книги / Математика. Функции нескольких переменных
.pdfВариант 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