ИДЗ 10.2 – Вариант 0.
1. Найти уравнения касательной плоскости и нормали к заданной поверхности S в точке M0(x0, y0, z0)
1.0 S: z = 1/2x2 – 1/2y2, M0(3, 1, 4)
Находим частные производные:
Вычисляем значения частных производных в точке M0(3, 1):
Если поверхность задана уравнением , то уравнение касательной плоскости в точке к данной поверхности
А уравнение нормали через точку
Тогда, подставляя найденные значения, найдем уравнение касательной:
уравнение нормали
2. Найти вторые частные производные указанных функций. Убедиться в том, что z”xy= z”yx
2.0 z =
Вначале находим первые частные производные данной функции:
Дифференцируя каждую из полученных производных по x и по y, находим вторые частные производные данной функции:
Найдем: и
Следовательно
3. Проверить, удовлетворяет ли указанному уравнению данная функция u.
3.0 ,
Находим частные производные первого и второго порядка:
Подставляем полученные значения производных в левую часть и правую часть исходного уравнения:
Следовательно, функция u удовлетворяет исходному уравнению
4. Исследовать на экстремум следующие функции.
4.0 z = x2 + xy + y2 – 2x – y
Находим первые частные производные данной функции
Приравнивая их к нулю, получаем систему уравнений
Стационарная точка данной функции:
Для того, чтобы сформулировать достаточные условия экстремума функции двух переменных, введем следующие обозначения:
, ,
Достаточные условия экстремума.
Если , то является точкой экстремума для данной функции, причем будет точкой максимума при и точкой минимума при
Если , то в точке экстремума нет;
Если , то экстремум может быть, а может и не быть;
Найдем вторые частные производные данной функции:
Подставляя в полученные выражения для производных координаты стационарных точек, и используя достаточные условия экстремума
Для точки
; ;
экстремум есть в точке
Так как , то в точке M будет минимум
Ответ:
5. Найти наибольшее и наименьшее значения функции z=z(x, y) в области D, ограниченной заданными линиями.
5.0 z = x2 – 2y2 + 4xy – 6x + 5, D: x = 0, y = 0, x + y = 3
Выясним, существуют ли стационарные точки, лежащие внутри данной области D, т.е. внутри треугольника ABC
Решая полученную систему уравнений, находим стационарную точку . Она лежит в области D, рассмотрим ее.
Исследуем значения функции на границе области D, состоящей из линий x = 0, y = 0, x + y = 3
, отсюда , ,
Точка совпадает с точкой А
, отсюда , ,
Точка совпадает с точкой С
, , отсюда , Точка не лежит в области D
Найдем значения функции в точках пересечения линий, ограничивающих область D.
Выберем наибольшее и наименьшее значения
,
Достарыңызбен бөлісу: |