Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
matematika.pdf
Скачиваний:
69
Добавлен:
02.04.2015
Размер:
2 Мб
Скачать
☆

4.2. Задания на контрольные работы № 5 и №6

Номера задач выбираются по таблице в соответствии с первой буквой фамилии и последними двумя цифрами шифра. Например, студент Иванов, шифр 1-45-5825, решает в контрольной работе 5 задачи 5, 15, 22,31, в контрольной работе 6 - задачи 45, 52, 62, 71.

Последняя

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

цифра шифра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер контрольной работы

 

5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предпоследняя

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

цифра шифра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер контрольной работы

 

5

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

 

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первая буква

А,И

Б,О

В,Н

Г,Ф

Д,З

Е,М

Ж,С

К

П

У,Ш

фамилии

 

Т

Ц

Х

Я

Л

Р

Ч

Э

Щ

Ю

Номер контрольной работы

 

5

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

161

Контрольная работа №5

В задачах 1-10 решить дифференциальное уравнение первого порядка.

1.

 

y2 +1dx = xydy,

2.

y′ ctgx + y = 2,

3.

y′− y2 x = 2xy,

4.

(y +

xy )dx = xdy,

5.

y

2

+ x

2

y

′

′

6.

xy

′

= y − xe

y / x

,

 

 

 

= xyy ,

 

 

7.

(xy′−1) ln x = 2 y,

8.

y = x (y′− x cos x),

9.

(xy +ex )dx − xdy = 0,

10.

(2x +1)y ' = 2 y + 4.

В задачах 11-20 решить дифференциальное уравнение методом

понижения порядка.

 

 

11.

x2 y '' = (y ')2 ,

12.

2yy '' =1 +(y ')2 ,

13.

2xy ' y '' = (y ')2 −1,

14.

2yy ' = (y ')2 ,

15.

yy ''' = y ''− xy '',

16.

y3 y '' =1,

17.

y ''' = 2 (y ''−1) ctgx,

18.

xy ''− y ' = x2 ,

19.y '''−1 = 2 cos 2x −7x, 20. y ''(ey +1)+(y ')2 ey = 0.

Взадачах 21-30 найти общее решение дифференциального уравнения второго порядка.

21. y ''+ y '−2 y = 3xex ,

22.

y ''−3y '+ 2 y = cos x,

23. y ''+ y = 4 cos x,

24.

y ''+3y '−4 y = e−4 x ,

25. y ''−5 y ' =15x2 ,

26.

y ''−4 y '+8y = sin 2x,

27. y ''−9 y = e3x cos x,

28.

y ''−2 y '+ y = 6xex ,

29. y ''+ y = x sin x,

30. y ''+ 4 y '+ 4 y = 2xe2 x .

В задачах 31-40 найти область сходимости степенного ряда и исследовать сходимость на концах интервала сходимости.

 

∞

2

2n−1

(x +1)

2n−1

 

 

 

∞

(

n +1

5

(

x +1

2n

 

31.

∑

 

 

,

32.

∑

 

)

 

 

 

)

,

 

(4n

+3)

2

 

 

2n +1

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33.

∑(−1)n−1

(2n +1)2 (x +2)n ,

34. ∑

(x −7)

2n−1

 

 

 

,

 

 

 

∞

 

 

 

 

 

 

 

∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

(2n −1)(2n −1)!

 

 

 

162

35.

 

 

 

 

 

2n−1

,

 

36. ∑(x +6)n−1 (n + 2)!,

∑(x +5)n

 

 

 

∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∞

 

 

 

 

 

 

 

n=1

2n 4

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

∞

(3n −2)(x +3)n

∞

 

 

n

 

(x −3)n

37.

∑

 

 

 

 

 

 

3

 

,

38. ∑(−1)

 

 

 

 

,

(n

 

 

1)

2

 

(

)

 

 

n=1

+

 

n+1

n=1

 

 

n +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n +1

 

∞

n

 

 

 

2

n

 

∞

(

x +5

n

 

 

 

39.

∑

 

x

 

 

,

40. ∑

 

n)

 

.

