FUNKCJE WIELU ZMIENNYCH

Podobne dokumenty
Analiza Matematyczna MAEW101

1 Funkcje dwóch zmiennych podstawowe pojęcia

Lista zadań nr 2 z Matematyki II

Analiza Matematyczna MAEW101 MAP1067

IX. Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych. 1. Funkcja dwóch i trzech zmiennych - pojęcia podstawowe. - funkcja dwóch zmiennych,

Analiza Matematyczna MAEW101

ANALIZA MATEMATYCZNA 2

(8) Oblicz wyznacznik dowolnie wybranej macierzy stopnia czwartego. (9) Rozwi aż podany układ równań stosuj ac wzory Cramera:

Analiza Matematyczna MAEW101 MAP1067

1. Definicja granicy właściwej i niewłaściwej funkcji.

Funkcje dwóch zmiennych

Analiza matematyczna 2 zadania z odpowiedziami

Rachunek różniczkowy i całkowy 2016/17

1. Liczby zespolone Stwierdzić kiedy kwadrat liczby zespolonej jest liczbą. (i) rzeczywistą, (ii) ujemną, (iii) tylko urojoną?

Zadania do samodzielnego rozwiązania zestaw 11

WYDZIAŁ INFORMATYKI I ZARZĄDZANIA, studia niestacjonarne ANALIZA MATEMATYCZNA1, lista zadań 1

Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych

Wykład Matematyka A, I rok, egzamin ustny w sem. letnim r. ak. 2002/2003. Każdy zdający losuje jedno pytanie teoretyczne i jedno praktyczne.

Funkcje dwóch zmiennych

ELEKTROTECHNIKA Semestr 1 Rok akad / ZADANIA Z MATEMATYKI Zestaw Przedstaw w postaci algebraicznej liczby zespolone: (3 + 2j)(5 2j),

(5) f(x) = ln x + x 3, (6) f(x) = 1 x. (19) f(x) = x3 +2x

ANALIZA MATEMATYCZNA 2 zadania z odpowiedziami

ANALIZA MATEMATYCZNA 1

Matematyka. rok akademicki 2008/2009, semestr zimowy. Konwersatorium 1. Własności funkcji

ANALIZA MATEMATYCZNA 1

Agata Boratyńska ZADANIA Z MATEMATYKI, I ROK SGH GRANICA CIĄGU

1 Funkcja wykładnicza i logarytm

Blok V: Ciągi. Różniczkowanie i całkowanie. c) c n = 1 ( 1)n n. d) a n = 1 3, a n+1 = 3 n a n. e) a 1 = 1, a n+1 = a n + ( 1) n

Opracowanie: mgr Jerzy Pietraszko

Analiza Matematyczna F1 dla Fizyków na WPPT Lista zadań 3, 2018/19z (zadania na ćwiczenia)

Funkcje dwóch zmiennych, pochodne cząstkowe

1. Liczby zespolone Stwierdzić kiedy kwadrat liczby zespolonej jest liczbą. (i) rzeczywistą, (ii) ujemną, (iii) tylko urojoną?

Matematyka I. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr zimowy 2018/2019 Wykład 9

1 Funkcja wykładnicza i logarytm

1. Liczby zespolone Stwierdzić kiedy kwadrat liczby zespolonej jest liczbą. (i) rzeczywistą, (ii) ujemną, (iii) tylko urojoną?

RÓŻNICZKOWANIE FUNKCJI WIELU ZMIENNYCH: rachunek pochodnych dla funkcji wektorowych. Pochodne cząstkowe funkcji rzeczywistej wielu zmiennych

1 + x 1 x 1 + x + 1 x. dla x 0.. Korzystając z otrzymanego wykresu wyznaczyć funkcję g(m) wyrażającą liczbę pierwiastków równania.

