1. Trang chủ
  2. » Nghệ sĩ và thiết kế

Đề thi và đáp án Giải tích 2 đề số 1 giữa kỳ năm học 2016-2017 – UET – Tài liệu VNU

4 47 1

Đang tải... (xem toàn văn)

THÔNG TIN TÀI LIỆU

được cũng như kết quả trên.[r]

(1)

1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Đáp án Thang điểm

***** ĐỀ THI GIỮA KỲ HỌC PHẦN GIẢI TÍCH

(Học kỳ II năm học 2016-2017)

Câu 1.(1,25đ) Khảo sát tính liên tục điểm O(0,0) hàm số

 

   

  

 

) , ( ) y , x ( a

) , ( ) y , x ( y x

1 sin y x ) y , x (

f 2

2

a tham số

Bài giải

Miền xác định hàm số f(x,y) xét D = R2.(0,25đ)

y x

1 sin 2 2 

 với (x,y) nên         2 

2 2 2

y x

1 sin y x y x

1 sin y x ) y , x ( f x2y2.1x2 y2 0

khi (x,y)  (0,25đ) nên theo nguyên lý kẹp

 

y x

1 sin y x lim )

y , x ( f

lim 2 2 2

) , ( ) y , x ( )

0 , ( ) y , x

(       (0,25đ)

Do đó, a = f(0,0) =    f(x,y) f(0,0) lim

) , ( ) y , x

( hàm số f(x,y) xét liên tục

điểm (0,0) (0,25đ); ngược lại, a  f(0,0) = a  tức  

 f(x,y) f(0,0) lim

) , ( ) y , x

( hàm số f(x,y)

đang xét không liên tục điểm (0,0).(0,25đ)

Câu 2.(1,5đ) Cho hàm số  x2y xy2

y xy ) y , x (

f   

2.1 Tìm miền xác định D hàm số f(x,y); 2.2 Tìm lim f(x,y) ) , ( ) y , x

( 

Bài giải

2.1 Hàm số  x2y xy2 y xy ) y , x (

f    xác định x2y + xy2   xy(x + y)  

    

   

0 y x

0 y

0 x

miền xác định hàm số D = {(x,y)R2x  0}{(x,y)R2y  0}{(x,y)R2 x + y  0}, tức tập

hợp điểm mặt phẳng tọa độ Oxy không nằm hai trục tọa độ Ox, Oy đường thẳng y = -x.(0,5đ)

2.2 Biến đổi        

  

 

  

 

   

2

2

2

2 2

2 xy xy

y xy

xy xy

y x

y xy xy

1 xy

y x

y

xy xy

1 xy

1 ) y , x ( f

  x y

y

xy

2

2 xy

1  

  

 

     x y

y lim

xy )

3 , ( ) y , x ( xy y x

y )

3 , ( ) y , x ( )

3 , ( ) y , x (

2 ) , ( ) y , x ( 2

2

xy lim xy

1 lim )

y , x ( f

lim 

 

 

    

 

 

 

Đặt t = xy2  t  (x,y)  (0,3) lim 1 xy  lim1 t e

t

0 t xy

1 )

3 , ( ) y , x (

2   

 

Ta có

3

3 y lim x lim

y lim

y x

y lim

2

3 y y

2 y

) , ( ) y , x

(      

 

Suy

) , ( ) y , x

( lim f(x,y)e (1,0đ)

Câu 3.(0,75đ) Chứng minh hàm số

2

y x

1 ln ) y , x ( f

 thỏa mãn phương trình Laplace

0 y

) y , x ( f x

) y , x ( f

2

2

 

   

không gian R2

(2)

2

Bài giải

Ta có    2

1 2

2 2ln x y

1 y

x ln y x

1 ln ) y , x (

f    

 

   2 22

2

2 2

2

2

2 2

2

y x

y x

y x

x x ) y x ( x

) y , x ( f y

x x y

x x x

) y , x ( f

   

  

 

      

  

(0,5đ), tương

tự ta có

 2 22 2

2

y x

x y y

) y , x ( f

   

