Đang tải lên
Vui lòng đợi trong giây lát...
Preview text:
x y x y 0 VI TÍCH PHAÂN A2 y 0 x 2; y 2 y 2
CHÖÔNG 1: CÖÏC TRÒ HAØM SOÁ
x 2; y 2 y 2
A. Caùc böôùc giaûi baøi toaùn ñi tìm cöïc trò cuûa haøm soá
Haøm soá coù 3 ñieåm döøng 0(0,0); M1( 2, 2 ); M2( 2, 2 )
Cho haøm soá f(x,y) xaùc ñònh treân mieàn D: Tính A = ' f =12x2 – 4; B = ' f =4; C = ' f =12y2 – 4 xx xy yy ' f 0 x B1: Giaûi heä
b. Taïi ñieåm 0(0,0) ta coù =B2-AC =0 ta chöa theå khaúng
ñeå ñi tìm ñieåm döøng cuûa haøm soá ' ñònh ngay ñöôïc f 0 y
Xeùt f(0,k)-f(0,0) =k4 – 2k2 = k2(k2-2) thay ñoåi daáu khi k thay ñoåi
B2: Xeùt daáu cuûa bieåu thöùc =B2-AC taïi töøng ñieåm döøng trong
neân haøm soá khoâng ñaït cöïc trò taïi 0(0,0) ñoù: A = ' f ; B = ' f ; C = ' f xx xy yy -
Taïi ñieåm M1( 2, 2 ); M2( 2, 2 ) ñeàu coù =-
- Neáu <0, A >0 haøm soá ñaït cöïc tieåu
384<0 vaø A=20>0 neân haøm soá ñaït cöïc tieåu taïi M1, M1
- Neáu <0, A <0 haøm soá ñaït cöïc ñaïi fCT=f(M1)=f(M2)=-8
- Neáu >0 haøm soá khoâng coù cöïc trò
- Neáu =0 chöa khaúng ñònh lieàn ñöôïc
Baøi 2: Tìm GTLN, GTNN cuûa haøm soá sau: ( 2 2 x y
B. Caùc böôùc giaûi baøi toaùn ñi tìm GTLN, GTNN cuûa haøm soá f(x,y) = ) e (2x2+3y2)
Cho haøm soá f(x,y) xaùc ñònh treân mieàn D:
trong mieàn D={(x,y): x2+y2 1} ' Giaûi: f 0 x B1: Giaûi heä
ñeå ñi tìm ñieåm döøng cuûa haøm soá naèm ' ( 2 x 2 y ) 2 2 f 0 xe
(2 2x 3y ) 0 ' x f 0 y Giaûi heä 2 2 ' f 0 ( x y ) 2 2 trong mieàn D y ye 3
( 2x 3y ) 0
B2: Tìm caùc ñieåm döøng cuûa haøm soá treân bieân D
B3: Tính giaù trò taïi caùc ñieåm döøng vöøa tìm ñöôïc ôû B1, B2. So 2 2
x(2 2x 3y ) 0 x y 0 saùnh vaø keát luaän x ; 0 y 1 y 3 ( 2 2 x 3 2 y ) 0 x ; 1 y 0
C. Caùc böôùc giaûi baøi toaùn tìm cöïc trò coù ñieàu kieän
Haøm soá coù 1 ñieåm döøng naèm trong mieàn D
Cho haøm soá f(x,y) trong ñoù x,y bò raøng buoäc bôûi g(x,y)=0 laø 0(0,0)
B1: Ñaët F(x,y, )=f(x,y) + g(x,y) f(0)=0 ' F 0 x -
Tính caùc giaù trò cuûa haøm soá treân bieân Giaûi heä ' D F 0
ñeå tìm caùc ñieåm döøng cuûa haøm soá y
Ta coù x2+y2=1 y2= x2 – 1 vôùi x[-1,1]
g(x, y) 0 thay vaøo haøm soá ta coù
B2: ÖÙng vôùi töøng ñieåm döøng M. Xeùt daáu cuûa cuûa bieåu thöùc: x2 3 f(x,y)=g(x)= vôùi x[-1,1] dF(M, )= ' 2
F (M , )dx + F ' (M , )dxdy + ' 2
F (M , )dy e xx xy yy
- Neáu dF(M, )<0 haøm soá ñaït cöïc ñaïi 2 3 nhaän thaáy g(x) vôùi x[-1,1]
- Neáu dF(M, )>0 haøm soá ñaït cöïc tieåu e e
- Neáu dF(M, )=0 chöa theå khaúng ñònh
g(x)= 2 x=0 y= 1; g(x)= 3 x= 1 y=0 e e D. Baøi taäp maãu
So saùnh taát caû caùc giaù trò ta coù: 2 GTLN Maxf = taïi (0,1); (0,-1)
Baøi 1: Tìm cöïc trò cuûa haøm soá sau: e f(x,y) = x4 +y4- 2(x-y) 2 3 GTNN Minf = taïi (1,0); (-1,0) Giaûi: e ' 3 f 0
4x 4(x y) 0 x
Baøi 3: Tìm cöïc trò cuûa haøm soá f(x,y) =x+y Giaûi heä 1 1 ' 3 vôùi ñieàu kieän f 0 4y ( 4 x y) 0 1 y x y 3 Giaûi: -
Vôùi x= y+k2 thay vaøo pt (2) ta coù: 1 1
cosy – sin(y+k2 +y)=0 cosy=sin(2y+ k2 )=sin2y
Ñaët F(x,y, ) = x+y + ( 1) x y y
2 y h 2 Giaûi heä 2 cosy=cos( - 2y) 2 1 0 y 2 y h 2 2 ' 2 F 0 x 2 x ) 1 ( x h 2 ' 2 F 0 1 0
y (2) y y 2
5 3 y 6 3 1 1 y ; ; ; do yD 1 1 1 0 1 1 1 0 ) 3 ( 6 2 6 2 y h x y 1 0 x y 2 x y
Töø (1) vaø (2) x2 = y2 y= x y ; x k 2 y ; x
- Vôùi y =x thay vaøo phöông trình (3) ta coù x=2 öùng vôùi =4 6 6 6 6
- Vôùi y =-x thay vaøo phöông trình (3) ta coù -1=0 voâ lyù y ; x k 2
y ; x
Vaäy haøm soá chæ coù duy nhaát moät ñieåm döøng laø M(2,2) öøng vôùi 2 2 2 2 =4 5 5 5 5 Xeùt dF(M, ) y ; x k 2 y ; x 6 6 6 6 = ' 2
