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

Гургула, Мойсишин "Розрахи з матана",

.pdf
Скачиваний:
1517
Добавлен:
17.02.2016
Размер:
2 Мб
Скачать
☆

б)

в)

5.12.а) б)

в)

5.13.а) б)

в)

5.14.а)

б)

в)

5.15.а)

б)

в)

5.16.а)

б) в)

5.17.а)

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

181

z =

 

x2

− y

 

,

 

 

де y = 3x +1;

 

 

 

 

x2

+ y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = x2 y − xy2 ,

 

де

x = u cos v ,

 

y = u sin v .

z = arctg x +ln y ,

 

де

x = cos 2t , y = et ;

z = x2 y ,

 

де

y = cos x ;

 

 

 

 

 

 

z = x2 ln y ,

 

де

x = u

,

 

y = 3u −2v .

z = ex

+ y2 ,

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де x = ln t ,

y = sin t ;

z = ln (x2 − y2 ),

 

 

де y = ex ;

 

 

 

z = x2 + y2 ,

де x = u +v2 ,

 

y = u2 −v .

z = ln (x + y),

 

де x = et ,

y = e−t ;

z = xy2 ,

 

де

y = sin 2x ;

 

 

 

 

 

z = tg (2x +3y),

 

де

x =

 

u

,

 

y = 2u −v .

v2

z = x y ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де

x = ln t ,

y = sin t ;

 

 

z = ln

 

x −

 

x2 − y

2

,

 

де

y =

 

x

 

;

 

x +

 

x2 − y

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = x2 ln y ,

 

де x = u

,

 

y = u2 +v2 .

 

1 ln

x

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

,

 

 

де x = tg 2t ,

 

y = ctg 2t ;

 

 

 

 

 

2

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

 

x2 + y2 ,

 

 

де

y = sin2 x ;

 

 

z = x2 y − xy2 ,

 

де

x = u sin v ,

 

y = v cos u .

z = ln (et +ey ),

 

де y = t3 ;

 

 

 

z = x y ,

 

де y = ln x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

182

в)

z = x2 y2 , де x = u ev , y = v eu .

5.18. а)

z = exy ln (x + y), де x = t2 , y =1 −t3 ;

б) в)

5.19.а)

б)

в)

5.20.а)

б)

в)

5.21.а)

x

де y = sin3 x ;

z = e y ,

z = x2 + y2 ,

де

z =

t2

− y

,

де

t2

+ y

 

 

 

z = ln (x2 + y2 ), z = ln (x2 + y2 ), z = ln (ex +ey ),

z =

x2 + y2 ,

 

z = y2 ln x ,

де

z =

 

x + y

,

де

 

 

1 − xy

 

x = u v ,

y = eu+v .

y = 3t +1;

 

де

y = ex2 ;

 

де x = u v ,

y = u .

 

 

 

v

де

x = t ,

y = t2 ;

де

y = cos2 x ;

x = 3u −2 v ,

y = u .

 

 

 

v

x = tg t ,

y = −ctg t ;

 

б)

z = e

x

де y = sin2 x ;

 

 

 

y

,

 

 

 

 

 

в) z = x2 y2 ,

де x = u2 +v ,

y = u −v2 .

5.22.

а)

z = x2 − xy + y2 ,

 

де x = e−3t ,

y = cos 2t ;

 

б) z = ln (x2 − y2 ),

 

де y = ex2 ;

 

 

в)

z = xy ,

де x =

1

(u2 +v2 ),

y = 1 (u2 −v2 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

5.23.

а)

z = arcsin (x − y),

де x = 3t ,

y = 4t3 ;

 

б)

z = sin

x

,

де

z = ln2 x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

183

 

в)

z = sin (x − y),

 

де

x = u2 −v ,

y = u −v2 .

5.24.

