SIMR-AN1-EGZ-2007-02-07b-rozw.pdf

(86 KB) Pobierz
Egzamin z Analizy 1, 7 II 2007 godz. 12.00
1. Wyznaczy¢ m tak, aby funkcja
8
<
e 2 x dla x ¬ 0
1 dla 0 < x ¬ 1
ln x + m dla x > 1
była ci¡gła. Po wyznaczeniu m naszkicowa¢ t¦ funkcj¦.
Rozwi¡zanie:
Funkcja jest ci¡gła na zbiorze( −1 , 0) [ (0 , 1) [ (1 , 1 ). Pozostaje sprawdzi¢ ci¡gło±¢
dla x = 0 i dla x = 1
Dla x = 0
f (0) = e 0 = 1
lim
f ( x ) =
:
x ! 0 e 2 x = 1
x ! 0 f ( x ) = lim
x ! 0 + f ( x ) = lim
x ! 0 + 1 = 1
Poniewa» 1 = 1 = 1 wi¦c funkcja jest ci¡gła w x = 0
Dla x = 1
f (1) = 1
lim
lim
x ! 1 f ( x ) = lim
x ! 1 1 = 1
x ! 1 + f ( x ) = lim
x ! 1 + ln x + m = m
A wi¦c funkcja jest ci¡gła w x = 1 gdy 1 = 1 = m a wi¦c dla m = 1
lim
2. Dla funkcji f ( x ) = x 1
x + 1
wyznaczy¢ wzór Maclaurina, n = 4
Rozwi¡zanie:
Wzór Maclaurina dla n=4:
f ( x ) = f (0) + f 0 (0) x
1!
+ f 00 (0) x 2
2!
+ f 000 (0) x 3
3!
+ R 4
R 4 = f IV ( x ) x 4
4!
, gdzie 0 < < 1
f (0) = 1
f 0 ( x ) = x + 1 x + 1
( x + 1) 2
2
( x + 1) 2
= 2( x + 1) 2
, f 0 (0) = 2
=
f 00 ( x ) = 4( x + 1) 3 , f 00 (0) = 4
f 000 ( x ) = 12( x + 1) 4 , f 000 (0) = 12
f IV ( x ) = 48( x + 1) 5
St¡d:
y ( x ) = 1 + 2 x
1! 4 x 2
+ 12 x 3
3!
+ R 4 = 1 + 2 x 2 x 2 + 2 x 3 + R 4
2!
gdzie
R 4 = 48(1 + x ) 5 x 4
4!
= 2(1 + x ) 5 x 4
927372941.008.png
 
3. Sformułowa¢ jedn¡ z wersji twierdzenia de l’Hospitala i obliczy¢ granic¦
e 3 x + e 3 x 2
x 2
Rozwi¡zanie
lim
x ! 0
e 3 x + e 3 x 2
x 2 = 0
lim
x ! 0
0
Stosujemy reguł¦ de l’Hospitala 2 razy
e 3 x + e 3 x 2
x 2
3 e 3 x 3 e 3 x
2 x
9 e 3 x + 9 e 3 x
2
lim
x ! 0
= lim
x ! 0
= lim
x ! 0
= 9
4. Wyznaczy¢ asymptoty i ekstrema funkcji f ( x ) = x 2 + x 2
x 2
Rozwi¡zanie:
Szukamy dziedziny f ( x )
D = ( −1 , 2) [ (2 , 1 )
Asymptota pionowa mo»e by¢ w punkcie x = 2. Sprawdzamy:
x 2 + x 2
x 2
4
0 = −1
lim
x ! 2
=
x 2 + x 2
x 2
4
0 +
lim
x ! 2 +
=
= + 1
Funkcja ma wi¦c asymptot¦ pionow¡ obustronn¡ w x = 2
Sprawdzamy, czy jest asympota uko±na y = ax + b w + 1
x x 2
1 x
1
x 2 + x 2
x 2 2 x
1 +
f ( x )
x
a = lim
x !1
= lim
x !1
= lim
x !1
= 1
3 x
1 x
x !1 ( x 2 + x 2
3 x 2
x 2
b = lim
x !1 ( f ( x ) ax ) = lim
x ) = lim
x !1
= lim
x !1
= 3
x 2
A wi¦c funkcja ma w + 1 asymptot¦ uko±n¡ o równaniu y = x + 3
Sprawdzamy, czy jest asympota uko±na y = ax + b w −1
x 2 + x 2
x 2 2 x
x x 2
1 x
1
1 +
f ( x )
x
a =
lim
x !−1
=
lim
x !−1
=
lim
x !−1
= 1
3 x
1 x
x !−1 ( x 2 + x 2
3 x 2
x 2
b =
x !−1 ( f ( x ) ax ) =
lim
lim
x ) =
lim
x !−1
=
lim
x !−1
= 3
x 2
A wi¦c funkcja ma w + 1 asymptot¦ uko±n¡ o równaniu y = x + 3
Szukamy ekstremów:
Badamy znak pierwszej pochodnej:
(2 x + 1)( x 2) ( x 2 + x 2)
( x 2) 2
= x 2 4 x
( x 2) 2
f 0 ( x ) =
x 2 4 x
( x 2) 2 > 0
x 2 4 x > 0
x ( x 4) > 0
x 1 = 0 , x 2 = 4
927372941.009.png 927372941.010.png 927372941.001.png
 
A wi¦c
f 0 ( x ) > 0 dla x 2 ( −1 , 0) [ (4 , 1 )
f 0 ( x ) < 0 dla x 2 (0 , 4) \ D
Czyli funkcja ma minimum lokalne w x = 4 i maksimum lokalne w x = 0
5. Wymieni¢ 4 własno±ci całki oznaczonej. Obliczy¢ pole obszaru D ograniczonego krzy-
wymi y = 4 x 2
, y = x 2 2 x . Sporz¡dzi¢ rysunek obszaru D .
Rozwi¡zanie:
Szukamy punktów przeci¦cia krzywych:
4 x 2 = x 2 2 x
2 x 2 2 x 4 = 0
x 2 x 2 = 0
= 9
x 1 = 1 , x 2 = 2
Na przedziale < 1 , 2 > krzywa y = 4 x 2 le»y nad krzyw¡ y = x 2 2 x . Pole obszaru
jest wi¦c równe:
Z
Z
2
2
= 16
3
4 x 2 ( x 2 2 x ) d x =
2 x 2 + 2 x + 4 d x =
3 x 3 + x 2 + 4 x
S =
+
1
1
1
4 + 8 ( 2
3 + 1 4) = 9
6. Obliczy¢ długo±¢ łuku krzywej y = x p x mi¦dzy punktami (0 , 0) , ( 9 , 27 )
Rozwi¡zanie:
Długo±¢ łuku jest równa:
4
Z
q
l =
1 + ( y 0 ) 2 d x
0
p x
y 0 = ( x 2 ) 0 =
3
2
s
4
Z
1 + 9
l =
4 x d x
0
Całkujemy przez podstawienie:
8
<
:
9
=
;
t = 1 + 4 x
d t =
9
4 d x
t = 1 dla x = 0
t = 2 dla x =
4
9
Z
2
2
27 (2 p 2 1)
p t d t =
4
9
4
9
8
3 t 2
l =
=
1
1
927372941.002.png 927372941.003.png 927372941.004.png 927372941.005.png 927372941.006.png 927372941.007.png
 
Zgłoś jeśli naruszono regulamin