background image

A

1.

• (x

0

+ ∆x, y

0

+ ∆y≈ f (x

0

, y

0

) +

∂f
∂x

(x

0

, y

0

· +

∂f

∂y

(x

0

, y

0

· y

• (x

0

+ ∆x, y

0

+ ∆y) =

0.9 ln

1.2
0.9

• (x, y) =

x

ln

y
x

• x

0

= 1, ∆0.1, y

0

= 1, ∆= 0.2

∂f
∂x

=

1

2

x

ln

y
x

1

x

,

∂f

∂y

=

x

y

,

∂f
∂x

(11) = 1,

∂f

∂y

(11) = 1, (11) = 0

0.9 ln

1.2
0.9

≈ 0 + (1) · (0.1) + 1 · 0.2 = 0.3

2.

• = 27, = 27

− x − yx, y, z > 0

• I(x, y) = xy(27

− x − y), x > 0, y > 0, x y < 27

∂I
∂x

y(27 − 2x − y),

∂I
∂y

x(27 − x − 2y)

∂I

∂x

= 0,

∂I
∂y

= 0

⇐⇒

y

(27 − 2x − y) = 0,

x

(27 − x − 2y) = 0

⇐⇒

x

= 9,

y

= 9

2

I

∂x

2

2y,

2

I

∂y

2

2x,

2

I

∂x∂y

= 27 − 2x − 2y= det

2y

272x−2y

272x−2y

2x

• (99) =

18

9

18

= 243 0,

2

I

∂x

2

(99) = 18 0 – (99) maksimum lokalne

właściwe

• uzasadnienie, że jest to maksimum globalne

• = 729

3.

• (x) =

x

2

3x

2

− 2

=

x

2

2



3
2

x

2



• (x) =

X

n

=0

3

n

2

n

+1

x

2n+2




3
2

x

2




<

⇐⇒ |x| <

r

2
3

=

r

2
3

• c

17

= 0 : f

(17)

(0) = 0

• c

18

3

8

2

9

f

(18)

(0) = 

3

8

2

9

18!.

1

background image

4.

1

1

2

y

x

ZZ

D

xy dxdy

=

1

Z

1

dy

x

=2−y

2

Z

x

=y

2

xy dx

ZZ

D

xy dxdy

... =

1

Z

1

y

"

x

2

2

#

x

=2−y

2

x

=y

2

dy

ZZ

D

xy dxdy

... = 2

1

Z

1

y



− y

2



dy

ZZ

D

xy dxdy

... = 0

5.

• rysunek

|Σ=

ZZ

D

s



∂z

∂x



2

+



∂z
∂y



2

+ 1 dxdy

∂z

∂x

=

−x

p

R

2

− x

2

− y

2

,

∂z
∂y

=

−y

p

R

2

− x

2

− y

2

|Σ=

ZZ

D

R dxdy

p

R

2

− x

2

− y

2

x

2

y

2

¬ r

2

|Σ=

ZZ

Rρ dϕdρ

p

R

2

− ρ

2

, ∆ = [02π× [0, r]

|Σ=

2π

Z

0

r

Z

0

Rρ dρ

p

R

2

− ρ

2

|Σ= 2πR



R

p

R

2

− r

2



6.

• λ

2

+ 1 = 0, λ

1

iλ

2

−i

• y(t) = C

1

cos C

2

sin ϕ(t)

• ϕ(t) = C

1

(t) cos C

2

(t) sin t

cos t

sin t

− sin cos t

C

1

(t)

C

2

(t)

=


0
1

sin t


• C

1

(t) = 1, C

2

(t) =

cos t

sin t

• C

1

(t) = −tC

2

(t) = ln sin t

• ϕ(t) =

−t cos + sin ln sin t

• y(t) = C

1

cos C

2

sin cos + sin ln sin t

2

background image

B

1.

• (x

0

+ ∆x, y

0

+ ∆y≈ f (x

0

, y

0

) +

∂f
∂x

(x

0

, y

0

· +

∂f

∂y

(x

0

, y

0

· y

• (x

0

+ ∆x, y

0

+ ∆y) = (1.1)

0.9

0.9

• (x, y) = x

y

y

• x

0

= 1, ∆= 0.1, y

0

= 1, ∆0.1

∂f
∂x

yx

y−1

y

,

∂f

∂y

x

y

 

ln x

y

+

1

2√y

!