а)

z = yx ,

 

де

x = sin t ,

y = ln t ;

 

 

 

 

 

 

 

б)

z = x2 + xy ,

 

 

 

де

y = sin2 x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

z = xy ,

 

 

 

де

 

 

x = eu cos v ,

y = eu sin v .

5.25.

а)

z = arctg

 

y

 

,

 

 

 

де

x = e2t +1 ,

y = e2t

−1;

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

z = x2 + xy + y2 ,

де

y = cos2 x ;

 

 

 

 

 

 

 

в)

z = x2 ln y ,

 

де x = 3u −2 v ,

y =

v

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = tg (3t + 2x2 − y),

 

 

 

1 ,

 

u

 

5.26.

а)

 

де

x =

y =

t ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

б)

z = arccos

 

 

 

 

,

де

y =

1 − x2 ;

 

 

 

 

 

 

 

x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де x = eu+v ,

 

 

 

 

 

 

 

 

в) z = x2 + y2 ,

 

 

 

y = u v .

5.27.

а)

z =

y

 

,

 

 

 

 

де

 

 

x = et

,

y = ln t ;

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2 − y2 +1),

 

де y = e−x2 ;

 

 

б) z = ln

 

 

 

в) z = ln (x2 + y2 ),

 

де

x = u ,

y = u v .

 

 

z = e2 x−y ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

5.28.

а)

 

 

 

де

x = sin t ,

y = t2 ;

 

 

 

 

 

 

 

б) z = ln (ex +ey ),

 

де y = x3 ;

 

 

 

 

 

 

 

в)

z = xy2 − x2 y ,

 

 

 

де

x = u sin v ,

y = v cos u .

5.29.

а)

z = x + xy + y ,

 

 

 

де

 

x = sin t ,

y = et ;

 

 

б)

z = xy2 ,

 

 

 

де

 

y = sin 2x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

z = y2 ln x ,

 

 

 

де x = u2 +v2 ,

y =

v

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

184

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.30.

а)

z = arccos (x − y),

де

x = 4t3 ,

y = 3t ;

 

б)

z = arcsin

 

y

 

,

де y =

1 − x2 ;

 

 

 

 

x

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) z = x3 y3 ,

 

 

де x = u2 +v2 ,

 

y = u2 −v2 .

Задача 6. В пункті а) знайти похідну

dy

функції, заданої

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

∂z

, ∂z функції,

неявно;

в пункті б) знайти частинні похідні

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂x

∂y

заданої неявно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.1.

а)

 

arctg x − ln

 

x2 + y 2

= 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

x2 + 2 y2 + z3 −3xyz − 2 y +3 = 0 .

 

 

 

 

6.2.

а)

 

x3 + y3 −3x2 y2 = 0 ;

б)

z3 −4xz + y2 −4 = 0 .

6.3.

а)

x2 y2 −ln y −1 = 0 ;

б)

z ln (x + z )

= xy .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

6.4.

а)

x3 y −e3xy = 0 ;

 

 

б) z ln (x + z)=

 

x2 y

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

6.5.а) (x2 + y2 )2 −2(x2 − y2 )= 0 ;

б) x3 + 2 y3 + z3 −3xyz −2 y = 0 .

6.6.а) x2e2 y − y2e2 x = 0 ;

б) 3x2 −2 y2 + z2 + 4xz + 2z −5 = 0 .

6.7.

а)

y sin x −cos (x −2 y)= 0 ;

б) x2 + y2 + z2 = ez .

6.8.

а)

x2

+ y2 = ex−2 y ;

б)

x2 z −arctg (xz )= 0 .

6.9.

а) x2

− y + arctg y = 0 ;

 

б) z3 +5xyz2 = 4 .

6.10.

а) 1 + xy = (exy + e−xy );

 

б) ez − xyz2 = z .

185

6.11.а) x2 + 2xy2 + x4 = 0 ;

б) x2 −2 y2 + z2 −4x + 2z +10 = 0 .

6.12.

а)

x3 + y3 −3xy = 0 ;

 

б) z3

+3xyz = 8 .

