IDZ - 6.2。解決問題。
1.10 號。給出方程式 xy = cot x。需要求導數y'和二階導數y"的值。
答:
讓我們使用乘積導數規則求函數 y 對 x 的導數:
y' = (xy)' = x'y + y'x = y + xy'
替換方程式 xy = cot x 中的 y:
xy = ctg x
y = ctg x / x
然後:
y' = (ctg x / x) + x(-ctg^2 x / (sin^2 x)) = (ctg x / x) - ctg^2 x / sin^2 x
為了求 y" 的二階導數,我們將 y' 的結果表達式微分:
y" = (-ctg^2 x / sin^2 x)' = -2ctg x / (sin^2 x * cos x)
答: y' = (ctg x / x) - ctg^2 x / sin^2 x, y" = -2ctg x / (sin^2 x * cos x)。
第 2.10 號。給出參數曲線的方程式:x = L(t) / t, y = t ln t。需要求導數y'和二階導數y"的值。
答:
讓我們對方程式 x = L(t) / t 對 t 微分:
x' = (L(t) / t)' = (L'(t) * t - L(t)) / t^2
將 x 等式中的 L(t) 替換為 tx:
x = L(t) / t = tx / t = x
然後:
x' = (L'(t) * t - L(t)) / t^2 = (L'(t) - x) / t
讓我們對方程式 y = t ln t 對 t 進行微分:
y' = ln t + 1
現在我們來求導數 y' 的值:
y' = (dy/dt) / (dx/dt) = (ln t + 1) / ((L'(t) - x) / t)
為了求 y" 的二階導數,我們將 y' 的結果表達式微分:
y" = [(d/dt)((ln t + 1) / ((L'(t) - x) / t))] / ((dx/dt) / t)
y" = (t(ln t + 2) - (L'(t) - x)(ln t + 1)) / ((L'(t) - x)^2)
答案: y' = (ln t + 1) / ((L'(t) - x) / t), y" = (t(ln t + 2) - (L'(t) - x)(ln t + 1)) / ((L'(t) - x)^2)。
第 3.10 號。給定函數 y = x^2 e^x 的方程式和參數 x0 = 0。需要計算三階導數 y‴(x0) 的值。
答:
讓我們求函數 y 對 x 的一階、二階和三階導數:
y' = 2x e^x + x^2 e^x
y" = 2e^x + 4x e^x + x^2 e^x
y‴ = 6e^x + 12x e^x + 2x^2 e^x
讓我們將值 x0 = 0 代入結果表達式中:
y'(0) = 0
y"(0) = 2
y‴(0) = 6
答:y‴(0) = 6。
第 4.10 號。給出了函數 y = x e^(3x) 的方程式。有必要寫出n階導數的公式。
答:
讓我們將函數 y 微分 x n 次:
y^(n) = (x e^(3x))^(n)
利用乘積導數法則,我們得到:
y^(n) = (x^(n) e^(3x)) + n(x^(n-1) e^(3x) * 3) + n(n-1)(x^(n-2 ) ) e^(3x) * 3^2) + ... + 3^n(x e^(3x))
因此,函數 y = x e^(3x) 的 n 階導數的公式具有以下形式:
y^(n) = e^(3x) * P_n(x),
其中 P_n(x) 是 n 次多項式,以 x^n 的導數表示。
第 5.10 號。給定曲線方程式 y = x^2/4 - 4x + 5 和橫座標 x = 4 的點。需要寫出該曲線在給定點的切線方程式。
答:
讓我們求函數 y 對 x 的導數值:
y' = x/2 - 4
X = 4 點處的導數值:
y'(4) = 2 - 4 = -2
因此,曲線 y = x^2/4 - 4x + 5 在橫座標 x = 4 的切線方程式為:
y - (16/4 - 16 + 5) = -2(x - 4),
或者
y = -2x + 13。
第 6.10 號。給出質點運動定律:S = -3 cos(t/4+π/12)。有必要求出該點在時間 t = 2π/3c 時的速度。
答:
讓我們求運動定律 S 對時間 t 的導數:
v = dS/dt = (d/dt)(-3cos(t/4 + π/12)) = 3/4 sin(t/4 + π/12)
讓我們代入值 t = 2π/3c:
v = 3/4 sin(π/6 + π/12) = 3/4 sin(π/4) = 3/8√2 м/с。
答案:t=2π/3c 時刻質點的速率等於 3/8√2 m/s。
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在第一個問題(編號 1.10)中,需要找出方程式 xy = cot x 的導數 y' 和二階導數 y" 的值。
在第二個問題(No. 2.10)中,需要找出參數曲線 x = L(t) / t, y = t ln t 的導數 y' 和二階導數 y" 的值。
在第三題(No. 3.10)中,需要計算函數 y = x^2 e^x 和參數 x0 = 0 的三階導數 y‴(x0) 的值。
在第四題(No.4.10)中,需要寫出函數 y = x e^(3x) 的 n 階導數的公式。
在第五題(No.5.10)中,需要寫出曲線 y = x^2/4 - 4x + 5 在橫座標 x = 4 的切線方程式。
在第六個問題(No. 6.10)中,需要依定律 S = -3 cos(t/4+π/12) 在時間 t = 2π/3s 求質點運動的速度。
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第一個問題是求由方程式 xy = cot x 給出的函數的一階和二階導數。
在第二個問題中,您需要找到參數化定義的曲線方程式:x = L(t)/t 和 y = t Ln t。
第三個任務涉及計算函數 y = x²eˣ 在點 x0 = 0 的三階導數。
第四個問題需要寫出函數 y = x e3ˣ 的 n 階導數的公式。
在第五題中,需要寫出曲線 y = x²/4 – 4x + 5 在橫座標 x = 4 的切線方程式。
第六個任務是根據給定的運動定律 S = -3 cos(t/4+π/12) 在時間 t= 2π/3 s 計算質點的速度。
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