Matematinė analizė 1: pasiruošimo paketas

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

Nauji uždaviniaiAtgal 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
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
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

  1. Nustatykite struktūrą: suma, sandauga, dalmuo ar sudėtinė funkcija.
  2. Kiekvienam x laipsniui taikykite laipsninės funkcijos išvestinės taisyklę.
  3. Kur reikia, taikykite sandaugos, dalmens arba sudėtinės funkcijos išvestinės taisyklę.
  4. 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
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Pagrindiniai integralai
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Plotas tarp kreivių
∫ab (f − g) dx

Metodas

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

2Uždaviniai

1.RibosVidutinis
xyy = L

Raskite ribą L = limx→∞ (√(x2 + 4x) − x).

f(x) = √(x2 + 4x) − xx → ∞
L =
2.RibosSunkus
xyx = 0

Raskite ribą L = limx→0 (1 − cos 3x)/(4x²), kai x radianais.

f(x) = (1 − cos 3x)/(4x²)x → 0
L =
3.IšvestinėsVidutinis
xyx = 0

Tegu f(x) = (4x + 5)4. Raskite f′(0).

f(x) = (4x + 5)4x = 0
f′(0) =
4.IšvestinėsSunkus
xyx = −2

Funkcijos f(x) = −x2 − 3x liestinė taške x = −2 kerta y ašį taške y = b. Raskite b.

f(x) = −x2 − 3xx = −2
b =
5.OptimizavimasVidutinis
gatvės pusė: €15/m€12/myyx

200 m² stačiakampis sklypas aptveriamas iš visų keturių pusių. Gatvės pusės, kurios ilgis x, tvora kainuoja €15 už metrą; kitų trijų pusių – €12 už metrą. Raskite mažiausią bendrą kainą C.

A = 200 m²€15/m€12/m
C = €
6.OptimizavimasSunkus
qP(q)maksimumas

Maža įmonė savo produktą parduoda už pastovią rinkos kainą €70 už vienetą. q vienetų gamybos sąnaudos C(q) = 700 + 46q + 0,1q² eurų. Raskite didžiausią pelną P.

p = €70C = 700 + 46q + 0,1q²
P = €
7.IntegralaiVidutinis
xy12y = x ln x

Apskaičiuokite I = ∫₁2 x·ln x dx.

∫₁2 x ln x dx
I =
8.IntegralaiSunkus
xyy = 0,5x2​y = 4x

Raskite srities, apribotos y = 0,5x2 ir y = 4x, plotą A.

y = 0,5x2y = 4x
A =

3Tirpalai

1.Ribos

Atsakymas: L = 2

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) = 4x/(√(x2 + 4x) + x)

Padalykite iš x

f(x) = 4/(√(1 + 4/x) + 1)

Tegu x → ∞

L = 4/(1 + 1) = 2

Atsakymas

L = 2
2.Ribos

Atsakymas: L = 1,125

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).

Pirmasis taikymas

3·sin 3x/(8x) → 0/0

Antrasis taikymas

9·cos 3x/8

Įstatykite x = 0

L = 9/8 = 1,125

Atsakymas

L = 1,125
3.Išvestinės

Atsakymas: f′(0) = 2000

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) = 4·(4x + 5)3·4

Įstatykite

f′(0) = 4·53·4 = 2000

Atsakymas

f′(0) = 2000
4.Išvestinės

Atsakymas: b = 4

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.

Taškas ir krypties koeficientas

f(−2) = 2
f′(x) = −2x − 3 → f′(−2) = 1

Liestinė, kai x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 2 − 1·(−2) = 4

Atsakymas

b = 4
5.Optimizavimas

Atsakymas: C = 720 €

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.

Kaina kaip x funkcija

C(x) = 27x + 4800/x

Prilyginkite išvestinę nuliui

C″(x) = 9600/x³ > 0, todėl tai minimumas.

x = √(4800/27) = 13,33 m
y = 200/13,33 = 15 m

Mažiausia kaina

C = 27·13,33 + 4800/13,33 = €720

Atsakymas

C = €720
6.Optimizavimas

Atsakymas: P = 740 €

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.

Pelno funkcija

P(q) = 70q − (700 + 46q + 0,1q²) = −0,1q2 + 24q − 700

Prilyginkite išvestinę nuliui

P″(q) = −0,2 < 0, todėl tai maksimumas.

24 − 0,2q = 0 → q = 120

Didžiausias pelnas

P = 24·120 − 0,1·120² − 700 = €740

Atsakymas

P = €740
7.Integralai

Atsakymas: I = 0,6363

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.

Pasirinkite u ir dv

u = ln x, du = dx/x; dv = x dx, v = x²/2

Pirmykštė funkcija

∫x ln x dx = (x²/2)ln x − ∫(x/2) dx = (x²/2)ln x − x²/4

Ribos

(2·ln 2 − 1) − (0 − 0,25) = 0,6363

Atsakymas

I = 0,6363
8.Integralai

Atsakymas: A = 42,67

Apibrėžtiniai integralai: ∫ₐᵇ f(x) dx – tai ženklą turintis plotas tarp grafiko ir x ašies nuo a iki b. Raskite pirmykštę funkciją F (F′ = f) ir apskaičiuokite F(b) − F(a). Laipsnio taisyklė: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Plotas tarp dviejų kreivių yra ∫(viršutinė − apatinė) dx.

Susikirtimo taškai

0,5x2 = 4x → x = 0, x = 8

Integruokite viršutinę minus apatinę

A = [2x2 − 0,1667x3]08 = 42,67

Atsakymas

A = 42,67

ExamProblems · examproblems.com/courses/calculus-1