6.13.

а)

xy −ln y = 0 ;

 

б) yz = arctg (xz).

 

 

x2 y = ey ;

 

 

z

 

6.14.

а)

б)

xz −e

y

+ x3

+ y3 = 0 .

6.15.а) x3e2 y − y3e2 x = 0 ;

б) x2 −2 y2 + z2 −4x + 2z −3 = 0 .

6.16.а) x2 + 2xy + y2 −4x + 2 y − 2 = 0 ; б) x + y + z2 = ez .

6.17.

а)

x3 y − xy3 =10 ;

 

б)

x2

 

+

y2

−

z2

=1 .

 

 

 

 

 

 

xey + yex −exy

 

16

 

9

4

 

6.18.

а)

= 0 ;

б)

z3 −4xz + y2 = 4 .

6.19.

а)

xy2 −ln y =1 ;

б)

y cos x −sin (y − z )+ y2 = 0 .

6.20.

а)

x2 + y2 +ln (x2 + y2 )= 0 ;

б)

ez − x2 yz = 0 .

6.21.

а)

y

+sin

y

= a , ( a = const );

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

x2 + y2 − z2 = xyz .

 

 

 

 

 

 

 

 

6.22.

а)

x3 + 2 y3 −2xy

2xy +1 = 0 ;

б)

x2 y2 −ln z = z2 .

6.23.а) ln (x2 + y2 )−2arctg y = 0 ;

x

 

б) x3 + y3 + z3 = ln xy .

 

6.24.

а)

x2 + y2 −ex2 +y2 = 0 ;

б) x2 + y2 + z2 = 4 .

6.25.

а)

(x2 + y2 −2x)2 = 2(x2 + y2 );

186

б)

1

+

1

−

1

+ z = 0 .

 

y2

 

 

x2

 

z2

6.26. а)

x2 −3xy +

4 y2 −2x +3y +3 = 0 ;

б) x3 −3xy3 − z3 = xz2 .

6.27. а)

x3 + y3 −3axy = 0 , ( a = const );

б) x2 + xy + y2 − z2 + xz = 0 .

6.28.а) sin x ln y +cos y ln x = 0 ;

б) z2 ln (x − y)− x2 yz = 0 .

6.29.а) x sin y −cos y +cos 2 y = 0 ;

б) ln (x + y)− x2 yz3 = 0 .

6.30.а) y sin x +cos (x − y)= 0 ;

б) x2 z −arcsin (yz)= 0 .

Задача 7. Дослідити на екстремум функцію z = f (x, y).

7.1.z = 3x2 − x3 +3y2 + 4 y .

7.2.z = x3 +3xy2 −15x −12 y .

7.3.z = 2x3 − xy2 +5x2 + y2 .

7.4.z = x3 + y3 − x2 −2xy − y2 .

7.5.z = x3 −2x2 y2 + y4 .

7.6.z = x3 −2 y3 −3x + 6 y .

7.7.z = x2 −2xy + 2 y2 + 2x .

7.8.z = x2 − xy + y2 .

7.9.z = x2 − xy − y2 .

7.10.z = 2x3 + 2 y3 −6xy +5 .

7.11.z = 6(x − y)−3x2 −3y2 .

7.12.z = x2 + xy + y2 −6x −9 y .

(x > 0, y > 0).

187

7.13.z = 3x3 +3y3 −9xy +10 .

7.14.z = xy (6 − x − y).

7.15.z = x2 + y2 − xy + x + y .

7.16.z = 6x − x2 − xy − y2 −3x −6 y .

7.17.z = x2 + xy + y2 −3x −6 y .

7.18.z = xy2 (1− x − y).

7.19.z = x3 + y2 −6xy −39x +18 y + 20 .

7.20. z = x2 + y2 −2 ln x −18ln y ,

7.21.z = x2 + y2 + xy − 4x −5 y .