 

 

n +1

 

 

 

n! 5

 

 

 

 

n=1

 

2

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа №6

В задачах 41-50 разложить функцию в ряд Маклорена, определить область сходимости ряда

41.a) f (x)= ln (1 − x2 ),

42.а) f (x)= ex−1,

43.а) f (x)= x sin2 2x,

44.а) f (x)= 2x sin (5x2 ),

45.а) f (x)= ln (4 + x2 ),

46.а) f (x)= e3x −2e−x ,

47.а) f (x)= x3 e3x−1,

48.а) f (x)= xe−x2 ,

49.a) f (x)= ln (2x +3),

50.а) f (x)=1+sin 4x,

б) f (x)= 1+1x4 ,

б)

f (x)=

 

 

x2

 

 

 

 

 

,

 

1

+8x3

 

 

 

 

 

 

 

б)

f (x)=

 

 

4x

 

 

 

 

,

 

3

−2x

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

f (x)=

 

3x

,

 

 

 

 

 

 

x +5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

f (x)=

 

 

2x2

 

 

 

 

,

 

 

2x +

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

f (x)=

 

8x3

 

,

 

 

 

 

 

2 + x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

f (x)=

 

 

4

 

 

 

 

,

 

 

2x +

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

f (x)=

 

 

x2

 

 

 

.

3

−27x2

 

 

 

б) f (x)=

 

 

x

 

 

 

,

 

9

+ x2

 

 

 

 

 

 

 

б)

f (x)=

 

9 − x2

.

 

 

 

 

 

 

 

4 − x2

 

 

 

 

163

В задачах 51-60 построить область интегрирования и изменить порядок интегрирования

51.

∫4 dx

7∫−x

f (x, y)dy,

52.

∫6

dx x∫−1

f (x, y)dy,

 

0

1

x+1

 

 

0

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

2

4−x2

 

 

1

 

x2

 

53.

∫dx

 

∫

f (x, y)dy,

54.

∫dx

∫ f (x, y)dy,

 

0

4−2 x2

 

0

 

x4

 

 

1

3−2 x

f (x, y)dy,

 

2

 

(x−1)2

f (x, y)dy,

55.

∫dx

 

∫

56.

∫dx

∫

 

0

 

x

 

 

0

 

0

 

 

2

x+2

 

 

1

 

ex

 

57.

∫dx ∫

f (x, y)dy,

58.

∫dx

∫ f (x, y)dy,

 

−1

x2

 

 

0

 

e−x

 

 

2

2 x

(x, y)dy,

 

1

 

2−x2

f (x, y)dy.

59.

∫dx

∫ f

60.

∫dx

∫

 

0

x

 

 

0

 

x

 

61.Вычислить площадь части поверхности цилиндра z2 = 4x , лежащей в I октанте, вырезанной цилиндром y2 = 4x и плоскостью x =1.

62.Найти площадь плоской фигуры, ограниченной линиями y2 = x +1 и

x+ y =1.

63. Вычислить площадь части конической поверхности

z = x2 + y2 ,

вырезанной плоскостями x = 0, y = 0, x + y =1, x + y = 2

и лежащей в I

октанте.

 

64.Найти объем цилиндрического тела, расположенного в I октанте, ограниченного снизу плоскостью Oxy , сверху – цилиндром z = x2 , сбоку – вертикальными плоскостями x + y = 5 , x −2 y = 2 , y = 0.

65.Найти объем цилиндрического тела, расположенного в I октанте, ограниченного снизу плоскостью Oxy , сверху – эллиптическим параболоидом

z = x2 + y2 , сбоку – вертикальными плоскостями x + y =1, x = 0, y = 0.

66.Найти объем цилиндрического тела, расположенного в I октанте, которое снизу ограничено плоскостью z = 0 , сверху – цилиндром 8z = y2 , сбоку – вертикальными плоскостями x + y = 2 , x = 0, y = 0.

67.Найти объем цилиндрического тела, расположенного в I октанте, которое ограничено снизу плоскостью z = 0 , сверху – плоскостью x + z = 6 ,

сбоку – поверхностями y = x и y = 2 x .

68. Найти объем тела, ограниченного снизу плоскостью z = 0 , сверху –

164

цилиндрической

поверхностью

z = 4 − x2 ,

сбоку

–

 

вертикальными

плоскостями y = ±x

(x ≥ 0).

 

 

 

ρ(x, y),

 

 

 

 

 

69. Найти массу пластины с плотностью

ограниченную

линиями: x = y , x −3y =1,

y =1, y = 3, если ρ(x, y)= y .

 

 

 

 

 

70. Найти массу пластины,

заданной неравенствами

y ≥ x2 ,

y − x ≤ 2,

y + x ≥ 2, если ее плотность ρ(x, y)= x + 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 71-80 вычислить криволинейные интегралы по кривой L :

 

71.