∂f
∂x

(11) = 1,

∂f

∂y

(11) =

1
2

(11) = 1

• (1.1)

0.9

0.≈ 1 + 1 · 0.1 + 0.· (0.1) = 1.05

2.

• = (x, y, 2),

|CA| =

q

(x − 1)

2

y

2

+ 4, |CB| =

q

x

2

+ (+ 2)

2

+ 4,

• d(x, y) =

|CA|

2

|CB|

2

= 2x

2

− 2+ 2y

2

+ 4+ 13,

x, y

∈ R

∂d
∂x

= 4x − 2,

∂d
∂y

= 4+ 4

∂d

∂x

= 0,

∂d
∂y

= 0

⇐⇒

4x − 2 = 0,

4+ 4 = 0

⇐⇒

x

=

1
2

,

y

1

2

d

∂x

2

= 4,

2

d

∂y

2

= 4,

2

d

∂x∂y

= 0, = det

4 0

0 4

• W



1
2

,

1



= 16 0,

2

d

∂x

2



1
2

,

1



= 4 0 –



1
2

,

1



minimum lokalne właściwe

• uzasadnienie, że jest to minimum globalne

• =



1
2

,

12



3.

• (x) =

x

2x

2

+ 3

=

x

3





2
3

x

2



• (x) =

X

n

=0

(1)

n

2

n

3

n

+1

x

2n+1




2
3

x

2




<

⇐⇒ |x| <

r

3
2

=

r

3
2

• c

17

=

2

8

3

9

f

(17)

(0) =

2

8

3

9

17!.

• c

18

= 0 : f

(18)

(0) = 0

3

background image

4.

1

3

y

x

ZZ

D



1

x

2

+

1

y

2



dxdy

=

3

Z

1

dy

x

=y

2

+1

Z

x

=y



1

x

2

+

1

y

2



dx

ZZ

D



1

x

2

+

1

y

2



dxdy

... =

3

Z

1

y



1

x

+

x

y

2



x

=y

2

+1

x

=y

dy

ZZ

D



1

x

2

+

1

y

2



dxdy

... =

3

Z

1



1 +

1

y

2

1

y

2

+ 1



dy

ZZ

D



1

x

2

+

1

y

2



dxdy

... =

2

3

π

12

5.

• rysunek

|Σ=

ZZ

D

s



∂z

∂x



2

+



∂z
∂y



2

+ 1 dxdy

∂z

∂x

=

−x

p

− x

2

− y

2

,

∂z
∂y

=

−y

p

− x

2

− y

2

|Σ=

ZZ

D

dxdy

p

− x

2

− y

2

x

2

y

2

¬ 3

|Σ=

ZZ

2ρ dϕdρ

p

− ρ

2

, ∆ = [02π×

h

0,

3

i

|Σ=

2π

Z

0

3

Z

0

2ρ dρ

p

− ρ

2

|Σ= 4π

6.

• λ

2

+ 1 = 0, λ

1

iλ

2

−i

• y(t) = C

1

cos C

2

sin ϕ(t)

• ϕ(t) = C

1

(t) cos C

2

(t) sin t

cos t

sin t

− sin cos t

C

1

(t)

C

2

(t)

=

0

cos

2

t

• C

1

(t) = − cos

2

t

sin tC

2

(t) = cos

3

t

• C

1

(t) =

1
3

cos

3

t

C

2

(t) = sin t



1
3

sin

2

t



• ϕ(t) =

1
3

cos

4

t

+



1
3

sin

2

t



sin

2

t

=

1
3



1 + sin

2

t



• y(t) = C

1

cos C

2

sin +

1
3



1 + sin

2

t



4

background image

C

1.

