WydziaÃl Mechaniczny PK - ćwiczenia - zadania

Zadania z egzaminów

Znaleźć asymptoty funkcji:

f ( x) = ( x − 1) exp( 1 ),

x

f ( x) = x ln 2 x ,

x− 2

f ( x) = x exp( 1 ),

3 −x

f ( x) = x exp 1 ,

x 2 − 4

f ( x) = x − 2 arctg x,

f ( x) = ln x

√ ,

x

f ( x) = x ln( e + 1 ),

x

f ( x) = x − arcsin 1 ,

x

f ( x) = 3 x + arctg x

.

1 −x 2

Obliczyć granice:

lim x→∞( π − arctg x) 1

ln x

2

lim x→π (tg x) 2

cos 2 x

4

√

lim

1 − 1 −x

x→ 0

(bez użycia twierdzenia de l’Hospitala)

sin 4 x

1

lim x→ 0+( 2 arccos x) x 2

π

lim x→π (tg x)tg 2 x

4

lim x→ 0+(tg x) −x

Zadania inne:

lim x→ 1 −(1 − x)tg( πx)1

lim x→ 0(cos(sin x)) x 2

√

√

lim

π− arccos x

x→− 1+

√x+1

lim x→ 1 sin( x − 1) tg πx 1

lim x→−∞( π + arctg x)1+ x

2

lim x→ 0+( 1 )sin x

x

lim

ln(1+ x) −x

x→ 0

tg2 x

lim x→ 0+(sin x) x 2

lim x→∞( 2 arctg x) x

π

lim x→∞(( x+1)2 ) x 2

x 2+1

lim x→∞( x 2+3 x+1) x+2

x 2+1

Znaleźć ekstrema funkcji i określić ich charakter:

1

f ( x, y) = x 2 + y 2 − 8 ln( xy), f ( x, y) = e 2 x( x + y 2 + 2 y), f ( x, y) = 16 ln( y + 2 x) − 8 x − y 2, f ( x, y) = yx 2 − xy + 3 y 2 − 6 y, 2

2

f ( x, y) = x 3 + y 3 − 18 x − 4 y − 1, f ( x, y) = x 2 + y 2 − 50 ln y,

√

f ( x, y) = x y − x 2 − y + 6 x, f ( x, y) = 3 ln x + x 2 y 2 − y 2 − 5 x, f ( x, y) = 1 x 2 + 1 y 3 − 2 y 2 − xy + 6 y, f ( x, y) = x 2 + 2 xy + 2 y 2 + 6 x + 3, 2

3

f ( x, y) = x + 1 + y, f ( x, y) = ( x + y)2 − ( x + 5 y + xy), y

x

f ( x, y) = ln( x + y) − x 2 − y 2.

Obliczyć caÃlki: (powstaÃle przy rozwi¸azywaniu zadań z egzaminów) R

R

R

R

cos 2 x

dx ,

sin 2 x dx ,

1

dx,

cos x dx,

cos4 x+sin4 x

1+sin2 x

3+5 cos x

1+cos x

R

R

R

R

3 sin x+2 cos x dx,

1+tg x dx,

1

dx,

1

dx.

2 sin x+3 cos x

1 − tg x

1+3 cos2 x

3 sin2 x+5 cos2 x

Obliczyć caÃlki: (s¸a to tematy z egzaminów)

R

R

R

R

1

√

dx,

1

√

dx,

1

dx,

xexdx,

1 −x−x 2

x 1+ln x

x 2+ x+1

R

R

R

R

x 4+ x 3 − 6 x 2+2 x+1 dx, 1

dx,

1+sin x− cos x dx, cos x sin xdx, x 2+ x− 6

4 − 4 sin x+3 cos x

1 − sin x+cos x

R

R

R

R √

( x − 1) e− 2 xdx, (9 − 1 cos2 x − 1 sin2 x) dx, 1

dx,

x 1 + 4 x 2 dx,

2

16

4

x 2+2 x+10

R

R √

R

R

x sin nxdx,

x 2 + 16 dx,

1

dx,

1

dx,

x 2+ x− 2

x 2( x+1)

R

p

1

x dx.

x 2

x+1

Obliczyć caÃlki podwójne:

R R

D

Obliczyć pole obszaru ograniczonego krzywymi y = 4 , y = 4 x, dla y ≥ 0, x ≥ 0.

x 2

Obliczyć pole obszaru ograniczonego krzywymi y = 8 −x 2, y − 8 x− 16 = 0, y +8 x− 16 = 0.