∫

(x2 + y)dl, где L - отрезок AB , где A(0;1) и B(−2;3).

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72.

∫(x + y)dl,

где кривая

L задана параметрически

x = cos t,

y = sin t,

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 ≤ t ≤ π.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

73.

∫xydl,

 

где

кривая

L есть

часть окружности

x2 + y2 =1,

лежащая

в

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

первой четверти.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

74.

∫ydl, где кривая

L

есть дуга параболы

 

y2 = 2x

от точки

A(2; 2)

до

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точки B(8; 4).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75.

∫

 

dl

 

 

,

где кривая

L

задана параметрически

x = cos t +t sin t,

 

2

 

2

 

L

x

+ y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = sin t −t cos t, 0 ≤ t ≤ 2π.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76.

∫(2 − y)dx + xdy,

где

кривая L задана

параметрически

x = t −sin t,

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y =1−cos t, 0 ≤ t ≤ 2π.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

77.

∫

ydx + xdy

, где L - отрезок

AB , где A(0;0) и B(1;1).

 

 

 

 

1 + x

2

y

2

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

78.

∫ydx −(y + x2 )dy,

где

кривая L есть

дуга параболы

y = 2x − x2

от

 

L

A(2;0) до точки B(0;0).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

79.

∫2xydx + x2dy, где L - отрезок AB , где

A(0;0) и B(1;3).

 

 

 

80.

∫L (−x2 + xy)dx − xydy,

где

L есть дуга

кривой

x2 + y2 =1

от точки

L

A(0;1) до точки B(1;0).

165

4.3. Блок тестов текущего контроля Тренировочные тесты

Тест №1

1.Укажите, которые из написанных уравнений являются уравнениями первого порядка?

а) (y ')3 + 3y2 x + y ' x4 + 5 = 0 ;

б) y '+ xy + 2 y " = 0 ;

в) (y +

xy )dx = xdy ;

г) xy "+ y ' =1 + x .

 

1) только а;

2) только б; 3) только в;

4) только а и в; 5) а, б и г.

2. Которая

из функций: а)

y = cos 3x ;

б)

y = sin 3x

является решением

дифференциального уравнения y "+ 9 y = 0 .

 

 

1) только а;

 

 

2) только б;

3) и а, и б;

4) ни а, ни б.

3. Из приведенных выражений выбрать общее решение дифференциального

уравнения

y '−

3y

= x :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

1) y = 3x3 − x2 ;

2) y = Cx3 − x2 ;

 

 

3) y = 3x3 −Cx2 ;

4) y = 3x2 +C (1 − x2 ).

 

4. Через начало координат проходит кривая, в каждой точке которой угловой коэффициент касательной равен утроенной абсциссе точки касания. Каково

ее уравнение?

 

 

 

3

 

 

 

1) y = 3x ;

2) y = 3x2 ;

3)

y =

x2

;

4) y2 = 3x .

2

 

 

 

 

 

 

 

5. Которая из функций является решением задачи Коши для уравнения y ' = 3y2

при начальных условиях y(1) = 12 :

1) y = 5 + 3x ;

2)

y =

 

1

;

3) y = −

1

;

4) y =

2

5

−3x

3x +5

3x +1

 

 

 

 

 

 

 

.

Тест №2

1.Является ли дифференциальное уравнение первого порядка

x+ xy + y′(y + xy)= 0

1)уравнением с разделяющимися переменными;

2)однородным;

3)линейным относительно неизвестной функции y(x) ;

4)линейным относительно неизвестной функции x( y) .

2.Имеются ли среди уравнений:

а) (y + xy )dx = xdy;

б) xy′ = y − xey x ;

в) x2 + y2 = 2xyy′

однородные дифференциальные уравнения первого порядка?

166

1)

однородное только в);

 

 

 

 

 

2) однородные только а) и в);

 

3)

все однородные ;

 

 

 

 

 

 

 

4) не имеются.

 

 

 

 

 

3. Частное решение дифференциального уравнения (x2 +1)y′ = 2x(4 − y) при

y(0) =1 имеет вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

y = 4 −

3

 

;

2)

y

=

4x2

−3

;

 

3) y = 4 +

 

1

 

;

4) y =

4x2

 

.