• (x

0

+ ∆x, y

0

+ ∆y≈ f (x

0

, y

0

) +

∂f
∂x

(x

0

, y

0

· +

∂f

∂y

(x

0

, y

0

· y

• (x

0

+ ∆x, y

0

+ ∆y) =

1.1 arc tg

0.3
1.1

• (x, y) =

x

arc tg

y
x

• x

0

= 1, ∆= 0.1, y

0

= 0, ∆= 0.3

∂f
∂x

=

1

2

x

arc tg

y
x

+

x

1

1 +



y
x



2



y

x

2



,

∂f

∂y

=

x

1

1 +



y
x



2

1

x

∂f
∂x

(10) = 0,

∂f

∂y

(10) = 1, (10) = 0

1.1 arc tg

0.3
1.1

≈ 0 + 0 · 0.1 + 1 · 0.3 = 0.3

2.

• =



x, y,

1

xy



,

• d(x, y) = x

2

y

2

+

1

x

2

y

2

xy 6= 0

∂d
∂x

= 2x −

2

x

3

y

2

,

∂d
∂y

= 2y −

2

x

2

y

3

x, y ∈ R

∂d
∂x

= 0,

∂d
∂y

= 0

⇐⇒

2x−

2

x

3

y

2

= 0,

2y−

2

x

2

y

3

= 0

⇐⇒

x

1

= 1,

y

1

1

x

2

= 1,

y

2

= 1

x

3

1,

y

3

= 1

x

4

1,

y

4

1

2

d

∂x

2

= 2 +

6

x

4

y

2

,

2

d

∂y

2

= 2 +

6

x

2

y

4

,

2

d

∂x∂y

=

4

x

3

y

3

= det




2+

6

x

4

y

2

4

x

3

y

3

4

x

3

y

3

2+

6

x

2

y

4




• (1,

1) = (11) = (1, −1) = (11) = 48 0,

2

d

∂x

2

(1, −1) =

2

d

∂x

2

(11) =

2

d

∂x

2

(1, −1) =

2

d

∂x

2

(11) = 8 0 – (1, −1), (11), (1, −1), (11) minima lokalne

właściwe

• uzasadnienie, że są to minima globalne

• C

1

= (1, −1, −1), C

2

= (111), C

3

= (1, −11), C

4

= (11, −1)

3.

• (x) =

x

2

− 2x

2

=

x

2

4

 

x

2

2

!

• (x) =

X

n

=0

x

2n+2

2

n

+2





x

2

2





<

⇐⇒ |x| <

2, =

2

• c

17

= 0 : f

(17)

(0) = 0

• c

18

=

1

2

10

f

(18)

(0) =

18!
2

10

.

5

background image

4.

1

2

y

x

ZZ

D

x

2

y

2

dxdy

=

2

Z

1

dy

x

=y

Z

x

=

1
y

x

2

y

2

dx

ZZ

D

x

2

y

2

dxdy

... =

2

Z

1

"

x

3

3y

2

#

x

=y

x

=

1
y

dy

ZZ

D

x

2

y

2

dxdy

... =

1
3

2

Z

1



y

1

y

5



dy

ZZ

D

x

2

y

2

dxdy

... =

27
64

5.

• rysunek

|Σ=

ZZ

D

s



∂z

∂x



2

+



∂z
∂y



2

+ 1 dxdy

∂z

∂x

x,

∂z
∂y

y

|Σ=

ZZ

D

q

x

2

y

2

+ 1, r

2

¬ x

2

y

2

¬ R

2

|Σ=

ZZ

q

ρ

2

+ 1ρ dϕdρ, ∆ = [02π× [r, R]

|Σ=

2π

Z

0

R

Z

r

q

ρ

2

+ 1ρ dρ

|Σ=

2
3

π



1 + R

2

 p

1 + R

2



1 + r

2

 p

1 + r

2



6.

• λ

2

+ 1 = 0, λ

1

iλ

2

−i

• y(t) = C

1

cos C

2

sin ϕ(t)

• ϕ(t) = C

1

(t) cos C

2

(t) sin t

cos t

sin t

− sin cos t

C

1

(t)

C

2

(t)

=


0
1

cos t


• C

1

(t) = 

sin t

cos t

C

2

(t) = 1

• C

1

(t) = ln cos tC

2

(t) = t

• ϕ(t) = cos ln cos sin t

• y(t) = C

1

cos C

2

sin + cos ln cos sin t

6

background image

D

1.

