|
|
|
|
|
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
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 3
3/ 2 при x y / 3.
104