-
Thông tin
-
Quiz
Đề thi cuối kỳ học phần Thực hành vi tích phân 2B năm 2024 - 2025 | Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Tài liệu đề thi cuối kỳ học phần Thực hành vi tích phân 2B năm 2024 - 2025 được sưu tầm và biên soạn dưới dạng PDF gồm 02 trang. Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đón xem.
Thực hành vi tích phân 2B 5 tài liệu
Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh 779 tài liệu
Đề thi cuối kỳ học phần Thực hành vi tích phân 2B năm 2024 - 2025 | Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Tài liệu đề thi cuối kỳ học phần Thực hành vi tích phân 2B năm 2024 - 2025 được sưu tầm và biên soạn dưới dạng PDF gồm 02 trang. Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đón xem.
Môn: Thực hành vi tích phân 2B 5 tài liệu
Trường: Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh 779 tài liệu
Thông tin:
Tác giả:




Tài liệu khác của Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Preview text:
Câu 1:
a. Theo định nghĩa của đạo hàm 𝑓(0 + ℎ, 0) − 𝑓(0,0) 0 − 0 𝑓𝑥(0,0) = lim = lim = 0 h→0 ℎ h→0 ℎ
Do vai trò của 𝑥, 𝑦 trong 𝑓(𝑥, 𝑦) là như nhau nên 𝑓𝑦(0,0) = 𝑓𝑥(0,0) = 0
b. Khi cho điểm 𝑀(𝑥, 𝑦) chạy trên đường thẳng 𝑥 = 𝑦 thì 𝑥2 1
𝑓(𝑀) = 𝑓(𝑥, 𝑥) = → = 𝐿 2𝑥2 2 1 khi 𝑀 → (0,0)
Khi cho điểm 𝑀(𝑥, 𝑦) chạy trên đường thẳng 𝑥 = −𝑦 thì −𝑥2 1
𝑓(𝑀) = 𝑓(𝑥, −𝑥) = → − = 𝐿 2𝑥2 2 2 khi 𝑀 → (0,0)
Vì 𝐿1 ≠ 𝐿2 nên không tồn tại giới hạn lim
𝑓(𝑥, 𝑦) và vì vậy 𝑓 không liên tục tại (0,0) (𝑥,𝑦)→(0,0)
Từ đó suy ra 𝑓 cũng không khả vi tại (0,0) Câu 2: 𝑦 𝑃 = − 𝑥2 + 𝑦2 𝑥 𝑄 = 𝑥2 + 𝑦2 a. 𝜕𝑃
−1 (𝑥2 + 𝑦2) − (−𝑦) ∗ 2𝑦 −𝑥2 + 𝑦2 = = 𝜕𝑦 (𝑥2 + 𝑦2)2 (𝑥2 + 𝑦2)2 𝜕𝑄
1(𝑥2 + 𝑦2) − 𝑥(2𝑥) −𝑥2 + 𝑦2 = = 𝜕𝑥 (𝑥2 + 𝑦2)2 (𝑥2 + 𝑦2)2 𝜕𝑃 𝜕𝑄 Vậy = 𝜕𝑦 𝜕𝑥 b.
