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→∞ (√(9x² + 5x) − 3x).

f(x) = √(9x² + 5x) − 3xx → ∞

L =

2.RibosSunkus

Raskite ribą L = lim_x→0 (e^2x − 1 − 2x)/x².

f(x) = (e^2x − 1 − 2x)/x²x → 0

L =

3.IšvestinėsVidutinis

Tegu f(x) = (2x + 3)⁵. Raskite f′(0).

f(x) = (2x + 3)⁵x = 0

f′(0) =

4.IšvestinėsSunkus

Funkcijos f(x) = −x² + 2x − 1 liestinė taške x = −2 kerta y ašį taške y = b. Raskite b.

f(x) = −x² + 2x − 1x = −2

b =

5.OptimizavimasVidutinis

Uždara cilindrinė skardinė (su viršumi ir dugnu) turi talpinti 500 cm³. Sunaudojamo metalo kiekis proporcingas visam paviršiaus plotui. Raskite mažiausią galimą paviršiaus plotą A.

V = 500 cm³

A = cm²

6.OptimizavimasSunkus

Įmonė per savaitę parduoda q vienetų. Kaina, už kurią juos galima parduoti, yra p = 180 − 0,5q eurų už vienetą, o sąnaudos C(q) = 700 + 95q eurų. Raskite didžiausią savaitės pelną P.

p = 180 − 0,5qC = 700 + 95q

P = €

7.IntegralaiVidutinis

Sritis po y = 2x nuo x = 0 iki x = 2 sukama apie x ašį. Raskite kūno (kūgio) tūrį V.

y = 2x0 ≤ x ≤ 2

V =

8.IntegralaiSunkus

Apskaičiuokite I = ∫₀³ x²·eˣ dx.

∫₀³ x²eˣ dx

I =

3Tirpalai

1.Ribos

Atsakymas: L = 0,8333

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) = 5x/(√(9x² + 5x) + 3x)

Padalykite iš x

f(x) = 5/(√(9 + 5/x) + 3)

Tegu x → ∞

L = 5/(3 + 3) = 0,8333

Atsakymas

L = 0,8333

2.Ribos

Atsakymas: L = 2

Pirmasis taikymas

(2·e^2x − 2)/(2x) → 0/0

Antrasis taikymas

4·e^2x/2

Įstatykite x = 0

L = 4·1/2 = 2

Atsakymas

L = 2

3.Išvestinės

Atsakymas: f′(0) = 810

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.

Grandinės taisyklė

f′(x) = 5·(2x + 3)⁴·2

Įstatykite

f′(0) = 5·3⁴·2 = 810

Atsakymas

f′(0) = 810

4.Išvestinės

Atsakymas: b = 3

Taškas ir krypties koeficientas

f(−2) = −9

f′(x) = −2x + 2 → f′(−2) = 6

Liestinė, kai x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −9 − 6·(−2) = 3

Atsakymas

b = 3

5.Optimizavimas

Atsakymas: A = 348,7 cm²

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 = 500/(πr²)

A(r) = 2πr² + 1000/r

Prilyginkite išvestinę nuliui

A″(r) = 4π + 2000/r³ > 0, todėl tai minimumas.

4πr − 1000/r² = 0 → r = ∛(500/(2π)) = 4,301 cm

Aukštis ir plotas

h = 500/(π·4,301²) = 2r = 8,603 cm

A = 2π·4,301² + 1000/4,301 = 348,7 cm²

Atsakymas

A = 348,7 cm²

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

6.Optimizavimas

Atsakymas: P = 2913 €

Pelno funkcija

P(q) = (180 − 0,5q)·q − (700 + 95q) = −0,5q² + 85q − 700

Prilyginkite išvestinę nuliui

P″(q) = −1 < 0, todėl tai maksimumas.

q = 85/1 = 85

Kaina ir pelnas

p = 180 − 0,5·85 = €137,5

P = 85·85 − 0,5·85² − 700 = €2913

Atsakymas

P = €2913

7.Integralai

Atsakymas: V = 33,51

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∫₀² 4x² dx

Integruokite

V = π·4·2³/3 = 33,51

Atsakymas

V = 33,51

Patikra: kūgio, kurio spindulys 4 ir aukštis 2, tūris (1/3)πr²h = 33,51.

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