 

 

x2

+1

 

 

 

x2 +1

x2 +1

 

 

x2 +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Которое из следующих выражений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

y = 2 + 2C cos x;

 

 

 

б)

y = 2 −C cos x;

 

 

 

 

 

в)

y = C sin x −3x;

 

 

 

г)

y = sin x +cos x +3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

′

= 2 ?

 

 

 

 

 

 

является общим решением уравнения y ctgx + y

 

 

 

 

 

 

1)

а;

2) б;

 

3) в;

 

 

 

4) г;

 

5) Нет общих решений.

5. Функция

 

f (x)

 

удовлетворяет

дифференциальному

уравнению

(1+ x2 )f ′(x) =1 и, если

f (0) =1, то чему равно

 

f (1) ?

 

 

 

 

1)

π −1;

 

 

 

2)

π

;

 

 

3) π

+1;

4) 167

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тест №3

1. Сколько произвольных постоянных должно быть в общем решении дифференциального уравнения

 

 

 

 

 

 

 

(y′′)2 − y′′′+ 2 y′ = 0

 

 

 

 

 

 

1) одна;

 

 

2) две;

3) три;

 

4) четыре.

 

 

2. Укажите из предложенных дифференциальных уравнений:

 

 

 

 

а) xy

′′

=1;

б) y

′′

= 2(y

′

−1)ctgx;

в) y

′′

=

′

г) x

−1

y

′′

= sin x

 

 

 

 

2xy ;

 

 

те, понизить порядок которых можно, применив непосредственное последовательное интегрирование.

1) а, б и в; 2) а и б; 3) а и г; 4) а, в и г. 3. Имеются ли среди дифференциальных уравнений: а) xy′′ = y′− xy′;

б) (

 

)

2

 

 

 

в)

 

 

 

(

 

 

)

2

 

г)

 

 

 

 

(

 

)

2

 

y

′

+ 2 yy

′′

= 0;

 

′

′′

=

 

y

′

+1

+1;

 

yy

′′

+1

=

 

y

′

 

 

 

 

 

2xy y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнения, для понижения порядка которых следует применить подстановку

y′ = z(x) ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) а и б;

2) а и в;

 

 

3) только а;

 

4) а, б и г.

 

4. Укажите, для каких дифференциальных уравнений:

 

 

 

 

 

 

а) y

′′

cos 2x = tgx;

′

2

+ 2 yy

′′

= 0;

в) 1+ y

′

′′

г) e

2 x

y

′′

= xy

′

 

б) (y )

 

 

 

= yy ;

 

 

 

целесообразнее всего применить замену переменных y′ = p( y) ?

 

 

 

 

1) а, б и г;

2) б, в;

 

 

 

3) б, г;

 

 

4) а, г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

167

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Найдите частное

решение дифференциального

уравнения

(

x +1

2

y

′′

=1

,

 

 

)

 

 

 

 

 

 

удовлетворяющее начальным значениям y(0) = 0,

′

=1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y (0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

y = 2x −ln(x +1) ;

2) y =

2x

;

3)

y = −

x

 

+2x ;

4)

y =

 

1

 

−

 

1

x .

 

 

x +1

x +1

2

 

 

 

 

 

x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тест №4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Имеются ли среди систем функций линейно независимые:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ex , e2 x ;

б) e2 x , 2e2 x ;

в) ex , e−x ;

г)

x, 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

все а, б, в, г;

2) только а и б;

3)

только а и в;

4)

только г.

 

 

2.Укажите фундаментальную систему решений линейного однородного дифференциального уравнения второго порядка y′′+ y′ = 0.

1) ex , e−x ;

2) 1, ex ;

3) 1, e−x ;

4) cos x, sin x.

3.Известно, что функции ϕ1 (x) и ϕ2 (x) являются решениями уравнений y ''+5y '−4 y = 0 и y ''+5xy '−4x2 y = 0 . Для которого из них функция

ϕ(x) = 2ϕ1 (x) −5ϕ2 (x) также является решением:

 

 

 

 

 

 

 

1)

только для первого;

2) только для второго;

 

 

 

 

3)

и для первого и для второго; 4) ни для первого ни для второго.

4. Значение

определителя

Вронского W =

 

y1

y2

'

 

для функций

 

 

 

 

 

 

 

y '

y

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

y1 = cos x; y2

= sin x равно:

3)cos2x;

 

 

 

 

 

 

4) sin2x.