0 y

) y , x ( f x

) y , x ( f

2

2

 

  

(0,25đ)

Câu 4.(1,25đ) Cho hàm số f(x,y,z) = x2y2z2 Tính gradf(x,y,z)   

l ) z , y , x ( f

điểm M0(1,1,1), biết

rằngl xác định véc tơ M0M1với M1(-1,-1,2)

Bài giải

+ Ta có

  

   

 

 

 

 

 

 

 

  

   

 

  

 

 

2 z

) , , ( f

2 y

) , , ( f

2 x

) , , ( f

z y x z

) z , y , x ( f

yz x y

) z , y , x ( f

z xy x

) z , y , x ( f

2

2

2

2

2

2

(0,25đ)

    

   

  

  

 

 k 2i j 2k

z ) , , ( f j y

) , , ( f i x

) , , ( f ) , , (

gradf (0,25đ)

+ Ta có M0M1(11)i(11) j(21)k2i2 jk M0M1  (2)2(2)212 3 

   

do cosin phương véc tơ l ,

cos ,

3 cos

3

cos  (0,5đ)

+ Suy 

  

     

   

  

 

      

 2i j 2k cos i cos j cos k l

) , , ( f

2 k j i k j i

2 

  

  

   

      

(0,25đ)

Câu 5.(2,0đ) Khảo sát cực trị hàm số f(x,y) = 6x2y – 24xy – 6x2 + 24x + 4y3 – 15y2 + 36y +

Bài giải

Miền xác định hàm số f(x,y) xét D = R2

- Ta có

 

     

           

      

   

 

) y y x x ( 36 y 30 y 12 x 24 x y

) y , x ( f

) y )( x ( 12 x y xy 12 24 x 12 y 24 xy 12 x

) y , x ( f

2

2

Suy hệ phương trình để xác định điểm dừng (nếu có) hàm số xét

  

    

    

 

    

   

     

  

  

0 y y x x

0 ) y )( x ( ) y y x x (

0 ) y )( x ( 12

y ) y , x ( f

0 x

) y , x ( f

2

2

2 (0,25đ)

(3)

3 

      

 

    

  

       

  

  

    

 

  

      

   

    

 

  

    

    

    

 

3 x

1 x

1 y

2 y

2 y

2 x

0 x x

1 y

0 y y

2 x

0 y y x x

0 y

0 y y x x

0 x

2

2

2

(0,25đ)

Như vậy, hàm số xét có điểm dừng M1(2,2); M2(2,12);M3(1,1);M4(3,1)

- Ta có

 

  

   

 

 

   

 

  

      

      

  

  

    

) y ( y

) y , x ( f ) y , x ( C ) y ( 30 y 24 y

) y , x ( f

) x ( 12 y x

) y , x ( f ) y , x ( B ) x ( 12 24 x 12 y x

) y , x ( f

) y ( 12 x

) y , x ( f ) y , x ( A y 12 12 y 12 x

) y , x ( f

2

2

2

2

2

2(x 2) (y 1)(4y 5)

72 ) y ( ) y ( 12 ) x ( 12 ) y , x ( C ) y , x ( A ) y , x ( B ) y , x

(     2     2  

(0,5đ)

+ Tại điểm dừng M1(2,2) ta có   

 

   

0 12 ) , ( A

0 216 )

2 , (

nên điểm cực tiểu giá trị cực tiểu fct = f(2,2) = 21.(0,25đ)

+ Tại điểm dừng M2(2,12) ta có   

  

   

0 ) , ( A

0 108 )

2 , (

nên điểm cực đại giá trị cực đại fcđ = f(2,1/2) = 111/4.(0,25đ)

+ Tại điểm dừng M3(1,1) ta có (1,1)1440nên khơng phải điểm cực trị.(0,25đ) + Tại điểm dừng M4(3,1) ta có (3,1)1440nên khơng phải điểm cực trị.(0,25đ)

