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

Контрольная работа 2 вариант 3

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
24.03.2015
Размер:
219 Кб
Скачать
☆

Банк рефератов Vzfeiinfo.Ru

Соглашение об использовании

Материалы данного файла могут быть использованы без ограничений для написания собственных работ с целью последующей сдачи в учебных заведениях.

Во всех остальных случаях полное или частичное воспроизведение, размножение или распространение материалов данного файла допускается только с письменного разрешения администрации проекта http://www.vzfeiinfo.ru/.

1

Вариант 3

Контрольная работа № 2

1.Найти неопределенный интеграл:

∫3x (2x −5)dx .

Решение.

Для вычисления этого интеграла воспользуемся методом интегрирования по частям:

∫3x (2x −5)dx =

 

u = 2x −5

 

du = 2dx

 

=(2x −5)

3x

−∫

3x

2dx =

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

 

 

 

 

dv =3x dx v =

 

 

ln 3

ln 3

 

ln 3

 

=(2x −5)

3x

2

∫3

x

 

 

(2x −5)3x

 

2 3x

(2x −5)3x

2 3x

 

−

 

 

dx

=

ln 3

 

 

−

 

 

 

+C =

 

ln 3

− ln2 3 +C;

ln 3

ln 3

 

 

 

ln 3

ln 3

 

2. Вычислить определенный интеграл:

e

dx

∫1

 

.

x(ln2 x −5ln x +6)

Решение.

Вычислим интеграл, используя метод замены переменной:

 

 

 

ln x =t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

dx

 

dx = dt

1

dx

1

dt

∫1

 

=

t x=ln1 =0

= ∫0

 

= ∫0

 

;

x(ln2 x −5ln x +6)

t2 −5t +6

(t −3)(t −2)

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

t2 =ln e =1

 

 

 

 

 

Воспользуемся методом неопределенных коэффициентов для разложения подынтегральной функции на простейшие дроби I типа.

2

1

=

1

=

A

+

B

;

t2 −5x +6

(t −3)(t −2)

t −3

t −2

Приведем в правой части дроби к общему знаменателю и освободимся от знаменателя.

1 = A( t −2 ) + B(t −3);

Сгруппируем члены с одинаковыми степенями:

1 =( A + B )t −2A −3B ;

Сравнивая коэффициенты при одинаковых степенях x, получаем систему уравнений:

A + B = 0

, из которой найдем коэффициенты A =1, B = −1.

 

−2 A −3B =1

 

Итак, разложение рациональной дроби на простейшие имеет вид:

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

=

 

 

1

 

 

−

1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t2 −5t +6

 

t −3

t −2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

1

 

 

=(ln

 

 

 

)

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

dx

t −3

−ln

t −2

 

 

=

 

∫0 t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∫0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−5t +6

 

 

 

t −

3

 

t −

2

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=ln

 

 

t −3

 

 

 

 

1

= ln

 

2

 

 

−ln

 

3

 

 

 

=ln

4

≈0,29.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t −2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: ln 43 ≈0,29.

3.Вычислить определенный интеграл:

∫1 e x dx.

0

Решение.

Воспользуемся методом замены переменной, и затем, проинтегрируем по частям:

3

 

x =t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

x =t2

 

1

 

u =t du = dt

 

 

1

1

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∫e x dx =

dx = 2tdt

= 2∫ettdt =

 

t

dt v =e

t

=ett

 

− ∫et dt =ett

 

0

−et

 

0 =

 

0

 

 

0

t1 =

0 =0

0

 

dv =e

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t2 =

1 =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=e −0 −e +e0 =1.

Ответ: 1.

4. Решить дифференциальное уравнение: 2 y′−3y =e3x .

Решение.

2 y′−3y = e3x ;

2 dydx −3y =e3x ;

Это линейное уравнение первого порядка.

Пусть y =uv , тогда

dy

=u dv

+v du .

 

dx

dx

dx

Подставляя выражение dydx в исходное уравнение, будем иметь:

2u dvdx +2v dudx −3uv =e3x ;

 

2

dv

 

+ 2v

du

=e

3x

; (1)

u

dx

−3v

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

Для определения v получим уравнение

2 dvdx −3v =0;

4

т.е. 2 dvdx =3v;

dvv = 32 dx;

∫dvv = 32 ∫dx;

Получили

lnv = 32 x (постоянную интегрирования не вводим, так как достаточно найти ка-

кое-либо частное решение этого вспомогательного уравнения).