1) 1;

2) -1;

 

 

 

 

 

 

5. При каком значении b функция y(x) = 2x2 +b является решением уравнения y ''+3xy '−2 y =8x2 ?

1) b=2; 2) b=0; 3) b=3; 4) b=2x.

Тест №5

1.Найдите общее решение линейного однородного дифференциального уравнения второго порядка y′′+ 4 y′−5 y = 0.

1)

y = C1ex +C2e−5x ;

2)

y = ex (C1 sin 5x +C2 cos 5x);

3)

y = e5x (C1 cos x +C2 sin x);

4)

y = C1e−x +C2e5x .

2. Укажите линейное однородное дифференциальное уравнение, для которого

функция y = e3x (C1 cos 2x +C2 sin 2x)

была бы общим решением.

1)

y′′−6 y′+5 y = 0;

2)

y′′−6 y′+13y = 0;

3)

y′′−5 y′+6 y = 0;

4)

y′′−4 y′+9 y = 0.

3. Найдите методом

неопределенных

коэффициентов частное решение y

 

 

 

168

 

неоднородного линейного дифференциального уравнения

y′′+ 4 y′ = f (x) ,

соответствующее правой части

f (x) = 4x +5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

1) y = −2x +3;

2) y = 2x

2

+

1

x;

3) y =

1

x

2

+ x;

4)

y =

1

x +1.

 

4

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Укажите линейное однородное дифференциальное уравнение второго порядка с постоянными коэффициентами , для которого числа λ1 = 3 и

λ2

= −2 являются корнями характеристического уравнения:

1)

y′′− y′−6 y = 0;

2) y′′+ y′−6 y = 0;

3)

y′′+ y′+5 y = 0;

4) y′′+5 y′− y = 0.

5. Общее решение неоднородного линейного дифференциального уравнения

y′′+9 y = 2 sin x равно:

 

 

 

 

1

 

1) y =C e3x

+C e−3x +2sin x−2cos x;

2)

y = C e−9 x

+ xC e−9 x +

sin x;

 

 

1

2

 

 

1

2

10

 

 

 

1 sin x;

 

 

 

 

3) y = C1 sin 3x +C2 cos 3x −

4)

y =C1 sin3x +C2 cos3x −

1

(sin x +cos x).

 

 

 

5

 

 

 

5

 

Тест №6

1.Характеристическим уравнением линейной однородной системы

дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами

dy

= 3y +3z,

 

 

является

dx

 

dz

 

= 4 y +2z

 

 

 

dx

 

 

1)

 

3 −λ 3

 

=0,

2)

 

3+λ

3

 

=0,

 

3)

 

3−λ

4

 

=0,

 

4)

 

 

3+λ 4

 

=0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

2 −λ

 

 

 

4 2+λ

 

 

 

 

 

2 3−λ

 

 

 

 

 

 

 

3 2 +λ

 

 

2.

Какой из наборов функций: а) y1 = ex , z1 = ex ; б)

y2 = 2e−2 x ,

z2 = −e−2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

= −y +2z,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

является частным решением системы dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

= y.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) только а;

 

 

2) только б;

 

dx

3) и а и б;

 

 

 

 

 

 

4) ни а, ни б.

 

 

 

 

 

 

 

dy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 3y + z,

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти общее решение линейной однородной системы dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

 

= 2 y +2z.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= C1e

4 x

,

 

 

 

 

 

= C1e

4 x

+ C2e

x

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

y

 

 

2)

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= C

ex.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ex.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

z = C e4 x − 2C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

169

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 x

 

x

,

3)

y = 2C1e

 

+ C2e

 

 

 

 

ex.

 

z = C e4 x − 2C

 

 

1

 

2

 

 

y = C1ex −C2e4 x ,

4) z = 2C2ex.

4. К какому дифференциальному уравнению второго порядка сводится система

 

dy = y −4z

 

 

dx

при использовании метода исключения:

 

dz

= −3y +2z

 

 

 

 

dx

 

 

1) y′′−2 y′−10 y = 0; 2) y′′−3y′−10 y = 0; 3) y′′− y′+12 y = 0; 4) y′′−10 y′+3y = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy = 5 y −3z

 

 

 

 

 

 

 

5. Если система дифференциальных уравнений

dx

 

 

имеет общее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

= −2 y +4z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = C e7 x

+C

e2 x ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

e2 x , , то частным решением, удовлетворяющим

 

 

решение z = −

2 C e7 x

+C

 