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Pochodne funkcji, przebieg zmienności funkcji

2. ZASTOSOWANIA POCHODNYCH. (a) f(x) = ln 3 x ln x, (b) f(x) = e2x x 2 2.

Analiza Matematyczna MAT1317

II. FUNKCJE WIELU ZMIENNYCH

Podstawy analizy matematycznej II

Analiza Matematyczna I

1 Relacje i odwzorowania

Matematyka z el. statystyki, # 4 /Geodezja i kartografia I/

ELEKTROTECHNIKA Semestr 2 Rok akad / ZADANIA Z MATEMATYKI Zestaw Oblicz pochodne cząstkowe rzędu drugiego funkcji:

Funkcje analityczne. Wykład 3. Funkcje holomorficzne. Paweł Mleczko. Funkcje analityczne (rok akademicki 2016/2017) z = x + iy A

Granice funkcji-pojęcie pochodnej

Przykładowe zadania na egzamin z matematyki - dr Anita Tlałka - 1

Analiza Matematyczna Ćwiczenia

Zadania z analizy matematycznej - sem. II Funkcje, ich granice i ciągłość

ANALIZA MATEMATYCZNA 2

Wykład 5. Zagadnienia omawiane na wykładzie w dniu r

Lista 0 wstęp do matematyki

Pochodne funkcji wraz z zastosowaniami - teoria

Funkcje wielu zmiennych

Funkcje wielu zmiennych

Analiza Matematyczna F1 dla Fizyków na WPPT Lista zadań 6, 2018/19z (zadania na ćwiczenia)

Wykresy i własności funkcji

I. Pochodna i różniczka funkcji jednej zmiennej. 1. Definicja pochodnej funkcji i jej interpretacja fizyczna. Istnienie pochodnej funkcji.

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Rachunek różniczkowy funkcji dwóch zmiennych

1 + iϕ n. = cos ϕ + i sin ϕ. e n z n n n. c M n z n, c n z Mn.

ELEKTROTECHNIKA Semestr 2 Rok akad / ZADANIA Z MATEMATYKI Zestaw Oblicz pochodne cząstkowe rzędu drugiego funkcji:

Zestaw zadań przygotowujących do egzaminu z Matematyki 1

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Liczby i funkcje

Pochodna funkcji. Pochodna funkcji w punkcie. Różniczka funkcji i obliczenia przybliżone. Zastosowania pochodnych. Badanie funkcji.

Aby przygotować się do kolokwiów oraz do egzaminów należy ponownie przeanalizować zadania

WYMAGANIA WSTĘPNE Z MATEMATYKI

1. Pochodna funkcji. 1.1 Pierwsza pochodna - definicja i własności Definicja pochodnej

Egzamin z matematyki dla I roku Biochemii i Biotechnologii

Pochodna funkcji jednej zmiennej

Rachunek różniczkowy funkcji jednej zmiennej. 1 Obliczanie pochodnej i jej interpretacja geometryczna

FUNKCJE. 1. Podstawowe definicje

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Liczby i funkcje

Zestaw zadań z Równań różniczkowych cząstkowych I 18/19

Zajęcia nr 1 (1h) Dwumian Newtona. Indukcja. Zajęcia nr 2 i 3 (4h) Trygonometria

WYKŁAD Z ANALIZY MATEMATYCZNEJ I. dr. Elżbieta Kotlicka. Centrum Nauczania Matematyki i Fizyki

ZADANIA DO SAMODZIELNEGO ROZWIĄZNIA. oprac. I. Gorgol

Granica funkcji wykład 4

Zestaw zadań z Analizy Matematycznej II 18/19. Konwencja: pierwsze litery alfabetu są parametrami, do tego zazwyczaj dodatnimi

PLAN WYNIKOWY Z MATEMATYKI DLA KLASY IV TECHNIKUM 5 - LETNIEGO

ANALIZA MATEMATYCZNA 2.2B (2017/18)

ANALIZA MATEMATYCZNA Z ELEMENTAMI STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ

Równania różniczkowe zwyczajne. 1 Rozwiązywanie równań różniczkowych pierwszego rzędu

22 Pochodna funkcji definicja

Wykład 11. Informatyka Stosowana. Magdalena Alama-Bućko. 18 grudnia Magdalena Alama-Bućko Wykład grudnia / 22

MATEMATYKA I SEMESTR WSPIZ (PwZ) 1. Ciągi liczbowe

III. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE

Analiza Matematyczna. Lista zadań 10

1 Układy równań liniowych

FUNKCJE ZESPOLONE Lista zadań 2005/2006

Analiza Matematyczna II dla Inżynierii Biomedycznej Lista zadań

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

1 Przypomnienie wiadomo±ci ze szkoªy ±redniej. Rozwi zywanie prostych równa«i nierówno±ci

Biotechnologia, Chemia, Chemia Budowlana - Wydział Chemiczny - 1

CAŁKI NIEOZNACZONE C R}.

