КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1 1) 2) 3) 4) Задача №1 Даны координаты вершин треугольника ABC . Найти: уравнения сторон AB и AC и их угловые коэффициенты; угол A в радианах (градусах) с точностью до двух знаков после запятой; уравнение высоты CD и ее длину; уравнение медианы AE и координаты точки K пересечения этой медианы с высотой CD . Сделать чертеж. Номер варианта 1 А В С (2;5) (14;-4) (18;18) 2 (0;3) (12;-6) (10;8) 3 (-9;6) (3;-3) (7;19) 4 (-12;-1) (0;-10) (4;12) 5 (4;1) (16;-8) (14;6) 6 (-3;10) (9;1) (7;15) 7 (-1;4) (11;-5) (15;17) 8 (3;6) (15;-3) (13;11) 9 (-2;7) (10;-2) (8;12) 10 (-6;8) (6;-1) (4;13) 11 (-5;9) (7;0) (5;14) 12 (-8;-3) (4;-12) (8;10) 13 (-5;7) (7;-2) (11;20) 14 (-4;10) (8;1) (12;23) 15 (-7;4) (5;-5) (3;9) 16 (0;2) (12;-7) (16;15) 17 (-10;-9) (2;0) (6;22) 18 (1;0) (13;-9) (17;13) 19 (-4;12) (8;3) (6;17) 20 (-10;5) (2;-4) (0;10) Задача №2 Даны координаты вершин пирамиды A1 A2 A3 A4 . Найти: 1) длину ребра A1 A2 ; 2) угол между ребрами A1 A2 и A1 A4 ; 3) уравнение плоскости A1 A2 A3 и угол между ребром A1 A4 и плоскостью A1 A2 A3 ; 4) уравнение высоты, опущенной из вершины A4 на грань A1 A2 A3 и ее длину; 5) площадь грани A1 A2 A3 и объем пирамиды. Сделать чертеж. Номер варианта A1 A2 A3 A4 1 (5;3;10) (1;9;7) (0;2;0) (4;3;5) 2 (2;3;5) (5;3;7) (4;2;10) (1;2;7) 3 (4;10;9) (1;8;2) (5;7;4) (5;2;6) 4 (2;5;8) (1;4;9) (2;1;6) (5;4;2) 2 5 (4;4;10) (7;10;2) (2;8;4) (9;6;9) 6 (2;3;9) (3;3;6) (2;1;7) (1;2;5) 7 (8;7;4) (5;10;4) (4;7;8) (3;5;4) 8 (2;6;5) (1;2;5) (4;0;6) (6;4;8) 9 (–2;8;2) (6;8;9) (5;3;3) (7;10;3) 10 (2;1;3) (4;–1;1 ) (1;0;–1) (0;1;1) 11 (0;2;7) (1;5;0) (0;7;1) (4;2;5) 12 (1;8;9) (-1;3;0) (4;7;8) (2;4;9) 13 (5;3;7) (2;3;5) (4;2;10) (1;2;7) 14 (8;6;4) (2;1;1) (5;6;8) (8;10;7) 15 (3;2;8) (2;–1;7) (6;3;1) (2;–3;7) 16 (5;3;1) (2;3;7) (7;2;2) (5;7;7) 17 (3;5;8) (6;5;8) (7;7;3) (8;4;1) 18 (–1;0;3) (4;2;1) (1;2;7) (4;1;3) 19 (6;9;4) (7;5;9) (4;6;5) (1;5;5) 20 (6;9;3) (6;6;5) (4;6;11) (4;9;5) Задача №3 Сделать чертеж и составить уравнение линий: 1) расстояние каждой точки которой от начала координат и от точки A(5;0) относятся как 2 : 1 ; 2) расстояние каждой точки которой от точки A(2;0) и от прямой 5x 8 0 относятся как 5 : 4 ; 3) расстояние каждой точки которой от точки A(1;0) вдвое меньше расстояния ее от прямой x 4 ; 3 4) для каждой точки которой расстояние от начала координат и от точки A(0;3) относятся друг к другу как 3 : 2 ; 5) каждая точка которой находится втрое дальше от точки A(3;0) , чем от точки B (0;2) ; 6) расстояние каждой точки которой от точки A(3;0) вдвое меньше расстояния ее от точки B(26;0) ; 7) для каждой точки которой расстояние от точки A(1;0) и от прямой 3x 4 0 относятся как 5 : 4 ; 8) каждая точка которой отстоит от точки A(4;0) втрое дальше, чем от начала координат; 9) для каждой точки которой сумма квадратов расстояний до сторон квадрата с вершинами A(2;2) , B (2;2) , C ( 2;2) , D(2;2) есть величина постоянная, равная 24 ; 10) каждая точка которой одинаково удалена от точки A(6;4) и от прямой x 2 ; 11) каждая точка которой одинаково удалена от точки A(1;2) и от оси Ox . 12) для каждой точки которой сумма квадратов расстояний до точек A(3;0) и B (3;0) равна 50 ; 13) для каждой точки которой сумма квадратов 1 1 расстояний до точек A 0; и B 0; равна 2 ; 2 2 14) расстояние каждой точки которой от точки A(2;0) и от прямой 2x 5 0 относятся как 4 : 5 ; 15) расстояние каждой точки которой от точки A(0;3) втрое больше расстояния от точки B (5;0) ; 16) каждая точка которой равноудалена от точки A(1;1) и от прямой y 4 ; 17) для каждой точки которой отношение расстояния до точки A(4;0) к расстоянию до прямой 4x 25 0 равно 0.8 ; 4 18) каждая точка которой одинакова удалена от точки A(5;3) и от начала координат; 19) каждая точка которой находится вдвое дальше от точки A(4;0) , чем от точки B(1;0) ; 20) полученной при таком движении точки M ( x; y ) , что расстояние от нее до точки A(3;0) вдвое меньше расстояния от точки B (6;0) ; Задача №4 Решить систему линейных уравнений методом Гаусса. x1 2 x 2 3 x3 4 x 4 2; 2 x 3 x 4 x 5 x 8; 1 2 3 4 1. 