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

9869

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
25.11.2023
Размер:
3.38 Mб
Скачать

1

Пример. Вычислить xex dx .

 

 

 

0

 

 

 

 

Решение. Обозначая u x , dv ex dx ,

получаем du dx , v ex .

Тогда

 

 

 

 

 

1

 

1

1

 

1 e e1 e0 e e 1 1.

xex dx xex

 

ex dx 1 e1 0 e0 ex

 

0

 

0

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычисление площади плоской фигуры

 

Если уравнение заданной линии есть

y f x ,

то, как было

показано, площадь S криволинейной трапеции определяется формулой:

 

 

 

a

 

 

 

 

 

S f x dx .

 

 

 

 

 

a

 

 

Обобщим полученные результаты на случай вычисления площади

произвольной плоской фигуры.

 

 

Площадь

Q , ограниченная кривыми

y f1 x

и y f2 x и

прямыми x a ,

x b, при условии f1 x f2 x , будет,

очевидно, равна

разности площадей криволинейных трапеций S1 a,b и S2 a,b , то есть

Q S1 a,b S2 a,b

или

 

 

b

b

b

x f2

 

 

 

 

 

Q f1

x dx f2

x dx f1

x dx .

(2.7)

 

 

a

a

a

 

 

 

 

 

Пример. Вычислить площадь, ограниченную кривыми y

 

 

 

2x и

y

x2

(см. рис. 21).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

130

y

y x

2

 

 

 

2

2

 

y 2x

0

2

x

 

 

Рис. 21

Решение. Находим абсциссы точек пересечения заданных кривых:

2x x2 ;

2 x2 b 2.

2

 

 

 

2x

Q

0

 

 

 

2x

x4

;

8x x4 ;

 

 

x x3

8 0,

откуда

x a 0

,

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно, в

 

соответствие

 

с формулой (2.7)

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

x x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

6

 

0

 

3

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

8

 

4

(кв. ед.)

 

 

 

 

 

 

3

6

3

 

 

 

 

Ответ: 43 кв.ед.

131

Контрольные задания

Задание № 1

Найти уравнения и построить линии уровня функции

zf (x, y):

1.1z у х 2 .

1.2z ху .

1.3

z

у х2

.

 

 

 

х2

1.4z х2 у у .

1.5z ху .

1.6z х у 1 .

1.7z ху у .

1.8z х у .

1.9z у2 х .

1.10z у .

х3

132

Задание № 2

Для функции z f (x, y) в точке M 0 (x0 , y0 ) найти:

а) градиент,

б) производную по направлению вектора a .

2.1 z 3х2 2 у , M0 (1; 3) , a 6; 8 .

2.2

z ln( 3x 2 y) ,

M0 ( 1; 2) ,

a 3; 4 .

2.3

z

 

arctg

 

 

y

,

M

 

(1; 1)

,

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

5; 12 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4

z

 

 

x y

,

M

(1;

2) ,

a 1; 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 y 2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5

z хy3 x3 у ,

M 0 (1; 3) ,

 

a 2; 1 .

2.6

z х2 cos у , M

(1; ) ,

a 5; 12 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.7

z sin( ху) , M 0 (1; 1) ,

a 1;

1 .

 

2.8

z

 

 

ln

 

x

 

y

2

,

M

0

(3;

4)

,

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6;

8 .

 

z

 

 

 

 

 

xy

 

 

 

 

 

 

M

(0;

1)

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

y 2

1 ,

 

 

 

2.9

 

 

 

 

0

 

 

 

 

,

 

 

 

1;

1 .

2.10

z sin( x y) ,

 

M 0 (

;

)

,

a 3; 4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

4

 

 

 

 

 

 

 

133

Задание № 3

Составить уравнение касательной плоскости и нормали к поверхности z f (x, y) в точке M0 (x0 , y0 , z0 ) :

3.1z 1 х2 2 у2 , M0 (1; 1; 4) .

3.2х2 у2 z 2 1, M0 (2; 2; 3) .

3.3z ln( х2 у2 ) , M 0 (1; 0; 0) .

3.4z 1 х2 2 у2 , M 0 (1; 1; 4) .

3.5

x2 y2 z2 4x 6y 8z 1 0 ,

M

0

(1; 2; 2) .

 

 

 

 

3.6

z x4 2x2 y xy x , M

0

(1; 0; 2) .

 

 

 

3.7

x2 2y2 3z 2 xy yz 2xz 16 0 , M0 (1; 2; 3) .