Pochodne cząstkowe i ich zastosowanie. Ekstrema lokalne funkcji

Granica i ciągłość funkcji. 1 Granica funkcji rzeczywistej jednej zmiennej rzeczywistej

Funkcje - monotoniczność, różnowartościowość, funkcje parzyste, nieparzyste, okresowe. Funkcja liniowa.

Transkrypt:

FUNKCJE WIELU ZMIENNYCH 1. Wyznaczyć i narysować dziedziny naturalne podanych funkcji: 4 x 2 y 2 ; (b) g(x, y) = e y x 2 1 ; (c) u(x, y) = arc sin xy; (d) v(x, y) = sin(x 2 + y 2 ); (e) w(x, y) = x sin y; (f) z(x, y) = ln(x 2 + y 2 1) + x 2 y (g) h(x, y) = x 2 + y 2 25 ; (h) F (x, y) = ln x2 + y 2 4 9 x 2 y 2 ; (i) G(x, y) = arc sin y x; (j) H(x, y) = arc sin x 2 + xy; 9 x 2 y 2 ; (k) U(x, y, z) = x + y 1 + z + 2; (l) V (x, y, z) = arc sin(x 2 + y 2 + z 2 2). 2. Naszkicować wykresy podanych funkcji dwóch zmiennych: x2 4 + y2 9 ; (b) g(x, y) = x 2 + y 2 ; (c) h(x, y) = 2 x 2 y 2 ; (d) u(x, y) = 6 2x 3y; 1 (e) v(x, y) = 1 + x 2 + y 2 ; (f) z(x, y) = 4 x 2 ; (g) w(x, y) = e x2 ; (h) F (x, y) = 3 x 2 ; (i) G(x, y) = x 2 + y 2 1; (j) H(x, y) = 1 (x 2) 2 + (y + 3) 2. 3. Zbadać, czy podane ciągi punktów na płaszczyźnie lub w przestrzeni są zbieżne i dla ciągów zbieżnych wskazać ich granice: ( (a) (x n, y n ) = log n+1 3, 1 ) ( ) 1 2 n ; (b) (x n, y n ) = n 2, ( 1)n ; ( ) (c) (x n, y n, z n ) = n n n, n + 1, 2 ; (d) (x n, y n, z n ) = ( ( ) 1 2 n 3 n,, 3 4. Korzystając z definicji granicy funkcji (właściwej lub niewłaściwej) uzasadnić podane równości: (a) (c) (x,y) (1,2) (x,y) (0,0) 2x y x 2 = 0; (b) x + y2 2 + y 2 = 5; (x,y) ( 3,4) 1 x 4 = ; (d) + y4 ln[(x (x,y) (1,0) 1)2 + y 2 ] =. ( 3 2) n ). 1

5. Uzasadnić, że podane granice nie istnieją: (a) (c) (x,y) (0,0) (x,y) (0,0) x ; (b) x + y (x,y) (0,1) 3xy x 2 ; (d) + y2 (x,y) (π,0) 6. Pokazać, że funkcja x 2 y f(x, y) = x 4 + y 2 dla (x, y) (0, 0), 0 dla (x, y) = (0, 0) x 6 y 2 1 ; sin x sin y. jest ciągła wzdłuż każdej półprostej wychodzącej z punktu (0, 0), ale nie jest ciągła w tym punkcie. 7. Wyznaczyć zbiory punktów ciągłości podanych funkcji: { x 2 + y 2 dla x 0, 2 dla x < 0; { x + y dla x > 0, y R, (b) g(x, y) = x 2 + y 2 dla x 0, y R; { (c) h(x, y) = 1 x 2 + y 2 dla x 2 + y 2 < 1, x 2 + y 2 1 dla x 2 + y 2 1; x + y (d) u(x, y) = x 2 y 2 dla x = y, 2 dla x = y. xy + 1 (e) v(x, y, z) = x 2 + z 2 dla x 2 + y 2 1, 1 0 dla x 2 + y 2 = 1. 8. Korzystając z definicji obliczyć pochodne kierunkowe podanych funkcji we wskazanych punktach x 0 i kierunkach h : d f dh (x0 ) = (b) u(x, y) = f(x 0 + th) f(x 0 ) = g (0), gdzie g(t) := f(x 0 +th) t 0 + t x 2 + y 2, x 0 = (x 0, y 0 ) = (0, 0), x y x + y, x0 = (x 0, y 0 ) = (1, 1), (c) v(x, y) = 2 x + y, x 0 = (x 0, y 0 ) = (0, 0), (d) w(x, y) = 3 xy, x 0 = (x 0, y 0 ) = (1, 0), (e) F (x, y) = ln(x 2 + y 2 ), x 0 = (x 0, y 0 ) = (1, 1), (f) G(x, y, z) = e z x sin y, x 0 = (x 0, y 0, z 0 ) = ( 3, 2, 4), ( h = 1/2, ) 3/2 ; h = (3/5, 4/5) ; ( ) h = 2/2, 2/2 ; ( ) h = 3/2, 1/2 ; h = (1, 1) ; h = (1, 2, 3). 2