3 x1 x 2 x3 7 x 4 2; 2 x1 x 2 6 x3 3 x 4 7. 3 x1 2 x 2 5 x3 x 4 3; 2 x 3 x 3 x 4 x 1; 1 2 3 4 2. 4 x1 x 2 3 x3 2 x 4 3; 5 x1 2 x 2 x3 3 x 4 5. 3 x1 2 x 2 5 x3 x 4 3; 2 x 3 x 3 x 4 x 1; 1 2 3 4 3. 4 x x 3 x 2 x 2 3 4 3; 1 5 x1 2 x 2 x3 3 x 4 5. 4 x1 2 x 2 5 x3 3 x 4 6; 2 x 3 x 3 x x 3; 1 2 3 4 4. 3 x x 2 x x 2 3 4 8; 1 x1 2 x 2 4 x3 3 x 4 3. x1 2 x 2 3 x3 x 4 4; 2 x 3 x x x 6; 1 2 3 4 5. 3 x1 x 2 x3 2 x 4 4; x1 x 2 2 x3 3 x 4 1. 3 x1 2 x 2 x3 2 x 4 4; 2 x x 2 x 3 x 8; 1 2 3 4 6. x1 2 x 2 3 x3 2 x 4 6; 2 x1 3 x 2 2 x3 x 4 8. 5 3 x1 2 x 2 x3 2 x 4 2 x x 2 x 3 x 1 2 3 4 7. x 2 x 3 x 4 x 2 3 4 1 4 x1 3 x 2 2 x3 x 4 1; 7 x1 x 2 3 x3 5 x 4 3 x 5 x 7 x x 1 2 3 4 8. 5 x 7 x x 3 x 2 3 4 1 x1 3 x 2 5 x3 7 x 4 1; 5; 5. 16; 0; 4; 12. 4 x1 3 x 2 x3 2 x 4 6; 2 x1 x 2 3 x3 2 x 4 3; 2 x 2 x x x 4; x x 5 x 2 x 1; 1 1 2 3 4 2 3 4 9. 10. 8 x1 5 x 2 3 x3 4 x 4 12; 2 x1 3 x 2 11x3 5 x 4 2; 3 x1 3 x 2 2 x3 2 x 4 6. x1 x 2 3 x3 4 x 4 3. 3 x1 2 x 2 x3 x 4 3; 3 x1 x 2 x3 2 x 4 4; 2 x x 2 x 2 x 3; x x 2 x 3 x 1; 1 1 2 3 4 2 3 4 11. 12. x1 3 x 2 x3 3 x 4 0; 2 x1 3 x 2 x3 x 4 6; 4 x1 2 x 2 2 x3 5 x 4 15. x1 2 x 2 3 x3 x 4 4. 3 x1 2 x 2 x3 2 x 4 4; 7 x1 x 2 3 x3 5 x 4 16; x x 2 x 3 x 8; 3 x 5 x 7 x x 0; 1 1 2 3 4 2 3 4 13. 14. x1 2 x 2 3 x3 2 x 4 6; 5 x1 7 x 2 x3 3 x 4 4; 2 x1 3 x 2 2 x3 x 4 8. x1 3 x 2 5 x3 7 x 4 12. x1 2 x 2 x3 x 4 8; 3 x1 3 x 2 3 x3 2 x 4 6; 2 x x x x 5; 2 x 3 x 3 x 2 x 4; 1 1 2 3 4 2 3 4 15. 16. x1 x 2 2 x3 x 4 1; 3 x1 x 2 x3 2 x 4 6; x1 x 2 x3 3 x 4 10. 3 x1 x 2 3 x3 x 4 6. 6 3 x1 5 x 2 7 x3 x 4 0; 2 x1 x 2 2 x3 3 x 4 8; 2 x 6 x 2 x 2 x 12; x 2 x 3 x 2 x 6; 1 1 2 3 4 2 3 4 17. 18. x 3 x 5 x 7 x 12 ; 5 x x x 3 x 2 3 4 2 3 4 4; 1 1 5 x1 7 x 2 x3 3 x 4 4. 3 x1 2 x 2 x3 2 x 4 4. 4 x1 3 x 2 2 x3 x 4 5; 2 x1 x 2 x3 x 4 1; 2 x x 2 x 3 x 1; 4 x x x 4 x 3; 1 1 2 3 4 2 3 4 19. 20. 3 x1 2 x 2 x3 2 x 4 1; 2 x1 2 x 2 2 x3 5 x 4 6; x1 x 2 x3 x 4 4. 3 x1 x3 x 4 3. Задача №5 Решить систему линейных уравнений двумя способами: 1) методом Крамера; 2) используя обратную матрицу. 4 x 2 y z 2; 1. 5 x 3 y 2 z 0; 3x 2 y z 2. 11x 3 y z 2; 2. 2 x 5 y 5 z 0; x y z 2. 5 x y z 0; 3. x y 2 z 2; 2 x 4 y 5 z 6. 2 x y z 4; 4. 3 x 4 y 2 z 11; 3 x 2 y 4 z 11. 2 x y z 4; 5. 3 x 4 y 2 z 11; 3 x 2 y 4 z 11. 2 x 3 y z 7; 6. 3 x 6 y 2 z 14; x 2 y z 0. 7 2 x y z 1; 7. x y z 6; 3 x y z 4. x 2 y 3 z 6; 8. 2 x 3 y 4 z 20; 3 x 2 y 5 z 6. x 5 y z 7; 9. 2 x y z 0; x 2 y z 2. x y z 1; 10. 8 x 3 y 6 z 2; 4 x y 3 z 3. 5 x 8 y 3 z 18; 11. 3 x 2 y 6 z 7; 2 x y z 5. 2 x y 3z 3; 12. 3 x y 5 z 0; 4 x y z 3. 7 x 5 y 2 z 18; 13. 2 x y z 3; x y 2 z 2. 3 x y 5 z 7; 14. 2 x 3 y 4 z 1; 5 x y 3 z 0. x 2 y z 15; 15. 2 x y 3 z 9; 2 x 3 y 2 z 2. x 2 y 3 z 11; 16. 2 x 3 y 4 z 12; 3 x 4 y z 13. 2 x y 2 z 1; 17. 3 x 2 y z 1; 2 x 3 y 3 z 0. 2 x 5 y 4 z 20; 18. x 3 y 2 z 11; 2 x 10 y 9 z 40. 2 x y 3 z 9; 19. x 2 y z 3; 3 x y z 1. 3 x y 2 z 4; 20. 2 x 3 y z 9; 5 x y 3 z 4. Задача №6 8 Вычислить пределы, не пользуясь правилом Лопиталя. 7 x 4 3x 3 2 1. a) lim 2 x 3x x в) lim x 0 2. 4 4 2 x 3x x 2 x 4 x 7 x 5x 3 ; cos 2 x cos3 2 x ; x tg x в) lim x 0 4. a) lim x 3 3x 2 2 2 4 x 1 4x 2x в) lim x 0 . 2x 1 г) lim x 2x 3 5 x 4 3x 3 2 x a) lim 4 x 1 x 2 2x 1 ; б) lim x 1 x 3 x 2 x 1 ; 1 cos x в) lim ; 1 cos 2 x x 0 3. x3 3 ; x 2 2x 2x 5 г) lim x 2x 3 tg x sin x ; 3 x x5 x3 2 a) lim б) lim x 0 ; ; x tg 3x ctg 2 2 x; б) lim x 2 3 x 1 . 