 

 

 

 

 

3

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

начальным условиям

y(0) = 0;

z(0) = 5

 

будет:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 x

+5e

2 x

,

 

 

 

 

7 x

,

 

 

 

 

7 x

−5e

2 x

,

 

 

5e

2 x

,

1)

y = −3e

 

 

 

2)

y = −3e

 

3)

y = 3e

 

 

4)

y =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= −2e7 x +5e2 x ,

 

 

 

,

 

z = 2e7 x +5e2 x ,

 

 

 

z = 5e2 x ,

 

 

z

 

z = 2e7 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тест №7

1.Основной задачей вариационного исчисления является

1)отыскание экстремальных значений функционалов;

2)определение вариаций функции;

3)нахождение сильной и слабой окрестностей функции;

4)решение уравнения Эйлера.

2.Уравнение Эйлера представляет собой

1)линейное алгебраическоеуравнение;

2)дифференциальное уравнение в частных производных;

3)обыкновенное дифференциальное уравнение первого порядка;

4)обыкновенное дифференциальное уравнение второго порядка.

3.Управление называется допустимым на отрезке, если управляющий вектор

1)принимает значение только из области управления ,

2)является кусочно-непрерывным;

3)удовлетворяет одновременно условиям 1) и 2);

4)не имеет ограничений.

4. Выражение H = p1 f1 + p2 f2 +... + pn fn = pT f , называется

1)фазовым пространством ;

2)присоединенной вектор-функцией;

3)вектором управления;

170

4)функцией Гамильтона .

5.Принцип максимума Понтрягина применим

1)только к замкнутому множеству ;

2)только к закрытому множеству ;

3)к любому множеству ;

4)только к множеству достижимости .

Тест №8

1. С помощью первого признака сравнения выяснить сходимость ряда

∞

1

 

1

 

1

 

1

 

∑

 

=1 +

 

+

 

 

+... +

 

 

+...,

3 n

3 2

3

3

3

n

n=1

 

 

 

 

сравнив этот ряд с гармоническим рядом.

1)ряд сходится по первому признаку сравнения;

2)ряд расходится по первому признаку сравнения;

3)для сравнения следует взять другой ряд;

4)следует применить другой признак сравнения.

2. С помощью второго признака сравнения рядов исследовать на сходимость

 

∞

 

 

 

1

 

ряд

∑ ln

1

+

, сравнив этот ряд с гармоническим рядом.

 

 

n =1

 

 

 

n

1)ряд сходится по второму признаку сравнения;

2)ряд расходится по второму признаку сравнения;

3)для сравнения следует взять другой ряд;

4)следует применить другой признак сравнения.

3.

С

 

 

помощью

 

необходимого

признака выяснить сходимость ряда

 

 

∞

3n +1

 

 

 

4

 

 

7

 

10

 

 

 

 

3n +1

 

 

 

∑

 

 

=

 

 

+

 

 

 

+

 

 

+... +

 

 

+... .

 

5n −2

3

8

13

5n −2

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) ряд сходится;

 

 

 

 

2) ничего сказать нельзя;

3) ряд расходится; 4) следует использовать другой признак сходимости.

4. Применяя интегральный признак Коши, исследовать сходимость ряда

∞

1

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

∑

 

 

 

 

=1+

 

 

 

 

+

 

 

 

+... +

 

 

 

+... .

 

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

3

 

 

n

3

 

 

n=1 n

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)ряд сходится;

2)ряд расходится;

3)ничего сказать нельзя;

4)следует использовать другой признак сходимости.

 

∞

1

 

5. С помощью признака Даламбера исследовать сходимость ряда ∑

.

 

 

n=1 n(n +1)

 

1)

согласно признаку Даламбера ряд сходится;

 

 

2)

согласно признаку Даламбера ряд расходится;

 

 

3)

ничего сказать нельзя;

 

 

4)

следует использовать другой признак сходимости.

 

 

 

171

 

 

Тест №9

1. Используя теорему Вейерштрасса, выяснить вопрос о равномерной сходимости функционального ряда

1 +sin x

+

1 +sin(2x)

+... +

1 +sin(nx)

+...

 

3

 

32

 

3n

 

 

 

 

1) ряд равномерно сходится при всех x;

2) ряд расходится при всех x;

3)ряд равномерно сходится только при x (−π,π) ;

4)ряд расходится при x (−π,π) ;

2. Исследовать область сходимости степенного ряда

∞

(x +1)

2n−1

 

1

 

(x +1)

3

 

(x +1)

5

 

(x +1)

2n−1

 

∑

 

=

(x +1)

+

 

+

 

+... +

 

+...