9. Korzystając z definicji zbadać, czy istnieją pochodne cząstkowe rzędu pierwszego podanych funkcji we wskazanych punktach: 3 x 3 y 3, w punkcie (x 0, y 0 ) = (0, 0); x 3 + y (b) g(x, y, z) = x 2 + y 2 + z 2 dla (x, y, z) (0, 0, 0), 0 dla (x, y, z) = (0, 0, 0), w punkcie (x 0, y 0, z 0 ) = (0, 0, 0). (c) h(x, y) = x y, w punkcie (x 0, y 0 ) = ( 1, 1); (d) u(x, y) = y sin x, w punkcie (x 0, y 0 ) = (0, π); xy (e) v(x, y) = x 2, dla (x, y) (0, 0), + y2 0 dla (x, y) = (0, 0), w punkcie (x 0, y 0 ) = (0, 0). (f) w(x, y) = w punkcie (x 0, y 0 ) = (0, 0). { 1, dla (x, y) R 2 : xy = 0, 0, dla (x, y) R 2 : xy 0, 10. Obliczyć wszystkie pochodne cząstkowe drugiego rzędu podanych funkcji i sprawdzić, czy pochodne cząstkowe mieszane są równe: x 3 + y 3 3xy; (b) g(x, y) = x 3 + 3xy 2 15x 12y; (c) h(x, y) = x 2 + y 2 2 ln x 18 ln y; (d) u(x, y) = (x + y 2 )e x 2 ; (e) v(x, y) = ln x 2 + y 2 x ; (f) w(x, y) = x 2 + y ; 2 (g) F (x, y) = ln(x + x 2 + y 2 ); (h) G(x, y) = x cos y + y sin x. 11. Wyznaczyć pochodne cząstkowe rzędu pierwszego i drugiego podanych funkcji uwikłanych, określonych równaniami: (a) x 2 + y 2 + z 2 = 1; (b) 2x 2 + 2y 2 + z 2 + 8xz z + 8 = 0; (c) x 2 + y 2 + z 2 2x + 2y 4z 10 = 0; (d) 5z 2 + 4zy + y 2 2y + 3x 2 6x + 4 = 0. 3

12. Zbadać, czy mieszane pochodne cząstkowe drugiego rzędu podanych funkcji w punkcie (0, 0) są równe: x 3 y xy 3 x 2 + y 2 dla (x, y) (0, 0), 0 dla (x, y) = (0, 0); x 2 y 3 (b) g(x, y) = x 2 + y 2 dla (x, y) (0, 0), 0 dla (x, y) = (0, 0); (c) h(x, y) = x 3 6 8y 3 ; x 3 y 3 (d) u(x, y) = x 4 + y 4 dla (x, y) (0, 0), 0 dla (x, y) = (0, 0). 13. Korzystając z definicji zbadać różniczkowalność podanych funkcji we wskazanych punktach: x 2 y 2, w punkcie (x 0, y 0 ) = (1, 2); xy dla (x, y) (0, 0), (b) g(x, y) = x 2 + y 2 0 dla (x, y) = (0, 0), w punkcie (x 0, y 0 ) = (0, 0). (c) h(x, y) = 3 xy, w punkcie (x 0, y 0 ) = (0, 0); xy 2 dla (x, y) (0, 0), (d) u(x, y) = x 2 + y 4 0 dla (x, y) = (0, 0), w punkcie (x 0, y 0 ) = (0, 0); (e) v(x, y, z) = xy sin z, w punkcie (x 0, y 0, z 0 ) = (0, 0, π). 14. Korzystając z reguły różniczkowania funkcji złożonych obliczyć pochodne cząstkowe pierwszego rzędu podanych funkcji względem x i y: (a) f(u, v) = e uv, gdzie u(x, y) = ln(x 2 + y 2 ) i v(x, y) = arctg x y ; (b) g(u, v) = ln u, gdzie u(x, y) = x sin y i v(x, y) = x cos y; v + 1 (c) h(u, v, w) = u 2 v( u w), gdzie u(x, y) = x 2 y 2, v(x, y) = x y i w(x, y) = 2x y. 4