Câu 6.(1,5đ) Tìm giá trị nhỏ giá trị lớn hàm số f(x,y) = xy miền đóng D hình

tròn x2 + y2 

Bài giải

Miền xác định hàm số xét R2 hiển nhiên hàm số f(x,y) xét liên tục với

x, y miền xác định nó, nên hàm số đạt GTLN GTNN miền đóng D.(0,25đ)

Ta có hệ phương trình      

   

   

0 x y

) y , x ( f

0 y x

) y , x ( f

để xác định điểm dừng Hệ phương trình có

nghiệm   

 

0 y

0 x

, tức có điểm dừng (0,0) điểm D giá trị hàm số f(x,y) điểm f(0,0)0.00.(0,25đ)

Bây ta xét giá trị hàm số f(x,y) biên miền D, tức x, y thỏa mãn x2 + y2 = 

y2 = – x2, y2  nên – x2   -1  x  1, f(x,y)xyx 1x2 g(x)với -1  x  (0,25đ)

Khảo sát cực trị hàm số g(x) trường hợp (y  y  0) với -1  x  ta nhận

2

2 ,

2 f

2 ,

2 f

fmin 

  

 

 

   

  

2

2 ,

2 f

2 ,

2 f

fmax 

  

 

      

 

 (0,75đ)

(4)

4 So sánh giá trị hàm f(x,y) tìm ta nhận

2 ) f (

GTNN  điểm

   

  

2 ,

2

, 

  

 

2 ,

2

2 ) f (

GTLN  điểm 

  

 

 

2 ,

2

, 

  

 

2 ,

2

.(0,25đ)

Cách khác (1) Phương trình tham số đường trịn x2 + y2 =   

 

t sin y

t cos x

với 0t2,

đó hàm số sin2t

2 t sin t cos xy ) y , x (

f    với 0t2 Vì -1  sin2t  

2 ) y , x ( f 2

1 xy

 

   

 nên ta nhận kết

(2) Áp dụng bất đẳng thức Cauchy         

2 xy xy

2 xy y x

y x2

2 ) y , x ( f

1  

 nên ta nhận kết

Câu 7.(1,75đ) Tìm cực trị hàm số xy

e ) y , x (

f  với điều kiện x + y =

Bài giải

Ta có x + y =  x + y – =  (x,y) = x + y – =

Lập hàm L(x,y,) = f(x,y) + (x,y) = exy + (x + y – 1)(0,25đ)

  

   

 

    

 

   

 

   

 

1 y x ) , y , x ( L

xe y

) , y , x ( L

ye x

) , y , x ( L

xy xy

, (0,25đ)

do ta hệ phương trình xác định điểm dừng

     

  

   

   

  

  

  

2 e

2 y x

0 y x

0 xe

0 ye

4

0 0 xy

xy

(0,25đ)

Tại

2 e

0 

 ta có

 

 

 

   

   

 

 

 

    

 

 

   

   

 

 

 

  

 

 

    

  

  

4 e y

2 , f C

4 e y

x , f B

4 e x

2 , f A

e x y

) y , x ( f

) xy ( e y x

) y , x ( f

e y x

) y , x ( f

xe y

) y , x ( f

ye x

) y , x ( f

4

2

4

4

2

xy 2

2

xy

xy 2

2

xy xy

(0,25đ)

4

2 2

0

dy

e dxdy

e dx

e Cdy Bdxdy Adx ) y , x ( f

d      

 (0,25đ) Mặt khác ta

có (x,y) = x + y – =  d(x,y) = dx + dy =  dy = -dx d f(x ,y ) 24 edx2 0

0

2  

 , tức

dạng toàn phương d2f(x

0,y0) xác định âm, (0,25đ) hàm số f(x,y) = exy đạt cực đại điểm

      

2 , ) y , x

( 0 0 giá trị cực đại

max e

2 , f

f 

    

 (0,25đ)

Cách khác Vì e > nên hàm số f(x,y) = exy đồng biến với hàm số g(x,y) = xy, nên để đơn giản, ta xét cực trị hàm số g(x,y) = xy, sau suy cực trị hàm số f(x,y) = exy = eg(x,y) Kết nhận

được kết

Ngày đăng: 25/12/2020, 21:39

Xem thêm:

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w