5 x x 1 ; x 2 3x 2 г) lim (2 x 3) 3x / ( x 2) . x 2 8x3 1 б) lim ; 1 6 x 2 5x 1 x 2 3x 2 г) lim x 3x 2 9 3 x . 5. а) lim 3x 3 2 x 2 1 2 3 x 5x 2 x 5x в) lim x tg x; 2 x 2 6. а) lim x 2 2x 3 x 4 2 x 5x ; 2 1 в) lim ctg x ; x 0 sin x 7. а) lim x3 2x 3 x 4 2 x 5x 2 ; в) lim sin x ctg 2 x; x0 8. а) lim x 3x 2 2 x 3 4x 2 x 3 9. а) lim x 2x 2 x 4 б) lim x 1 ; ; x32 x 1 г) lim ( x 2) ln x ; x3 . x 3x 2 5 x 2 ; б) lim 2 x2 2x x 6 3x 2 г) lim x 3x 4 б) lim x2 г) cos x sin x ; в) lim cos 2 x x 4 3x 4 2 x 3 1 ; б) 2x . x 2 2x 8 ; 3 8 x lim (2 x 5) x 2 3 / ( x 2) . 6 x2 x ; lim 3 2 x 3 3x 8 x 3x 2x 3 г) lim x 2x 1 б) lim 3 x 1 . 3 2 x 2 5x 2 x 3 3x 11x 6 10 ; 1 cos 2 x ; x 0 x sin x г) lim (7 x 6) x / (3x 3) . x 1 в) lim 10. а) lim 3 3x 3 2 x 2 ; 2 x 2 3x 4 x 1 cos2 x в) lim ; x 0 x sin 2 x 11. a) lim x 3 2 x 5x в) lim x 0 12. а) lim 1 cos5 x x 2 ; 4 3x 3 3x 5 ; x sin 3 5 ; в) lim x 0 x3 x 3 3x 2 1 2 x 5x 4 x 3 б) lim x 3 2x 3 . x2 4 x ; x 2 x 12 г) lim (3 2 x) x / (1 x) x 1 ; 3 2 x 4x x 2 13. а) lim x 1 ; lim 3 x 7 2 x 1 3x 2 г) lim x 3x 5 x 5x 2 2 x 4 2 б) б) x 2 2x 8 ; lim x 4 x 12 4 x г) lim (2 x2) (ln(2 x) ln x). x ; cos x cos3 x ; в) lim 2 x x 0 б) x2 x 6 ; lim 2 x x 6 x 2 1 2 x x 1 г) lim x x 3 11 . 14. a) lim 3x 4 5 x 3 2 x б) ; 2 4 x 1 3x 5 x 1 cos 2 x в) lim ; x 0 x tg 3x г) lim (2 x 1) 3x / ( x 1) . x 1 4x5 2x 2 1 15. а) lim 5 4 2 x 3x x 3x в) lim arctg 2 2 x x 0 16. а) lim 3x 2 ; 4x 2 x 3 4 x 3 3x 2 2 4 3 x x 6x 2 б) ; 5x 3 x 2 3 3 x 2x 5 ; 2 x x2 x2 4 ; lim x 2 1 4 x 3 2x 1 г) lim x 2x 1 x sin x ; x 0 1 cos 2 x 2x3 x 2 4x lim x 2 ; . 2 г) lim (3x 5) 2 x / ( x 4) . x 2 б) ; в) lim x ; lim x 3 x 10 4 x 1 2 x x tg x в) lim ; 3 x 0 cos x cos x 18. а) lim б) 2 x 2 x 21 2x 1 г) lim x 2x 4 ; 2 x 3x x 2 17. а) lim 2x 2 9x 4 ; lim 2 x 4 x x 20 б) lim x4 12 2 x x 2 6x 8 x 2 . ; tg 2 x в) lim ; x 0 x sin 2 x 19. а) lim 3x 4 5 x 3 3 3 4 x 2x 6x 5 г) lim ( 4 x) ln x б) lim x 0 ; x 0 20. а) lim x 2 x 3x 5 4 x 2 5x 5 2 x 3 1 x2 1 x 1 x 1 x 1 г) lim x x 3 в) lim sin x ctg 2 x; ; в) lim x ctg 3x; б) 2 3 x . 5 3 x ; 2 x 1 . lim x2 4 2 ; x0 2 x 9 3 г) lim (2 x 3) 3 / ( x 1) . x 1 x 0 Задача №7 f (x ) Исследовать функцию на непрерывность. Определить характер точек разрыва, если они существуют. Сделать чертеж. 2 x , x 0; 2. f ( x) x 2 , 0 x 2; x 6, x 2. 1 x, x 0; 1. f ( x) cos x, 0 x ; x , x . 13 1 x , x 0; 2 3. f ( x) x 2 , 0 x 2; x 6, x 2. 3 x, x 0; 4. f ( x) x 2, 0 x 1; 4 x 2 , x 1. 4 x 2 , x 0; 5. f ( x) 3 x, 0 x 2; x 1, x 2. x2 , x 2; 2 6. f ( x) 1 x, 2 x 0; 2 x 1, x 0. 1 x , x 1; 2 7. f ( x) x, 1 x 1; 2 x 2, x 1. 3 x , x 0; 8. f ( x) 1 x 2 , 0 x 2; x 3, x 2. 2 cos x, x 0; 9. f ( x) 2 x, 0 x 1; 2 x 1, x 1. 2 x 1, x 0; 10. f ( x) x 2 , 0 x 2; 3 x, x 2. x 2 1, x 1; 11. f ( x) 2 x, 1 x 3; 5 x, x 3. sin x, x 0; 12. f ( x) x 2 , 0 x 2; 3 x, x 2. 14 cos x, x 0; 13. f ( x) x 2 1, 0 x 1; 1 x, x 1. log x, x 1; 2 14. f ( x) 1 x, 1 x 2; 2 x 4, x 2. 2 x , x 1; 15. f ( x) 3 x, 1 x 2; 2 x , x 2. x, x 0; 16. f ( x ) cos x, 0 x / 2; x , x / 2. 2 x 2 1, x 0; 17. f ( x) 2 x , 0 x 1; 5 x, x 1. x, x 0; 18. f ( x) x , 0 x 4; 3 x, x 4. 1, x 1; 19. f ( x) 2 x 2 , 1 x 2; x 1, x 2. sin x, 20. f ( x) 1 x 2 , 2 x 2, x 0; 0 x 1; x 1. Задача №8 Найти производные заданных функций 1. a) y 3 sin 3x 2x x 2 б) y (1 ctg 2 x) x 2 x ; ; в) y 4 arc ctg(2 x 2 x ) ; д) г) y (sin x ) x ; x ln( x y ) ; y е) y ctg 2t ; x cos2 2t . 15 2. a) y 3x x3 3 ln( x 3 x) б) y (tg x ) 1 sin 2 x ; ; 2 в) y sin 3 x 3 x ; г) y (tg x) x ; д) xy e x y ; е) y t 2 arctg t ; x t ln(1t ) . 5 3. 5x x 5 a) y ; sin 3x б) y (log3 3x) 1 ctg x ; в) y 4 ln(arcsin x ) ; г) y ( x 2 1) tgx ; д) y sin( x y ) ; x е) y cos(1 t ); x ctg t . x2 2x 4. а) y ; sin x cos x б) y (e 2 x ) sin 2 x 2 ; в) y ln 4 ( x 2 3 arctg x ) ; 2 г) y x x 1 ; д) xy e x y ; е) y 5. a) y 1 cos x 1 ctg 2 x t 1 t 2 ; x ln(1 t 2 ). 