Matematinė analizė 1: pasiruošimo paketas

Formulių lapai, pagrindiniai kiekvienos temos metodų žingsniai ir 8 uždavinių, o pilni sprendimai pateikti gale.

Nauji uždaviniai Atgal į kursą

Spausdinimo lange pasirinkite „Išsaugoti kaip PDF“, kad nuosavą kopiją išsaugotumėte savo įrenginyje.

1Formulės ir metodai

Ribos

Tiesioginis įstatymas: pirmiausia įstatykite x = a; 0/0 reiškia, kad reikia suprastinti
Išskaidykite dauginamaisiais ir suprastinkite: xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Jungtinis reiškinys: (√x − √a)(√x + √a) = x − a
Ribos begalybėje: dalykite iš aukščiausio x laipsnio; kai laipsniai lygūs, riba lygi vyriausiųjų koeficientų santykiui
Ypatingoji riba: lim_x→∞ (1 + a/x)^bx = e^ab
Lopitalio taisyklė: lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Išvestinės

Laipsnio išvestinė: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Sandaugos taisyklė: (uv)′ = u′v + uv′
Dalmens išvestinė: (u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Grandinės taisyklė: f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Pagrindinės išvestinės: (eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Metodas

Nustatykite struktūrą: suma, sandauga, dalmuo ar sudėtinė funkcija.
Kiekvienam x laipsniui taikykite laipsninės funkcijos išvestinės taisyklę.
Kur reikia, taikykite sandaugos, dalmens arba sudėtinės funkcijos išvestinės taisyklę.
Suprastinkite ir, jei prašoma, apskaičiuokite reikšmę taške.

Optimizavimas

Metodas: užrašykite Q(x) su vienu kintamuoju, išspręskite Q′(x) = 0, patikrinkite Q″ arba intervalo galus
Maksimumas: Q′(x) = 0, Q″(x) < 0
Minimumas: Q′(x) = 0, Q″(x) > 0
Uždaras cilindras: V = πr²h, A = 2πr² + 2πrh
Pelnas: P = R − C, R = p·q, maximum where MR = MC

Integralai

Laipsnio išvestinė: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Apibrėžtinis integralas: ∫_a^b f dx = F(b) − F(a)
Pagrindiniai integralai: ∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Plotas tarp kreivių: ∫_a^b (f − g) dx

Metodas

Kai įmanoma, pointegralinę funkciją perrašykite kaip paprastų narių sumą.
Taikykite laipsninės funkcijos taisyklę: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), o e^x, 1/x, sin ir cos – lentelinius integralus.
Keitinį naudokite, kai matote funkciją kartu su jos išvestine.
Apibrėžtiniam integralui apskaičiuokite F(b) − F(a).

2Uždaviniai

1.RibosVidutinis

Raskite ribą L = lim_x→∞ (√(x² + 7x) − x).

f(x) = √(x² + 7x) − xx → ∞

L =

2.RibosSunkus

Raskite ribą L = lim_x→0 ln(1 + 4x)/sin(x), kai x radianais.

f(x) = ln(1 + 4x)/sin(x)x → 0

L =

3.IšvestinėsVidutinis

Tegu f(x) = x·sin(x), x radianais. Raskite f′(1).

f(x) = x·sin(x)x = 1 rad

f′(1) =

4.IšvestinėsSunkus

Tegu f(x) = x³ + 7,5x² + 18x + 4. Raskite lokaliojo maksimumo x koordinatę x.

f(x) = x³ + 7,5x² + 18x + 4

x =

5.OptimizavimasVidutinis

Uždara cilindrinė skardinė (su viršumi ir dugnu) turi talpinti 355 cm³. Sunaudojamo metalo kiekis proporcingas visam paviršiaus plotui. Raskite skardinės aukštį h, kuriam esant sunaudojama mažiausiai medžiagos.

V = 355 cm³

h = cm

6.OptimizavimasSunkus

Teatras per spektaklį parduoda 950 bilietų po €20. Rinkos tyrimas rodo, kad kiekvienas bilieto kainos padidinimas €1 reiškia 25 mažiau parduotų bilietų (o kiekvienas sumažinimas €1 – 25 daugiau). Raskite bilieto kainą p, kuriai esant pajamos didžiausios.

950 × €2025 / €1

p = €

7.IntegralaiVidutinis

Sritis po y = √(x) nuo x = 0 iki x = 3 sukama apie x ašį. Raskite kūno (paraboloido) tūrį V.

y = √(x)0 ≤ x ≤ 3

V =

8.IntegralaiSunkus

Apskaičiuokite I = ∫₀³ x²·eˣ dx.

∫₀³ x²eˣ dx

I =

3Tirpalai

1.Ribos

Atsakymas: L = 3,5

Ribos: pirmiausia pabandykite tiesiogiai įstatyti. Jei gaunate 0/0, pirmiausia suprastinkite: išskaidykite dauginamaisiais ir suprastinkite bendrą daugiklį arba padauginkite iš jungtinio reiškinio. Kai x → ∞, skaitiklį ir vardiklį padalykite iš aukščiausio x laipsnio. Lopitalio taisyklė: jei f/g duoda 0/0 arba ∞/∞, tai lim f/g = lim f′/g′, skaitiklį ir vardiklį diferencijuojant atskirai (ne pagal dalmens išvestinės taisyklę).