F (M , )dx + F ' (M , )dxdy + ' 2
F (M , )dy (*) xx xy yy 3 3 3 3 2 4 . 2 y ; x k 2 y ; x Trong ñoù '
F (M , ) = = =1; '
F (M , ) =0; 2 2 2 2 xx 3 x 8 xy 2 2 4 . '
F (M , ) = = =1
Vaäy haøm soá coù 6 ñieåm döøng: yy 3 y 8 5 5 3 3 M1( , ); M2( , ); M3( , ); M4( , ); Vaø dy=dx 6 6 2 2 6 6 2 2
Thay taát caû vaøo (*) ta coù dF(M, )=2dx2 > 0 3 3 M , ); M , )
Vaäy haøm soá ñaït cöïc tieåu taïi M(2,2); f 5( 6( CT = 4 2 2 2 2 Tính A = '
f =-sinx – cos(x+y); B = ' f = -cos(x+y);
Baøi 4: Tìm cöïc trò cuûa haøm soá sau: f(x,y)=sinx+siny+cos(x+y) xx xy 3 3 C = ' f =-siny – cos(x+y) yy vôùi D ={(x,y): 0 x ;0 y } 2 2 1
- Taïi ñieåm M1, M3 thì: A =-1; B =- ; C =-1 Giaûi: 2
- Tìm caùc ñieåm döøng cuûa haøm soá trong mieàn D
3 <0 . Maø A =-1<0 neân haøm soá ñaït cöïc ñaïi taïi M ' =- 1, M3 f 0 x
cos x sin(x y) 0 ) 1 ( 4 Giaûi heä 3 ' f 0
cos y sin(x y) ( 0 2) f y CÑ = f(M1)=f(M3)= 2
x y k 2 - Taïi ñieåm M
Laáy (1) tröø (2) cosx=cosy 2, M4 thì A =0; B =1; C=0 ; vôùi kZ
x y k 2
=1 >0 neân haøm soá khoâng ñaït cöïc trò taïi M2, M4
- Vôùi x=-y+k2 x+y = k2 thay vaøo heä ta coù:
b. Taïi ñieåm M5 thì A = -2; B = -1; C = 0
=1 >0 neân haøm soá khoâng ñaït cöïc trò taïi M5 x k -
Taïi ñieåm M6 thì A = 0; B = -1; C = -2
cos x sin(k 2 ) 0 cos x 0 2
=1 >0 neân haøm soá khoâng ñaït cöïc trò taïi M6
cos y sin(k 2 ) 0 cos y 0 5 5 y k
Vaäy haøm soá ñaït cöïc ñaïi taïi M1( , ); M3( , ) 2 6 6 6 6 vaø f 3 3 CÑ = x ; 2 2 2 Do x,y D 3 y ; 2 2 4
( x, y) 2
CHÖÔNG 2: TÍCH PHAÂN BOÄI
f (x, y, z)dxdydz = ( f (x, y, z)dz)dxdy V D
( x, y) 1
2. Neáu V laø hình hoäp giôùi haïn bôûi caùc
A. Caùc daïng baøi toaùn tích phaân keùp
maët: x=a; x=b; y=c; y=d; z=e; z=f thì
f (x, y)dxdy
f (x, y, z)dxdydz = D
1. Neáu D={(x,y): a x b; c y d} thì: V b d f b d
f (x, y)dxdy = dx f (x, y)dy
dx dy f (x, y, z)dz a c e D a c
3. Duøng phöông phaùp ñoåi bieán soá sang heä toïa ñoä truï ñöa mieàn V giôùi haïn bôûi x,y,z
2. Neáu D={(x,y): a x b; y
V’ giôùi haïn bôûi r, , z 1(x) y y2(x)} thì:
Vôùi x=rcos ; y=rsin ; z=z vaø J=r 0 b y ( x) 2
f (x, y, z)dxdydz = f (r cos , r sin , z) | J | drd d z
f (x, y)dxdy = dx f (x, y)dy V V ' D a y ( x) 1
4. Duøng phöông phaùp ñoåi bieán soá sang heä toïa ñoä caàu ñöa mieàn V
giôùi haïn bôûi x,y,z V’ giôùi haïn bôûi r, ,
3. Duøng phöông phaùp ñoåi bieán soá ñeå ñöa mieàn D giôùi haïn bôûi x,y Vôùi x=rcos sin ; y=rsin sin ; z=rcos vaø |J|=r2sin
D’ giôùi haïn bôûi u, v ' '
f (x, y, z)dxdydz x x 1
Vôùi x=x(u,v); y=y(u,v) vaø J = u v hoaëc khi ñoù V ' ' y y ' ' u u = u v x y
f (r cos sin , r sin sin , r cos ) | J | drd d ' ' v v V ' x y
f (x, y)dxdy = f (x(u,v), y(u,v)) | J | dudv
D. Moät soá maët caàn löu yù D D' 1. Trong maët phaúng
4. Duøng phöông phaùp chuyeån veà toïa ñoä cöïc ñöa mieàn D giôùi haïn
bôûi x,y D’ giôùi haïn bôûi r,
Vôùi x=rcos ; y=rsin vaø J=r 0
f (x, y)dxdy = f (r cos ,r sin ) | J | d d r D D'
B. ÖÙng duïng trong tích phaân keùp
1. Tính dieän tích hình phaúng: S dxdy D
2. Tính dieän tích maët cong: S 1 (z' 2 ) (z ' 2 ) dxdy x y D
3. Tính theå tích cuûa vaät theå: V z(x, y)dxdy D 2. Trong khoâng gian
C. Caùc böôùc giaûi baøi toaùn tích phaân 3 lôùp
f (x, y, z)dxdydz V
1. Neáu V laø theå truï môû roâng giôùi haïn bôûi
2 maët cong , xung quanh maët 1 2
truï coù ñöôøng sinh song song vôùi truïc 0z thì: E. Baøi taäp maãu
Baøi 1: Tính tích phaân sau: 5 x y