2 3 б) y (e x 1 ) 3 x x 3 ; ; в) y log33 1 x 3 ; г) y ( x 2 1) ln x ; д) xy ln ( x y ) ; е) y t ln(1 t ); x arctg 2 t . 16 x3 1 6. а) y ; sin x cos x б) y (arccos2 2 x) 1 sin x 2 ; в) y 2 arctg 1 x 2 ; г) y ( x 2 1) tg x ; д) y arcsin x x arctg y ; е) y 7. a) y 4 ctg 3x x2 1 в) y arctg 3 б) y (33 x x ) cos x ; ; arcsin (1 x 2 ) ; г) y ( x 2 1) e д) cos2 ( x y ) x 2 y ; 8. а) y t 1 1 t ; x . 1 t (1 t ) 2 3x е) y ln sin 2t ; tg x 1 ; 1 x2 x ; x cos 2t . 2 б) y e x arctg x ; в) y 3 ctg( x 2 2 2 x ) ; г) y (sin x) arctg x ; x д) e x y ; y 1 t2 t е) y . ; x 1 t 1 t 9. а) y 1 arcsin x 1 arccos x б) y (1 sin x ) ln 2 x ; ; в) y sin 3 (tg 4 x 2 ) ; д) г) y (ctg x) x ; y 1 ln( x y ) ; x е) y t 2 ln(1 t ); x 17 1 t . 1 t 10. а) y 1 arcsin x ; 1 arccos x б) y (1 sin x ) x 2 2 x ; в) y arctg 1 sin 2 x ; д) г) y (arctg x) x ; x ex y ; y 11. а) y е) y arccos 2t ; x 1 t 2 . x3 2 cos x sin x 4 б) y (ln 2 5 x) 2 x x 2 ; ; 2 3 в) y cos 1 e x 1 ; д) г) y ( x 2) tg x ; y cos ( y x) ; x 12. a) y arctg x 1 arcctg x е) y t ln(1 t 2 ); x arctg 2 x x2 2x е) y cos2 2t ; x sin 2 2t . 3 б) y (c o s 2 x) 1 e 2 x ; ; в) y ln(sin (1 2 x )) ; д) . 2 г) y ( x 2 1) x 1 ; y cos(x y ) ; x 13. a) y t2 1 1 б) y (cos3 x) 3 x 3 ; x2 ; в) y tg 4 (ln x 2 1); ; д) t г) y ( x 2 1) cos x ; sin y cos x ; x y е) y t sin 2 t ; 18 x t cos2 2t . 14. а) y tg 2 x 1 cos x б) y (ln 2 x ) e sin x ; ; в) y log3 (1 cos2 2 xx 2 ) ; г) y ( x 2 1) x ; е) y д) y tg x x sin y ; 15. a) y tg x ; 3 x x3 1 б) y (ln 2 x) 5 x 2 ; x 2 в) y ctg2 (e 3x 3x ) ; 2 г) y ( x 2 1) x 2 ; е) y tg 3 t ; x 2 sin 2 t . д) ( x y ) sin x cos y ; 16. a) y sin 2 x cos x x 3 x 3 ln(t 1) 1 ; x . t 1 t 1 б) y (tg 2 e x ) 1 ctg x ; 4 в) y e sin tg x ; 2 г) y (ctg x) x 1 ; д) x y ln( x y ) ; е) y t sin 2 2t ; 17. а) y cos2 x 1 1 x2 3 б) y (ctg 2 x) 1 2 2 x ; ; в) y (ln x 3 3 x ) 2 ; д) x cos(x y ) y ; x cos 2t . г) y ( x 2 1) ln x ; е) y e 2t e 2t . ; x t 1 t 1 19 18. a) y sin 2 2 x 1 1 cos x 2 б) y (1 tg 2 x) arccos x ; ; в) y log32 (1 x 2 2 3 x ) ; г) y ( x 2 1) ln x ; д) x y ctg ( xy) ; е) y 3 sin 3 t ; x 2 cos2 t . 19. а) y sin 2 x 3 1 tg x 4 б) y (ln 2 2 x) x 2 2 x ; ; в) y ctg 2 (1 x 2 1) ; д) г) y ( x 1) tgx ; y sin( x y ) ; x 20. а) y 3 е) y tg x 1 ; cos x 2 et et . ; x t 1 t 1 2 б) y (e x 1) sin 2 x 2 x ; в) y arctg4 cos 2 x ; г) y (ln x) x 1 ; д) x sin y y tg x 0 ; е) y 20 1 t2 1 t2 ; x 2t 1 t2 . ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ №1 Задача №1 Даны координаты вершин треугольника ABC : A(8,3) , B ( 4,6) , C (2,8) . Найти: 1) уравнения сторон AB и AC и их угловые коэффициенты; 2) угол A в радианах (градусах) с точностью до двух знаков после запятой; 3) уравнение высоты CD и ее длину; 4) уравнение медианы AE и координаты точки K пересечения этой медианы с высотой CD . Сделать чертеж (рис.1). y C A K E D 0 x B Рис. 1 Решение. 1) Найдем координаты векторов AB и AC , для чего воспользуемся формулой M1M 2 x2 x1; y2 y1. 21 Тогда AB 12;9, AC 10;5 . Эти векторы являются направляющими векторами прямых, на которых лежат соответствующие стороны треугольника и для получения их уравнений можно использовать каноническое уравнение прямой на плоскости x x0 y y 0 . l m В результате получим x8 y 3 ( AB ), 12 9 x8 y 3 ( AC ). 10 5 Разрешая эти уравнения относительно y , т.е. приводя их к виду уравнения прямой с угловым коэффициентом y kx b , 3 1 найдем k AB , k AC . 4 2 2) Угол A треугольника совпадает с углом между векторами AB и AC и для его нахождения можно использовать формулу AB AC cos A , AB AC cos A 12 10 9 5 75 1 0,4472. 5 (12) 2 (9) 2 (10) 2 (5) 2 15 5 5 По таблице найдем значение угла A : < A 1,11 рад. ( 63 20 ). 