Padauginkite iš jungtinio reiškinio

f(x) = 7x/(√(x² + 7x) + x)

Padalykite iš x

f(x) = 7/(√(1 + 7/x) + 1)

Tegu x → ∞

L = 7/(1 + 1) = 3,5

Atsakymas

L = 3,5

2.Ribos

Atsakymas: L = 4

Lopitalio taisyklė

L = lim_x→0 [4/(1 + 4x)]/[cos x]

Įstatykite x = 0

L = 4/1 = 4

Atsakymas

L = 4

3.Išvestinės

Atsakymas: f′(1) = 1,382

Diferencijavimas: išvestinė f′(x) – tai grafiko krypties koeficientas taške x. Laipsnio taisyklė: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Sandaugos taisyklė: (uv)′ = u′v + uv′. Grandinės taisyklė: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Kur f′(x) = 0, grafikas turi horizontalią liestinę: maksimumą, minimumą arba balno tašką.

Sandaugos ir grandinės taisyklės

f′(x) = sin(x) + x·cos(x)

Įstatykite

f′(1) = 0,8415 + 1·0,5403 = 1,382

Atsakymas

f′(1) = 1,382

4.Išvestinės

Atsakymas: x = −3

Išvestinė

f′(x) = 3x² + 15x + 18 = 3·(x² + 5x + 6)

Išspręskite f′(x) = 0

x = −3 arba x = −2

Kuris yra kuris

f″(x) = 6x + 15: neigiama maksimume, teigiama minimume.

f″(−3) = −3, f″(−2) = 3

x = −3

Atsakymas

x = −3

5.Optimizavimas

Atsakymas: h = 7,674 cm

Optimizavimas: optimizuojamą dydį užrašykite kaip vieno kintamojo funkciją, kitą kintamąjį pašalindami pagal ribojimą. Išvestinę prilyginkite nuliui ir išspręskite. Patikrinkite, ar kritinis taškas yra maksimumas ar minimumas (pagal antrąją išvestinę arba pirmosios išvestinės ženklo pokytį) ir ar jis yra leistinoje srityje; galinis taškas, pavyzdžiui, nulinio ilgio kraštinė, nėra atsakymas.

Plotas kaip r funkcija

h = 355/(πr²)

A(r) = 2πr² + 710/r

Prilyginkite išvestinę nuliui

A″(r) = 4π + 1420/r³ > 0, todėl tai minimumas.

4πr − 710/r² = 0 → r = ∛(355/(2π)) = 3,837 cm

Aukštis ir plotas

h = 355/(π·3,837²) = 2r = 7,674 cm

A = 2π·3,837² + 710/3,837 = 277,5 cm²

Atsakymas

h = 7,674 cm

Pigiausios uždaros skardinės aukštis lygus jos pločiui: h = 2r.

6.Optimizavimas

Atsakymas: p = 29 €

Pajamos kaip kainos funkcija

n(p) = 1450 − 25p

R(p) = 1450p − 25p²

Prilyginkite išvestinę nuliui

R″(p) = −50 < 0, todėl tai maksimumas.

p = 1450/50 = €29

Didžiausios pajamos

n = 1450 − 25·29 = 725

R = 29·725 = €21025

Atsakymas

p = €29

7.Integralai

Atsakymas: V = 14,14

Sukimosi kūnų tūriai: sritį po kreive y = f(x) nuo x = a iki x = b sukant apie x ašį, gaunamas kūnas, kurio pjūvis ties x yra skritulys, kurio spindulys f(x). Sudėjus skritulius, gaunama V = π∫ₐᵇ f(x)² dx. Kai sritis yra tarp išorinės kreivės R(x) ir vidinės kreivės r(x), kiekvienas sluoksnis yra žiedas: V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Spindulius pakelkite kvadratu prieš atimdami.

Skritulių metodas

V = π∫₀³ x dx

Integruokite

V = π·1·3²/2 = 14,14

Atsakymas

V = 14,14

8.Integralai

Atsakymas: I = 98,43

Integravimas dalimis: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, išplaukia iš sandaugos diferencijavimo taisyklės. Kaip u rinkitės dauginamąjį, kuris diferencijuojant tampa paprastesnis (x laipsnį ar ln x), o kaip dv – dauginamąjį, kurį galite suintegruoti (eˣ, sin x, cos x arba x, kai u = ln x). Apibrėžtiniam integralui u·v apskaičiuokite abiejose ribose: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Dauginamajam x² reikia dviejų ciklų.

Pirmasis ciklas

∫x²eˣ dx = x²eˣ − ∫2x eˣ dx

Antrasis ciklas

∫2x eˣ dx = 2x eˣ − 2eˣ

∫x²eˣ dx = eˣ(x² − 2x + 2)

Ribos

20,09·(5) − 1·2 = 98,43

Atsakymas

I = 98,43

ExamProblems · examproblems.com/courses/calculus-1