Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» ИНСТИТУТ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И ЗОЛОТА ВЫСШАЯ МАТЕМАТИКА КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ для студентов-заочников всех специальностей Красноярск СФУ 2008 УДК 511 Высшая математика: Контрольные задания для студентовзаочников всех специальностей академии / Сост. Т.П. Мансурова (переработано и дополнено); ГУЦМиЗ. - Красноярск, 2005. - 40 с. Печатается по решению редакционно издательского совета института Красноярск СФУ 2011 2 КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ Ниже приведены таблицы номеров задач, входящих в задания на контрольные работы, по учебным планам. Студент должен выполнять контрольные задания по варианту, номер которого совпадает с последней цифрой его номера студенческого билета (шифр). . Студенты групп ЗМЛ, ЗМЦу (прием 2012) изучающие высшую математику 3 семестра, выполняют: Контрольные работы № 1, № 2 (1 семестр). Контрольные работы № 3, № 4 (2 семестр). Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Контрольная работа №1 11 31 51 71 12 32 52 72 13 33 53 73 14 34 54 74 15 35 55 75 16 36 56 76 17 37 57 77 18 38 58 78 19 39 59 79 20 40 60 80 Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 Контрольная работа №2 121 141 151 122 142 152 123 143 153 124 144 154 125 145 155 126 146 156 127 147 157 128 148 158 129 149 159 130 150 160 3 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 Контрольная работа №3 221 231 251 261 222 232 252 262 223 233 253 263 224 234 254 264 225 235 255 265 226 236 256 266 227 237 257 267 228 238 258 268 229 239 259 269 230 240 260 270 Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Контрольная работа №4 371 391 372 392 373 393 374 394 375 395 376 396 377 397 378 398 379 399 380 400 4 1. ЭЛЕМЕНТЫ ВЕКТОРНОЙ АЛГЕБРЫ И АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГЕОМЕТРИИ 1 – 10. Даны векторы а (а1; а2; а3), b (b1; b2; b3), с (c1; c2; c3) и d (d1; d2; d3) в некотором базисе. Показать, что векторы а , b , c образуют базис и найти координаты вектора d в этом базисе. 1. а (2; 1; 3), b (3; –2; –1), с (4; 1; 2), d (9; 0; 4). 2. а (3; 1; 4), b (2; 1; –2), с (–1; 5; –7), d (7; 2; 2). 5 3. а (4; 2; 1), b (–1; 3; 2), с (3; –1; 1), d (12; 0; 1). 4. а (1; 2; 3), b (2; 3; 5), с (–1; 3; –2), d (2; –1; 5). 5. а (5; 7; 1), b (–2; 1; –4), с (3; 2; 1), d (8; 1; 6). 6. а (2; 1; 3), b (–5; 3; –2), с (4; 2; 1), d (17; 2; 10). 7. а (4; 1; 5), b (3; –5; 1), с (1; 2; –3), d (6; 5; –1). 8. а (1; 3; 4), b (–2; 1; 3), с (2; –7; 0), d (3; 3; 15). 9. а (6; 1; 3), b (2; 3; –1), с (–1; 2; –2), d (8; 8; –3). 10. а (6; 3; 1), b (–1; 3; 4), с (2; –1; 9), d (–2; –10; 0). 11 – 20. Даны координаты вершин пирамиды А1А2А3А4. Найти: 1) длину ребра А1А2; 2) угол между ребрами А1А2 и А1А4; 3) угол между ребром А1А4 и гранью А1А2А3; 4) площадь грани А1А2А3; 5) объем пирамиды; 6) уравнение прямой А1А2; 7) уравнение плоскости А1А2А3; 8) уравнение высоты, опущенной из вершины А4 на грань А1А2А3. Сделать чертеж. 11. А1 (2; 1; –4), А2(1; –2; 3), А3(1; –2; –3), А4(5; –2; 1). 12. А1 (2; –1; 3), А2 (–5; 1; 1), А3(0; 3; –4), А4(–1; –3; 4). 13. А1 (5; 3; 6), А2 (–3; –4; 4), А3(5; –6;8), А4(4; 0; –3). 14. А1 (5; 2; 4), А2(–3; 5; –7), А3(1; –5; 8), А4(9; –3; 5). 15. А1 (7; –1; –2), А2(1; 7; 8), А3(3; 7; 9), А4(–3; –5; 2). 16. А1 (–2; 3; 4), А2(4; 2; –1), А3(2; –1; 4), А4(–1; –1; 1). 17. А1 (0; 4; –4), А2(5; 1; –1), А3(–1; –1; 3), А4(0; –3; 7). 18. А1 (0; –6; 3), А2(3; 3; –3), А3(–3; –5; 2), А4(–1; –4; 0). 19. А1 (2; –1; 3), А2(–5; 1; 1), А3(0; 3; –4), А4(–1; –3; 4). 20. А1 (2; 1; –4), А2(1; –2; 3), А3(1; –2; –3), А4(5; –2; 1). 