Xét đường cong (𝐶1) là nửa trên đường tròn tâm (0,0) bán kính 1 và (𝐶2) là nửa đường tròn nằm dưới:
Tham số hóa đường cong (𝐶1) 𝑥 = cos 𝑡 {𝑦 = sin 𝑡 𝑡 ∈ [0, 𝜋]
Xét tích phân đường của (𝐶1) trên 𝐹 𝜋 𝜋 sin 𝑡 cos 𝑡 𝜋
∫ 𝐹 𝑑𝑟 = ∫ 𝑃 𝑥′ + 𝑄 𝑦′𝑑𝑡 = ∫ sin 𝑡 +
cos 𝑡 𝑑𝑥 = ∫ 𝑑𝑡 = 𝑡|𝜋0 = 𝜋 𝐶 cos2 𝑡 + sin2 𝑡 cos2 𝑡 + sin2 𝑡 1 0 0 0
Tham số hóa đường cong (𝐶2) 𝑥 = cos 𝑡 {𝑦 = − sin 𝑡 𝑡 ∈ [0, 𝜋]
Xét tích phân đường của (𝐶2) trên 𝐹 𝜋 𝜋 sin 𝑡 cos 𝑡 𝜋
∫ 𝐹 𝑑𝑟 = ∫ 𝑃 𝑥′ + 𝑄 𝑦′𝑑𝑡 = ∫ (−sin 𝑡) −
cos 𝑡 𝑑𝑥 = ∫ −1𝑑𝑡 𝐶 cos2 𝑡 + sin2 𝑡 cos2 𝑡 + sin2 𝑡 2 0 0 0 = −𝑡|𝜋0 = −𝜋
Ta thấy đường cong (𝐶1) và (𝐶2) có cùng điểm đầu là (1,0) và cùng điểm cuối là (−1,0) nhưng tích
phân đường lại có kết quả khác nhau nên ∫ 𝐹 𝑑𝑟 không độc lập với lộ trình 𝐶 //Chú ý 𝜕𝑃 𝜕𝑄 Mặc dù =
nhưng do miền xác định của 𝐹 là ℝ2 ∖ {(0,0)} không phải miền đơn liên nên ta không 𝜕𝑦 𝜕𝑥
kết luận được 𝐹 là trường bảo toàn. Câu 3: Cách 1:
Ta biểu diễn 𝑅 lồi theo Oy
𝑅 = {(𝑥, 𝑦)|𝑥 ∈ [0,5], 0 ≤ 𝑦 ≤ √25 − 𝑥2} Khi đó 5 √25−𝑥2 √25−𝑥2 5 𝑦2 1 5
∬ 𝑦𝑒𝑥 𝑑𝐴 = ∫ ∫
𝑦𝑒𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = ∫ 𝑒𝑥|
𝑑𝑥 = ∫ (25 − 𝑥2)𝑒𝑥𝑑𝑥 𝑅 0 0 2 0 2 0 0 25 5 1 5 25 5 1 5 25 25 1 =
∫ 𝑒𝑥𝑑𝑥 − ∫ 𝑥2𝑒𝑥 𝑑𝑥 =
𝑒𝑥| − ∫ 𝑥2𝑒𝑥 𝑑𝑥 = 𝑒5 − − 𝐼 2 0 2 0 2 0 2 0 2 2 2 Với 5
𝐼 = ∫ 𝑥2𝑒𝑥 𝑑𝑥 0
Đặt 𝑢 = 𝑥2, 𝑑𝑣 = 𝑒𝑥𝑑𝑥 ⇒ 𝑑𝑢 = 2𝑥𝑑𝑥, 𝑣 = 𝑒𝑥, tích phân từng phần ta được 5 5
𝐼 = 𝑥2𝑒𝑥|50 − 2 ∫ 𝑥𝑒𝑥 𝑑𝑥 = 25𝑒5 − 2 ∫ 𝑥𝑒𝑥 𝑑𝑥 0 0
Đặt 𝑢 = 𝑥, 𝑑𝑣 = 𝑒𝑥𝑑𝑥 ⇒ 𝑑𝑢 = 𝑑𝑥, 𝑣 = 𝑒𝑥, tích phân từng phần ta đươc 5
𝐼 = 25𝑒5 − 2 (𝑥𝑒𝑥|5 5