15. Obliczyć wskazane pochodne cząstkowe dla podanych funkcji: (a) (c) 5 f x 4 y, f(x, y) = 4 g xe y ; (b) z x 2 y, g(x, y) = ln(x2 + 2y z); 3 h x y 2, h(x, y) = sin xy; (d) 3 u x y z, u(x, y, z) = x2 y 3 z. 16. Wyznaczyć różniczki zupełne oraz różniczki drugiego rzędu danych funkcji: x 2 2xy + y 2 2y + 1; (b) g(x, y) = ln(x 2 + y 2 ); (c) h(x, y) = x 2 y 4 x 3 y 3 + x 4 y 2 ; (d) u(x, y) = arctg x y. 17. Znaleźć wszystkie ekstrema lokalne podanych funkcji dwóch zmiennych: x 3 + y 3 3xy; (b) g(x, y) = xy(1 x y); (c) h(x, y) = x 2 + y 2 2 ln x 18 ln y; (d) u(x, y) = xy + 50 x + 20 y ; (e) v(x, y) = x 3 + 3xy 2 15x 12y; (f) w(x, y) = (2x + y 2 )e x ; (g) z(x, y) = x 3 + 3xy 2 51x 24y; (h) F (x, y) = (x + y 2 )e x 2 ; (i) G(x, y) = 2x 4 + y 4 x 2 2y 2 ; (j) H(x, y) = e (x2 +y 2 +2x) ; (k) U(x, y) = (cos x + cos y) 2 + (sin x + sin y) 2 ; (l) V (x, y) = xy 2 + (47 x y)(x 3 + y 3 ). 18. Wyznaczyć ekstrema warunkowe podanych funkcji, argumenty których spełniają wskazane warunki: x y 2 gdy x + 2y = 1; (b) g(x, y) = 1 x + 1 y gdy x + y = 2; (c) h(x, y) = x 2 y 2 gdy 2x y 3 = 0; (d) u(x, y) = x 2 + y 2 gdy xy = 4; (e) v(x, y) = x + 2y gdy x 2 + y 2 = 25; (f) w(x, y) = x 2 + 3y gdy x 2 + y 2 = 4; (g) z(x, y) = 5 3x 4y gdy x 2 + y 2 = 25; (h) F (x, y) = x 2 y 2 gdy x 2 + y 2 2y = 0; (i) G(x, y) = x 2 + 2y 2 gdy x 2 + y 2 = 2x + 3; (j) H(x, y) = (1 x 2 )(1 y 2 ) gdy x 2 + y 2 = 4. 5

19. Znaleźć wartości największe i najmniejsze podanych funkcji na wskazanych zbiorach (ograniczonych i domkniętych): x 2 2y 2 na kole x 2 + y 2 36; (b) g(x, y) = x 2 + 2y 2 12x + 16y na kole x 2 + y 2 25; (c) h(x, y) = x y na kole x 2 + y 2 1; (d) u(x, y) = 1 x 2 2y 2 na kole (x 1) 2 + (y 1) 2 1; (e) v(x, y) = (1 x 2 )(1 y 2 ) na kole x 2 + y 2 4; (f) w(x, y) = x 2 + 2x + y 2 6y na kwadracie x + y 4; (g) (h) (i) z(x, y) = x 2 + 3y 2 + x y na trójkącie ograniczonym prostymi x = 1, y = 1 i x + y = 1; F (x, y) = 2x 3 + 4x 2 + y 2 2xy na obszarze ograniczonym przez krzywe y = x 2 i y = 4; G(x, y) = x 2 + 3y 2 x + 18y 4 na trójkącie ograniczonym prostymi x = 0, y = 4 i x = y; (j) H(x, y) = x 3 + y 3 9xy + 27 na kwadracie D : {0 x 4, 0 y 4}. 20. Wyznaczyć ekstrema lokalne podanych funkcji uwikłanych: (a) x 2 + y 2 xy 2x + 4y = 0; (b) x 3 + y 3 8xy = 0; (c) 2x 2 + 2y 2 + z 2 + 8xz z + 8 = 0; (d) x 2 + y 2 + z 2 2x + 2y 4z 10 = 0. opracowała: dr Swietłana Minczewa-Kamińska Rzeszów, marzec 2011 r. 6