21. Даны вершины треугольника: А(1; –1), В(–2; 1), С(3; 5). Составить уравнение перпендикуляра, опущенного из вершины А на медиану, проведенную из вершины В. 6 22. Даны вершины треугольника: А(2; 1), В(–1; –1), С(3; 2). Составить уравнения его высот. 23. Составить уравнения сторон и медиан треугольника с вершинами А(3; 2), В(5; –2), С(1; 0). 24. Даны вершины треугольника: А(1; 4), В(3; –9), С(–5; 2). Определить длину его медианы, проведенной из вершины В. 25. Даны три вершины А(2; 3), В(4; –1), С(0; 5) параллелограмма АВСD. Найти его четвертую вершину D, противоположную вершине В. 26. Даны вершины четырехугольника: А(–2; 14), В(4; –2), С(6; –2), D(6; 10). Определить точку пересечения его диагоналей АС и ВD. 27. Даны уравнения двух сторон параллелограмма 8х + 3у + 1 = 0, 2х + у – 1 = 0 и уравнение одной из его диагоналей 3х + 2у + 3 = 0. Определить координаты вершины этого параллелограмма т.р. (–5, 13). 28. Найти точку Q, симметричную относительно прямой 2х – 3у – 3 = 0. 29. Даны уравнения двух сторон параллелограмма х – 2у = 0, х – у – 1 = 0 и точка пересечения его диагоналей М(3; –1). Найти уравнения двух других сторон параллелограмма. 30. Даны уравнения двух сторон прямоугольника 5х + 2у –7= 0, 5х + 2у – 36 = 0 и уравнение его диагонали 3х + 7у – 10 = 0. Составить уравнения остальных сторон этого прямоугольника. 31 – 40. Привести уравнение кривой второго порядка к каноническому виду, построить график кривой. 31. x2 + у2 – 4x + 2у = 4; 32. x2 – у2 – 4у – 13 = 0; 2 33. x – 4x + 2у + 2= 0; 34. x2 + 4x + 4у2 + 8у – 5 = 0; 2 2 35. x – 6у – 12x + 36у – 54 = 0; 36. 2x2 + 4x + 18у2 – 16= 0; 37. 2x2 + 2у2 + 4x – 8у – 8 = 0; 38. –x + у2 + 2у = 0; 2 2 39. 3x + 5у + 12x – 10у + 2 = 0; 40. 4x2 – 3у2 – 8x – 6у – 11 = 0. 41 – 50. Линия задана уравнением r = r() в полярной системе координат. Требуется: 1) построить линию по точкам начиная от =0 до =2и придавая значения через промежутки /8; 2) по рисунку определить тип линии. 41. r 16 5 3 cos 42. r 7 16 3 5 cos 5 1 cos 2 45. r 1 cos 3 47. r 4 4 cos 3 49. r 2 cos 15 4 cos 3 46. r 1 2 cos 6 48. r 2 cos 8 50. r 3 cos 43. r 44. r 2. ЭЛЕМЕНТЫ ЛИНЕЙНОЙ АЛГЕБРЫ 51 – 60. Дана система линейных уравнений a11x1 a12 x2 a13 x3 b1 a21x1 a22 x2 a23 x3 b2 a x a x a x b 32 2 33 3 3 31 1 Доказать ее совместность и решитьтремя способами: 1) по формулам Крамера; 2) методом Гаусса; 3) средствами матричного исчисления. Проверить правильность вычисления обратной матрицы, используя матричное умножение. 51. 53. 55. 57. 2 х 3 y 4 z 9 x 2y z 0 3x y 2 z 4 4 х y 3z 12 2x 3 y z 0 x 2y z 1 5 х 2 y 3z 8 7 x y 2z 3 x 4y z 6 4х 3 y z 6 x 5 y 2z 5 5 x y 3z 1 52. 54. 56. 58. 8 3х 2 y z 7 x y 5z 3 4 x 2 y 7 z 0 х 2y z 2 2 x 3 y 3z 1 3x 5 y 2 z 5 2 х 5 y 4 z 17 x 3 y 2z 3 3x 2 y z 10 х 2 y 2z 3 3x y 7 z 3 4 x 3 y 15 6х 2 y z 8 x 3 y 2 z 11 3x y 2 z 3 59. 60. 6 х y 2 z 2 3x 3 y z 10 x 4 y 9z 0 61 – 70. Найти собственные значения и собственные векторы линейного преобразования, заданного в некотором базисе матрицей А. 61. 63. 65. 67. 69. 1 А 1 1 4 А 1 3 3 А 2 4 2 2 3 3 2 2 2 3 3 1 3 А 1 3 1 2 4 1 А 3 1 1 1 3 1 4 1 1 1 1 1 1 4 2 3 3 2 2 62. 64. 66. 68. 70. 2 А 2 3 1 А 1 1 3 А 2 3 3 А 4 2 1 А 1 1 1 1 1 3 4 1 2 3 4 1 1 1 4 3 2 1 3 4 2 3 2 1 1 1 2 3 3 3 2 3 71 – 80. Дано комплексное число z. Требуется: 1) записать число z в алгебраической и тригонометрической формах; 2) найти все корни уравнения w3 + z = 0. 71. 74. 2 2 1 i 2 2 z 1 i z 72. z 75. z 4 1 i 3 4 1 i 3 9 73. z 76. z 2 2 1 i 1 3 i 77. z 80. z 4 1 i 3 1 78. z 2 2 1 i z 79. 4 3 i 3 i 3.