Типовой расчет по математике примеры решений

Интегральное исчисление

Указать область дифференцируемости функции  и вычислить производную. Выделить действительную и мнимую часть полученной производной.

Определить вид кривой .

Построить область плоскости , определяемую данными неравенствами

Проверить, может ли функция  быть действительной частью некоторой аналитической функции , если да – восстановить ее, при условии .

Производные и дифференцирование функции

Найти область плоскости , в которую отображается с помощью функции  область :  плоскости .

Найти все лорановские разложения данной функции  по степеням . Указать главную и правильную части ряда.

Для функции  найти изолированные особые точки, провести их классификацию, вычислить вычеты относительно найденных точек.

Вычислить интегралы, используя теорему Коши о вычетах

Вычислить интегралы с помощью вычетов

Вычислить интегралы от функции комплексного переменного

Вычисление площади поверхности. Пусть в пространстве задана кусочно-гладкая поверхность , однозначно проектирующаяся в область D на плоскости Оху. Пусть эта поверхность задаётся уравнением .

Механические приложения двойного интеграла. Будем считать, что D - неоднородная плоская пластина с поверхностной плотностью материала в точке Р равной .

Скалярное и векторное поле

Рассмотрим теперь поверхность уровня скалярного поля , т.е. поверхность, задаваемую уравнением . Предположим, что  - непрерывно дифференцируемая функция от .

Соленоидальное поле

Циркуляция, ротор. Векторная формулировка теоремы Стокса Пусть  - контур с заданным направлением обхода,  - векторное поле,  - единичный вектор касательной к кривой. Определим циркуляцию как интеграл  (смысл – работа силы  вдоль контура ).

Найти интеграл . Решение. Поделив каждое слагаемое числителя подынтегральной дроби на знаменатель, и используя, что интеграл от суммы функций равен сумме интегралов от этих функций, получим:

Найти интеграл .

Найти интеграл . . . .

Вычислить интеграл .

Задача Дирихле для круга Пусть дан круг радиусом R с центром в начале координат. Будем искать функцию , гармоническую в круге и удовлетворяющую на его окружности условию , где – заданная функция, непрерывная на окружности. Искомая функция должна удовлетворять в круге уравнению Лапласа

Вычислить несобственный интеграл  или доказать его расходимость.

Вычислить интеграл от разрывной функции  или установить его расходимость.

Системы линейных уравнений.

Задача. Вычислить определитель .

Решить систему методом Гаусса, матричным способом и используя правило Крамера.

Решим систему методом Крамера. Главный определитель системы

Выполнить действия:

Векторная алгебра.

Задание: Коллинеарны ли векторы  и , разложенные по векторам  и , где

Перпендикулярны ли векторы ?

При каком значении  векторы  где , перпендикулярны?

Для нахождения длины вектора воспользуемся формулой:, для этого найдем проекции векторов на оси координат, так же найдем сумму векторов по правилу сложения векторов, заданных проекциями на оси координат

Направление вектора определяется углами , образованными им с осями координат  

Векторное произведение векторов

Даны координаты вершин пирамиды:

Аналитическая геометрия

Даны три последовательные вершины параллелограмма А(2;-3), В(5;1),С(3;-4).

Составим уравнение прямой AD.

Составим уравнение высоты , проведенной из вершины  на сторону  как уравнение прямой, проходящей через точку  перпендикулярно прямой .

Найдем уравнение диагонали  как уравнение прямой, проходящей через точки и , где  - середина отрезка .

Найдем тангенс угла между диагоналями  и .

Составить уравнение плоскости, проходящей через точки , , .

Найти расстояние от точки  до плоскости : .

Найти косинус угла между плоскостями  и .

Найти направляющий вектор прямой .

Составить канонические уравнения прямой , проходящей через точку  параллельно прямой :

Найти угол между прямой :  и плоскостью : ..

Составить уравнение плоскости , проходящей через точку  перпендикулярно прямой : .

Составить канонические уравнения прямой , проходящей через точку  перпендикулярно плоскости :

К кривым второго порядка относятся эллипс, гипербола, парабола. Приведем рисунки и канонические уравнения этих кривых.

Привести уравнение кривой второго порядка  к каноническому виду и построить кривую. Решение. Для приведения уравнения кривой второго порядка к каноническому виду применяют метод выделения полного квадрата.

Привести уравнение кривой второго порядка  к каноническому виду и построить кривую.

Кривая задана в полярной системе координат уравнением .

Построить на плоскости геометрическое место точек, определяемое неравенствами

Введение в математический анализ.

Вычислить пределы функций. Найти .

Найти .

Найти .

Найти .

Найти

Функция задается различными аналитическими выражениями для различных областей независимой переменной.

Производная и дифференциал

Найти производные заданных функций ; ;

Найти .

Найти :

Составить уравнения касательной и нормали к кривой  в точке с абсциссой .

Исследование функций.