3) Для получения уравнения высоты СD приведем уравнение стороны AB к виду общего уравнения прямой на плоскости 3x 4 y 12 0 ( AB ). 22 Из рисунка видно, что вектор нормали к прямой AB является направляющим вектором высоты CD , т.е. n AB 3;4 aCD , и можно вновь воспользоваться каноническим уравнением прямой на плоскости x 2 y 8 ( CD ). 3 4 Длину высоты CD вычислим по формуле вычисления расстояния от точки M 0 ( x0 , y0 ) до прямой Ax By C 0 : d Ax0 By 0 C . 2 2 A B 3 2 4 8 12 50 10 . В нашем случае d CD 5 2 2 (3) (4) 4) Найдем координаты точки E , являющейся серединой отрезка BC x xC 4 2 y yC 6 8 xE B 3 ; yE B 1. 2 2 2 1 Т.о., E (3,1) , и для нахождения уравнения медианы AE можно использовать уравнение прямой, проходящей через две точки x x1 y y1 . Тогда получим M1( x1, y1) и M 2 ( x2 , y2 ) : x2 x1 y 2 y1 x3 y 1 8 3 3 1 x 3 y 1 11 2 или ( AE ). Наконец, для вычисления координат точки K , решим совместно уравнения прямых AE и CD , предварительно приведя их уравнения к общему виду 2 x 11y 17 0 ( AE ) . 4 x 3 y 16 0 (CD ) 5 Отсюда получим K ,2 . 2 23 Задача №2 Даны координаты вершин пирамиды A1 A2 A3 A4 : A1(2,1,1) , A2 (5,5,4) , A3 (3,2,1) , A4 (4,1,3) . Найти: 1) длину ребра A1 A2 ; 2) угол между ребрами A1 A2 и A1 A4 ; 3) уравнение плоскости A1 A2 A3 и угол между ребром A1 A4 и плоскостью A1 A2 A3 ; 4) уравнение высоты, опущенной из вершины A4 на грань A1 A2 A3 и ее длину; 5) площадь грани A1 A2 A3 и объем пирамиды. Сделать чертеж. Решение. 1) Длина ребра A1 A2 совпадает с расстоянием между точками A1 и A2 : A1 A2 ( x2 x1) 2 ( y2 y1) 2 ( z 2 z1) 2 (5 2) 2 (5 (1)) 2 (4 1) 2 9 36 9 54 . 2) Найдем координаты векторов, которые совпадают с выходящими из вершины A1 ребрами пирамиды: A1 A2 (3, 6, 3); A1 A3 (1,3,2); A1 A4 (2, 2, 2). Угол между ребрами A1 A2 и A1 A4 совпадает с углом между векторами A1 A2 и A1 A4 . Определим этот угол, используя формулу скалярного произведения векторов: A1 A2 A1 A4 A1 A2 A1 A4 cos . Отсюда 24 cos A1 A2 A1 A4 3 2 6 2 3 2 24 2 2 . 3 9 36 9 4 4 4 54 12 A1 A2 A1 A4 Тогда 2 2 . 3 3) Уравнение плоскости, проходящей через три заданные точки, имеет вид x x1 y y1 z z1 arccos x 2 x1 x3 x1 y 2 y1 y3 y1 z 2 z1 0 . z3 z1 Подставляя в уравнение координаты точек A1 , A2 и A3 получим x 2 y 1 z 1 3 6 3 0, 1 3 2 или x 2 y 1 z 1 3 6 3 1 3 2 ( x 2) 6 3 3 2 ( y 1) 3 3 1 2 ( z 1) 3 6 1 3 21( x 2) 9( y 1) 3( z 1) 21x 9 y 3z 48 0 . Таким образом, уравнение плоскости A1 A2 A3 имеет вид 21x 9 y 3 z 48 0 . Составим уравнение прямой, проходящей через точки A1 и A4 . Уравнение прямой, проходящей через две точки, имеет вид 25 x x1 y y1 z z1 , x2 x1 y 2 y1 z 2 z1 где ( x1, y1, z1 ) – координаты первой точки, ( x2 , y2 , z 2 ) – координаты второй точки. Подставляя в уравнение координаты точек A1 и A4 , получим x 2 y 1 z 1 . 2 2 2 x x1 y y1 z z1 Угол между прямой и l m n плоскостью Ax By Cz D 0 определяется по формуле sin Al Bm Cn A2 B 2 C 2 l 2 m 2 n 2 Воспользуемся этой формулой для вычисления угла между ребром A1 A4 и плоскостью A1 A2 A3 : sin (21) 2 9 2 3 2 (21) 2 9 2 32 2 2 2 2 2 2 18 531 12 3 177 . 177 4) Уравнение высоты найдем как уравнение прямой, проходящей через точку A4 перпендикулярно плоскости Ax By Cz D 0 . Из A1 A2 A3 , задаваемой уравнением условия перпендикулярности прямой и плоскости следует A B C , поэтому уравнение высоты A4 D имеет вид l m n x 4 y 1 z 3 . 21 9 3 Отсюда arcsin 3 26 . Для нахождения длины высоты можно использовать 1 V S A1 A2 A3 A4 D . формулу Объем V и площадь 3 будут найдены в п.5). Поэтому S A1 A2 A3 A4 D 3V S A1 A2 A3 18 531 . 5) Грань A1 A2 A3 представляет собой треугольник, площадь которого равна половине площади параллелограмма, построенного на векторах A1 A2 и A1 A3 . Найдем векторное произведение этих векторов. Имеем i j k A1 A2 A1 A3 3 6 3 21i 9 j 3k 21, 9, 3 . 