ВВЕДЕНИЕ В МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 81 - 85. Построить график функции y A sin(ax b) преобразо- ванием графика функции y sin x . x y 2sin 1 2 y 3sin 2 x 3 y 2sin( x 1) 81. 83. 85. 82. y 3sin(2 x 2) 84. 1 y sin( x 1) 2 86 - 90. Построить график функции y A cos(ax b) преобразованием графика функции y cos x . 5 cos 2 x 1 2 3 y cos x 1 2 3 y cos 2 x 2 2 y 86. 88. 90. 87. 89. 1 y cos(3x 2) 2 x y 2cos 1 2 91 – 100. Найти пределы функций, не пользуясь правилом Лопиталя. 91. a) lim 4 х 2 3x3 x в) lim x 0 х3 3 3x 2 x 6 х3 ; б) lim x 1 x 2 3x 2 x2 х ; arctg5 x х4 ; д) lim x 0 sin 2 x x х 1 ; г) lim 10 4х . 92. a) lim 7 x 2 3x 7 x2 5 x 5x 2 в) lim x 0 ; г) lim 5x 2 9 x 4 5 х 2 3х 2 х х6 x2 2х x 2 94. a) lim в) lim x 5 x 2 25 95. a) lim x 0 10 x 3 2 х 3 4x2 96. a) lim x2 1 1 cos 4 x 4x2 ; б) lim x 1 2 х 1 . ; х7 ; д). lim x х x3 3х 2 2 х х2 х 5 х 1 ; 2х2 3 ; г) lim ; д) lim x 2 х 2 5 x 0 cos 5 x cos3 5 x 7 2 х 3x 2 4 х 2 16 x 0 4х 1 ; д) lim x 4 х 1 4х2 x 6 x 2 х 5 в) lim ; б) lim ; x 1 3 x 2 4 х 7 ; г) lim x 4 x 2 5 х 3 4х 5 5 x3 8 cos2 x cos4 x x 3 x 4 5 х 7 в) lim 2 x 2 3x 2 x 2 x 0 x2 4 2 93. a) lim ; б) lim ; б) lim x3 8 x 2 3х 2 7 х 2 arcsin 9 x 2х 3 ; д) lim x 0 tg 3 x x 2 х 5 x 2 x 3 х 2 х ; б) lim х 2 5х 4 x 1 3 x 2 5 х 2 4 х 5 . . 3х 2 7 2 3х 4 х в) lim ; г) lim sin 4 x ctg8 x ; д) lim 4x 4 x 3 х 2 5 x 0 x 1 11 . ; ; г) lim 5 3х 4 х3 х2 4 6 х 2 1 . 97. a) 8х 4 5х 2 2 lim 3x 2 х 4 x х3 5 х в) lim x 1 3x 2 3 ; x 2 2 x 2 3x 2 14 х 3 arctg5 x 7х 2 ; д) lim x 0 sin 10 x x 7 х 1 ; г) lim 5х3 7 х 2 3 98. a) lim х 4 16 ; б) lim x x 3 9 х 9 5х 2 8х 4 ; б) lim x3 8 x 2 . ; 2х2 1 arcsin 2 4 x в) lim ; г) lim ; д) lim x 2 х 2 3 x 3 3х 8 х 2 x 0 x tg 2 x х2 9 99. a) lim 2 х 3 3х 7 x 4 x 3 х 2 2 x 2 2x в) lim x 2 x3 4 x ; г) lim 2х 2 7 х x 3 x arcsin 5 x 4 3х 5 х 2 x x 2 х 1 2 x 2 18 х2 2х 1 x 1 x 2 3х 4 x 0 100. a) lim в) lim ; б) lim tg 2 3 x ; б) lim x 2 6 х 2 5 . ; 8х 3 ; д) lim x 8 х 1 x 4 3х3 2 х 2 x2 4х 4 6х7 . ; 10 х 3 5х 2 1 ; г) lim ctgx ; д) lim x 5 х 1 x 0 sin x . 101 – 110. Задана функция y = f(x) и два значения аргумента x1 и x2. Требуется: 1) установить, является ли данная функция непрерывной или разрывной для каждого из данных значений аргумента; 2) в случае разрыва функции найти ее пределы в точке разрыва слева и справа; 3) сделать схематический чертеж. 1 101. f ( x) 8 х 3 , 102. f ( x) 1 2 4 x , x1 = 0, x2 = –3. x1 = 0, x2 = 2. 12 1 103. f ( x) 9 4 х , x1 = 2, x2 = 4. 104. f ( x) 1 3 х 1 , x1 = 1, x2 = –1. 105. f ( x) 1 2 6 х , x1 =4, x2 = 6. 106. f ( x) 1 16 3 х , x1 = 1, x2 = 3. 107. f ( x) 1 4 4 х 108. f ( x) 1 9 х 1 , x1 = 1, x2 = –1. 109. f ( x) 1 3 4 х , x1 = 2, x2 = 4. 110. f ( x) 1 2 3 х , x1 = 1, x2 = 3. , x1 = 2, x2 = 4. 111 - 120. Задана функция y=f(x). Найти точки разрыва функции, если они существуют. Сделать чертеж. x 2, x 0 111. f ( x) x 2 , 0 x 2 ; 2 x, x 2 sin x, x0 112. f ( x) 3x, 0 x 1 ; 1, x 1 x, x 0 113. f ( x) tgx, 0 x ; 4 3, x 4 cos x, x 0 114. f ( x) 1 x, 0 x 1 ; 2, x 1 2x , x 0 115. f ( x) 1, 0 x 1 ; 3 x, x 1 x 2 1, x 0 116. f ( x) x 1, 0 x 1 ; 2, x 1 13 3х , x 0 118. f ( x) x 2 1, 0 x 1 ; x, x 1 x 2 2, x 0 117. f ( x) 2 x, 0 x 2 ; x, x 2 sin x, x 0 119. f ( x) x, 0 x 3 ; 1, x 3 x3 , x 0 120. f ( x) sin x, 0 x . 2 0, x 2 4. ПРОИЗВОДНАЯ И ЕЁ ПРИЛОЖЕНИЯ 121 - 130. Найти производные 121. a) у x3 4 x 2 3 х4 dy данных функций. dx ; б) y ctg ln 2 5 x 3 ; 3 в) y x3 e sin 4 x ; д) y 3 cos x 122. а) y y . x x5 4 x 2 3 3 2 г) y (arcsin 3x 5) x ; 1 7x 2 б) y ln(tg 3 x ) ; 1 x5 ; г) y (cos 2x 5)3x2 ; в) y (arcsin x2 7)5 ; 2 д) x4 y5 e3xy . 123. а) у в) y 1 х2 1 х 2 3 sin 2 x 5 2 б) ln arctg5x4 ; x e tgx ; г) y x 2 5 ; cos x д) x 2 arcctg y 3 y . x 14 arcsin 4 x ; 124. 