4.1. Рівняння задає неявно функцію , на інтервалі , якщо для всіх виконується рівність .
Для обчислення похідної функції треба продиференціювати по тотожність , пам'ятаючи, що є функція від , а потім отримане рівняння розв’язати відносно .
4.2. Приклади. а) Знайти значення у точці для функції, заданої неявно рівнянням .
Розв’язання. Диференціюючи по обидві частини даного рівняння та вважаючи при цьому, що є функцією від , одержуємо:
,
звідки: .
Знаходимо значення у точці :
.
б) Знайти величину кута між дотичними, проведеними в точках перетину кривої з віссю . Зробити креслення.
Розв’язання. За аналогією з попереднім прикладом, знаходимо:
(*)
Точки перетину даної кривої із прямою знаходимо з розв’язку наступної системи:
Таких точок дві: і .
Враховуючи, що , , знаходимо згідно з (*) кутовий коефіцієнт дотичної до даної кривої в точці А:
.
Аналогічно знаходимо кутовий коефіцієнт дотичної в точці В:
.
Кут задовільняє рівності , отже , звідки 126055.
Перш ніж зробити креслення, перетворимо початкове рівняння кривої у рівняння , що визначає коло із центром у точці та радіусом (рис. 4.3).
Рис. 4.3
Завдання 4. Знайти значення у точці для функцій, заданих неявно.
1. | 5 x 2 + 3 xy – 2 y 2 + 2 = 0 | M (0; 1) |
2. | x 3 – 2 x 2 + y 2 = 0 | M (1; 1) |
3. | x 2 + xy + y 2 = 7 | M (–1; –2) |
4. | 2 x 3 – xy + y – 2 = 0 | M (1; 5) |
5. | x 3 + y 3 – 3 xy + 1 = 0 | M (–2;1) |
6. | 3 x 2 – xy + y – 3 = 0 | M (1; –2) |
7. | x 2 + 2 y 2 + 6 x – 4 y – 13 = 0 | M (1; –1) |
8. | 3 x 2 – 5 y2 – 6 x – 20 y + 25 = 0 | M (2; 1) |
9. | 4 x 2 + y 2 + 8 x – 4 y + 3 = 0 | M (0; 1) |
10. | x 3 – 2 x 2 y 2 + 5 x + y – 5 = 0 | M (1; 1) |
11. | 2 x 2 – 9 y 2 + 4 x + 18 y + 11 = 0 | M (2; –1) |
12. | x 3 – xy + y + 7 = 0 | M (–1; –3) |
13. | x 2 + y 2 – 4 x – 10 y + 19 = 0 | M (3; 2) |
14. | x 4 – y 2 – y – 1 = 0 | M (1; 0) |
15. | x 3 + 2 xy 2 + y + 11 = 0 | M (–1; –2) |
16. | x 3 + x 2 y + y 2 –13 = 0 | M (1; 3) |
17. | x 3 + 5 xy + y 3 – 7 = 0 | M (1; 1) |
18. | x 2 + 5 xy + y 2 – 2 x + y – 6 = 0 | M (1; 1) |
19. | 3 x 2 – xy + y 3 – x = 0 | M (0; 2) |
20. | x 6 + y 6 – 2 xy = 0 | M (1; 1) |
21. | x 2 + x 2 y – y 2 – y = 0 | M (1; 1) |
22. | x 4 – 6 x 2 y 2 + 9 y 2 – 5 x 2 + 15 y 2 + 4 = 0 | M (2; 1) |
23. | 7 x 2 + xy – y 3 + 3 = 0 | M (1; –2) |
24. | x 2 y 2 + xy + x 2 – 7 = 0 | M (1; 2) |
25. | 2 x 5 + y 5 – 2 xy + 26 = 0 | M (1; –2) |
26. | x 5 + y 5 – 2 xy = 0 | M (1; 1) |
27. | 3 x 2 – xy + y 2 + x – 34 = 0 | M (–2; 4) |
28. | x 2 + 2 xy 2 + 3 y 4 –6 = 0 | M (1; –1) |
29. | x 2 – x 2 y + y 2 = 13 | M (–1; –3) |
30. | x 2 y 2 – 4 y 3 – x = 4 | M (0; –1) |
Завдання 5. Знайти величину кута між дотичними, проведеними в точках перетину кривої з віссю . Зробити креслення.
1. | x 2+ y 2 + 2x + 2y –3 = 0. | 2. | x 2 + y 2 – 2x + 4y –3 = 0. |
3. | x 2 + y 2 + 10x + 9 = 0. | 4. | x 2 + y 2 + 6x + 6y + 8 = 0. |
5. | x 2 + y 2 + 4x + 2y + 3 = 0. | 6. | x 2 + y 2 + 4x – 2y – 4 = 0. |
7. | x 2 + y 2 + 6x – 6y + 8 = 0. | 8. | x 2 + y 2 + 4x – 4y + 3 = 0. |
9. | x 2 + y 2 + 6x + 2y + 1 = 0. | 10. | x 2 + 6x + y 2 – 2y + 1 = 0. |
11. | x 2 + 10x+ y 2 – 6y +16 = 0. | 12. | x 2 + y 2 + 14x + 40 = 0. |
13. | x 2 + y 2 – 6x – 2y + 6 = 0. | 14. | x 2 + y 2 – 10 x+ 9 = 0. |
15. | x 2 + y 2 + 10x + 6y + 16 = 0. | 16. | x 2 + y 2 – 4x + 2y + 3 = 0. |
17. | x 2 + y 2 – 2x + 4y – 20 = 0. | 18. | x 2 + 6x + y 2 – 2y + 6 = 0. |
19. | x 2 + y 2 – 4y – 4 = 0. | 20. | x 2 – 6x + y 2 – 6y + 8 = 0. |
21. | x 2 + y 2 – 14x + 40 = 0. | 22. | x 2 + y 2 – 2x + 6y – 6 = 0. |
23. | x 2 + y 2 – 6x + 6y + 8 = 0. | 24. | x 2 + y 2 – 6x + 2y + 1 = 0. |
25. | x 2 + 4x + y 2 – 2y + 3 = 0. | 26. | x 2 + 4x + y 2 + 2y – 4 = 0. |
27. | x 2 + y 2 + 4x – 4 = 0. | 28. | x 2 + y 2 + 2x – 2y – 4 = 0. |
29. | x 2 + 4x + y 2 – 2y – 3 = 0. | 30. | x 2 + y 2 + 2x + 4y – 4 = 0. |
ПРАВИЛО ЛОПІТАЛЯ
5.1. При розкритті невизначеностей , крім класичних методів обчислення границь, у багатьох випадках можна користуватися правилом Лопіталя: якщо або й існує границя відношення їх похідних , то .