Obliczyć pole obszaru leż¸acego mi¸edzy krzyw¸a y =

1

i jej asymptot¸a.

x 2+2 x+10

Obliczyć pole obszaru ograniczonego krzywymi y =

1

, y = 0, dla x ≥ 1.

x 2( x+1)

Obliczyć obj¸etości bryÃl opisanych warunkami:

2

p

{ x 2 + y 2 ≤ z ≤ 2 − x 2 − y 2 },

{z = 0 , z = 2 − x 2 − y 2 , x 2 + y 2 = 1 },

{x 2 + y 2 + z 2 = 4 , x 2 + y 2 = 3 z, z ≥ 0 }, p

{z = 8 −

x 2 + y 2 , z + 2 + x 2 + y 2 , x 2 + y 2 ≥ 1 , x ≥ 0 , y ≥ 0 },

√

{z = 4 − x 2 , y = 2 x, x + y = 2 , z = 0 , y = 0 }, {x 2 + y 2 = 1 , z = 0 , x + y + z =

2 },

{z = 1 + x 2 + y 2 , z = 9 − x 2 − y 2 }, {z ≤ 9 − x 2 − y 2 , x 2 + y 2 ≤ 1 , z ≥ − 1 }, p

{ arctg

x 2 + y 2 , z = 0 , x 2 + y 2 = 4 , y ≥ 0 }, {x 2 = y 2 + z 2 ≤ 4 , 3 z ≥ x 2 + y 2 },

{z + 4 − x 2 − y 2 , 2 z = 2 + x 2 + y 2 }, {z = x 2 + y 2 , z + 8 − x 2 − y 2 , x ≥ 0 , y ≤ 0 },

{x 2 + y 2 = z 2 , x 2 + y 2 + z 2 = 8 , z ≥ 0 , x 2 + y 2 ≤ z 2 }, p

{y ≥ 0 , x 2 + y 2 ≤ 1 , 0 ≤ z ≤ arctg x 2 + y 2 },

{x 2 + y 2 + z 2 = 18 , z 2 = x 2 + y 2 , z ≥ 0 }, {z = x 3 y, x 2 + y 2 = 4 , z ≥ 0 },

{z = x 2 + y 2 , x 2 + y 2 = 16 , z = 0 }, {z = x 2 + y 2 , y = x 2 , y = 1 , z = 0 }, p

p

{z =

x 2 + y 2 , z = 4 x 2 + y 2 , x 2 + y 2 = 9 , x ≥ 0 , y ≥ 0 , z ≥ 0 },

{x 2 + y 2 − z 2 = 0 , x 2 + y 2 = 2 x, z ≥ 0 },

{x + y + z = 10 , x 2 + y 2 = 4 , x = 0 , y = 0 , z = 0 },

{x 2 + y 2 + z 2 ≤ 8 , x 2 + y 2 ≤ z 2 , x ≥ 0 , y ≥ 0 , z ≥ 0 },

√

powstaÃlej w wyniku obrotu wokóÃl osi 0 X wykresu funkcji y =

x − 1 e−x

√

powstaÃlej w wyniku obrotu wokóÃl osi 0 X krzywej y =

arctg x.

Obliczyć caÃlki nieskierowane:

Obliczyć dÃlugość Ãluku krzywej C danej równaniami x = ( t 2 − 2) sin t + 2 t cos t, y =

(2 − t 2) cos t + 2 t sin t, t ∈ [0 , π].

R p

Obliczyć

x 2 + y 2 dl po krzywej K danej równaniami x = cos t + t sin t, y = sin t −

K

t cos t, z = ln 5, t ∈ [0 , π].

Obliczyć mas¸e krzywej c danej równaniem y = 1( ex+ e−x), x ∈ [0 , 1], o g¸estości ρ( x, y) = 1 .

2

y

R

Obliczyć caÃlk¸e

9 xydl, gdzie K jest Ãlukiem elipsy x 2 + y 2 = 1, leż¸acym w pierwszej K

4

ćwiartce pÃlaszczyzny.