7 а) y x 3x 4 3 2 5 2 sin x ; б) y ln ctg7 x2 ; г) y x 3 5 2 в) y earcsin 9 x 4 ; cos 4 x ; x д) sin x 2 y 2 e y . 125. а) y в) y 4 3 5x2 7x б) y ln arccos 9 x 2 ; 3 sin 2 x г) y tgx 5 ; 3 cos 9 x 3 2 x 1 8 x2 ; д) e xy y ctg x y . 2 126. а) y 3x 5 e2 x 5x 7 2 3 1 б) y ln 3 1 sin 5 x ; ; г) y x 2 7 в) y 2cos3x tg ln 3 x2 ; arccos5 x ; д) y 2 sin x3 y3 . 127. в) y д) 128. 3 3sin 5 x 4x 5 ; 2 4 cos3 4 x б) y ctg ln 7 sin 3 x e ; x x3 г) y arcsin x 2 ; ; 3 x sin x 2 y 2 e xy . y 7 4x а) y 3 8 9x в) y ln 4 а) y 2 sin 4 x ; 5x 3 3 б) y arctg tg7 x ; 2 д) y 3 ctg xy 129. 2 а) y 4 5 x 2 3 4 5x 2 3x ; 7 5x г) y x 2 5 tg3 x ; y . x б) y ln sin ; 15 3 4x ; 2x 1 ; в) y 9arctg x 2 5 а) y x3arctg в) y 5 1 3 x3 5 г) y ctg2 x ; ; y2 ln xy . x д) x 4 cos 130. 2 3x 3 x 2 tg2 x 4 5sin x 2 ; 3 б) y ln arcsin 3 2 x ; г) y x 1 ln x ; ; д) y 2 sin x cos x 2 y 2 . 131 - 140. Найти y , y для заданных функций: а), б) y f x ; в) y t , y t . 5 131. а) y 8 x 4 132. а) y ln x 2 4 ; 133. а) y 134. а) y x 2 ln x 2 ; 135. а) y x 2 7 sin 3x ; б) y et 3 ; 136. а) y x2arctg4 x ; б) y 137. а) y ln tg5x ; б) y 3 x2 4; 1 x ; 1 x б) y cos2 x ; б) y 5 x 4 sin 2 t б) y e 2 x 13 2 x arctgt в) . 2 y t 1 x 5 t sin t в) . y 5 t cos t x t sin t в) . y t cos t ; б) y 2tg3x ; 2 5 3x 1 1 x 3x 16 2 4 ; x e2t cos3t в) 2t y e sin 3t x cos 2 t в) . y tgt ; x cos 4t в) . 2 y sin 2t 3 x t 3t в) . 2 y 2t 1 x 4x 138. а) y sin 3x e ; б) y 139. а) y x 2 cos 4x ; б) y ctg2 2 x ; 140. а) y 7x 2 x 2 3x ; x2 5 б) y 3arctgx ; ; x ln t 2 в) 1 . y t x 2sin t 3cos t в) . y sin 3t x ln t в) . 2 y 3t 5 141 – 150. Найти наибольшее и наименьшее значения функции y f x на отрезке [a;b]. 142. y x3 3x2 1 ; [–2; 1]. 141. y 2 x2 x4 ; [0; 2]. 143. y x cos x; 0, . 2 2 1 144. y x ln x; , e . e 146. y xe2 x 1; [–1; 0]. 145. y x arctgx ; [–1; 1]. 147. y x4 4 x3 2 ; [–1; 1]. 148. y 6x3 2x 1 ; [0; 1]. 149. y x5 5x4 2 ; [–1; 2]. 150. y x3 2x2 7 x ; [–2; 0]. 5. ПРИЛОЖЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ИСЧИСЛЕНИЯ 151 – 160. Исследовать методами дифференциального исчисления функцию y f x и, используя полученные результаты, построить её график. 151. y 153. y 3x 2 3 x 1 2 x3 . 152. y . 154. y 2 x2 1 2 x2 1 x4 x2 1 . x 17 . 155. y 157. y x x2 1 x3 3 x2 x2 . 156. y . 158. y 159. y ln 1 x 2 . 160. y x2 1 . x2 9 . 2x x4 1 x 3 . 6. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ ФУНКЦИЙ НЕСКОЛЬКИХ ПЕРЕМЕННЫХ 161 – 170. Найти а) z z u u u , , , ; б) . x y z x y 161. a) z x 2 tg 3x 4 y 2 , 162. а) z arcsin3 5 x 2 y 4 3 , 3 x2 arctg xy 2 z3 б) u 5 . б) u x 2 z 3 ln y 2 z 2 . б) u 5 x 4 y ln y3 sin 2 y ; 3 9 ctg z 3 2 163. а) z e 164. а) z 165. а) z arcctg3 x 2 2 y 4 ; 166. а) z 5 sin 4 x 2 5 y 3 7 ; 167. а) z 168. а) z 3 169. а) z 4 x 2 y 7 log3 y 2 4 ; б) u 170. 1 2 y3 а) z ln 2 x 4 2 ; 5 x y2 б) u 3 ctg 2 5 x 2 . z x 2 cos3 y 2y 7 3 ; y z ln x3 y 2 ln . z x б) u x z3 2 x z . z y y б) u log 4 x2 z 2 . z 2 x3 5 tg 2 xy ; y x 2 sin 3 2 xy 2 б) u б) u arccos 2 x б) u ; 18 x3 ln 2 y3 z 2 . 2y 4 . 2 3 y3 4 z . 3 2 z2 ex y . x 171 – 180. Дана функция z f ( x, y) . z z 2 z 2 z 2 z Показать, что F x, y, z, , , 2 , 2 , 0. x y x y xy x 2 z 2 z 171. z 2cos2 y , F 2 2 . x y 172. z e , F 173. z xy x 2 z z 2 z . y x y xy x2 y 2 2 z 2 z z , F x 2 y 2 . x y xy x x 174. z ln x 2 y 2 , F 2 z x 2 2 z y 2 175. z e x x cos y y sin y , F 176. z ln 177. z 1 x2 y 2 y y2 a2 x , F , F 2 2 z x 2 z x 2 178. z sin 2 x 3 y , F 9 2 x 2 y 2 2 z x 2 y 2 z 2 z 179. z arctg , F 2 2 . x x y 19 2 z 2 z a2 . . 2 z y 2 . 2 z y 2 . 2 z y 2 . 180. z cos y ( y x)sin y, F ( x y) 2 z z . xy y 181 – 190. Найти наименьшее и наибольшее значения функции z f ( x, y) в замкнутой области D, заданной системой неравенств. Сделать чертеж. 