7.22.z = y x − y2 − x + 6 y .

7.23.z = x3 − y3 −3xy .

7.24.z = x3 y2 (12 − x − y).

7.25.z = xy (xy (x + y −1))

7.26.z = −y2 − x2 − xy +6x +1.

7.27.z =14x3 + 27xy2 −69x −54 y .

7.28.z = x3 + y3 −15xy .

( )2

7.29. z = 4 − x2 + y2 3 .

7.30.z = 2x3 + xy2 +5x2 + y2 .

Задача 8. Знайти умовні екстремуми функції z = f (x, y)

( 8.1 – 8.18 ), або функції u = f (x, y, z) ( 8.19 – 8.30 ).

8.1.

z = x2 + y2 − xy + x + y ,

за умови x + y +3 = 0 .

8.2.

z =

1

+

1

, за умови

x + y −2 = 0 .

x

y

 

 

 

 

 

188

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.3.

z =

 

2

 

(x − y −4),

за умови

 

 

x2 + y2 =1.

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.4.

z = xy2 ,

за умови

x + 2 y =1.

 

 

 

 

 

8.5.

z = 2x + y ,

за умови

x2 + y2 =1.

 

 

 

8.6.

z = x2 + y2 ,

за умови 3x + 4 y −12 = 0 .

 

 

 

8.7.

z = xy ,

за умови

x2 + y2 =1.

 

 

 

 

 

8.8.

z = x2 + y2 ,

за умови

x + y = 2 .

 

 

 

 

 

8.9.

z = xy ,

за умови 2x +3y = 5.

 

 

 

8.10.

z = x2 + y2 − xy + x + y − 4 ,

за умови

x + y = 3 .

8.11.

z = x2 + y2 ,

за умови 3x + 2 y −6 = 0 .

8.12.

z = xy ,

за умови

x + y =1.

 

 

 

 

 

8.13.

z =

1

+

1

,

за умови

x + y = 2 .

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.14.

z = cos2 x +cos2 y ,

за умови y − x = π .

 

 

 

 

 

 

 

 

за умови x2 + y2 = 5 .

4

 

8.15.

z = x + 2 y ,

 

 

 

8.16.

z = xy2 ,

за умови

x + 2 y =1.

 

 

 

8.17.

z = x + y ,

за умови

 

1

+

 

1

 

= 1 .

 

 

 

 

 

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

4

 

 

 

8.18.

z = sin 2 x +sin 2 y ,

за умови y − x =

π .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

8.19.

u = 2x + y −2z ,

за умови x2 + y2 + z2 = 36 .

8.20.

u = x2 + y2 + z2 ,

за умови

 

 

x2

+

y2

+

z2

=1.

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

4

 

8.21.

u = xy 2 z3 ,

за умови x + 2 y +3z =12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x > 0 , y > 0 , z > 0 ).

8.22.

u = x − y + 2z ,

за умови

 

 

x2 + y2 + z2 = 9 .

 

 

 

 

189

8.23.

u = x2 y3 z 4 ,

за умови 2x +3y + 4z =12 .

8.24.

u = xyz ,

за умов x + y + z = 5 ,

xy + xz + yz = 8 .

8.25.

u = x2 + 2 y2 +3z2 ,

за умов x2 + y2 + z2 =1 ,

 

 

 

x + 2 y +3z = 0 .

8.26.

u = xyz ,

за умов x + y + z = 4 ,

xy + yz + xz = 5 .

8.27.

u = xy 2 z3

,

за умови x + 2 y +3z = 6

 

 

 

(x > 0, y > 0, z > 0).

8.28.

u = x −2 y + 2z ,

за умови x2 + y2 + z2 =1 .

8.29.

u = x2 + y2 + 2z2 ,

за умови

x − y + z =1.

8.30.

u = x −2 y + z ,

за умови

x + y2 − z2 =1.

Задача 9. Знайти найменше та найбільше значення функції z = f (x, y) в обмеженій замкненій області D .