1 3 2 A1 A2 A1 A3 (21) 2 9 2 3 2 531 . Следовательно, 1 531 SA A A A1 A2 A1 A3 . 1 2 3 2 2 Для вычисления объема пирамиды воспользуемся смешанным произведением векторов. Напомним, смешанное произведение трех векторов по модулю равно объему параллелепипеда, построенного на этих векторах. А объем 1 пирамиды равен части объема этого параллелепипеда. 6 Имеем 3 6 3 A1 A2 A1 A3 A1 A4 1 3 2 18 . 2 2 2 Поэтому V 1 | 18 | 3 . 6 27 Задача №3 Найти уравнение геометрического места точек, одинаково удаленных от начала координат и точки A(3;4) . Решение. Пусть точка M ( x; y ) принадлежит искомой прямой. Расстояние между точками M1( x1, y1) и M 2 ( x2 , y2 ) вычисляется по формуле M1M 2 ( x2 x1) 2 ( y2 y1) 2 . По условию задачи MO MA , поэтому x 2 y 2 ( x 3) 2 ( y 4) 2 . Возведем обе части уравнения в квадрат. Приводя подобные члены, получим 6 x 8 y 25 0 . Это и есть уравнение искомого геометрического места точек. Рекомендуется проверить, что эта прямая перпендикулярна отрезку AO и проходит через его середину. Задача №4 Решить систему линейных уравнений методом Гаусса. 3 x1 x 2 3 x3 x 4 12; x1 2 x 2 4 x3 x 4 13; 2 x1 x 2 5 x3 2 x 4 9; x1 x 2 x3 x 4 4. Решение. Метод Гаусса основан на приведении системы уравнений к треугольному виду. Это достигается последовательным исключением неизвестных из уравнений системы. Расширенная матрица системы уравнений имеет вид 28 3 1 3 1 12 1 2 4 1 13 2 9 2 1 5 1 1 1 1 4 Поменяем местами первую и четвертую строки этой матрицы 1 1 1 1 4 1 2 4 1 13 . 2 9 2 1 5 3 1 3 1 12 Сложим первую и вторую строки матрицы. Затем последовательно умножим первую строку на (-2) и на (-3) и сложим с третьей и четвертой строками. Получаем: 1 1 1 1 4 0 3 5 2 17 . 7 0 17 0 3 0 4 6 4 24 Сложим вторую и третью строки матрицы. Затем умножим вторую строку на 4, а четвертую на 3 и сложим эти строки. Получим матрицу вида 1 1 1 1 4 0 3 5 2 17 . 0 2 2 0 0 0 0 2 4 4 Сложим третью строку матрицы с четвертой. В результате получим матрицу 29 1 1 0 3 0 0 0 0 Полученной матрице 4 5 2 17 . 2 2 0 0 2 4 соответствует система уравнений 1 1 вида x1 x 2 x3 x 4 4; 3 x 2 5 x3 2 x 4 17; 2 x3 2 x 4 0; 2 x 4 4 . Из последнего уравнения находим x4 2 . Из третьего уравнения находим, что x3 2 . Из второго уравнения следует, что 3x2 17 5 x3 2 x4 17 10 4 3 . Откуда x2 1 . Подставив найденные значения x1, x2 , x3 в первое уравнение, получим x1 4 x2 x3 x4 1. Решение системы: x1 1, x2 1, x3 2, x4 2. Задача №5 Решить систему линейных уравнений x 4 y 2 z 3; 3 x y z 5; 3 x 5 y 6 z 9. 1) методом Крамера; 2) используя обратную матрицу. Решение. 1) Решим систему уравнений методом Крамера. Решение системы трех линейных уравнений с тремя неизвестными 30 a1 x b1 y c1 z d1; a 2 x b2 y c 2 z d 2 ; a x b y c z d 3 3 3 3 находится по формулам y x x; y ; z z, где a1 a2 b1 b2 c1 c2 a3 b3 c3 d1 b1 x d 2 b2 d 3 b3 (предполагается, что Δ ≠ 0), c1 a1 c2 , y a2 c3 a3 d1 c1 a1 d 2 c2 , z a2 d 3 c3 a3 b1 b2 b3 d1 d2 . d3 Для данной системы уравнений имеем 1 4 2 3 1 49. 1 3 5 6 Вспомогательные определители 3 4 2 x 5 1 1 1 3 2 49 , y 3 9 5 6 5 1 3 9 6 1 4 3 z 3 1 5 3 5 9 31 98. 0, Решение системы уравнений x x 1; y y 0; z z 2. 2) Решим теперь систему матричным методом. Запишем исходную систему уравнений в матричном виде AX B , где 1 4 2 A 3 1 1 , 3 5 6 x 3 X y , B 5 . z 9 Решение матричного уравнения имеет вид X A 1 B , где A 1 – матрица, обратная к матрице А. Заметим, что поскольку определитель матрицы А не равен нулю ( 49 , см. п. 1), то матрица системы невырожденная и, следовательно, имеет обратную. Обратная матрица находится по формуле A11 A21 A31 1 1 A A12 A22 A32 , A13 A23 A33 где Δ – определитель матрицы А, Aij – алгебраическое дополнение элемента aij определителя матрицы А. Вычислим алгебраические дополнения: 1 1 4 2 A11 (1)11 1; A21 (1) 2 1 14; 5 6 5 6 A31 (1) 3 1 4 2 1 1 3 1 A12 (1)1 2 21; 3 6 2; 32 A22 (1) 2 2 1 2 3 6 0; 3 1 A13 (1)1 3 18; 3 5 A33 (1) 3 3 1 4 3 1 A32 (1) 3 2 1 2 A23 (1) 2 3 1 4 3 1 3 5 7; 7; 13. Таким образом, 1 14 2 1 1 A 0 7 , 21 49 18 7 13 откуда 1 14 2 3 1 X A 1B 0 7 5 21 49 18 7 13 9 3 70 18 1 63 0 63 49 54 35 117 49 1 1 0 0 . 