181. z x2 2xy 4x 8 y; 0 x 1; 0 y 2. ; 182. z x2 y(4 x y); x 0; y 0; y 6 x. 183. z x3 y3 6xy; 3 x 1; 3 y 2. 184. z x3 y3 3xy; 0 x 2; 1 y 2. 185. z x 2 y 5; x 0; y 0; y 1 x. 186. z x2 y 2 xy x y; x 0; y 0; y 3 x. 187. z 3x 4 y 7; x 0; y 0; y 1 x. 188. z x2 3 y 2 x 18 y 4; 0 x 4; 0 y 4. 189. z x2 y 2 6x 4 y 2; 1 x 4; 3 y 2. 190. z x2 xy 2 y 2 3x 2 y 1; x 0; y 0; y x 5. 191 – 200. Даны функция z f ( x, y) , точка A( x0 , y0 ) и вектор a (a1 , a2 ) . Найти: 1) grad z в точке А; 2) производную в точке А по направлению вектора a . 191. z x2 2xy 3 y 1; A(1, 2); a (3, 4). 192. z 3x2 6xy y 2 ; A(2,1); a (1,1). 193. z x2 2xy 3 y 1; A(1, 2); a (2, 2). 194. z 4 x2 y 2 ; A(2,1); a (3, 4). 20 195. z ln x 2 4 y 2 ; 196. z arctg xy; A(6, 4); a (2,1). A(1,1); a (3, 4). 197. z x3 3x2 y 3xy 2 1; A(3,1); a (3, 4). 198. z x2 y 2 xy3 3 y 1; A(2,1); a (1, 2). 199. z ln 2 x 2 y 2 ; 200. z x2 y 2 ; A(1,1); a (2, 5). A(3, 4); a (1, 1). 7. НЕОПРЕДЕЛЁННЫЙ И ОПРЕДЕЛЁННЫЙ ИНТЕГРАЛЫ 201 – 210. Найти неопределенные интегралы. В пп. «а» и «б» результаты проверить дифференцированием. 201. 202. 203. a) sin 4 x 5 3cos 4 x dx ; x3 2 dx ; е) cos 3xdx ; б) arcsin xdx ; г) е) x 2 2 x 2 dx . б) e д) cos x 4 a) e в) x д) cos a) cos2 x(3tgx 5) ; dx ; dx 2 3 1 3 x 1 x3 4 x x ( x 2) ln xdx ; г) в) sin 3 x б) 2 2 ; 5 x sin 2 5 xdx ; dx 21 dx ; x 1 3x 2 dx . x2 2 x 5 dx x3 x ; x2 4 x (3 8 x)dx ; 204. 4x 2 x2 ( x2 4) dx ; г) д) cos 5x sin 4 xdx ; е) 4 x 2 4 x 17 dx . a) 7x 1 e б) x arctg xdx ; г) е) б) (7 x 1) sin(3x 2)dx ; в) 5 e7 x dx ; dx 6 x3 7 x 2 3 x ; д) sin 2 4 x cos 2 4 xdx ; 205. dx x 3 x 6 x x 1 3 x 2x 5 9 x2 6 x 2 dx . x3 1 ; xdx г) cos3 x е) 5 x 2 6 x 18 dx . б) cos 2 x ; г) 3 x 9dx ; е) б) e г) 3 x 4dx ; е) x 2 x 20 dx . a) (5ln x 7) 4 dx ; x dx x 1 x 2 2 x ; д) sin 5 x sin 3xdx ; a) 5 7 arcsin x 3 1 x 2 dx ; 2 x2 1 в) x3 5x2 6 xdx ; д) 4sin x 3cos x 5 ; dx 22 ; dx ; в) 5 sin 3 x dx ; 3x 1 x 3 4 ln x ; в) 207. x 4 1 3 x 4 a) д) 206. dx в) xdx ; x3 x 4 3x xdx x x 1 3 x 12 x 2 2 2x (4 3x)dx ; x 4 x 12 dx . 208. 209. 210. a) x5 dx ; б) arctg2xdx ; x5 2 x 1 г) 4 3 x4 ; е) б) (4 x) cos xdx ; г) е) x 2 2 x 8 dx . б) x ln(4 x 5)dx ; г) x2 1 в) д) 4 3cos2 x 5sin 2 x ; a) x x 3 2 dx ; dx ex 1 e2 x dx ; 2 x2 4 x 5 в) ( x 1)( x2 2 x 2) dx ; д) 17 15cos x ; a) в) д) dx sin x x dx ; x4 2 x3 x2 dx ; dx x4 x 2x 8 2 dx . dx x4 3 x4 5x 1 dx x 5 4 x 5 x 18 dx . е) 2 x 5x 4 cos5 x sin 4 x dx ; ; ; 211 – 220. Вычислить несобственный интеграл или доказать его расходимость. 211. а) xdx 4 x4 1 1 б). ; 1 3 ln 3 x dx ; а) x 2 0 213. а) xdx x 9 2 . 0 0 212. dx 5 (1 x)2 б). dx 3x 12 . 2 2 б). ; 1 23 dx ( x 1) ln3 ( x 1) . 214. а) 215. а) 0 x 2x 2 2 x3 dx 9x 1 4 216. а) 217. б). ; 0 218. x 2x 5 б). ; 219. а) 0 0 а) б). ; x 4x 9 2 dx x 2 x 10 2 xdx 1 dx 220. dx 3 ( x 5)4 б). 0 . . 0 3 5 ( x3 9)6 . dx 5 2 x 2 dx ln x 3 2 x x e dx ; dx 5 ( x 3)2 б). 0 а) x 1 ; dx а) e dx 2 3 0 1 . б). ; ( x 1)3 . ln(2 x) dx . 2 x xdx x4 1 . 0 1 5 ; б). dx (5 x 1)2 . 0 221. Найти площадь фигуры, ограниченной параболой y x2 4 и прямой 2x y 4 0 . 222. Найти площадь фигуры, ограниченной параболой y x2 2 и прямой x y 4 . 223. Найти длину дуги данной линии 2 x 5cos t 0t . 2 2 y 5sin t 224. Вычислить объем тела, образованного вращением вокруг оси Ox кривой x2 y 0 , x = –1, y = 0. 225. Вычислить площадь фигуры, ограниченной y x , y x3 . 226. Вычислить длину дуги данной линии x 4(t sin t ) 0 t 2 . y 4(1 cos t ) 24 227. Вычислить объем тела, образованного вращением вокруг Oх кривой x y 2 0 , x = 0, y = 1. 228. Найти длину кардиоиды 4(1 cos ) . 