3

Obliczyć mas¸e krzywej c danej równaniem x 2 + y 2 = 4 x, jeżeli g¸estość w każdym punkcie jest wprost proporcjonalna do kwadratu odlegÃlości tego punktu od pocz¸atku ukÃladu wspóÃlrz¸ednych.

Obliczyć mas¸e Ãluku krzywej C danej równaniami parametrycznymi x = et cos t, y =

et sin t, z = et, 0 ≤ t ≤ 1, jeżeli g¸estość dana jest wzorem ρ( x, y, z) = z.

Obliczyć mas¸e Ãluku krzywej C danej równaniem y = ln x, a ≤ x ≤ b, jeżeli g¸estość w każdym punkcie równa si¸e kwadratowi odci¸etej tego punktu.

R

Obliczyć caÃlk¸e

ydl, gdzie L jest Ãlukiem krzywej y = x 3 mi¸edzy punktami A = ( − 1 , − 1) L

i B = (1 , 1).

Obliczyć dÃlugość krzywej L danej równaniami parametrycznymi x = e 2 t cos t, y = e 2 t cos t, t ∈ [0 , 1 ln 2].

2

Obliczyć dÃlugość krzywej y = ln sin x, x ∈ [ π , π ].

4

2

Obliczyć mas¸e Ãluku krzywej C danej równaniami parametrycznymi x = R cos t, y =

2

√

R sin t, z = 3 R, t ∈ [0 , π ], gdzie g¸estość masy jest w każdym punkcie równa iloczynowi 2

2

2

wspóÃlrz¸ednych tego punktu.

Obliczyć caÃlki skierowane:

R

Obliczyć

( y 2 + 2 y) dx + ( ey + 2 x) dy po okr¸egu K = {( x − 1)2 + y 2 = 1 } zorientowanym K

dodatnio.

R

Obliczyć

( y + x) dx + ( x 2 − 1) dy po okr¸egu K = {x 2 + y 2 = x} zorientowanym dodatnio.

K

µ

¶

R ¡

p ¢

q

Obliczyć

arctg y +

y

dx +

arctg x +

x + 2 y dy, gdzie K jest odcinkiem danym K

1+ x 2

x

1+ y 2

y

równaniem y = x od punktu A = (1 , 1) do punktu B = (2 , 2).

R

Obliczyć caÃlk¸e

( x+ y) dx−xdy, gdzie C jest brzegiem trójk¸ata o wiezchoÃlkach O = (0 , 0), C

A = (1 , 2), B = (2 , 0), zorientowanym dodatnio.

R

p

p

Oblliczyć caÃlk¸e

[ y 2 + ln( y +

x 2 + y 2)] dx + [cos y + ln( x +

x 2 + y 2)] dy, gdzie C jest

C

okr¸egiem o równaniu ( x − 2)2 + y 2 = 4, zorientowanym ujemnie.

R p

p

Obliczyć caÃlk¸e

x 2 + y 2 dx + ( xy 2 + y ln( x +

x 2 + y 2)) dy, gdzie K jest brzegiem K

√

obszaru ograniczonego krzywymi y =

x, y = x 2 z orientacj¸a ujemn¸a.

R

Obliczyć caÃlk¸e

ydx − xdy, gdzie L jest krzyw¸a x 2 + y 2 = 4 y, skierowan¸a dodatnio.

L

4

R

Obliczyć caÃlk¸e

( −x 2 dx+ x 2 ydy), gdzie K jest brzegiem kwadratu o wierzchoÃlkach (1 , 1), K

(3 , 1), (3 , − 1) i (1 , − 1) zorientowanym dodatnio.

R

Obliczyć caÃlk¸e

( xy 2 + y 4 − y 3) dx + ( x 2 y + 4 y 3 x + x 3) dy, gdzie K jest krzyw¸a o równaniu K

x 2 + y 2 = 2 x, zorientowan¸a dodatnio.

R

Obliczyć caÃlk¸e

( exy + xyexy) dx+( x 2 exy + x) dy, gdzie K jest krzyw¸a o równaniu x 2+ y 2 =

K

2 x, zorientowan¸a dodatnio.