Baøi 4 : Tính tích phaân sau:
I xy e
dxdy , D={(x,y): x 0; y 0; x+y 1} ( x2 2 I xy y e
) dxdy với D={(x,y): 2 2
x xy y 1} D Giaûi: D Giải: u v x
u x y y y 2 3 2 1 2 2 2 Ñaët
Ta coù: x xy y 1 (x ) ( ) 1 | J |
v x y u v 2 2 2 y v 2 y u x x u
D D’={(u,v): u+v 0; -u+v 0; v 1} 2 3 2 Ñaët: | J | x y u y 3 2v 3
I xy e dxdy = v e dudv v y 2 3 D D' 1 v u 1 2 2 = dv v e du = ( 1 e e )
D D’={(u,v): u v 1} 4 0 v 2 ( x2 2 2 I xy y e ) dxdy = ( 2 u v ) e dudv 3 D D'
Baøi 2: Tính tích phaân sau: u r cos I x2 4 y2 dxdy
Chuyeån sang heä toïa ñoä cöïc. Ñaët | J | r v r sin D
D’ D’’: 0 r 1; 0 2
vôùi D laø nöûa hình troøn (x ) 1 2 2 y 1 Giaûi: 2 1 2 2 2 2 2 1
x r cos I ( 2 u v ) e dudv = d e r rdr = 1 ( )
Chuyeån sang heä toïa ñoä cöïc. Ñaët | J | r 3 3 3 e y r D' 0 0 sin
D D’ giôùi haïn bôûi 0 r 2cos ; 0
Baøi 5: Tính dieän tích phaàn maët 2 2 z
x y naèm trong 2
hình truï x 2 y 2 2x I x2 4
y2 dxdy = 2 4 r drd Giaûi: D D ' x y ' ' 2 cos z ; z 2 8 2 x y 2 2 2 2 = d 4 2 r rdr = ( ) x y x y 3 2 3 0 0 1 ( ' z )2 ( ' z )2 2 x y
Hình chieáu cuûa D xuoáng mp 0xy laø
Baøi 3 : Tính tích phaân sau:
D’: x 2 y 2 2x
I xy2dxdy vôùi D laø mieàn giôùi haïn bôûi caùc S 1 ' 2 ' 2 (z ) (z ) dxdy D x y ñöôøng troøn 2 x ( y ) 1 2 1 vaø D' =
2dxdy = 2S(D') 2 (ñvdt) 2 2
x y 4 y 0 D ' Giaûi:
Chuyeån sang heä toïa ñoä cöïc. Ñaët
Baøi 6: Tính dieän tích phaàn maët phaúng
x r cos
z=2x naèm phía trong parabolid | J | r y r 2 2 sin
z x y
D D’ giôùi haïn bôûi 2sin r 4sin ; 0 Giaûi: ' ' ' 2 ' 2
I xy2dxdy = 2
r cos (r sin ) rdrd
z 2 ; z 0 ; x y
1 (z ) (z ) 5 x y D D'
Hình chieáu cuûa D xuoáng mp 0xy laø D’: (x ) 1 2 2 y 1 4 sin = 2
sin cos d 4 r dr =0 S 1 ' 2 (z ) ' 2 (z ) dxdy x y 0 2 sin D' 6
= 5dxdy = 5S(D') 5 (ñvdt) 2 2 2
x y z 2z Ta coù heä: D ' 2 x 2 y 2 z
Baøi 7: Tính tích phaân sau: 2 2
z 2z 0 z ; 0 z 1
I z x2 y2 dxdydz vôùi V laø
Hình chieáu cuûa V xuoáng mp 0xy laø mieàn V 2 2
mieàn giôùi haïn bôûi x2 y 2 2x ;
D: x y 1 y 0 ; z=0; z=a
Chuyeån sang heä toïa ñoä truï. Ñaët
x r cos Giaûi:
Hình chieáu cuûa V xuoáng mp 0xy laø D:
y r sin | J | r
x2 y2 2x ; y 0 z z
Chuyeån sang heä toïa ñoä truï. Ñaët
V V’: 0 2 ; 0 r 1; r z 1+ 2 1 r
x r cos 2 1 1 2 1 r
y r sin | J | r
V dxdydz= rd d
rdz = d rdr dz z z V V ' 0 0 r 2 1 1 2
V V’: 0 r 2cos ; 0 , 0 z a
= d r 1( 1 r r)dr = 2 . = (ñvtt) 2 2 0 0 I
z x2 y2 dxdydz= 2 zr drd d z
Caùch khaùc: chuyeån sang heä toïa ñoä caàu V V '
Ñaët x=rcos sin ; y=rsin sin ; z=rcos vaø |J|=r2sin 2 cos 2 a 8 2 a
= d r2dr zdz =
V V’: 0
; 0 2 ; 0 r 2cos 9 4 0 0 0
V dxdydz= 2 r sind d d r
Baøi 8: Tính tích phaân sau: V V '
I y cos(z x)dxdydz trong ñoù V laø mieàn giôùi haïn bôûi 4 2 2 cos 4 16 2 3 V = sin
d d r dr = cos sin d 3 0 0 0 0 y=0; y= x ; z=0; x+z= 2 16 1 = 4 4
. cos | = Giaûi: 0 3 4
I y cos(z x)dxdydz V
Baøi 10: Tính theå tích cuûa vaät theå x 2 2 2 2 x 2
naêm trong maët caàu x y z 6
= dx ydy cos(z x)dz vaø naèm treân parabol 2 2
z x y 0 o o Giaûi: 2 2 2 2 2
x y z 6 x y Ta coù heä = x dx. | .sin(z x 2 ) | 0 0 2 2 2
z x y 0 2
z z 6 z ; 3 z 2 2 x 1 2 2 2 2 = 1 ( sin x) dx = (
J ) vôùi J xsin xdx=1
Hình chieáu cuûa V leân mp 0xy laø mieàn D: x y 2 2 2 8 0 0
Chuyeån sang heä toïa ñoä truï. Ñaët x=rcos ; y=rsin ; z=z |J|=r 1 2 I ( ) 1
V V’: 0 2 ; 0 r 2 ; 2 r z 2 6 r 2 8 2 2 6 2 r 2
V dxdydz d rdr dz = (6 6 1 ) 1 (ñvtt)
Baøi 9: Tính theå tích vaät theå giôùi haïn bôûi x2 y 2 z 2 2z ; 3 2 V 0 0 r 2 2 2