229. Вычислить объем тела, полученного вращением вокруг оси Оy фигуры, ограниченной парабалами y x2 , 8x y 2 . 230. Найти длину дуги полукубической парабалы y x x , концами которой являются точки с абсциссами x1 0 и x2 1 . 8. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ 231 – 240. Найти общее решение дифференциального уравнения. б) y sin x y cos x 1 . 231. а) 4xdx 3 ydy 3x2 ydy 2xy 2 dx ; 232. а) y 233. а) 6xdx 6 ydy 2x2 ydy 3xy 2dx ; 234. а) y 235. а) 2 x 2 xy 2 2 x2 y 0 ; 236. а) 1 e x y ye x ; б) 237. а) x 4 y 2 dx y 1 x2 dy 0 ; б) 238. а) y sin x ( y 4) cos x ; б) 239. а) y 102 x3 y ; б) xy 240. а) yy 4 y2 y x2 1 ye2 x e2 x 6 б) y ytgx y 2 cos x 0 . ; б) y б) y ; б) y y sin . x x x 2 xy y 2 x2 y xy y ln . x 2y y x2 x xy y y tg . x x y 2xy 2x3 y3 . y x. x 1 y 1 б) y . x arctg y x 1 2x . y 25 241. xy y ln y . 243. y 242. yy y y 2 y . 2 y x. x 244. y 2 yy 0 . 2 245. y x2 sin 3x . 246. 2 yy y 1 2 247. 1 x 2 y 2 xy 0 248. 2 yy y 2 y 249. y (1 y ) y y 250. 1 x 2 y 2 xy x3 2 2 251 – 260. Найти частное решение дифференциального уравнения y a1 y a2 y f ( x) , удовлетворяющее начальным условиям y(0) = y0, y' (0)=y'0. ( Задача Коша). 251. y'' – y' 2(1 x) ; y (0) 1 , y(0) 1 . 252. y'' + y 4e x ; y(0) = 4; y (0) 3 ; 253. y'' +7y'+12y = e4x ; y(0) = 1, y' (0) = 1; 254. y'' –2y' = x2–1; y(0) = 1, y' (0) = 1; 255. y''- 2 y y 2e x ; y(0) = 1, y' (0) = 1. 256. y'' + 9y 15sin 2x y(0) = 7 ; y' (0) = 0. 257. y'' – 4y' +8y 8 x 2 4 ; y(0) = 2, y' (0) = 3. 258. y'' – 2y' = ex ( x2 x 3) ; y(0) = 2, y' (0) = 2. 259. y'' +2y' +10y sin 2x ; y(0) = 0, y' (0) = 260. y'' – 6y' +9y = 9 x 2 12 x 2 ; y(0)=1, y' (0)=3. 3 . 4 261 – 270. Дана система линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами 26 dx dt a11 x a12 y . dy a x a y 21 22 dt Найти общее решение системы. 261. 263. 265. 267. 269. dx dt y 1 ; dy x 1 dt dx dt y x ; dy x 3 y dt dx dt 4 x 10 y ; dy x 2 y dt dx dt 2 x 3 y ; dy x dt dx dt x 3 y ; dy x y dt 262. 264. 266. 268. 270. dx dt x 2 y ; dy x y dt dx dt 2 x 3 y ; dy 5 x 6 y dt dx dt 3 x y ; dy x y dt dx dt 12 x 5 y ; dy 5 x 12 y dt dx dt 3 x y ; dy 4 x 2 y dt 9. КРАТНЫЕ, КРИВОЛИНЕЙНЫЕ И ПОВЕРХНОСТНЫЕ ИНТЕГРАЛЫ 271 – 280. Изменить порядок интегрирования. 271. 1 2 x2 1 x dx 2 f ( x, y)dy ; 272. 27 2 4 y2 0 2 y dy f ( x, y)dx . 273. 1 2 x2 0 x dx 1 275. dx 2 3 279. dx 0 1 y 2 1 y 1 dy 2 2 f ( x, y )dy ; 276. 2 x x dx f ( x, y)dy ; 1 274. 2 x 0 277. f ( x, y )dy ; 1 278. 1 x 25 x 2 f ( x, y )dy ; 280. 0 f ( x, y )dx . 1 dx f ( x, y )dy . x2 4 4 dy 10 y 0 y 2 x2 1 x2 dx f ( x, y )dx . f ( x, y )dy . 281 – 290. Вычислить с помощью тройного интеграла объем тела, ограниченного указанными поверхностями. Сделать чертежи данного тела и его проекции на плоскость xOy. 281. z x2 y 2 ; x 0, y 0, z 0, x y 1 . 282. y 2 x , z 0, x z 6 . 283. y x, x 0, y 0, z 0, x 4, y 4, z x2 y 2 1 . 284. x y 2z 2 , z 0, y x, y x2 . 285. z 4 y2 , 286. z x2 y 2 , 287. 288. x2 y 2 2x, z 5x , x2 ,z0 . 2 y x2 , y 1, z 0 . 2x z 0, 4x z 0 . 289. ( x 1)2 y 2 z , 2 z x2 y 2 , z 2, z 0 . 290. x2 y 2 2ax , x2 y 2 z 2 , z 0, 2x z 2 . y x2 y 2 9, z 0 . 291 – 300. Вычислить криволинейные интегралы. Сделать чертёж. 28 291. 3xydx (2x y)dy вдоль ломаной OBA, где 0(0,0) A(1,1). L 292. ydx xdy, L 293. x 5cos t где L - дуга окружности . y 5sin t 2xydx x dy, где 2 L -дуга парболы y 2x2 от т.О(0,0) до L т.В(1,2). 294. (x 2 y 2 )dx xy dy вдоль отрезка L AB прямой от точки L А(1,2) до точки В(2,4). x cos t 0t . ydy y 2 xdx, если 2 y sin t L x 4 cos t dy dx 296. если L - окружность . x y y 4sin t L 295. x 297. (x 2 2 2 xy) dx (2 xy y 2 )dy , где L - дуга параболы y x3 L от точки А. (1,1) до точки В(2,8). 