R

Obliczyć caÃlk¸e

2 xdx − ( x + 2 y) dy, gdzie C jest brzegiem trójk¸ata o wierzchokach A =

C

( − 1 , 0), B = (0 , 2), C = (2 , 0) zorientowanym ujemnie.

Rozwi¸azać równania różniczkowe:

y00 − 6 y0 + 9 y = −e 2 x + sin 2 x, 2 xyy0 + x = y 2

y00 − 2 y0 + y = x 2 + e 2 x, 2 x tg y + ( x 2 − 2 sin y) y0 = 0

y0 + y = 1 ,

xy0 − y = x tg y

x

x 2 y 2

x

y00 + 5 y0 + 6 y = cos 2 x + ex y00 + 4 y0 + 5 y = cos 2 x,

yxy− 1 dx + xy ln xdy = 0

y00 + 4 y0 + 4 y = e 2 x,

yy0 + y 2 = ex

y0 + 2 xy −

2

√

y 1 / 2 = 0 ,

2 y00 + y0 − y = − 3 xex

x 2+16

x 2+16

y00 + 4 y = e 2 x,

dx − x = 0

y

y 2

y00 + y0 + y = sin 3 x

Narysować krzyw¸a caÃlkow¸a równania 3 x 2(1 + ln y) dx + ( x 3 − 2 y) dy = 0, przechodz¸a przez y

punkt (0 , 1) ∈ R2

y0 + 2 xy = 2 x 3 y 3

Znaleźć rozwi¸azanie rówania różniczkowego y0 + y = y 2 ln x speÃlniaj¸ace warunek y(1) = 2

x

Znaleźć rozwi¸azanie rówania różniczkowego y00 − 4 y0 + 4 y = 8 e 2 x speÃlniaj¸ace warunki y(0) = 1, y0(0) = 1

y0 − y = x ,

y00 − 4 y0 + 3 y = x 2 + 1

x

x 2+1

y00 + y = sin2 x

y0 − 1 y = 1 y 2 ,

2 y00 − 5 y0 − 7 y = sin x

x

x

5

p

p

2 x(1 +

x 2 − y) dx =

x 2 − ydy

xy0 − 2 y = xe− 1

x ,

y00 + 4 y0 + 4 y = 2 e− 2 x

√

y0 − x y = xy

x 2 − 1

Znaleźć rozwi¸azanie rówania różniczkowego y00− 2 y0+2 y = 2 x 2 − 4 x+4 speÃlniaj¸ace warunki y(0) = 1, y0(0) = 2

y0 + y = y 2 ln x, y(1) = 2 , y00 − 4 y = x + e 3 x

x

y0 − 1 y = ln xy 3 ,

y00 + 2 y0 + y = e−x

x

x 2

y00 + 2 y0 + y = sin x + cos x, ( exx 2 + exy 2 + ex 2 x) dx + ( ex 2 y) dy = 0

y dx + y 3 ln xdy = 0 , y00 − 10 y0 + 25 y = − 5 x x

(ln x + y − 1) dx + ( x − y − y 2) dy = 0 , Znaleźć rozwi¸azanie rówania różniczkowego y00 +2 y0 = 3 e− 2 x speÃlniaj¸ace warunki y(0) = 1, y0(0) = 0

Rozwin¸ać w szereg Fouriera funkcje:

f ( x) = | cos x|, x ∈ [ −π, π], f ( x) = π − x wedÃlug cosinusów w przedziale [0 , π].

4

f ( x) = 1 − x wedÃlug cosinusów w przedziale [0 , π].

f ( x) = x wedÃlug cosinusów w przedziale [0 , π].

f ( x) = 2 x wedÃlug sinusów w przedziale [0 , π].

½ 0 , − π < x < 0

f ( x) =

x, 0 ≤ x < π

i narysować sum¸e szeregu.

½ 1 , 0 ≤ x ≤ 1

f ( x) =

0 , 1 ≤ x ≤ π

wedÃlug cosinusów w przedziale [0 , π].

6





 0 ,

− π < x < 0





π

f ( x) =

2 , 0 < x <



2







π

0 ,

< x < π

2

i narysować sum¸e szeregu.





 0 ,

− π < x < 0





π

f ( x) =

4 , 0 < x <



2







π

0 ,

< x < π

2

i narysować sum¸e szeregu.

7