3x

v= e2 ;

Подставляя выражение функции v в уравнение (1), получаем для определения u уравнение

2e32 x dudx =e3x

или du =

1 e23 xdx,

 

2

∫du = 12 ∫e32 xdx,

откуда u = 13 e32 x +C;

Следовательно, общее решение заданного уравнения будет иметь вид

 

1

3 x

 

3 x

=

1

e

3x

3 x

.

y =uv =

3

e2

+C e2

3

 

+Ce2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями:

y = x3 ,

y = x2 ,

x = −2, x =1.

5

Решение.

Построим графики функций:

 

y

4

y = x2

 

y = x3

3

2

1

x

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

5

-1

-2

1

 

2

 

3

x3

 

x4

 

1

 

1

 

1

 

8

 

 

 

1

 

1

 

8

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S = ∫

(x

 

− x

 

)dx =

 

−

 

 

 

 

=

 

−

 

−

−

 

−4

 

=

 

−

 

+

 

+4 =6

 

.

 

 

3

4

3

3

3

4

3

4

−2

 

 

 

 

 

 

 

 

−2

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.Экспериментальные данные о значениях переменных x и y приведены в таблице:

 

xi

0

1

2

3

 

4

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yi

1,3

1,8

2,2

2,3

 

2,6

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В результате их выравнивания получена функция y =

x + 2 . Используя метод

наименьших квадратов, аппроксимировать эти данные линейной зависимостью

6

y = ax +b (найти параметры a и b). Выяснить, какая из двух линий лучше (в смысле метода наименьших квадратов) выравнивает экспериментальные данные. Сделать чертеж.

Решение.

Для определения коэффициентов линейной зависимости используют формулы:

a∑n

xi2 +b∑n

xi =∑n

xi yi ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

 

i=1

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a∑xi +nb =∑yi .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построим и заполним вспомогательную таблицу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

x

 

 

y

 

x2

x y

y*

y%

 

* −

yi )

2

%

−

yi )

2

 

 

i

 

 

i

 

i

i i

i

i

 

(yi

 

(yi

 

 

 

1

 

0

 

 

1,3

 

0

0

1,4

1,41

 

 

0,01

 

 

0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

1,8

 

1

1,8

1,7

1,73

 

 

0,01

 

 

0,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

2

 

 

2,2

 

4

4,4

2

2,00

 

 

0,04

 

 

0,04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

3

 

 

2,3

 

9

6,9

2,3

2,24

 

 

0,00

 

 

0,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

4

 

 

2,6

 

16

10,4

2,6

2,45

 

 

0,00

 

 

0,02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

5

 

 

3

 

25

15

2,9

2,65

 

 

0,01

 

 

0,13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∑

 

15

 

13,2

 

55

38,5

12,9

12,48

 

 

0,07

 

 

0,21

7

Используя полученные значения, имеем:

55a +15b =38,5,15a +6b =13,2.

Решая систему, получаем:

a =0,3;

b =1,4.

Т.е. y =0,3x +1,4.

Дополним таблицу для определения, какая из линий лучше (в смысле наименьших квадратов), выравнивает экспериментальные данные, обозначив значения, полученные по формуле

y = 0,3x +1,4 : y*;

y = x + 2 : y.

 

%

Т.к. min{0,07;0, 21} = 0, 21,

то делаем вывод, что прямая лучше выравнивает экспериментальные данные.

7.Используя разложение функции y =ln(1 + x) в степенной ряд, вычислить ln1,12 с точностью до 0,001.

Решение.

8

Для вычисления ln1,12 запишем ряд ln(1 + x) = x −

x2

+

x3

−K

(−1)n xn+1

+K при

2

3

n +1

x =0,12, входящем в область сходимости

(−1;1]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln1,12 =0,12 − 0,122

+ 0,123

−K(−1)n 0,12n+1

+K=

 

 

 

 

 

 

2

3

n +1

 

 

 

 

 

 

 

=0,12 −0,0072 +0,000576 −0,00005184 +K

Если в качестве ln1,12 взять первых два члена, то мы допускаем погрешность

 

r

 

=

0,123

+

0,124

+K+

0,12n

0,123

+

0,125

+K+

0,12n

+K=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+K<

 

 

 

 

n

 

 

 

 

3

 

4

 

 

n

 

3

 

 

3

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0,123

(1 +0,12 +K+0,12

n−3

+K)=

0,123

 

 

1

 

=0,000655 <0,001

3

 

 

3

1 −0,12

Итак,

ln1,12 ≈ 0,12 −0,0072 = 0,1128 ≈ 0,113.

9