9.1.

z = x −2 y +5 ,

D : x = 0 ,

y = 0 , x + y −1 = 0 .

9.2.

z = x2 + y2 − xy − x − y ,

D :

x = 0 ,

y = 0 ,

 

 

 

 

 

 

x + y −3 = 0 .

9.3.

z = xy ,

D :

x2 + y2 ≤1.

 

9.4.

z = x −2 y +5 ,

D : x = 0 ,

y = 0 , x − y −1 = 0 .

9.5.

z = x2 + 2 y 2 +1,

D :

x = 0 ,

y = 0 ,

x + y −3 = 0 .

9.6.

z = x3 + y3 −3xy ,

D :

x = 0 ,

x = 2 , y = 0 , y = 2 .

9.7.

z = 3x2 +3y2 −2x −2 y + 2 ,

 

D :

x = 0 , y = 0 ,

 

 

 

 

 

 

x + y +1 = 0 .

9.8.

z = x2 + 2xy −10 ,

D : y = 0 ,

y = x2 −4 .

9.9.

z = x2 −2 y2 + 4xy −6x −1,

D : x = 0 ,

y = 0 ,

 

 

 

 

 

 

x + y = 3 .

9.10.z = 2x3 − xy2 + y2 , D : x = 0 , x =1 , y = 0 , y = 6 .

9.11.z = xy −2x − y , D : x = 0 , x = 3 , y = 0 , y = 4 .

190

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.12.

z = x2 −2xy − y2 + 4x +1 ,

 

D : x = −3 ,

y = 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

x + y +1 = 0 .

9.13.

z = x2 + xy −2 ,

 

D :

y = 0 , y = 4x2 −4 .

9.14.

z = xy − x −2 y ,

D : x = 3 , y = 0 , y = x .

9.15.

z = x2 + 2xy −4x +8 y ,

D :

x = 0 ,

x =1 , y = 0 ,

 

 

 

 

 

 

y = 2 .

 

9.16.

z = x2 + y2 −2x −2 y +8 ,

 

D : x = 0 ,

y = 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

x + y =1.

9.17.

z = x2 +3y2 + x − y ,

D :

x =1 ,

y = −1, x + y =1.

9.18.

z = x2 −2xy + 2,5 y2 −2x ,

 

 

D :

x = 0 ,

x = 2 ,

 

 

 

 

 

 

 

y = 0 ,

y = 2 .

9.19.

z = 5x2 −3xy + y2 + 4 ,

 

D :

x = −1, y = −1,

 

 

 

 

 

 

x + y −1 = 0 .

9.20.

z =10 + 2xy − x2 ,

D :

y = 0 ,

y = 4 − x2 .

9.21.

z = 5x2 −3xy + y2 + 4 ,

D :

x = −1,

x =1,

 

 

 

 

 

y = −1,

y =1.

9.22.

z = x2 + 2xy − y 2

− 4x ,

D : x = 3 ,

y = 0 ,

 

 

 

 

 

 

x − y +1 = 0 .

9.23. z = 4 y − xy − y2 ,

D :

x = 0 ,

y = 0 ,

x + y −6 = 0 .

9.24.

z = 3x2 +3y2 − x − y +1,

 

D :

x = 5 ,

y = 0 ,

 

 

 

 

 

 

x − y −1 = 0 .

9.25. z = 2x2 + 2xy −0,5 y2 − 4x ,

 

D : x = 0 ,

y = 2 , y = 2x .

9.26.

z = x2 − xy + y2 −4x ,

D : x = 0 ,

y = 0 ,

 

 

 

 

 

 

2x +3y −12 = 0 .

9.27.

z =1 − x2 − y2 ,

 

D : (x −1)2 +(y −1)2 ≤1.

9.28.

z = 4(x − y)− x2 − y2 ,

D :

x + 2 y = 4 ,

x −2 y = 4 ,

x = 0 .