(2n −1) 22n−1

1 21

3 23

 

5 25

 

(2n −1) 22n−1

n=1

 

 

 

 

 

 

 

1)ряд сходится абсолютно и равномерно в интервале [-5,3];

2)ряд сходится абсолютно и равномерно в интервале (-5,3);

3)ряд сходится абсолютно и равномерно в интервале (-3,1);

4)ряд сходится абсолютно и равномерно в интервале [-3,1].

3. Найти область сходимости и радиус сходимости степенного ряда ∑∞ (x +3)n .

n=1 n3

1)ряд сходится абсолютно и равномерно в интервале [-4,-2], радиус сходимости равен R =1;

2)ряд сходится абсолютно и равномерно в интервале (-4,-2), радиус сходимости равен R =1;

3)ряд сходится абсолютно и равномерно в интервале (-1,1), радиус сходимости равен R =1.

4)ряд сходится абсолютно и равномерно в интервале [1,1], радиус сходимости равен R =1

4.

Написать разложение в ряд Тейлора функции

f (x) =

5

 

в окрестности

x2

 

точки x = −1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∞

 

 

∞

 

 

 

 

 

 

 

∞

 

 

 

 

n

1)

f (x) =5 ∑ (n+1)(x +1)n ; 2)

f (x)=5 ∑ (n+1)!(x−1)n;

3)

f (x) =5

∑

(n+1)

(x+1)

.

 

 

n =0

n=0

 

 

 

 

 

 

n =0

 

 

 

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Разложить в ряд Маклорена функцию

f (x) = xex2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∞

2n +1

∞

n2

+1

 

 

 

 

 

∞

 

x

2

 

 

 

1)

f (x) = ∑

x

 

, -∞<x<∞;

2) f (x) = ∑

x

 

 

, |x|<1; 3)

f (x) =

 

∑

 

 

 

, |x|<1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 0

n!

n =0

n!

 

 

 

 

n = 0 n!

 

 

172

Тест №10

1. Определите, чему

равен

∫∫dxdy ,

не вычисляя его,

если

D -

область,

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

ограниченная координатными осями и прямой x + y = 4 .

 

 

 

 

 

1) 4;

2) 8;

3) 16;

4) 0.

 

 

 

 

2. Выберите повторный интеграл, к

которому

сведется

двойной

интеграл

∫∫ f (x, y)dxdy

по области D ,

y = x2

y

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заштрихованной на рисунке.

 

 

 

 

 

x = 2

2

− y

 

 

 

 

 

 

 

 

1) ∫dy ∫ f (x, y)dx ;

 

 

 

 

 

 

 

0

− 4−y

 

 

 

 

 

 

 

 

− 2

x2

 

 

 

O

 

 

 

x

2) ∫ dx ∫ f (x, y)dy;

 

y = 4 − x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−2

4−x2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

4−y

2

x2

 

 

 

 

 

 

3) ∫dy ∫ f (x, y)dx ; 4) ∫ dx ∫ f (x, y)dy .

 

 

 

 

 

0

y

2

4−x2

 

 

 

 

 

 

3. Выберите повторный интеграл, к

которому

сведется

двойной

интеграл

∫∫ f (x, y)dxdy

при переходе к

полярным

координатам.

Область D

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заштрихована на рисунке.

 

π

1

 

 

 

 

1)

∫2 dϕ∫ f (r cos ϕ, r sin ϕ)rdr ;

 

0

0

 

 

π

1

 

 

 

 

2)

∫2 dϕ∫ f

(r cos ϕ, r sin ϕ)dr ;

 

0

0

 

 

π

2sin ϕ

 

 

3)

∫2 dϕ ∫

f (r cos ϕ, r sin ϕ)dr ;

 

0

0

 

y

x2 + y2 = 2 y

O x

π

2sin ϕ

 

4) ∫2 dϕ ∫ f (r cos ϕ, r sin ϕ)rdr .

0 0

4. Вычислите

∫∫y2dxdy ,

где D -

область, ограниченная осями координат,

 

D

 

 

 

 

 

 

прямой x =1

и кривой y = ex .

 

 

 

 

e3 −1

 

e3

 

e3 −1

 

4) e3 .