3.8x2 2y2 3z2 6 , M0 (1; 1; 1) .

3.9x2 4y2 2z2 6 , M 0 (2; 2; 3) .

3.10 z 3x4 xy y3 , M 0 (1; 2; 9) .

134

Задание № 4

С помощью дифференциала найти приближенное значение числового

выражения:

4.1 3 7,98 (1,04)7,98 .

4.2 3 (4,97)2 (1,06)2 1 .

4.3 ln(3 0,98 2 1,03 1) .

5,03

4.4 (5,03)3 (1,96)2 .

(3,04)2

4.5 arctg (2,97)2 .

4.6 5 (4,03)2 (0,96)5 15 . 4.7 ln((2,02)3 5 0,96 8) .

6

4.8(2,97)4 (2,03)3 .

4.9ln(3 8,02 0,96) .

4.102 3 0,97 4,03 .

135

Задание № 5

Для функции z f (x, y) найти точки экстремума.

5.1f (x, y) х2 6x у2 2 y 1.

5.2f (x, y) х2 2x у2 4 y 2 .

5.3f (x, y) х2 6x у2 8 y 3 .

5.4f (x, y) х2 2x у2 2 y 4 .

5.5f (x, y) х2 4x у2 6 y 5 .

5.6f (x, y) х2 8x у2 2 y 6 .

5.7f (x, y) х2 10x у2 2 y 7 .

5.8f (x, y) х2 2x у2 6 y 8 .

5.9f (x, y) х2 10x у2 8y 9 .

5.10f (x, y) х2 2x у2 4 y 10 .

136

Задание № 6

Найти наибольшее и наименьшее значение функции z f (x, y) в замкнутой области D .

6.1z 6xy 9x2 9 у2 4x 4 y ,

D : 0 x 1, 0 y 2 .

6.2z xy x2 2 ,

D : y 0, y 4x2 4 .

6.3z 4xy 4x2 у2 8 y ,

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

6.4z 2xy x2 у2 4x ,

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

6.5z 3xy 5x2 у2 ,

D : 1 x 1, 1 y 1.

6.6z 0,5x2 ,

D : y 2x2 , y 8 .

6.7z xy 3x y ,

D : y x, y 4, x 0 .

6.8z xy 3x 2 у ,

D : 0 x 4, 0 y 4 .

6.9z xy x2 3x y ,

D : 0 x 2, 0 y 3 .

6.10z xy x 2 у ,

D : y x, y 0, x 3 .

137

Задание 7

Найти неопределенные интегралы.

7.01а) x 1 2 dx ;

x3

7.02

а)

x 2 3

dx ;

 

 

 

x

7.03а) x4 x 1 dx ;

7.04

а)

3x 4 xex

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

1

7.05

а)

 

2

 

 

x

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

7.06 а)

x cos x 3 x2

 

dx

 

 

x

;

 

 

dx

б) x 1 2 ;

dx

б) x 1 3 ;

dx

б) 3 1 x ;

б) 3 x 1 2 dx

;

б) xe x2 dx ;

в) x 1 cos xdx

.

в) x3 ln xdx.

в) 3x 1 ex dx .

в) x sin xdx.

в) 1 x ex dx .

б) 3 4x 7 dx ;

в) x ln xdx.

7.07

 

2x 1 2

б)

 

 

dx

 

 

а)

 

 

 

 

dx ;

2

 

 

 

5 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

x

7.08

а)

x 1 3

б)

x dx

 

 

 

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

x

2

1

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 x2

 

 

 

 

dx

 

 

7.09

 

x

x

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

dx ;

б)

x

 

 

 

5 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

3

7.10

 

 

 

2

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

2 x 1 dx ;

б)

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

3x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) x cos xdx.

в) x sin xdx.

в) x5 ln xdx.

в) x 1 ln xdx .

138

Задание 8.

Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями:

8.01y x2 ; x y 2 0.

8.02y 16x ; y 17 x .

8.03xy 4 ; x 1; x 4 ; y 0.

8.04

y ln x ;

x e ;

y 0.

8.05

y e2 x ;

x 1; y 1.

 

 

1

x

 

 

x 0.

8.06

y

 

 

 

;

y 9;

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

1

x

 

 

x 4 .

8.07

y

 

 

 

;

y 4 ;

 

 

 

 

2

 

 

 

 

8.08

y 4 x2 ;

y 0.

8.09y ex ; y x2 ; x 1; x 2 .

8.10 y x3 ;

x 0;

y 8 .

139

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]