Пусть f(x) = x·sin(x), x в радианах. Найдите f′(0,5).
f(x) = x·sin(x)x = 0,5 rad
f′(0.5) =
4.ПроизводныеСложная
Касательная к f(x) = x2 в точке x = 2 пересекает ось y в точке y = b. Найдите b.
f(x) = x2x = 2
b =
5.ОптимизацияСредняя
Прямоугольный участок площадью 400 m² огорожен со всех четырёх сторон. Сторона вдоль улицы длиной x стоит €15 за метр, остальные три стороны — €8 за метр. Найдите минимальную общую стоимость C.
A = 400 m²€15/m€8/m
C = €
6.ОптимизацияСложная
Небольшая фирма продаёт продукцию по фиксированной рыночной цене €40 за единицу. Производство q единиц стоит C(q) = 300 + 8q + 0,2q² евро. Найдите максимальную прибыль P.
p = €40C = 300 + 8q + 0,2q²
P = €
7.ИнтегралыСредняя
Область под y = 0,5x от x = 0 до x = 3 вращается вокруг оси x. Найдите объём V полученного тела (конуса).
y = 0,5x0 ≤ x ≤ 3
V =
8.ИнтегралыСложная
Найдите площадь A области, ограниченной y = 2x2 и y = x.
y = 2x2y = x
A =
3Растворы
1.Пределы
Ответ: L = 5
Пределы: сначала попробуйте прямую подстановку. Если получается 0/0, сначала упростите: разложите на множители и сократите общий множитель или умножьте на сопряжённое выражение. При x → ∞ разделите числитель и знаменатель на старшую степень x. Правило Лопиталя: если f/g даёт 0/0 или ∞/∞, то lim f/g = lim f′/g′, причём числитель и знаменатель дифференцируются по отдельности (а не по правилу для частного).
Разделите на старшую степень
(5 + (−6)/x + (−9)/x2)/(1 + 6/x + 8/x2)
Пусть x → ∞
L = 5/1 = 5
Ответ
L = 5
При равных степенях предел равен отношению старших коэффициентов.
2.Пределы
Ответ: L = 0,5
Пределы: сначала попробуйте прямую подстановку. Если получается 0/0, сначала упростите: разложите на множители и сократите общий множитель или умножьте на сопряжённое выражение. При x → ∞ разделите числитель и знаменатель на старшую степень x. Правило Лопиталя: если f/g даёт 0/0 или ∞/∞, то lim f/g = lim f′/g′, причём числитель и знаменатель дифференцируются по отдельности (а не по правилу для частного).
Первое применение
(−1·e−x + 1)/(2x) → 0/0
Второе применение
1·e−x/2
Подставьте x = 0
L = 1·1/2 = 0,5
Ответ
L = 0,5
3.Производные
Ответ: f′(0.5) = 0,9182
Дифференцирование: производная f′(x) — это наклон графика в точке x. Степенное правило: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Правило произведения: (uv)′ = u′v + uv′. Цепное правило: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Где f′(x) = 0, у графика горизонтальная касательная: максимум, минимум или седловая точка.
Правила произведения и цепное
f′(x) = sin(x) + x·cos(x)
Подставьте
f′(0,5) = 0,4794 + 0,5·0,8776 = 0,9182
Ответ
f′(0,5) = 0,9182
4.Производные
Ответ: b = −4
Дифференцирование: производная f′(x) — это наклон графика в точке x. Степенное правило: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Правило произведения: (uv)′ = u′v + uv′. Цепное правило: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Где f′(x) = 0, у графика горизонтальная касательная: максимум, минимум или седловая точка.
Точка и наклон
f(2) = 4
f′(x) = 2x → f′(2) = 4
Касательная при x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 4 − 4·2 = −4
Ответ
b = −4
5.Оптимизация
Ответ: C = 767,3 €
Оптимизация: запишите оптимизируемую величину как функцию одной переменной, исключив другую с помощью ограничения. Приравняйте производную к нулю и решите уравнение. Проверьте, что критическая точка — максимум или минимум (по второй производной или по смене знака первой) и что она лежит в допустимой области; конец промежутка, например нулевая длина стороны, ответом не является.
Стоимость как функция x
C(x) = 23x + 6400/x
Приравняйте производную к нулю
C″(x) = 12800/x³ > 0, поэтому это минимум.
x = √(6400/23) = 16,68 m
y = 400/16,68 = 23,98 m
Минимальная стоимость
C = 23·16,68 + 6400/16,68 = €767,3
Ответ
C = €767,3
6.Оптимизация
Ответ: P = 980 €
Оптимизация: запишите оптимизируемую величину как функцию одной переменной, исключив другую с помощью ограничения. Приравняйте производную к нулю и решите уравнение. Проверьте, что критическая точка — максимум или минимум (по второй производной или по смене знака первой) и что она лежит в допустимой области; конец промежутка, например нулевая длина стороны, ответом не является.
Объёмы тел вращения: вращение области под y = f(x) от x = a до x = b вокруг оси x даёт тело, сечение которого при x — круг радиуса f(x). Суммирование кругов даёт V = π∫ₐᵇ f(x)² dx. Когда область лежит между внешней кривой R(x) и внутренней кривой r(x), каждый слой — кольцо (шайба): V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Возводите радиусы в квадрат до вычитания.
Метод дисков
V = π∫₀3 0,25x² dx
Интегрируйте
V = π·0,25·3³/3 = 7,069
Ответ
V = 7,069
Проверка: конус с радиусом 1,5 и высотой 3 имеет (1/3)πr²h = 7,069.
8.Интегралы
Ответ: A = 0,04167
Определённые интегралы: ∫ₐᵇ f(x) dx — это площадь со знаком между графиком и осью x от a до b. Найдите первообразную F (F′ = f) и вычислите F(b) − F(a). Степенное правило: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Площадь между двумя кривыми — ∫(верхняя − нижняя) dx.