x y z Giaûi: 7
C. Tích phaân maët loaïi 1
CHÖÔNG 3: TÍCH PHAÂN ÑÖÔØNG & TÍCH PHAÂN MAËT
f (x, y, z)dS S
A. Tích phaân ñöôøng loaïi 1
- Neáu maët cong S coù phöông trình z=z(x,y)
f (x, y)ds
f (x, y, z)dS = f (x, y, z(x, y)) 1 (z' 2 ) (z ' 2 ) x y L S D
- Neáu L : x=x(t); y=y(t); t
D laø hình chieáu cuûa S xuoáng maët phaúng 0xy
f (x, y)ds= f (x t(), y t()) (x' t 2 ( )) ( y' t 2 ( )) dt
D. Tích phaân maët loaïi 2: sinh vieân töï soaïn theâm nheù, chöa coù L thôøi gian ñeà caäp
- Neáu L : y=y(x); a x b b
E. Moät soá baøi taäp maãu
f (x, y)ds= f (x, y(x)) 1 (y'(x dx 2 )) L a
Baøi 1: Tính tích phaân ñöôøng: 2
B. Tích phaân ñöôøng loaïi 2 x
I xyds trong ñoù L laø elip 2
y 1 naèm trong goùc
P(x, y)dx Q(x, y)dy 4 L L phaàn tö thöù nhaát
- Neáu L : x=x(t); y=y(t); t Giaûi:
P(x, y)dx Q(x, y)dy x 2 cost
x' 2sin t Ñaët ;t [ , 0 ] L y sin t y' cost 2
= [P(x t(), y t())x' t() Q(x t(), y t())y' t() d ] t I xyds L L
- Neáu L : y=y(x); a x b
P(x, y)dx Q(x, y)dy 2 = 2
2cos t sin t 4sin t 2 cos tdt L 0
= [P(x, y(x)) Q(x, y(x))y'(x) d ] x L 2 2
- Coâng thöùc Green ñoái vôùi ñöôøng cong kín
= 2sin t cost 3sin t . 1 dt Q P 0
P(x, y)dx Q(x, y)dy ( )dxdy x y 2 1 L D 1 2 2 2
- Tích phaân khoâng phuï thuoäc vaøo ñöôøng noái 2 ñieåm maø chæ phuï = (3sin t ) 1 d 3 ( sin t ) 1 3 thuoäc vaøo 2 ñieåm ñoù 0 3 Q P 2 14 2 Neáu khi ñoù: = 2 2 3 ( sin t ) 1 | = 0 x y 9 9
P(x, y)dx Q(x, y)dy
Baøi 2: Tính x 2 ds doïc theo ñöôøng cong laø giao cuûa 2 maët L ( x ; y ) b b ( x ; y ) b b L =
P(x, y)dx Q(x, y)dy = d((x, y))
phaúng x-y+z =0 vaø x+y+2z =0 töø goác 0 ñeán ñieåm (3,1,-2) ( x ; y ) Giaûi: a a ( x ; y ) a a
d: x-3y =0 laø giao tuyeán cuûa 2mp khi ñoù x y 1
Trong ñoù: (x, y) P(x, y )dx L : y= x; 0 x 3 0
Q(x, y)dy 3 x y 0 0 3 x y
x2ds = x2 1 (y'(x 2 )) dx
Hoaëc (x, y) P(x, y)dx Q(x , y)dy 0 L 0 x y 0 0 10 3 3
D. ÖÙng duïng cuûa tích phaân ñöôøng loaïi 2 = 10 = 3 x | = 3 10 2 x dx 0 9 1 3 0
Tính dieän tích: S (D)
xdy ydx 2 L 8
Baøi 3: Tính (x y)ds
Baøi 5: Tính (2a y)dx (a y)dy L L
vôùi L laø nöûa ñöôøng troøn 2 y ax x
x a(t sin t) Vôùi L :
töø ñieåm O(0,0) ñeán A(2 a,0) Giaûi y a 1 ( cost) a Giaûi: x y
Ta tính x’ = a(1-cost); y’ =asint Ta coù: 2 y ax x 2 ( )2 ( )2 1 a a
Nhaän thaáy f(t)=t –sint ñoàng bieán neân 2 2
Vôùi 0 x 2 a 0 t-sint 2 f(0) f(t) f(2 ) 0 t 2 a a x 1 ( cost) x' sin t 2 2
(2a y)dx (a y)dy Ñaët
; vôùi 0 t L a a y sin t y' cost 2 2 2 = 2 a [ 1 ( cost) 1
( cost) cost sin t]dt
(x y)ds 0 2 2 L a = 1 ( cos 2t sin 2t)dt a a 2 = [ 1 ( cost)
sin t] (x' t 2 ( ) y' t 2 ( ) dt 0 2 2 2 2 0 a 1 1 a 1 1 = 2 (t sin 2t cos 2t) | = (2 ) = 2 a 2 0 a 2 a 2 2 2 2 2 2 = 1
( cost sin t)dt =
(t sin t cost) | 0 2 4 4
Baøi 6: Tính 2xydx x dy vôùi L laø bieân mieàn D giôùi haïn 0 L 2 a 2 a 2 = ( 1 ) 1 = ( 2)
bôûi y x ; y x laáy theo chieàu döông. Tính dieän tích mieàn D 4 4 Giaûi: -
Aùp duïng coâng thöùc Green ñoái vôùi ñöôøng cong kín Baøi 4: Tính Q P xydx x 2 2 dy = ( d ) xdy (
2 x2 y 2 )dx x(4 y ) 3 dy trong ñoù x y L D L 1 x 1
L laø ñöôøng gaáp khuùc 0AB vôùi 0(0,0); 1
= dx (2x 2x)dy= 4 2
x(x x)dx = A(1,1); B(2,0) 3 0 x2 0 Giaûi: b. Ta coù coâng thöùc: 1 1 Q P Pdx Qdy = Pdx Qdy + Pdx Qdy S (D)
xdy ydx = ( )dxdy 2 2 x y L D L OA AB 1 x 1
Trong ñoù OA: y=x; OB: y=2-x 1 1 = 1 ( ( )
1 )dxdy = dx dy = 2 (x x )dx = (dvdt) 1 2 6 2 Pdx Qdy = 2 [ ( 2 x 2
x ) x(4x ) 3 ]dx D 0 x 0 (3 ) 1 , OA 0