1)

9

;

2) 3 ;

3)

3

;

 

 

 

 

173

 

 

 

4dxdy

5. Переходя к полярным координатам, вычислите ∫∫( 2 2 )2 , где область

D x + y

D задается неравенствами: x2 + y2 ≤1,

x + y ≥1.

 

π

 

 

 

1) 0;

2) 2

;

3) 2;

4) 4.

Тест №11

1.Найдите дифференциал dl длины дуги кривой y = 2e−x 2 .

1) 2e

−x

2 dx ;

2) −e

−x

2 dx ;

3) 1+e−x dx ; 4) 1−e−x dx .

 

 

2.Найдите дифференциал длины дуги кривой x = 3 cos t, y = 2 sin t .

1)

 

 

4 +5sin2 tdt ;

 

 

 

 

2)

 

6 sin t cos tdt ;

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

6sin t cos tdt ;

 

 

 

 

 

 

4) (2 cos t −3sin t )dt .

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

 

Найдите массу дуги материальной кривой y = 2

x −1

между точками

 

 

 

A(0; −1) и B(4;3) , если плотность вещества

μ = (2

x − y)/

1 + 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

1) 4;

 

2) 1;

 

 

 

 

 

3) 2

2 ;

 

 

 

 

2

2 + 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + y

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

Вычислите

интеграл

∫

 

dl ,

где

L

-

дуга

кривой

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

2 ) до точки B (2;0).

 

 

 

 

x = 2 cos t, y = 2 sin t

 

от точки A(

2;

 

1)

 

1

;

2) π

+ 2 ;

 

 

 

 

 

3) 2

2 ;

 

 

 

 

4) 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

5.

 

 

Вычислите интеграл

∫

x2 + y2 dl , где

L - дуга кривой

y =

 

от точки

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A(1;1)

до точки B

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3;

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

2 82 ;

 

2) 2

2

;

 

 

 

 

 

3) 5

 

1

;

 

4) 9

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

3

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

174

Тест №12

1.

Вычислите

интеграл

∫(y −3)dx + xdy , где

L - отрезок прямой

 

 

 

L

 

 

 

 

y = 2x +3 от точки A(0;3) до точки B(−1;1) .

 

 

 

1) -2;

2) 2;

3) 3;

4)-6.

2.

Вычислите интеграл ∫(x +2 y)dx −2xdy , где L - дуга верхней половины

 

 

L

 

 

 

 

 

эллипса (y ≥ 0) x = 2 cos t,

y = sin t

от точки A(0;1) до точки B(2; 0) .

 

1)

−2 − 2π;

2)

2 + 2π;

3) 2;

4)-2.

3.Выберите двойной интеграл, к которому с помощью формулы Грина

сведется криволинейный интеграл ∫3xydx +(2x2 + 2 y2 )dy .

 

 

L

 

1) ∫∫7xydxdy ;

2) ∫∫xdxdy ;

3) ∫∫ydxdy ;

4) ∫∫7xdxdy .

D

D

D

D

4. Проверьте справедливость

утверждения: криволинейный интеграл

∫(2xy +3y2 )dx +(x2 +6xy)dy не зависит от пути интегрирования.

L

 

1) утверждение справедливо;

2) утверждение несправедливо.

5.Найдите функцию U (x, y) , если dU (x, y) = cos ydx − x sin ydy .

 

1)

x + x cos y +C ;

2)

2x cos y +C ;

 

 

3)

x cos y +C ;

 

4) sin y + x cos y +C .

 

 

 

 

Ответы на тренировочные тесты

 

 

 

 

 

 

№ вопроса

 

 

№ п/п

№ темы

 

 

 

 

(раздела)

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

1

2

 

3

 

5

1

 

1.1

4

3

 

2

 

3

2

2

 

1.2

1

3

 

1

 

2

3

3

 

2.1

3

3

 

2

 

2

1

4

 

2.2.

3

3

 

3

 

1

1

5

 

2.3

1

2

 

3

 

1

3

6

 

3

1

3

 

2

 

2

1

7

 

4

1

2

 

3

 

4

3

8

 

5.1

2

2

 

3

 

1

3

9

 

5.2

1

3

 

1

 

1

1

10

 

6.1

2

4

 

4

 

1

3

11

 

6.2

3

1

 

1

 

4

4

12

 

6.3

2

2

 

2

 

1

3

 

 

 

 

175

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]