49 98 2 Следовательно, x 1, y 0 , z 2 . Задача №6 Вычислить пределы, не пользуясь правилом Лопиталя: 5x 4 1 1 x x2 1 x x2 ; а) lim ; б) lim x2 x x x 4 2x3 1 x 0 в) lim x 0 tg 2 x ; x г) lim (5 2 x) 2 /( x 2) . x2 33 5x 4 1 а) lim . 4 3 x x 2x 1 И числитель, и знаменатель дроби при x стремятся к Решение. бесконечности, т.е. имеем неопределенность вида . Разделив числитель и знаменатель на x 4 , получим 4 lim (5 1 / x ) 4 4 5x 1 5 1/ x x lim lim 4 3 4 4) ( 1 2 / x 1 / x x x 2 x 1 x 1 2 / x 1 / x lim x 4 lim 5 lim (1 / x ) 50 x x 5. 4 1 0 0 lim 1 lim (2 / x) lim (1 / x ) x x x б) lim x 0 1 x x2 1 x x2 ; x2 x И числитель, и знаменатель дроби при x 0 стремятся к нулю. Имеем неопределенность вида 00 . Умножим числитель и знаменатель на выражение 1 x x 2 1 x x 2 . Получим lim x 0 lim x 0 1 x x2 1 x x2 x2 x ( 1 x x2 1 x x2 ) ( 1 x x2 1 x x2 ) ( x 2 x) ( 1 x x 2 1 x x 2 ) 34 1 x x2 1 x x2 lim 2 2 2 x 0 ( x x) ( 1 x x 1 x x ) 2x 2x 2 lim 2 2 2 x 0 ( x x) ( 1 x x 1 x x ) 2(1 x) lim x 0 ( x 1) ( 1 x x 2 1 x x 2 ) lim 2(1 x) 2 1 x 0 1 . (1) 2 2 2 lim ( x 1) ( 1 x x 1 x x ) x 0 tg 2 x в) lim ; x 0 x Имеем неопределенность вида 00 . Воспользуемся первым sin x замечательным пределом lim 1 . Получим x0 x tg 2 x 1 1 sin 2 x lim tg 2 x lim lim x 0 x x 0 x x 0 x cos 2 x 2 sin 2 x 1 sin 2 x 1 lim lim lim 1 2 2 . x 0 cos 2 x x x 0 cos 2 x x 0 2 x г) lim (5 2 x) 2 /( x 2) ; x2 35 Имеем неопределенность вида 1 . Воспользуемся (1 x)1 / x e . вторым замечательным пределом lim x 0 Введем в рассмотрение новую переменную y 4 2 x , y y 0 при x 2 . Тогда x 2 . Переходя к новой 2 переменной, получим lim x 2 2 (5 2 x) x2 lim (1 y) y 0 1 lim (1 y ) y y 0 4 2 ( 2 y / 2) 2 lim (1 y ) y 0 1 lim (1 y ) y y 0 4 4 y e 4 . Задача №7 f (x ) Исследовать функцию на непрерывность. Определить характер точек разрыва, если они существуют. Сделать чертеж. 2 x , x 1; 3 x, 1 x 2; f ( x) 1 , 2 x 5; 2 ( x 2 ) x 8, x 5. Решение. f (x ) На промежутке (; 1) функция совпадает с функцией ( x) 2 x . Это элементарная функция. Указанный промежуток входит в область определения функции (x) . Значит на промежутке (; 1) (x) функция 36 непрерывна, а, следовательно, на этом промежутке непрерывна и функция f (x ) . Аналогично устанавливается непрерывность функции f (x ) на промежутках (1; 2), (2; 5) и (5; + ∞). Исследуем функцию f (x ) на непрерывность в точках x 1, x2 x 5 . Функция определена в этих точках: 1 f (5) . Вычислим односторонние f (1) 2 , f (2) 1 , 9 пределы в этих точках. f (1 0) lim f ( x) lim 2 x 2 , x 1 0 x 1 0 f (1 0) и lim f ( x) lim (3 x) 2 . x 1 0 x 1 0 Таким образом, f (1 0) f (1 0) f (1) . Следовательно, в точке x 1 функция f (x ) непрерывна. f (2 0) lim f ( x) lim (3 x) 1 , x 20 x 20 f (2 0) 1 . lim f ( x) lim 2 x20 x 2 0 ( x 2) Так как один из односторонних пределов равен + ∞, то точка x 2 является точкой разрыва второго рода. 1 1 f (5 0) lim f ( x) lim , x 5 0 x 5 0 ( x 2) 2 9 f (5 0) lim f ( x) lim ( x 8) 3 . x 5 0 x 5 0 37 В точке x 5 односторонние пределы конечны, но не равны между собой. Следовательно, точка x 5 является точкой разрыва первого рода. Сделаем чертеж заданной функции f (x ) (рис.2). f (x ) 2 1 0 1 2 3 5 -3 Рис. 2 Задача №8 Найти производные заданных функций. x2 1 а) y ; б) y (e 3x ) 1 tg x ; sin x cos x в) y ln 3 arctg ( x 2 x ) ; г) y ( x 2 1) cos x ; д) xy sin( x y ) ; е) y 38 e t e t ; ; x t 1 t 1 8 x x2 