Навчально-методичний посібник для організації самостійної та індивідуальної роботи з дисципліни "Вища математика" (частина І), страница 25

Розв’язання.

7.10. y=ln(x2+5) ;  y’-?

Розв’язання.

7.11.  ; y’-?

Розв’язання.

7.12. ;  y’-?

Розв’язання.

7.13. Знайти похідну функції .

Розв’язання. Прологарифмуємо обидві частини рівняння:

Продиференціюємо обидві частини одержаного співвідношення по х, оскільки y=y(x),то

звідси

7.14. Знайти y’x з рівняння  

Розв’язання. Рівняння визначає у як неявну функцію від х. Продиференціюємо обидві частини по х:

Звідси

Після перетворення правої частини маємо

За наведеними вище правилами знаходять і похідні вищих порядків, при цьому слід пам”ятати, що похідна n-го порядку –це похідна від похідної (n-1)-го порядку, тобто

y(n) =(y(n-1))’,n=2,3,…

7.15. Знайти y'', якщо y=cosx2.

Розв’язання.

y’=-2xsinx2;

y”=-2(sinx2+2x2cosx2).

7.16. Скласти рівняння дотичної до кривої  y=arcsinx в точці її перетину з віссю OX.

Розв’язання.

Знайдемо координати точки перетину кривої з віссю ОХ:

y=arcsinx=0,  x0=0.

Обчислимо значення y’(x) при одержаному значенні змінної:

Підставимо у рівняння дотичної y-y0=y’(x0)(x-x0)одержані значення

Рівняння дотичної буде мати вигляд y=x.

Якщо функція диференційовна в точці х, тобто має в цій точці скінченну похідну y’,то  де a®0 при Dх®0. Звідси Dy=y’Dx+ a Dx.

Головна частина приросту функції Dy, лінійна відносно Dx, називається диференціалом і позначається dy : dy=y'Dx, або dy=y'dx. Справедлива формула: Dy » dy або

f(x+Dx)» f(x)+f'(x)Dx, яка використовується в наближених обчисленнях.

7.17. Знайти dy, якщо y=x2tg2x.

Розв’язання.

.

7.18. Знайти диференціал при x=9 функції  і Dx=-0,06.

Розв’язання.

Знайдемо похідну функції y'(x)

Обчислимо значення y’(x) при x=9

Знайдемо значення диференціала dy=y'(x0)Dx=-0,02 .

7.19. Знайти наближене значення функції  y= при x=1,03.

Розв’язання.

Визначимо значення x0 і знайдемо Dx:

x0=1; Dx=x-x0=0,03.

Визначимо значення функції y(x) при x=x0:

y(1)=1.

Знайдемо похідну функції y’(x) і її значення при x=x0:

; y’(1)=-4.

Обчислимо диференціал функції dy при x=x0:

dy=y'(x0)Dx=-0,12.

Визначимо наближене значення функції y(x) при x=1,03 з відношення y(x)» y(x0)+dy(x0);

y(1,03)» 0,88.

7. 20. Обчислити дані границі за правилом Лопіталя:

1) .

Розв’язання.  Маємо невизначеність виду ∞–∞. Перетворимо функцію

, маємо:

2) .

Розв’язання., тут розглядається границя праворуч, оскільки  невизначений для х0. Маємо невизначеність виду ∞0. Виконаємо перетворення:

Зробимо заміну змінної, поклавши . При :

.

Остаточно

.

7.21. Знайти частинні похідні першого та другого порядків функції .

Розв’язання.

7.22. Знайти значення частинних похідних в точці Р0 (0;1) функції .

Розв’язання. Знаходимо спочатку частинні похідні, використовуючи формулу диференціювання складної функції

Підставляючи координати точки Р0, одержимо

,          .

7.23. Знайти частинну похідну по z від функції трьох змінних

.

Розв’язання. За правилом диференціювання складної функції, вважаючи x  та y постійними, одержимо

7.24. Довести, що функція  задовольняє рівнянню

.

Розв’язання. Знаходимо частинні похідні:

Підставляємо  і  в дане рівняння:

,  

7.25. Знайти повний диференціал функції

Розв’язання. Знаходимо частинні похідні:

7.26. Дано:     

Знайти: 1)   2)

Розв’язання. 1) Знаходимо похідну за напрямком:

    

      

2) Знаходимо градієнт функції в точці М:

7.27.Розрахувати еластичність даних функцій і знайти значення показника еластичності для заданих x

 а) y = x3 + 1, x = 1, x = 5;

 б) y = e5x , x = 1, x = 0, x = 2;

 в) y = 5lnx, x = 10, x = e, x = e4.

Розв’язання: Для розрахунку еластичності використовуємо формулу з визначення еластичності функції. Отже еластичністю  функції y = f(x) щодо змінної x називають

Ex(y) = y¢

Розмір Ex(y)при заданому значенні x називають показником або коефіцієнтом еластичності. Еластичність щодо x є наближений процентний приріст функції (підвищення або зниження), що відповідає збільшенню незалежної змінної на 1%.

а) ; ; ;

б) ; ; ; ;

в) ; ; ; .

7.28. Витрати виробництва x одиниць однорідної продукції виражені рівнянням: y = x3 - 3x2 + 10x. Необхідно знайти: а) обсяг виробництва, при якому середні витрати будуть мінімальними; б) граничні витрати при обсягу виробництва х=4.