(x 2 y)dx ydy Baøi 7: Tính 1 8 3 8 3 25 (x 2 y) = 2 8
( x 3x)dx = 3 2 1 ( x x ) | = = ) 1 , 1 ( 0 3 2 3 2 6 Giaûi: 0 Q P 2 y Nhaän thaáy
Choïn ñieåm (1,0) coá ñònh: 3 2 x y (x 2) Pdx Qdy = 2 [ ( 2 x (2 2 x) ) x( ( 4 2 x) ) 3 ]dx x y 1 y AB 1
(x, y) dx dy 2 2 x (x y) 8 19 11 1 0 = 2 8 ( x 19x ) 8 dx = 3 2 2 ( x
x 8x) | = 1 (3 1 , ) 3 2 6 x
(x 2 y)dx ydy 1
= ln( x y) 1 2 25 11 7 x y (x y) 1 , 1 ( ) (
2 x2 y 2 )dx x(4 y ) 3 dy = = 6 6 3 (3 ) 1 , 3 1 L
= d((x, y)) = ) 1 ,
(x, y) | = ) 1 , 1 ( ln 2 4 ( 1 , 1 ) 9
Y xexQ (x) n
CHÖÔNG 4: PHÖÔNG TRÌNH VI PHAÂN
TH: laø nghieäm boäi cuûa pt (3) 2
Y x exQ (x)
A. Phöông trình vi phaân caáp 1 n
Tìm Y’ vaø Y’’. Sau ñoù thay ngöôïc vaøo pt(1), ñoàng nhaát heä soá ñeå
1. Phöông trình vôùi bieán soá phaân ly M(x)dx+N(y)dy=0 tìm Q (x) n
Caùch giaûi: tích phaân 2 veà -
Xeùt tröôøng hôïp: dy
f ( x) e x ( P ( x ) cos x Q ( x ) sin x )
2. Phöông trình thuaàn nhaát:
f (x, y) n dx
TH: i khoâng laø nghieäm phöùc cuûa pt (3)
Haøm f(x,y) ñöôïc goïi laø thuaàn nhaát neáu:
Y ex (U (x) cos x V (x) sin x) l l
f (x, y) n
f (x, y)
TH: i laø nghieäm phöùc cuûa pt (3) Caùch giaûi: x y dy du
Y xe (U (x) cos x V (x) sin x) l l Ñaët u y=u.x u x thay vaøo phöông trình x dx dx Vôùi l max{ , n } m du
Tìm Y’ vaø Y’’. Sau ñoù thay ngöôïc vaøo pt(1), ñoàng nhaát heä soá ñeå ta coù: u x f (u) dx
tìm U (x) , U (x) l l du
Suy ra nghieäm cuûa phöông trình toång quaùt (1): y y Y x f u
( ) u : Phöông trình vôùi bieán soá phaân ly dx
3. Phöông trình tuyeán tính caáp moät: y’ +P(x)y=Q(x) C. Baøi taäp maãu
B1: Giaûi pt thuaàn nhaát y’ +P(x)y =0
P ( x)dx
Phöông trình coù nghieäm toång quaùt laø: y Ce
Baøi 1: Giaûi phöông trình: xy' 2 y 1 0 (1)
y =0 cuõng laø nghieäm cuûa pttt thuaàn nhaát öùng vôùi C=0 Giaûi:
B2: Giaûi phöông trình tuyeán tính caáp moät: y’ +P(x)y=Q(x) dy (1) 2 x
y 1 xdy ( y 2 ) 1 dx
Ta coù nghieäm toång quaùt: dx P( x) dx TH: x( 2 y )
1 0 x=0; y 1laø nghieäm cuûa pt y y( Q(x)e dx C) TH: x( 2 y )
1 0 . Chia 2 veá cuûa pt(1) cho x( 2 y ) 1
B. Phöông trình vi phaân caáp 2 dy dx
xdy ( y 2 ) 1 dx
Trong chöông trình naøy chæ trình baøy phöông phaùp giaûi phöông y 2 1 x
trình vi phaân caáp 2 vôùi heä soá khoâng ñoåi Tích phaân 2 veá ta coù: y’ +py’+q=f(x) (1) 1 dy dx 1 1 y 1
B1: Giaûi phöông trình tuyeán tính thuaàn nhaát y’’+py’+q=0 (2) 2 ln C 2 ln |
| ln | x | ln C 2 y 1 x 2 y 1
- Giaûi phöông trình ña thöùc ñaëc tröng: 2
k pk q 0 (3) y 1 y 1 2 1 Cx
TH: pt (3) coù 2 nghieäm k , k 2 ln | | ln Cx Cx 1 2 2 y y 1 y 1 2 1 Cx
Pt (2) coù nghieäm toång quaùt: k x k x
y C e 1 C e 2 1 2 2 1 Cx
TH: pt (3) coù nghieäm keùp k
Vaây pt coù nghieäm toång quaùt: y ; y 1 2 1 Cx
Pt (2) coù nghieäm toång quaùt: kx kx y C e C xe 1 2
TH: pt (3) coù 2 nghieäm phöùc a bi
Baøi 2: Giaûi phöông trình: 2 2
y x y' x . y y' (2)
Pt (2) coù nghieäm toång quaùt: Giaûi:
y C eax cosbx C eax sin bx 2 1 2 (2) 2
(xy x ) y' y
B2: Giaûi tìm nghieäm rieâng Y cuûa phöông trình tuyeán tính khoâng
TH: x =0 y =0 laø nghieäm phöông trinh
thuaàn nhaát: y’’+py’+q=f(x)
TH: y=x khoâng laø nghieäm phöông trình
- Xeùt tröôøng hôïp f (x) ex P (x) 2 n
TH: xy x 0 . Chia 2 veá cho 2
xy x ta coù:
TH: laø khoâng laø nghieäm cuûa pt (3) 2 2 2
(xy x ) y' y y y' : haøm thuaàn nhaát
Y exQ (x) 2 n xy x
TH: laø nghieäm ñôn cuûa pt (3) 10 y 2 x
y''4 y'8 y e (2) ( ) 2 dy y dy du 2 x . Ñaët u y ux u x Xeùt x
f (x) e 2 ; P(x)=1 dx y x dx dx 1
