Материал: Руководство к проведению практических занятий по курсу «Математика» во втором семестре. Бырдин А.П., Сидоренко А.А

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

 

 

 

 

Задачи для самостоятельного решения

 

 

 

Найти частные производные от функций:

 

 

 

 

 

 

1. z x2 y3 x3 y.

2. z

x y

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. z

 

xy

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x y

4.

z x2 sin y.

5.

z e xy .

6.

 

 

z xye x 2 y .

7.

z e y / x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z xe yx .

8.

z ln(x ln y).

9.

z x

 

y

 

 

10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

z

y

z

 

 

 

1

.

 

 

11.

z ln( x

y ); доказать, что

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

2

 

 

 

 

z

 

 

 

sin

y

; доказать, что

 

x

z

y

z

 

 

 

z

.

 

 

 

 

 

 

12.

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

z x2 xy 2 ,

x e2t ,

y sin t;

 

найти

 

dz

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.

z arctg

x 1

 

, y e(1 x) 2 ;

 

найти

dz

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

x2

 

 

 

y v 2u; найти

 

z

 

 

 

 

z

 

 

 

15.

 

 

 

, x u 2v ,

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

u

 

 

 

v

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16.

z x

2 y2 , x u v,

y

u

;

найти

z

,

 

 

 

z

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

Найти полный дифференциал:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.

 

z sin xy 2.

 

18. z ln(x 5y 2 ).

 

 

 

 

19.

z y x .

 

20. Найти производную по направлению биссектрисы

первого

 

 

координатного

угла

 

в

 

 

точке

 

 

 

М(1,

1)

функции

z x3 y 5xy 2 8.

21. Найти производную по направлению функции

z ln(ex e y ). Рассмотреть направление, параллельное биссектрисе первого координатного угла.

100

22. Найти производную по направлению функции

z x2 y2 в точке М(1,1). Рассмотреть

случаи, когда направ-

ление составляет с осью Ох угол:

 

 

 

 

 

 

1) / 3 , 2) / 6 , 3) / 2.

 

 

 

 

 

 

23. Найти производную функции u x2 2xz y2

в точ-

 

 

 

 

 

ке М(1,2,1) по направлению вектора MM1 , где M1 точка с

координатами (2,4,3).

 

 

 

 

 

 

24. Найти производную функции

u

x2

 

y2

z 2

в точ-

 

 

 

 

4

9

 

 

ке М(2,3,1). Рассмотреть случаи, когда направление совпадает: 1) с направлением радиуса-вектора этой точки; 2) с направле-

 

 

 

 

 

 

 

нием вектора

 

a 4i 3

 

.

 

j

 

Найти grad z:

25.

z 4 x2

y2 в точке М(1,2).

26.

z

xy

 

 

 

в точке М(0,3).

 

 

 

 

x2 y

 

 

 

 

 

2 1

27.

z (x y)2 в точке М(1,1).

2x

28.z e x 2 y 2 в точке М(1,1).

Найти grad u и grad u :

29.u x2 y2 z2 в точке М(1, 1, 2).

30.u 4 x2 y2 z2 в точке М(3, 2, 1).

31. u

x2 y2 z2 в точке М( 1, 2, 0).

32.u xyz в точке М(3, 1, 2).

Найти частные производные второго порядка:

33. z

 

x2

. 34.

z sin x cos y.

35. z x y

xy

.

1

2 y

 

 

 

x y

 

 

 

 

101

 

 

 

36. z xe y .

 

 

Проверить, что

 

 

 

2 z

 

 

 

2 z

 

для функций:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x y

y x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37.

z

x2

. 38.

 

 

z ln(x 2y).

39.

z

x2

 

.

 

40.

z arctg

y

.

 

 

 

 

y 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 y

 

 

 

x

41.

z ex cos y. Показать, что

2 z

2 z 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти экстремумы функций:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42.

z x2

y2

 

xy 4x 5y.

 

 

43.

z y2

x2 xy 2x 6y.

 

z xy(1 x y).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z y

 

y2

x 6 y.

44.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45.

x

46.

z ex / 2 (x y2 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47.

z x3 y3 3xy.

48.

z 3x 6 y x2 xy y2.