Найти наибольшее и наименьшее значение функции  на отрезке Решение. Функция достигает наибольшего и наименьшего значения либо в критических точках, принадлежащих заданному отрезку, либо на концах этого отрезка. Найдем критические точки (т.е. точки в которых производная равна нулю или не существует)

Исследовать функцию  и построить ее график.

Найдем точки пересечения графика функции с осями координат

Найдем точки экстремума функции и промежутки монотонности

Найдем точки перегиба и промежутки выпуклости и вогнутости функции

Построим график функции, используя результаты исследования

Интегральное исчисление функции одной переменной.

Таблица основных интегралов.

Вычислить интеграл .

Вычислитьнесобственные интегралы или установить их расходимость.

Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями:  и ;

В зависимости от способа задания уравнения кривой существуют следующие формулы нахождения длины дуги кривой. Пусть функция  непрерывна на отрезке .

Тогда объём тела, полученного вращением вокруг оси   криволинейной трапеции, ограниченной сверху графиком функции , снизу , определяется формулой: 

Кратные и криволинейные интегралы.

Задача Записать двойной интеграл в виде повторного и изменить порядок интегрирования, если область интегрирования . Решение. Область интегрирования D является правильной (простой) в направлении оси ОУ, т.к. любая прямая, параллельная оси ОУ, пересекает границу области D не более чем двух точках. Первую точку пересечения с линией у=х2 назовем точкой входа, а линию - линией входа, ее уравнение у=х2. Вторую точку пересечения с линией у=2-х назовем точкой выхода, а линию – линией выхода.

Вычислить двойной интеграл по области , ограниченной графиками данных функций

Вычислить интеграл, перейдя от прямоугольных координат к полярным: .

Вычислить объем тела, ограниченного заданными поверхностями:

Вычислить криволинейный интеграл 1-го рода:   где Решение. Вычисление криволинейного интеграла 1-го рода может быть сведено к вычислению определенного интеграла, причем способ такого сведения зависит от представления кривой интегрирования L

Вычислить площадь части сферы , вырезанной цилиндром  и плоскостью 

Найти координаты центра тяжести плоской однородной пластины D, ограниченной линиями  

Найти величину и направление наибольшего изменения поля   в точке

Обыкновенные дифференциальные уравнения.

Задание. Найти частное решение дифференциального уравнения, удовлетворяющее начальным условиям .

Найти общее решение дифференциальных уравнений .

Вычислить . Решение. Начинаем вновь с проверки не разделятся ли переменные интегрирования. Убеждаемся, что это не так, и, кроме того, однородным оно тоже не является. Это линейное дифференциальное уравнение 1-го порядка, так как имеет структуру вида: . Будем решать его с помощью стандартной в этом случае, замены: .

Найти общее решение системы дифференциальных уравнений. Решение. Сведем предложенную систему к одному дифференциальному уравнению с постоянными коэффициентами второго порядка. Для этого продифференцируем первое уравнение системы по t:

Записать уравнение кривой, проходящей через точку, для которой треугольник, образованный осью Оу, касательной к кривой в произвольной её точке и радиус-вектором точки касания, равнобедренный (причем основанием его служит отрезок касательной от точки касания до оси Оу).

Найти общее решение дифференциального уравнения *. Решение. Так как производная в данном случае является функцией, зависящей только от переменной x, то его решение может быть получено в результате последовательного интегрирования: .

Решить уравнение . Решение. Правая часть уравнения представляет собой дифференциальное уравнение с постоянными коэффициентами. Выпишем общее решение однородного дифференциального уравнения второго порядка .

Ряды.

Исследовать на сходимость числовые ряды:

Так как в записи общего члена ряда есть факториал (), то используем признак Даламбера

Составим ряд, эквивалентный исходному, оставив в числителе и знаменателе лишь старшие степени n:

Найти область сходимости ряда .

Вычислить с точностью  интеграл .

Найти три первые (отличные от 0) члена разложения в степенной рядрешения задачи Коши .

Разложить данную функцию в ряд Фурье

Вычислим значения интегралов-слагаемых по отдельности

Продолжим функцию на отрезок  нечетным образом

Теория вероятностей, математическая статистика и случайные процессы.

Задача. Бросается 4 монеты. Какова вероятность того, что три раза выпадет «решка»?

Дан ряд распределения дискретной случайной величины Y. Определить значение x и вычислить математическое ожидание дискретной случайной величины Y.

Задана матрица вероятностей перехода для цепи Маркова за один шаг. Найти матрицу перехода данной цепи за три шага.

Задача. В вычислительный центр коллективного пользования с тремя компьютерами поступают заказы от предприятий на вычислительные работы. Если заняты все три компьютера, то вновь поступающий заказ не принимается и предприятие вынуждено обратиться в другой вычислительный центр. Среднее время работы с одним заказом составляет 3 часа. Интенсивность потока заявок 0.25 (з/час). Найти предельные вероятности состояний и показатели эффективности работы вычислительного центра.

Техническая механика http://refic.ru/ Оформление чертежей http://agrofingroup.ru/graf10/ Решение дифференциального уравнения