• (x

0

+ ∆x, y

0

+ ∆y≈ f (x

0

, y

0

) +

∂f
∂x

(x

0

, y

0

· +

∂f

∂y

(x

0

, y

0

· y

• (x

0

+ ∆x, y

0

+ ∆y) = ln



1.1 +

4

0.− 1



• (x, y) = ln

x

+

4

y

− 1



• x

0

= 1, ∆= 0.1, y

0

= 1, ∆0.2

∂f
∂x

=

1

x

+

4

y

− 1

1

2

x

,

∂f

∂y

=

1

x

+

4

y

− 1

1

4

4

p

y

3

∂f
∂x

(11) =

1
2

,

∂f

∂y

(11) =

1
4

(11) = 0

• ln



1.1 +

4

0.− 1



≈ 0 + 0.· 0.1 + 0.25 · (0.2) = 0

2.

• = (x, y,

−x − y), |CA| =

q

(x − 1)

2

+ (y − 2)

2

+ (+ 3)

2

• d(x, y) =

|CA|

2

= (x − 1)

2

+ (y − 2)

2

+ (+ 3)

2

x, y ∈ R

∂d
∂x

= 2(x − 1) + 2(+ 3),

∂d
∂y

= 2(y − 2) + 2(+ 3)

∂d

∂x

= 0,

∂d
∂y

= 0

⇐⇒

2(x − 1) + 2(+ 3) = 0,

2(y − 2) + 2(+ 3) = 0

⇐⇒

x

1,

y

= 0

2

d

∂x

2

= 4,

2

d

∂y

2

= 4,

2

d

∂x∂y

= 2, = det

4 2

2 4

• (

10) = 12 0,

2

d

∂x

2

(10) = 4 0 – (10) minimum lokalne właściwe

• uzasadnienie, że jest to minimum globalne

• = (

101)

3.

• (x) =

x

3 + 4x

2

=

x

3





4
3

x

2



• (x) =

X

n

=0

(1)

n

4

n

3

n

+1

x

2n+1




4
3

x

2




<

⇐⇒ |x| <

3

2

=

3

2

• c

17

=

4

8

3

9

f

(17)

(0) =

4

8

3

9

17!.

• c

18

= 0 : f

(18)

(0) = 0

7

background image

4.

1

e

2

e

1

y

x

ZZ

D

y
x

dxdy

=

2

Z

1

dy

x

=e

2

Z

x

=e

y

y
x

dx

ZZ

D

y
x

dxdy

... =

2

Z

1

[ln |x|]

x

=e

2

x

=e

y

dy

ZZ

D

y
x

dxdy

... =

2

Z

1

y

(2 − ydy

ZZ

D

y
x

dxdy

... =

2
3

5.

• rysunek

|Σ=

ZZ

D

s



∂z

∂x



2

+



∂z
∂y



2

+ 1 dxdy

∂z

∂x

= 2x,

∂z
∂y

= 2y

|Σ=

ZZ

D

q

4x

2

+ 4y

2

+ 1, x

2

y

2

¬ 1

|Σ=

ZZ

q

4ρ

2

+ 1ρ dϕdρ, ∆ = [02π× [01]

|Σ=

2π

Z

0

1

Z

0

q

4ρ

2

+ 1ρ dρ

|Σ=

π

6



5

− 1



6.

• λ

2

+ 1 = 0, λ

1

iλ

2

−i

• y(t) = C

1

cos C

2

sin ϕ(t)

• ϕ(t) = C

1

(t) cos C

2

(t) sin t

cos t

sin t

− sin cos t

C

1

(t)

C

2

(t)

=

0

sin

2

t

• C

1

(t) = − sin

3

t

C

2

(t) = cos sin

2

t

• C

1

(t) = cos t



1
3

cos

2

t



C

2

(t) =

1
3

sin

3

t

,

• ϕ(t) =



1
3

cos

2

t



cos

2

t

+

1
3

sin

4

t

=

1
3



1 + cos

2

t



• y(t) = C

1

cos C

2

sin +

1
3



1 + cos

2

t



8