0 − ∫ 𝑒 𝑥𝑑𝑥) = 25𝑒5 − 10𝑒5 + 2𝑒 𝑥|0 = 15𝑒5 + 2𝑒5 − 2 = 17𝑒5 − 2 0 Vậy 25 25 1 23 ∬ 𝑦𝑒𝑥 𝑑𝐴 = 𝑒5 −
− (17𝑒5 − 2) = 4𝑒5 − 𝑅 2 2 2 2 Cách 2:
Chuyển sang tọa độ cực: 𝜋
𝑅 = {(𝑥, 𝑦)|𝑥2 + 𝑦2 ≤ 25, 𝑥 ≥ 0, 𝑦 ≥ 0} = {(𝑟, 𝜃)|0 ≤ 𝑟 ≤ 5,0 ≤ 𝜃 ≤ } 2 Có: 𝜋 5 2
𝐼 = ∬ 𝑦𝑒𝑥 𝑑𝐴 = ∫ ∫ 𝑟 sin 𝜃 𝑒𝑟 cos 𝜃 𝑟𝑑𝜃𝑑𝑟 𝑅 0 0 𝜋
Đặt 𝑡 = 𝑟 cos 𝜃 ⇒ 𝑑𝑡 = −𝑟 sin 𝜃 𝑑𝜃. Khi 𝜃 = 0 thì 𝑡 = 𝑟, khi 𝜃 = thì 𝑡 = 0. 2 5 0 5 𝑡 = 𝑟 5
𝐼 = ∫ ∫ −𝑟𝑒𝑡𝑑𝑡𝑑𝑟 = ∫ 𝑟𝑒𝑡 |
𝑑𝑟 = ∫ (𝑟𝑒𝑟 − 𝑟)𝑑𝑟 𝑡 = 0 0 𝑟 0 0 5 5 5 5
= ∫ 𝑟𝑒𝑟𝑑𝑟 − ∫ 𝑟𝑑𝑟 = ∫ 𝑟𝑑(𝑒𝑟) − ∫ 𝑟𝑑𝑟 0 0 0 0 5 5 5 𝑟2 5 23
= (𝑟𝑒𝑟 | − ∫ 𝑒𝑟𝑑𝑟) − ∫ 𝑟𝑑𝑟 = (𝑟𝑒𝑟 − 𝑒𝑟 − ) | = 4𝑒5 − 0 0 0 0 2 2 Câu 4: Tạm xét 𝑥 ≠ 0: Cách 1:
𝑥𝑦′ − 𝑦 = 𝑥2 sin 𝑥 𝑦′𝑥 − 𝑦 ⇔ = sin 𝑥 𝑥2 𝑦 ′ 𝑦′𝑥−𝑦 Ta thấy ( ) = = sin 𝑥 𝑥 𝑥2
Lấy nguyên hàm theo 𝑥 ở cả 2 vế phương trình 𝑦 = −cos𝑥 + 𝐶 𝑥
Với 𝐶 ∈ ℝ là một hằng số
Vậy phương trình vi phân đề cho có nghiệm tổng quát là
𝑦 = −𝑥 cos 𝑥 + 𝑥 𝐶 Cách 2:
𝑥𝑦′ − 𝑦 = 𝑥2 sin 𝑥 1
⇔ 𝑦′ − 𝑦 = 𝑥 sin 𝑥 𝑥 1 Đặt 𝑝(𝑥) = − 𝑥
Chọn một nguyên hàm của 𝑝(𝑥) là 𝑞(𝑥) = − ln|𝑥| 1
Nhân cả 2 vế phương trình cho 𝑒𝑞(𝑥) = |𝑥|
Khi đó phương trình trở thành ′
𝑦′𝑒𝑞(𝑥) + 𝑞′(𝑥)𝑦𝑒𝑞(𝑥) = (𝑦 𝑒𝑞(𝑥)) = 𝑥 sin 𝑥 𝑒𝑞(𝑥) = sin 𝑥
Lấy nguyên hàm cả 2 vế
𝑦 = ∫sin𝑥 𝑑𝑥 = −cos𝑥 + 𝐶 𝑥
Với 𝐶 là một hằng số, 𝐶 ∈ ℝ
Vậy phương trình vi phân đề cho có nghiệm tổng quát là
𝑦 = −𝑥 cos 𝑥 + 𝑥 𝐶 (𝑥 ≠ 0)
Thử lại ta thấy 𝑦(0) = 0 nên đây cũng là nghiệm tổng quát trên ℝ
Để tìm nghiệm riêng, thay nghiệm tổng quát vào điều kiện đầu 𝑦(𝜋) = 0, ta được
−𝜋 cos 𝜋 + 𝜋 𝐶 = 0 ⇔ 𝐶 = cos 𝜋 = −1
Vậy nghiệm cần tìm của bài toán giá trị đầu là 𝑦 = −𝑥 cos 𝑥 − 𝑥