Материал: 2187

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

 

 

4xyy

 

x

2

y

 

2xy 2y

2

2x, откуда

y

 

 

2xy 2y2 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4xy x2

 

 

 

 

 

 

7. Продифференцировать функцию, заданную параметрически:

С

 

 

 

 

 

 

 

x 2cost2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y sint 3t.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Используем правило дифференцирования функции,

заданной параметр чески:

yx

 

 

yt

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние

 

 

 

 

xt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yx

(2cost2)

 

 

 

 

 

 

4tsint2

 

 

 

 

4tsint2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Получ м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cost 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(sint 3t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 cost

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

 

 

 

32 бА1 32(1 ) 2 1 . Положим f (x)

 

x; x0

1;

 

 

8. Выч сл ть с помощью дифференциала приближённое значе-

 

 

выражен я 5 31.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решен е.

 

 

 

Используем

приближённое

 

равенство

f (x) df (x) f (x) x, верное при малых значениях x . Откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x0 x) f (x0 ) f (x0 ) x.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Преобразуем

 

 

 

сначала

 

 

 

исходное

выражение:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

1

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

.

Производная равна f (x)

 

;

f (1) 1. Окончательно

32

 

 

 

 

55

 

x4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

имеем

 

 

5

 

2(1 1 (

1

))

31

Д115.

 

 

 

 

 

 

31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

16

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Составить уравнения касательной и нормали к графику функ-

ции y sin 2x в точке x0

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

Запишем

 

 

 

 

 

 

 

уравнение

касательной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

;

y f (x0 ) f (x0 )(x x0 ).

 

 

 

В

 

 

нашем

случае f (x0 ) sin

 

3

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

246

x2 1

f (x0 ) 2cos

2

 

 

1. Подставляем в уравнение y

3

 

x

 

, откуда

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

 

y x

 

 

3

– уравнение касательной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С3 2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Запишем уравнение нормали y

f (x0 )

 

 

 

 

(x x0 ). Под-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x0 )

ставив в это уравнен е числовые данные y

 

3

(x

 

), откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

Найти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y x

 

 

 

 

3

 

– уравнение нормали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

про зводную функции

y (sin x)sin x

с помощью ло-

 

 

 

 

бАcosx

 

 

 

 

 

 

гарифм ческого д фференцирования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решен е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y (sinx)sin x;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln y ln(sinx)sin x;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

(ln(sinx)

sin x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y (sinxlnsinx) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

y y(cosxlnsin x sin x

 

 

) (sin x)sin x (cos xlnsin x sin x ctg x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x

 

И

(sin x)sin x 1(lnsin x ctg x).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Исследовать функцию иДпостроить ее график:

 

 

 

 

а)

 

y

x2 1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение

1. Находим область определения: x ; 1 1;1 1; .

2. Исследуем на четность и нечетность. Так как f ( x) f (x), следовательно, функция является четной, график функции симметричен относительно оси ординат.

247

3. Находим точки пересечения с координатными осями: c осью

Ох точек пересечения нет, так как

y

x2

1

 

0; с осью Оу: при x =

 

 

 

 

 

x2 1

 

= 0; y 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Исследуем на непрерывность. Функция определена и непре-

рывна при всех х 1, поэтому

 

х 1 –

 

точки

разрыва графика

функции. Определим характер разрыва (род). Для этого вычислим од-

носторонн е пределы функции при стремлении x к

1:

и

 

 

 

 

x

2 1

 

 

x

2

1

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

и

lim

 

 

 

 

 

 

;

x 1 0 x

 

1

 

x 1 0 x

 

 

1

 

бАk lim lim lim

0;

 

x

2

1

 

 

 

x

2

 

1

 

lim

x

2

 

 

и

lim

 

2

 

 

 

.

x 1 0

1

 

x 1 0

x

 

1

 

Итак, х 1 – точки разрыва 2-го рода. 5. Находим асимптоты графика функции.

Так как в точках х 1 функция имеет бесконечный разрыв, то прямые х 1 являются вертикальными асимптотами.

Наклонные асимптоты ищем в виде y = kx + b.

 

 

y(x)

 

 

 

x2 1

 

 

x2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x

 

x

x

 

 

x

x3 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

b

lim y(x) kx

 

lim x

 

 

1 0

 

lim

 

 

x

 

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

2Д

 

x x

 

 

1

 

x

1

 

1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

Итак, y 1 – горизонтальная асимптота.

Наклонных асимптот

нет, так как есть горизонтальная. И 6. Находим интервалы монотонности функции и точки экстре-

мума.

Для этого найдем первую производную от заданной функции и приравняем ее к нулю.

248

 

 

 

 

x2

1

 

 

2x x2

1 2x x2 1

 

 

 

4x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

x

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

x2 1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

0

 

 

 

x2 1 2 0 x 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тац

онарная кр тическая точка x 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Внесем данные в табл. 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4

 

х

 

 

; 1

 

 

 

 

 

 

 

 

1;0

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

0;1

 

 

 

 

1;

 

 

y

 

 

 

+

 

 

бА2 2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

Возрастает

 

 

 

 

Возрастает

Максимум

 

 

Убывает

 

 

 

Убывает

 

 

 

При x 0;1 1;

у ывает. При

 

x ; 1 1;0 –

 

возрастает. Так м о разом, точка (0, –1) является точкой максимума.

 

 

Экстремум функции ymax 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Находим

 

интервалы

выпуклости и точки перегиба графика

 

функции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для этого найдем вторую производную от заданной функции и

 

приравняем ее к нулю:

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

x 1

2 x 1 2x x

 

 

3x 1

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

x

2

 

 

 

 

2

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

y

 

0 точек перегиба нет.

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Внесем данные в табл. 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; 1

 

 

 

 

1;1

 

 

 

 

 

 

1;

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вогнутый

 

 

 

Выпуклый

 

 

Вогнутый

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

 

 

 

 

 

 

 

x 1;1

график

 

функции

выпуклый, при

 

x ; 1 1;

график функции вогнутый.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Построим график функции на рис. 72, начертив сначала вер-

 

тикальные асимптоты х 1,

горизонтальную асимптоту

y 1 и от-

 

метив точку экстремума (0, –1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

249

С

 

и

 

 

бА

 

 

 

Д

 

 

 

Рис. 72

y

ln x

.

 

 

x

И

Решение

1. Находим область определения: х 0.

2. Исследуем на четность. f ( x) f (x), следовательно, функция общего вида.

3.Находим точки пересечения с координатными осями. С осью Ох: y = 0; x = 1. С осью Оу: x = 0; y не существует.

4. Исследуем на непрерывность. Функция определена и непрерывна в интервале (0;+ ). В граничной точке x 0 области определе-

ния функция имеет бесконечный разрыв, так как lim ln x .

x 0 x

5. Находим асимптоты графика функции. Так как в точке x 0 функция имеет бесконечный разрыв, то прямая x 0 является вертикальной асимптотой.

250