Do 2 khoâng laø nghieäm cuûa pt ña thöùc ñaëc tröng, baäc P(x)=0 neân x nghieäm rieâng coù daïng:
thay vaøo phöông trình ta coù:
Y e2x A Y ' e2x 2
A; Y ' e2x 4 A 1 1 1 2 du u u x x u ( ) 1 du udx 1 Thay vaøo pt(2) ta coù: 2 x 2 x 4 Ae e A dx u 1 4
TH: u =0 y =0 laø nghieäm pt 1 2 u 1 1 x Y e 1
TH: u 0. Chia 2 veá cho ux ta coù: du dx 4 u x -
Tìm nghieäm rieâng cuûa PTTT khoâng thuaàn nhaát: 1 1 y'' 4 y' 8
y sin 2x (3) Tích phaân 2 veá ta coù: 1 ( )du dx ln C u x
Xeùt f (x) sin 2 0 x e x 0 ( cos 2x . 1 sin 2x)
u ln | u | ln | x | ln C
0 ; 2 ; P(x) =0 vaø Q(x) =1 y y ln |
| ln | x | ln C Do 0 i
2 khoâng laø nghieäm phöùc cuûa pt ña thöùc ñaëc tröng, baäc x x
cuûa P(x) vaø Q(x) baèng 1 neân nghieäm rieâng coù daïng: y y
ln | y | ln C ln | y | ln C
Y Acos 2x B sin 2x 2 x x
Y ' 2Asin 2x 2B cos 2x y y 2 y ln C ' ln | y | ln C x x y e Ce
Y 4 Acos 2x 4B sin 2x 2 x Thay vaøo pt(3) ta coù: y
(4 A 8B) cos 2x 8
( A 4B) sin 2x sin 2x
Vaäy pt coù nghieäm toång quaùt: x
y Ce ; y =0 öùng vôùi C=0 1 A 1
4 A 8B 0 10
Baøi 3: Giaûi phöông trình: y' y 3x
Ñoàng nhaát heä soá ta coù: x
8 A 4B 1 1 B Giaûi: 20 1 Ta coù: P(x)= ; Q(x)=3x x 1 1 Y cos 2x sin 2x
Nghieäm toång quaùt cuûa phöông trình tuyeán tính thuaàn nhaát 2 10 20 1 1
P( x)dx dx 1
Vaäy nghieäm toång quaùt cuûa PTTT khoâng thuaàn nhaát laø: y'
y 0 coù daïng: y e x e = x e ln = x x
y y Y Y 1 1
Nghieäm toång quaùt cuûa phöông trình tuyeán tính khoâng thuaàn
= C e2x cos 2x C e 2x sin 2x + 1 2 nhaát coù daïng: 1 1 1 + x e2 + cos 2x sin 2x P( x) dx 1 1 dx y
y( Q(x)e dx C) = ( 3 . x e x dx C) 4 10 20 x 1 1 1 = ( 3 . ln x e x dx C) = 3 ( 2 x dx C) = ( 3 x C) x x x
Baøi 4: Giaûi phöông trình: y'' 4
y'8 y e2x sin 2x (1) Giaûi:
- Tìm nghieäm toång quaùt cuûa PTTT thuaàn nhaát: y'' 4
y'8y 0 k 2 i 2
Xeùt pt ña thöùc ñaëc tröng: 2
k 4k 8 0 1 k 2 i 2 2
Nghieäm toång quaùt cuûa PTTT thuaàn nhaát coù daïng:
y C e2x cos 2x C e2x sin 2x 1 2
- Tìm nghieäm rieâng cuûa PTTT khoâng thuaàn nhaát: 11
Thoûa maõn ñieàu kieän y(0)=5; y’(0)=10
MOÄT SOÁ ÑEÀ THI TUYEÅN SINH CAO HOÏC CAÀN THÔ Ñeà thi naêm 2009
TÖØ NAÊM 2006 ÑEÁN 2011
Caâu 1: Tính tích phaân ñöôøng vôùi C laø moät chu tuyeán baát kyø: 2 2
I (x y )(xdx ydy) Ñeà thi naêm 2006 C 2 2 2 2 2 2 2 2 4 y
Caâu 2: Cho mieàn D giôùi noäi bôûi: (x y ) 2a (x y )
Caâu 1: Tính tích phaân: I (4 2 x )dxdy
a. Tính dieän tích mieàn D 0 0 b. Tính xydxdy
Caâu 2: Tính tích phaân ñöôøng: I xyds vôùi L laø ñöôøng D L
Caâu 3: Tìm cöïc trò cuûa haøm soá:
giao tuyeán cuûa caùc maët 2 2
z 2 x 2 y vaø 2
z x töø ñieåm f (x, y) 3 3
x y 3xy 5 A(0,1,0) ñeán B(1,0,1)
Caâu 3: Tìm cöïc trò cuûa haøm soá sau: f(x,y)=sinx+siny+cos(x+y) Caâu 4: Tìm nghieäm cuûa pt sau: 3 3 2 vôùi D ={(x,y): 0 x ;0 y } y'' 4 y' 3
y x 3x 5 2 2 Ñeà thi naêm 2010
Caâu 4: Vieát nghieäm toång quaùt cuûa phöông trình:
Caâu 1: Tính tích phaân ñöôøng doïc theo C laø caùc caïnh cuûa tam a. y'' 4 y' 4 y 2 2 e x ( 2 x 2x 1 ) 0
giaùc noái caùc ñænh O(0,0); A(2,0); B(0,2) b. ( 2 2
x y x)dx ydy 0
I x2 y(ydx xdy) Ñeà thi naêm 2007 C
Caâu 1: Cho mieàn V giôùi noäi bôûi caùc maët z=0; y=z; y=x2; y=1
Caâu 2: Cho mieàn D giôùi noäi bôûi: a. Bieåu dieãn mieàn V
D {(x, y) : 2 2 2
x y 4 2 } b. Tính theå tích mieàn V
a. Bieåu dieãn hình hoïc mieàn D
c. Tính (x y)dxdydz b. Tính I x2 sin y 2 dxdy V D
Caâu 2: Tính tích phaân ñöôøng
Caâu 3: Tìm cöïc trò cuûa haøm soá:
I (2x2 2y2 )dx (ln y 4xy)dy vôùi L laø ñöôøng noái 2 f (x, y) 2 2
x y 3xy 5 L
Caâu 4: Vieát nghieäm toång quaùt cuûa pt: ñieåm A(-1,1); B(4,e) xy' 1
( 2x) y x
Caâu 3: Tìm cöïc trò cuûa haøm soá f(x,y)=(x-2)lnxy
Ñeà thi naêm 2011 (ñôït 1)
Caâu 4: Tìm nghieäm toång quaùt cuûa pt:
Caâu 1: Cho haøm f(x,y)=x+y-xy vaø taäp y'' 6 y'9 2 y e x ( 2 x ) 5 2 Ñeà thi naêm 2008
D {(x, y) : 0 y ; 1 y x 2 y y }
Caâu 1: Tính tích phaân ñöôøng doïc theo C C C
a. Tìm GTLN, GTNN cuûa haøm f treân mieàn D 1 2 b. Tính
f (x, y)dxdy
I (4x2 4y2)dx (ln y 8xy)dy trong ñoù: D C
Caâu 2: Tính tích phaân ñöôøng:
C {(x, y) :1 x , 2 2 y x } vaø 1 (3,2)
C {(x, y) : 2 x , 4 y 8 2 } x x I e y[ 1
( x y)dx 1
( x y)dy] 2
Caâu 2: Cho mieàn D giôùi haïn bôûi 2
x 4 y ; x=0; -1 x 1 (2 ) 1 , 2 a. Bieåu dieãn mieàn D y
Caâu 3: a. Giaûi pt vi phaân sau: y'
b, Tính dieän tích mieàn D 2 xy x c. Tính xydxdy 2 3 ( y )dx (x )dy D b. GPT vi phaân sau: 0 2 2 x y
Caâu 3: Tìm cöïc trò haøm soá sau:
Ñeà thi naêm 2011 (ñôït 2)
f (x, y) 4 3
x 10xy 2 2 y 10
Caâu 1: Tìm GTLN, GTNN cuûa haøm 2 ( x y)
f (x, y) x ye treân
Caâu 4: Tìm nghieäm cuûa pt sau:
mieàn D ñoùng vaø bò chaën bôûi x 0; y 0 vaø x+y 4 5 y'' 4 y' 2
y e x ( 2 x 4x ) 5 12
Caâu 2: Tính theå tích vaät theå naèm trong maët caàu Y ' 2 e x (2 2
Ax (2 A 2B)x B 2C) 2 2 2
x y z 4 vaø trong maët truï x2 y 2 2 y Y '' 2 e x (4 2 Ax 8
( A 4B)x 2 A 4B 4C) y
Caâu 3: Tính tích phaân ñöôøng 1 1 75
arctg dy dx
Thay vaøo PT ñoàng nhaát heä soá ta coù A ; B ; C x (OmAn ) 8 8 64
Trong ñoù O(0,0); A(1,1); OmA: 2
y x ; OnA:y=x
Vieát nghieäm toång quaùt cuûa phöông trình: 2 1 1 75
Caâu 4: a. GPT vi phaân: y ln ydx x 1
( ln y)dy 0 y= 2 x 2 x C e C xe + e x ( 2 x x ) 1 2 8 8 64
b. Tìm nghieäm toång quaùt cuûa pt: b. ( 2 2
x y x)dx ydy 0 2 x x x 2 y'' 3
y'2 y xe (sin cos ) Ñeà thi naêm 2007 2 2 Caâu 1
Ñeà thi naêm 2011 (ñôït 2) : 1 1 y
Caâu 1: Tìm cöïc trò haøm aån z=z(x,y) xaùc ñònh bôûi phöông trình
b. V dxdydz= dx dy dz 2 2 2
x y z 2x 4 y 6z 11 0 V 1 2 x 0
Caâu 2: Tính theå tích vaät theå naèm treân mp 0xy vaø giôùi haïn bôûi 1 1 1 1 = dx ydy = 1 ( 4 x )dx maët parabolid 2 2
z x y vaø maët truï 2 2 2
x y a (a>0) 2 1 2 x 1
Caâu 3: Tính tích phaân maët sau: 4 = (ñvtt)
xz 2 dydz (x 2 y z 3 )dzdx (2xy y 2 z)dxdy 5 S c. (x y)dxdydz
Vôùi S laø nöûa treân hình caàu giôùi haïn bôûi caùc maët V 2 2 2 2
x y z a (a>0) vaø z=0 1 1 y 4 2 3
= dx dy(x y)dz =
Caâu 4: a. GPT: ( y )dx (x
)dy 0 ; y(1)=1 7 2 2 2 x y 1 x 0
b. Tìm daïng nghieäm toång quaùt cuûa phöông trình: Q P y''3y' 2
y x( x 2 x e e )
Caâu 2: nhaän thaáy 4 y x y Höôùng daãn:
Choïn (0,1) laøm ñieåm coá ñònh Ñeà thi naêm 2006 x y 2 2 2 4 y 2 4 y
(x, y) = (2x2 )
2 dx (ln y 4xy)dy
Caâu 1: I (4 2
x )dxdy = dy (4 2 x )dx 0 1 0 0 0 0 2 3 2 =
x y ln y y 2xy 1 2 3 1 y2 sin t 2 16 = 2 ( y ) 8 4 2 y dy 2 (sin t 2 ) 2 cos tdt 127 3 3 (4,e)
L (x, y) | = 2 8e 0 0 ( ) 1 , 1 3 2
Caâu 4: Nghieäm toång quaùt cuûa PTTT thuaàn nhaát: 16 1 cos 2t 1 cos 2t ( ) 2 dt = 3 3x 3 x y C e C xe 3 2 2 1 2 0
Nghieäm rieâng cuûa PTTT khoâng thuaàn nhaát coù daïng:
Caâu 2: Giao tuyeán coù daïng: 2 2
x y 1 2 y 1 x 2 Y e x ( 2
Ax Bx C) x 1 2 x 2 y' ' 2 1 ( y ) =
Y ' e (2 Ax (2 A 2B)x B 2C) x 2 1 x 2 1 x Y '' 2 e x (4 2 Ax 8
( A 4B)x 2 A 4B 4C) 1 1 1
Thay vaøo PT ñoàng nhaát heä soá ta coù A ; 1 B ; 4 C 11
I xyds = x 1 2 x . 1 ' 2
( y ) dx = xdx = x 2