298. y(3x y)dx 4xdy , где L - дуга параболы y 2 4 x от точки L О(0,0) до точки А(1,2). 299. 2 x( y 1)dx x dy по контуру фигуры, ограниченной линия2 L ми y x2 , y 9 в полажительном напровлении (против часовой стрелки). 300. (3x 2 y)dx 3xydy , где L дуга Эллипса L x cos t 0t . y 2sin t 2 29 10. РЯДЫ 301 – 310. Исследовать сходимость числового ряда n 1 301. n n n 3 2n 1 ; 302. n 1 303. 2n 1 n ! 8n n 1 ; 304. n5 (n3 1) ; 2n n 307. 7 ; n n 1 4n 3 n 1 n3 n 3n (2n 1)! . n 1 1 306. ; 7n (n 2) 9n n 1 n 309. 1 (n 1) ln 4 (n 1) . n 1 n 1 305. un . 308. 2n 1 (n3 1) (n2 1) . n2 310. 1 n ln n . n2 311–320. Найти область сходимости ряда. 311. 3n n(n 1) xn ; 312. n 1 313. n! 2n 1x n ; n 1 314. n 1 316. n 1 317. 2n-1 x 2( n 1) ; n3 x n n 1 2n 32n x n n=1 (n 1) x n ; n! n 1 318. n=1 319. xn n 10n1 . n 1 315. n ! x n ; n 1 5n (n 2) xn . 320. 2n n2 n(n 1) xn . n 1 321–330. Вычислить интеграл с точностью до 0.001, разложив подынтегральную функцию в степенной ряд . 30 1 321. 1 x sin xdx ; 322. 0 x 325. 0 0,5 327. 0 0,1 329. 0 ; 1 e x x dx 0 0,1 x e 4 dx ; 324. 0 0,2 x2 2 dx 0 0,4 323. e 1 arctgx dx x 326. cos x 2 dx 4 328. ln(1 x) dx x 330. cos 2xdx . 0 1 3 x cos x dx . 0 0,5 0 1 cos x x2 dx 331 – 340. Найти три первых, отличных от нуля, члена разложения в степенной ряд решения y y ( x) дифференциального уравнения y f ( x; y) , удовлетворяющего начальному условию y(0) y0 . 331. y 2cos x xy 2 ; y(0) 1 . 332. y x2 y3 1; y(0) 1 333. y x x2 y 2 cos x; y(0) 1 334. y e y 2xy ; y(0) 1 335. y 5e x y cos x ; y(0) 0 336. y y 4 x2 ; y(0) 1 337. y xe x 2 y 2 ; y(0) 0 338. y ' 2x y 2 e x ; y(0) 1 339. y ' e x x2 y 2 ; y(0) 1 340. y ' 2 x cos y ; y(0) 0 341 – 350. Разложить данную функцию f(x) в ряд Фурье в интервале [a; b]. 341. 343. 345. 0 f ( x) 2 x 0 f ( x) 3 f ( x) x x 0 0 x 342. 3 x 0 0 x3 344. (, ) 346. 31 x f ( x) 0 2 f ( x) 1 x 0 0 x f ( x) 3x (, ) 1 x 0 0 x 1 347. f ( x) 2 x 5 349. 2 f ( x) 3 (, ) 348. 3 f ( x) 3 x 1 x 0 0 x 1 350. f ( x) x 1 3 x 0 0 x3 (2, 2) 11. ТЕОРИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА 351. Среди 25 студентов группы, в которой десять девушек, разыгрывается пять билетов. Определить вероятность того, что среди обладателей билетов окажутся две девушки. 352. В лотерее разыгрывается 1000 билетов. Среди них два выиграша по 500 руб., пять по 200 руб., десять по 100 руб. и 25 по 50 руб. Некто покупает один билет. Найти вероятность: 1) выигрыша не менее 200 руб.; б) какого-либо выигрыша. 353. Техническое устройство, состоящее из трёх узлов, работало в течение некоторого времени t. За это время первый узел оказывается неисправным с вероятностью 0,1, второй с вероятностью 0,15, третий – с вероятностью 0,05. Найти вероятность того, что за время работы хотя бы один узел технического устройства станет неисправным. 354. Студент разыскивает нужную ему формулу в трёх справочниках. Вероятность того, что формула содержится в первом, втором, третьем справочнике соответственно равна 0,6; 0,7; 0,8. Найти вероятность того, что формула содержится: а) только в одном справочнике; б) только в двух справочниках; в) во всех трёх справочниках. 355. В группе спортсменов 20 лыжников, 6 велосипедистов и 4 бегуна. Вероятность выполнить квалификационную норму такова: для лыжника – 0,9; для велосипедиста – 0,8; для бегуна – 0,75. Найти вероятность того, что спортсмен, выбранный наудачу, выполнит норму. 356. Имеется 3 коробки деталей, изготовленных заводом №1 и 2 коробки деталей, изготовленных заводом №2. Вероятность того, что деталь завода №1 стандартная равна 0,8, а завода №2 – 0,9. Сборщик наудачу извлёк деталь из наудачу взятой коробки. Найти вероятность 32 того, что наудачу извлечённая деталь из наудачу взятого ящика стандартная. 