 

 

49.

z x3 8y3 6xy 1.

50.

z 2xy 4x 2y.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51.

z 2x3 xy2 5x2 y2.

52.

z sin x sin y sin(x y),

0 x / 2,

0 y / 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

z

2xy 3 3x2 y;

 

z

 

3x2 y 2 x3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

z

 

 

2 y

 

;

 

z

 

 

 

 

2x

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x y 2

 

y

 

x y 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

z

 

 

 

y 2

 

 

;

z

 

 

 

 

 

x2

 

.

4.

z

2x sin y;

z

x2 cos y.

x

 

x

y 2

 

y

x y

2

x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

z

ye xy ;

z

xe xy .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

z

ye x 2 y

xye x 2 y ;

 

z

xe x 2 y 2xye x 2 y .

 

 

 

 

x

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

102

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos 23 cos 2 cos , 1)

7.zx

8.zx

9.zx

10.xz

 

 

 

 

 

y

 

 

z

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

e

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e x

;

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

;

z

 

 

 

1

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x ln y

y

x ln y y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

z

 

 

x

 

 

 

1

 

.

 

 

y

 

 

 

;

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 x

 

 

33

 

x4

 

2

 

y

e xy (1 xy);

z

x2e xy .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

dz

 

2e2t (2e2t sin 2 t) e2t sin 2t.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

 

1 2(x 1)2

e(1 x)

2

z

 

2x

 

x

z

 

x

 

 

x

14.

 

 

 

 

.15.

 

 

 

1

 

 

;

 

 

 

 

4

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

y2 (1 x)2

 

 

u

 

y

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

y

 

 

y

16.

z

2xy

2

2x

2

y

1

;

z

u

 

 

v

v

 

 

 

 

 

 

 

17.

dz ( y2dx 2xydy)cos xy

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

19.

dz y x ln ydx

 

 

dy .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21.

z

 

e x cos e y sin

;

l

e x

e y

 

 

 

 

1) 1

 

 

2) 1

 

 

 

3;

 

 

3; 3) 2.

 

 

 

u

 

2xy 2

2x2 y

 

 

 

.

 

2

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

18.

dz

dx 10 ydy

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 5y2

 

 

 

 

 

 

z

 

 

11

 

 

 

 

 

 

20.

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

l

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

z

2(cos

sin ),

 

 

 

 

. 22.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

l M

 

 

 

23.

16/3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

l M

25.2, 4 .

29. 2, -2, 4 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

; 2)

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4, 4 .

14

 

 

5

 

 

 

 

26. 3, 0 .

27.

28.

0, e .

 

 

 

 

 

30. 6, 4, 2 ,

 

 

 

 

 

 

grad u

2

6.

 

grad u

2 14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

1.

32. 2;6; 3 ,

 

7.

31.

 

 

 

 

;

 

 

 

;0

,

grad u

grad u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

5

 

 

 

103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33.

2 z

 

 

2

;

2 z

 

 

 

4x

 

;

2 z

 

 

8x2

 

.

x

2

 

 

2 y

x y

 

(1 2 y)2

y 2

 

2 y)3

 

 

1

 

 

 

 

 

(1

 

34.

2 z

sin x cos y,

2 z

 

 

2 z

cos x sin y,

2 z

sin x cos y.

x2

x y

y x

y 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35.2 zx2

36.2 zx2

42. zmin

44. zmax

 

2 y 2

 

;

2 z

 

 

2xy

 

;

2 z

 

2x2

.

(x

y)3

x y

 

(x

y)3

y 2

(x y)3

 

 

 

 

 

 

 

0;

2 z

xe y ;

 

2 z

 

e y .

 

 

 

 

 

y 2

x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

при x 1,

 

y 2 . 43. Экстремума нет.

1/ 27 при

x y 1 3 .

45.

zmax 12 при x y 4 .

46.zmin 2 / e при x 2 , y 0 .

47.zmax 1 при x 1, y 1. 48. Экстремума нет.

49.zmin 0 при x 1, y 1 2. 50. Экстремума нет.

51.zmin 0 при x 0, y 0 .

52.zmax 33/ 2 при x y / 3.

104

Источник: https://studfile.net/preview/16565860/