Vieát nghieäm toång quaùt cuûa phöông trình: L 0 0 3 x 3 2 y= x C e
C xe + e x ( 2 x 4x 1 ) 1 1 2
Caâu 3: Baøi 4 chöông 1 Ñeà thi naêm 2008
Caâu 4: a. Nghieäm toång quaùt cuûa PTTT thuaàn nhaát: Caâu 1: 2 x 2 x y C e C xe Caâu 2: 1 2
b, Tính dieän tích mieàn D
Nghieäm rieâng cuûa PTTT khoâng thuaàn nhaát coù daïng: 13 2 Y e x ( 2
Ax Bx C) 2 1 4 y x 3x 1 2 17 107
S dxdy= dy dx
Caâu 4: y C e C e x x 1 2 3 9 27 D 1 0 Ñeà thi naêm 2010 1 22 = (4 2) y dy = (ñvdt)
Caâu 1: Aùp duïng ct Green: 3 2 2x 1 Q P 8 I ( )dxdy= 2 dx x ydy 2 1 4 y 1 1 x y 15
c. xydxdy= dy xydx 5 ( y 3 8y 5 y )dy =0 D 0 0 2 Caâu 2: D 1 0 1 25 125 2 2
Caâu 3: Haøm soá coù 2 ñieåm döøng O(0,0) vaø M ( ; ) b. I x2 sin y 2 dxdy = d sin r.rdr 12 24 D 0
Khoâng ñaït cöïc trò taïi O vaø ñaït cöïc tieåu taïi M; 6985 f 2 2 CT 432 =
2 r sin rdr = 2[r cos r |2 cos rdr]
Caâu 4: Nghieäm toång quaùt cuûa PTTT thuaàn nhaát: 1 x = 2 = = 2 x 2 [ 3 sin r | ] 2 ( 3 ) 6
y C e C e 5 1 2
Caâu 4: Vieát nghieäm toång quaùt cuûa pt:
Nghieäm rieâng cuûa PTTT khoâng thuaàn nhaát coù daïng: 2 xy' 1
( 2x) y x Y e x ( 2
Ax Bx C)
TH: x=0 y=0 laø nghieäm cuûa pt Y ' 2 e x (2 2
Ax (2 A 2B)x B 2C) 1 2x
TH: x 0. Chia 2 veá pt cho x ta coù: y' 1 daïng Y '' 2 e x (4 2 Ax 8
( A 4B)x 2 A 4B 4C) x
Thay vaøo PT ñoàng nhaát heä soá ta coù y’+P(x)y=Q(x) 1 76 1711 1 2 x 1 2 x 1 A ; B ; C
Nghieäm toång quaùt: y e ( 2 xe e x C) 11 121 1331 x 2 4
Vieát nghieäm toång quaùt cuûa phöông trình:
Ñeà thi naêm 2011 (ñôït 1) 1 x
Caâu 1: a. Maxf=1 taïi (1,1), Minf=0 taïi (0,0) 2 1 76 1711 x
y C e C e 5 + e x ( 2 x x ) 1 2 2 11 121 1331 1 2 y y
b. f (x, y)dxdy = dy (x y xy)dx y( ) 0 5 2662 14450 Do C ;C D 0 y y'( ) 0 10 1 363 2 3993 1 = 3 ( y 2 3y y 2 y 2 y y )dy Ñeà thi naêm 2009 0 Caâu 1: 1 1
2 y 2 cos Caâu 2: = y y 2 2 y dy 7 4 4 12
Chuyeån sang heä toïa ñoä cöïc ta coù 2 r 2 2 a cos 2 0 (3,2) Caâu 2: x I e y[ 1
( x y)dx 1
( x y)dy]
D D’: 0 r a 2 cos 2 ; 0 4 (2 ) 1 , ( , 3 2 x (3,2 4 a 2 cos 2 4 = )
(x, y) | = )
e y (x y) | = 3 5 e e ( 2 ) 1 , (2 ) 1 ,
a. S 4 d rdr = 2
4a cos2d
Caâu 3: a. baøi 2 chöông 4 0 0 0 Q P b. Nhaän thaáy 1 = 2 4 2a sin 2 | = 2 2a (ñvdt) x y 0 2 3 ( y )dx (x
)dy d ( (x, y)) 0 4 a 2 cos 2 2 2 x y
b. xydxdy = 4 d 3
r cos sin dr 2 3 2 3 D 0 0 d ( xy ) 2 0
xy 2 C x y x y 4 4 a 4 a
Ñeà thi naêm 2011 (ñôït 2) = 4 2a 2
cos 2 sin 2 d = 3 4 cos 2 | = 0 Caâu 1: Maxf= 3 3 3 4
e taïi (2,1); Minf=0 taïi caùc ñieåm coøn laïi tröø 0 8 4
Caâu 3: Haøm soá coù 2 ñieåm döøng O(0,0) vaø M(-1,-1) trong ñoù ñieåm ( , ) 3 3
haøm soá khoâng ñaït cöïc trò taïi O vaø ñaït cöïc ñaïi taïi M; f 6 CD 14 2 2 sin
Caâu 2: V 4 d 4 2 r r.dr 0 0 = 32 2 ( ) (ñvtt) 3 2 3
Caâu 3: AÙp duïng ct y 3 Green:
arctg dy dx = 3 x 4 (OmAn ) Caâu 4: x 2 x 2 x 1
y C e C e e ( 2 x 2x) 1 2 2 2 1 1 e x [( x ) 1 cos x ( x ) 1 sin x] 2 2
Ñeà thi naêm 2012 (ñôït 1) Caâu 1: 4 a
Caâu 2: V z(x, y) 3 dxdy r dr d (ñvtt) 2 D D' P Q R
Caâu 3: I ( )dxdydz x y z V 2 2 a
= (z2 x2 y2)dxdydz = sin d
d r 4dr V 0 0 0 2 5 a 2 r5 = a 2
cos | . | . | = 0 0 0 5 5 Caâu 4: a. vi phaân toaøn phaàn
Choïn (1,1) laøm ñieåm coá ñònh ta coù x y 2 3
(x, y) 1 ( )dx ( ) 2 x dy x y 2 1 1 2 x 3 y 2 3 = (x ) | (xy ) | xy 2 1 1 x y x y 2 3 ( y )dx (x dy C ) x2 y 2
d ((x, y)) C (x, y C ) 2 3 xy
2 C maø y(1)=1 neân C=0 x y 2 3
Nghieäm toång quaùt: xy 2 0 x y b. Nghieäm toång quaùt: x 2 x x 1 2 2 x 1 y C e C e
e ( x x) e ( 2 x x) 1 2 2 2 15