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.

Thông tin:
4 trang 1 tháng trước

Bình luận

Vui lòng đăng nhập hoặc đăng ký để gửi bình luận.

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.

34 17 lượt tải Tải xuống
Câu 1:
a. Theo định nghĩa của đạo hàm
󰇛

󰇜


󰇛

󰇜
󰇛󰇜


Do vai trò ca  trong 󰇛󰇜 là như nhau nên
󰇛

󰇜
󰇛

󰇜
b. Khi cho điểm 󰇛󰇜 chạy trên đường thng thì
󰇛
󰇜
󰇛
󰇜

khi 󰇛󰇜
Khi cho điểm
󰇛
󰇜
chạy trên đường thng  thì
󰇛
󰇜
󰇛

󰇜


khi 󰇛󰇜
nên không tn ti gii hn 
󰇛

󰇜
󰇛󰇜
󰇛󰇜 và vì vy không liên tc ti 󰇛󰇜
T đó suy ra cũng không khả vi ti 󰇛󰇜
Câu 2:
a.



󰇛
󰇜
󰇛

󰇜

󰇛
󰇜

󰇛
󰇜


󰇛
󰇜
󰇛

󰇜
󰇛
󰇜

󰇛
󰇜
Vy




b.
Xét đường cong
󰇛
󰇜
là nửa trên đường tròn tâm 󰇛󰇜 bán kính
󰇛
󰇜
là nửa đường tròn nằm dưới:
Tham s hóa đường cong
󰇛
󰇜
󰇥


󰇟󰇠
Xét tích phân đường ca
󰇛
󰇜
trên


󰆒

󰆒










Tham s hóa đường cong 󰇛
)
󰇥


󰇟

󰇠
Xét tích phân đường ca
󰇛
󰇜
trên


󰆒

󰆒




󰇛󰇜







Ta thấy đường cong
󰇛
󰇜
󰇛
󰇜 có cùng điểm đầu là 󰇛󰇜 và cùng điểm cui là 󰇛󰇜 nhưng tích
phân đường li có kết qu khác nhau nên

không độc lp vi l trình
//Chú ý
Mc dù




nhưng do miền xác định ca
󰇝
󰇛

󰇜
󰇞 không phi miền đơn liên nên ta không
kết luận được là trường bo toàn.
Câu 3:
Cách 1:
Ta biu din li theo Oy
󰇝󰇛󰇜
󰇟

󰇠


󰇞
Khi đó






󰈅


󰇛

󰇜








Vi

Đặt


, tích phân tng phần ta được




Đặt 
 
, tích phân tng phần ta đươc

󰇧

󰇨






Vy




󰇛

󰇜


Cách 2:
Chuyn sang tọa độ cc:
󰇝
󰇛

󰇜

󰇞
󰇥
󰇛
󰇜

󰇦
Có:





Đặt   . Khi thì , khi
thì .


󰇻

󰇛
󰇜




󰇛
󰇜

󰇧

󰇻

󰇨

󰇧
󰇨󰇻


Câu 4:
Tm xét :
Cách 1:

󰆒

󰆒

Ta thy 󰇡
󰇢
󰆒
󰆓


Ly nguyên hàm theo c 2 vế phương trình

Vi là mt hng s
Vậy phương trình vi phân đề cho có nghim tng quát
  
Cách 2:

󰆒

󰆒

Đặt
󰇛
󰇜
Chn mt nguyên hàm ca 󰇛󰇜
󰇛
󰇜

Nhân c 2 vế phương trình cho
󰇛
󰇜
Khi đó phương trình trở thành
󰆒
󰇛
󰇜
󰆒
󰇛
󰇜

󰇛
󰇜

󰇛
󰇜
󰆒

󰇛
󰇜

Ly nguyên hàm c 2 vế
 
Vi là mt hng s,
Vậy phương trình vi phân đề cho có nghim tng quát
  󰇛 󰇜
Th li ta thy
󰇛
󰇜
nên đây cũng là nghiệm tng quát trên
Để tìm nghim riêng, thay nghim tổng quát vào điều kiện đầu
󰇛
󰇜
, ta được
 

Vy nghim cn tìm ca bài toán giá tr đầu là  
| 1/4

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