .

 

 

 

 

4.

Найти

 

производную

 

dx

,

 

если

x t2 cos yt

,

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t 2ln y.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Найти частные производные

 

z

,

z , если z y2

3xy ,

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

v

 

 

 

 

x uv ,

y

u

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Найти производную

 

dy

функции y y x , заданной урав-

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нением arcsin(x y) x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Вычислить значения частных производных z

, z

функ-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

 

ции z z x, y ,

заданной уравнением x y z 2 xyz , в точке

M0 2; 1; 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

8.

Проверить,

удовлетворяет ли функция u xe x

уравнению

2u

 

 

2u

 

 

 

2 2u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 x2 2xy

 

y

 

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x y

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

113

9. Найти уравнения касательной плоскости и нормали к по-

верхности S : z x2 y2 3xy x y 2 в точке

M0 2;1;0 .

10. На поверхности S : x2 y2 z 6 0

найти точки, в кото-

x 4t,

y 2t,

рых касательная плоскость перпендикулярна прямой

z t.

11. С какой наибольшей скоростью может возрастать функ-

ция u

 

10

при переходе точки M x; y; z

через точку

 

 

x2

y2 z2 1

M 1;2; 2 .

 

 

 

12.

Исследовать

на

экстремум

функцию

 

 

 

 

 

 

z x y x2 y 6x 3 .

 

 

 

13.

Найти наибольшее и

наименьшее значения функции

z 3x2 3y2 x y 1 в области

D : x y 1 0 , y 0 ,

x 5 .

114

Вариант 17

1. Найти и изобразить на чертеже область определения функций

 

а)

z ln x2

y2 ;

 

 

 

 

 

 

 

б) z arcsin

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Найти частные производные и полный дифференциал

функции z log5 xy2 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

Вычислить

значение

 

производной

dz

,

если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

, при t 1.

 

 

 

 

 

 

z

x y2

3,

где x ln2 t , y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Найти

производную

 

dz

,

 

если

z sin 4u2 x2 ,

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u 2x 1 3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Найти частные производные

 

z

,

z , если z

 

xy

, где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

v

 

x y

 

 

 

x u cosv ,

y u sin v .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Найти производную

dy

 

функции y y x , заданной урав-

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нением a cos2 (x2 y) b .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Вычислить значения частных производных z

,

z функ-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

 

 

 

ции

z z x, y ,

заданной уравнением 3x2 2y2 z2

4xz 4 ,

в

точке

M0 1; 1; 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Проверить,

удовлетворяет ли данная функция u arctg

y

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнению

2u

 

2u

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

Найти уравнения касательной плоскости и нормали к по-

верхности S : 2x2 y2

2z2

xy xz 3

в точке M0 1;2;1 .

 

 

 

 

 

115

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

x 2t,

рых касательная плоскость перпендикулярна прямой y t,

z 4t.

11.Найти градиент и производную функции z x 1 e2y в

точке М0 3; 3 , идущей от точки M0 к точке N 3;1 .

12.Исследовать на экстремум функцию z 2xy 5x2 3y2 2 .

13. Найти

наибольшее и

наименьшее значения функции

z x2 2xy 0,5y2

4x в области

D : y 2x , y 2 , x 0 .

116

Вариант 18

1. Найти и изобразить на чертеже область определения функ-

ций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

ln x2

y2

2x 4 y ;

 

 

 

б) z arccos

x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2.

Найти частные производные и полный дифференциал

функции z tg

 

x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 y3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Вычислить значение производной

dz

, если

z arctg

x2

 

, где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

y

 

 

x et 1 ,

y

1

 

, при t 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Найти производную

dt

 

, если t ctg 2y2

3z2 , где y ez .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Найти

 

 

частные

 

 

 

производные

 

 

z

,

z

,

 

 

если

 

 

 

 

 

 

u

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z sin x2 2 y ,

где x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uv , y uv2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Найти производную

 

dy

функции

y y x , заданной урав-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нением

 

x

 

 

y ex y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Вычислить значения частных производных

z ,

z функ-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

 

ции z z x, y ,

заданной уравнением ez xyz x 1 0 , в точке

M0 2;1;0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Проверить, удовлетворяет ли функция u ln x e y

урав-

нению

u 2u

 

u 2u

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x y

y x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

117

9. Найти уравнения касательной плоскости и нормали к поверхности S : x2 y2 z2 4x 2y 14 в точке M0 3;1; 4 .

10. На поверхности S : x2 y2 5z найти точки, в которых

x 2t,

касательная плоскость перпендикулярна прямой y 6t,

z 5t.

11.Найти градиент и производную функции z x2 y2 в точке М0 1; 2 в направлении линии y 2x3 в сторону убывания аргумента x .

12.Исследовать на экстремум функцию z xy 6 x y .

13. Найти наибольшее и наименьшее значения

функции

z x2 2,5y2 2xy 2x в области D : y 0 , y 2 , x 2 ,

x 0 .

118

Вариант 19

1. Найти и изобразить на чертеже область определения функ-

ций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

z

 

x 2 y

;

б) z ln xy

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x y

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Найти частные производные и полный дифференциал

функции z x2 y sin 2xy2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Вычислить значение производной

dz

, если

z 3

y2

 

, где

dt

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1 2t ,

y 1 arctgt , при t 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Найти производную dydx , если y 3t cos x , где t arcsin x .

5.Найти частные производные uz , vz , если z sin2 2x y ,

где x u2 2v ,

y 2u v2 .

 

 

 

 

6.

Найти производную

dy

функции y y x , заданной урав-

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нением 2xsin y 3y cos x 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

z

7.

Вычислить значения частных производных

x

, y функ-

ции

 

z z x, y ,

заданной

 

уравнением

x3 2y3 z3 3xyz 2y 15 0 , в точке

M0 1; 1;2 .

 

8.

Проверить,

удовлетворяет ли

функция

u ln x2 y2

уравнению

2u

 

2u

0 .

 

 

 

 

x2

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

Найти уравнения касательной плоскости и нормали к по-

верхности 2 y2 3z2

5 в точке

M0 1; 1; 1 .

 

 

119

10. На поверхности S : x2 5y2 z2 10 0 найти точки, в ко-

x t,

торых касательная плоскость перпендикулярна прямой y 5t,

z 2t.

11.

Найти

направление наибольшего возрастания

функции

u x2 y2 z в точке

M0 2; 1;3 и скорость возрастания в этом на-

правлении.

 

 

 

12.

Исследовать на экстремум функцию z xy x2 y2 9 .

13.

Найти

наибольшее и наименьшее значения

функции

z xy 3x 2y

в области D : y x 1, y 0, x 0, x 2 .

 

120