Це правило справедливе й у випадку, коли .
Приклад 1. Застосовуючи правило Лопіталя, знайти границі:
а) ; б) ; в) .
Розв’язання. Переконавшись, що має місце випадок або , застосовуємо правило Лопіталя.
а) ,
б) .
Тут двічі було застосовано правило Лопіталя й використана перша чудова границя.
в) .
5.2. При розкритті невизначеностей для застосування правила Лопіталя, початковий вираз необхідно перетворити до невизначеностей виду або шляхом алгебраїчних перетворень.
Приклад 2. Знайти границі: а) ; б) .
Розв’язання: а) Маємо невизначеність . Наведемо цю невизначеність до невизначеності , а потім застосуємо правило Лопіталя:
.
б) Маємо невизначеність . Перетворимо початковий вираз до невизначеності , після чого застосуємо правило Лопіталя: .
5.3. При розкритті невизначеностей , , рекомендується знайти попередньо границю логарифма шуканої функції.
Приклад 3. Обчислити .
Розв’язання. Маємо невизначеність . Введемо позначення , тоді . . Одержали , застосовуємо правило Лопіталя: . Тому що . Отже .
Завдання 6. Обчислити границі, використовуючи правило Лопіталя.
1. | а) , | б) . |
2. | а) , | б) . |
3. | а) , | б) . |
4. | а) , | б) . |
5. | а) , | б) . |
6. | а) , | б) . |
7. | а) , | б) . |
8. | а) , | б) . |
9. | а) , | б) . |
10. | а) , | б) . |
11. | а) , | б) . |
12. | а) , | б) . |
13. | а) , | б) . |
14. | а) , | б) . |
15. | а) , | б) . |
16. | а) , | б) . |
17. | а) , | б) . |
18. | а) , | б) . |
19. | а) , | б) . |
20. | а) , | б) . |
21. | а) , | б) . |
22. | а) , | б) . |
23. | а) , | б) . |
24. | а) , | б) . |
25. | а) , | б) . |
26. | а) , | б) . |
27. | а) , | б) . |
28. | а) , | б) . |
29. | а) , | б) . |
30. | а) , | б) . |
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. | Берман Г.Е. Сборник задач по курсу математического анализа. – М.: Наука, 1977. – 456 с. | |
2. | Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Сравочник по математике для инженеров и студентов ВУЗов. – М.: Наука, 1986. – 544 с. | |
3. | Бубняк Т.І. Вища математика: Навчальний посібник. – Львів: «Новий світ-2000», 2004. – 434 с. | |
4. | Вища математика: Підручник: У 2 кн. – 2-ге вид., перероб. і доп. – К.: Либідь, 2003. – Кн. 1. Основні розділи / Г.Й. Призва, В.В. Плахотник, Л.Д. Гординський та ін.; за ред. Г.Л. Кулініча. – 400 с. | |
5. | Вища математика. Основні означення, приклади і задачі. Ч. 1, 2. – К.: Либідь, 1992. – 349 с. | |
6. | Глушков П.М., Шунда Н.М. Диференціальне числення фукнцій однієї змінної. – К.: Вища шк., 1991. – 343 с. | |
7. | Данко П.Е., Попов А.Г., Кожевникова Т.Я. Высшая математика в упражнениях и задачах. Ч. 1,2 – М.: Высш. шк., 1980. – 320 с. | |
8. | Запорожец Г.И. Руководство к решению задач по математическому анализу. – М.: Высшая школа, 1966. – 269 с. | |
9. | Каплан И.А. Практические занятия по высшей математике. – Харьков.: Изд-во ХГУ, 1967. – 236 с. | |
10. | Кудрявцев В.А., Демидович Б.П. Краткий курс высшей математики. – М.: Наука, 1969. – 123 с. | |
11. | Мантуров О.В., Матвеев Н.М. Курс высшей математики. – М.: Высш. шк., 1986. – 296 с. | |
12. | Минорский В.П. Сборник задач по высшей математике. – М.: Наука, 1969. – 350 с. | |
13. | Овчинников П.Ф., Яремчук Ф.П., Михайленко В.М. Высшая математика. Ч.1, 2. – К.: Вища шк., 1987, 1989. – 551 с. | |
14. | Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисление, т.1, 2. – М.: Наука, 1982. – 294 с. | |
15. | Шестаков А.А., Малышева И.А., Полозков Д.П. Курс высшей математики. – М.: Высш. шк., 1987. – 320 с. |