1 . sin x cos x Применяя правило дифференцирования частного двух функций, получим 2 1 x y sin x cos x ( x 2 1) (sin x cos x) ( x 2 1) (sin x cos x) sin x cos x 2 2 x (sin x cos x) ( x 2 1)(cos x sin x) . sin x cos x 2 Решение. а) y б) y (e 3x ) 1 tg x ; Применяя правило дифференцирования произведения двух функций, получим: y (e 3x ) 1 tg x (e 3x ) 1 tg x (e 3x ) 1 tg x 1 e 3x (3 x) 1 tg x (e 3 x ) (1 tg x) 2 1 tg x 1 1 3 e 3 x 1 tg x e 3 x 2 1 tg x cos2 x e 3x 1 tg x 1 3 2 cos2 x (1 tg x) в) y ln 3 arctg ( x 2 x ) ; Применяя правило дифференцирования функции, получим 39 . сложной 3 x y ln arctg ( x 2 ) 3 ln 2 arctg ( x 2 x ) ln arctg ( x 2 x ) 1 3 ln 2 arctg ( x 2 x ) arctg ( x 2 x ) arctg ( x 2 x ) 3 ln 2 arctg ( x 2 x ) arctg ( x 2 x ) arctg ( x 2 x ) 2 arctg ( x 2 x ) 1 3 ln 2 arctg ( x 2 x ) arctg ( x 2 x ) 1 2 arctg ( x 2 x ) 3 ln 2 arctg ( x 2 x ) arctg ( x 2 x ) 1 2 arctg ( x 2 x ) ( x 2 x ) 1 (x 2 x )2 1 2 x ln 2 1 (x 2 x )2 3 ln 2 arctg ( x 2 x ) 1 2 x ln 2 . 2 arctg ( x 2 x ) 1 (x 2 x )2 г) y ( x 2 1) cos x ; И основание, и показатель степени здесь зависят от x. Прологарифмируем равенство: ln y ln ( x 2 1) cos x или ln y cos x ln ( x 2 1) . Продифференцируем обе части последнего равенства по x, учитывая, что ln y есть сложная функция, так как y является функцией переменной x. 40 (ln y) (cos x ln( x 2 1)) ; y (cos x) ln ( x 2 1) cos x (ln ( x 2 1)) y 2x . sin x ln ( x 2 1) cos x x2 1 Следовательно, 2x y y cos x sin x ln ( x 2 1) x2 1 2x ( x 2 1) cos x cos x sin x ln ( x 2 1) . x2 1 д) xy sin ( x y ) ; y y (x) задана неявно Напомним: если функция соотношением F ( x, y ) 0 , то производную y (x) функции y (x ) можно найти из уравнения d F ( x, y ) 0 . dx Перепишем выражение следующим образом: xy sin ( x y ) 0 . Продифференцируем по x, учитывая, что y есть функция переменной x ( xy) (sin ( x y )) ( x) y x( y ) cos ( x y ) ( x y ) y xy cos ( x y ) (1 y ) 0 . Выразим y y xy cos ( x y ) y cos ( x y ) 0 , xy y cos ( x y ) cos ( x y ) y , y ( x cos ( x y )) cos ( x y ) y . Таким образом, 41 y cos ( x y ) y . cos ( x y ) x e t e t . ; x t 1 t 1 Функции x x(t ) и y y (t ) параметрически задают y y (x) . функцию Ее производная вычисляется по следующей формуле y y x t , xt где e t (e t )(t 1) (e t )(t 1) e t (t 1) e t yt t 1 2 2 (t 1) (t 1) е) y e t ((t 1) 1) e t (t 2) ; (t 1) 2 (t 1) 2 t t t t e t (e )(t 1) (e )(t 1) e (t 1) e xt t 1 (t 1) 2 (t 1) 2 e t ((t 1) 1) t e t . 2 2 (t 1) (t 1) Отсюда e t (t 2) y y x t xt (t 1) 2 t e t e t (t 2)(t 1) 2 (t 2)(t 1) 2 . (t 1) 2 t e t t (t 1) 2 (t 1) 2 42 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Ефимов Н.В. Краткий курс аналитической геометрии / Н.В. Ефимов. - М.: Наука, 1975. 2. Ефимов Н.В. Квадратичные формы и матрицы / Н.В. Ефимов. - М.: Наука, 1972. 3. Пискунов Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисления / Н.С. Пискунов - М.: Наука, 1985. 4. Привалов И.И. Аналитическая геометрия / И.И. Привалов. - М.: Физматлит, 1962. 5. Слободская В.А. Краткий курс высшей математики / В.А. Слободская. - М.: Высшая школа, 1969. 6. Данко П.Е. Высшая математика в упражнениях и задачах / П.Е. Данко, А.Г. Попов, Т.Я. Кожевникова М.: Высшая школа. 1986. Ч. 1. СОДЕРЖАНИЕ 1. Общие рекомендации студенту-заочнику к изучению курса высшей математики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Правила выполнения и оформления контрольных работ 3. Программа курса “Математика” для студентовзаочников инженерно-технических специальностей. . . . 4. Вопросы для самопроверки к контрольной работе № 1. 5. Контрольная работа № 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6. Примеры решения задач к контрольной работе № 1. . . . Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 1 3 3 6 8 28 50