357. В четырёх попытках разыгрываются некоторые предметы. Вероятность выиграша в каждой попытке равна 0,5. Какова вероятность выиграша трёх предметов? 358. Предприятие изготовило и отправило заказчику 100000 бутылок минеральной воды. Вероятность того, что бутылка может оказаться битой, равна 0,0001. Найти вероятность того, что в отправленной партии будет пять битых бутылок. 359. В микрорайоне девять машин технической службы. Для бесперебойной работы необходимо, чтобы не менее восьми машин были в исправном состоянии. Считая вероятность исправного состояния для всех машин одинаковой и равной 0,9, найти вероятность бесперебойной работы технической службы в микрарайоне. 360. Фирма рассылает рекламные проспекты восьми потенциальным партнерам. В результате такой рассылки в среднем у каждого пятого потенциального партнера возникает интерес к фирме. Найти вероятность того, что это произойдет не более чем в трёх случаях. 361 – 370. Дискретная случайная величина X может принимать только два значения: x1 и x2 , причем x1 x2 . Известны вероятность p1 возможного значения x1 , математическое ожидание M (X ) и дисперсия D(X ) . Найти закон распределения этой случайной величины. 361. p1 0,9; M ( X ) 3,1; D( X ) 0,09. 362. p1 0,8; M ( X ) 3,2; D( X ) 0,16. 363. p1 0,7; M ( X ) 3,3; D( X ) 0,21 . 364. p1 0,6; M ( X ) 3,4; D( X ) 0,24. 365. p1 0,5; M ( X ) 3,5; D( X ) 0,25 . 366. p1 0,4; M ( X ) 3,6; D( X ) 0,24. 33 367. p1 0,3; M ( X ) 3,7; D( X ) 0,21 . 368. p1 0,2; M ( X ) 3,8; D( X ) 0,16. 369. p1 0,1; M ( X ) 3,9; D( X ) 0,09. 370. p1 0,9; M ( X ) 2,2; D( X ) 0,36 . 371 – 380. Случайная величина Х задана функцией распределения F (x) . Найти плотность распределения вероятностей, математическое ожидание и дисперсию случайной величины. 371. 0 при x 0 x F ( x) при 0 x 4 4 1 при x 4 373. 0 при x 1 x 1 F ( x) при 1 x 3 2 1 при x 3 375. 377. 372. 374. 0 при x 1 1 F ( x) 2 x при 1 x 376. 2 1 1 при x 2 0 при x 0 2 1 F ( x) 3 x 2 при 0 x 3 3 378. 1 1 при x 3 34 0 при x 1 x 1 F ( x) при 1 x 1 2 1 при x 1 0 при x 0 2 x F ( x) при 0 x 8 64 1 при x 8 0 при x 2 x F ( x) при 2 x 2 2 1 при x 2 0 при x 0 F ( x) x при 0 x 1 1 при x 1 379. 0 при x 0 F ( x) sin x при 0 x 2 1 при x 2 380. 0 при x 0 F ( x) cos 2 x при 0 x 1 при x 381 – 390. Известны математическое ожидание а и среднее квадратическое отклонение нормально распределенной случайной величины Х. Найти вероятность попадания этой величины в заданный интервал (; ). 381. a 15; 2; 16; 25. 382. a 14; 4; 18; 34. 383. a 13; 4; 15; 17. 384. a 12; 5; 17; 22. 385. a 11; 3; 17; 26. 386. a 10; 2; 11; 13. 387. a 9; 4; 15; 19. 388. a 8; 2; 6; 13. 389. a 7; 5; 2; 22. 390. a 6; 3; 0; 9. 391 – 400. Найти доверительный интервал для оценки математического ожидания а нормального распределения с надежностью 0.95, зная выборочную среднюю х, объем выборки n и среднее квадратическое отклонение . 391. 393. 395. 397. 399. x 84,21; 15; n 225. x 84,23; 13; n 169. x 84,25; 11; n 121. x 84,27; 9; n 81. x 84,29; 7; n 49. 392. 394. 396. 398. 400. 35 x 84,22; 14; n 196. x 84,24; 12; n 144. x 84,26; 10; n 100. x 84,28; 8; n 64. x 84,30; 6; n 36. ОГЛАВЛЕНИЕ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Элементы векторной алгебры и аналитической геометрии Элементы линейной алгебры Введение в математический анализ Производная и её приложения Приложение дифференциалього исчисления Дифференциальное исчисление функции нескольких переменных Ноепределенный и определенный интеграл Дифференциальные уравнения Кратные и криволинейные интегралы Ряды Теория вероятностей и математическая статистика Контрольные задания 36