полноÑекÑÑовÑй ÑеÑÑÑÑ
полноÑекÑÑовÑй ÑеÑÑÑÑ Ð¿Ð¾Ð»Ð½Ð¾ÑекÑÑовÑй ÑеÑÑÑÑ
Пример 1. Найти производную вектор-функции г(/) = (co s/- 1)1 + п 4 + tg/k в точке = я / 4 . ►Из формулы (15.3) следует, что Поэтому r 'f 7 1 = - -^ri+j + 2k. 4 V4/ nA г '(0 = - sin/i + 2 sin/cos Jj + —-~-k. cos / Пример 2. Составить канонические уравнения касательной и уравнение нормальной плоскости к кривой, заданной параметрическими уравнениями * - ? + t- \ , у - 2/* + 3/+2, z = Z2 + 1 , в точке Л/о» определяемой значением параметра и т 1. ►Находим вектор г'(/0) = (х '( 1 )), / ( 1 ) , z '( 1)) ■ (4 ,7 ,2 ). Параметру го Щ ||Й гласно формулам (15.4), (15.5) уравнения касательной имеют вид х- 1 ш ^ 7 ш г-2 4 7 2 ’ а уравнение нормальной плоскости 4(х - 1) + 1{у - 7) + 2(г-2) - 0.4 Переходя к понятию производной функции по направлению, отметим, что направление в пространстве можно задавать единичным вектором s° - (сова, cosp, cosy), где а , р , у - углы, образованные вектором s° и осями Ох, Оу%Oz соответственно. Если дана функция и - Л *. У» г ) . определенная в некоторой окрестности точки А/оОчъ Уо» 3))» радиус-вектор которой Го * (хо. Уо* ^о)«то .. Лг0 +*°0-Л г0) lim —--------- , г-» 0 щ если он существует, называется производной функции и = / (х, у, г) в точке О „ _ Эи(М0) Mq(xq, уд, ?о) по направлению вектора s и обозначается — —— , т.е. по определению ди(М0) / (ro + s °0 - / (ro) — ■ - l i m --------------— . ds t-¥ 0 t Справедлива следующая формула: 0и(ЛГп) ви(«0) ди(М0) „ . ди(М0) ---- SL - — — ^-cosa + — ----cosp + — ----cosy. (15.6) ds dx by v dz В случае функции двух переменных г = А х* У) формула (15.6) упрощается: 273
dz(-M ) S « M 0) Э Ж О гае s ■=(cosa, cosP); p - л/2 -a. ~ s e 7 ~ C08a+- a j r CO*p, (15.7) Ч астны е производные функции и = fix , у, z) являются производными этой ф ункции по направлениям координатных осей. С физической точки зрения ди/дз можно тр а к то ва ть как скорость изменения функции и в данной точке в заданном направлении. Производной вдоль кривой L называют производную по направлению ориентированной касательной к кривой L , вычисленную в точке касания. В сяко й дифференцируемой функции и = Дх, у, z) соответствует вектор с координатами д и (М )/д х , д и (М )/д у, ди(М )/дг, который называется диентом функции и в точке М я обозначайся grad „. Таким образом, по определению (ди ди ЗиЛ grad и = ду’ dz) Эх д / dz (15'8) Е ы я . . . ( с « , ш , . д и (М ) = grad И » ° = nPfo * * * “ (*>■ ds „ т я о и градиентом функпии „ МежДУ производной по направлению И з этой связи - у \ ) следует, что. «сального возрасштшв — РИС .152
- Page 224 and 225: (Область Vизображен
- Page 226 and 227: 12. Вычислить массу
- Page 228 and 229: нотонно на отрезке
- Page 230 and 231: „ « J (х2 + у 2 + г2)5Л , /
- Page 232 and 233: Пример 4. Вычислить
- Page 234 and 235: Если гладкая крива
- Page 236 and 237: 3. Вычислить \ J ly d l,
- Page 238 and 239: 14.2. ПРИЛОЖЕНИЯ КРИВ
- Page 240 and 241: 4. Во всех точках об
- Page 242 and 243: где С —произвольна
- Page 244 and 245: x d y - у dx , ~ з 1.2. —7=—,
- Page 246 and 247: 1.17. f (xy- \)dx + x yd y9 где
- Page 248 and 249: 2.3. Г — , где L n п —от
- Page 250 and 251: f 1 2 2 2 2 2.19. фл/х + y dl,
- Page 252 and 253: 3.5. J (2z-*JxZ + y2)dl , где L
- Page 254 and 255: 3.19. j yzdl, где L oabc - ко
- Page 256 and 257: 4.4. \yzdx + z Jf i? - у2dy + xydz
- Page 258 and 259: Г 2 2 4.18. J 4xsin ydx+ycos 2xdy,
- Page 260 and 261: Следовательно, 2 я С
- Page 262 and 263: ( О твет: ln( 1+ х2у2) - З
- Page 264 and 265: 1.23. Х'П*^ - У dx + У^пх + -
- Page 266 and 267: 2.11. Вычислить коорд
- Page 268 and 269: 2.28. Вычислить работ
- Page 270 and 271: 1. Найти длину дуги
- Page 272 and 273: 15. Э Л Е М Е Н Т Ы Т ЕО
- Page 276 and 277: 2) если единичный ве
- Page 278 and 279: 6. Доказать, что век
- Page 280 and 281: Для всякой функции
- Page 282 and 283: 2 2 4. Найти производ
- Page 284 and 285: Пример 1. Вычислить
- Page 286 and 287: j* j" а •n QdS - J J Pdydz + Qdx
- Page 288 and 289: | = J j j l - у2-Z2 dydz, /2 “ J
- Page 290 and 291: I 2 2 2 4. Вычислить ма
- Page 292 and 293: 15.4. П О Т О К В Е К Т О
- Page 294 and 295: П т J J a •п°*/5 = 111div a(A
- Page 296 and 297: проходящим по беск
- Page 298 and 299: Формула Грина (14.14)
- Page 300 and 301: Направление обхода
- Page 302 and 303: 3. Найти циркуляцию
- Page 304 and 305: «2 Л 2 div grad u(M) = —“ +
- Page 306 and 307: O A :y mO, z = 0, dy = 0, dz = О,
- Page 308 and 309: стей v = а х г , где г
- Page 310 and 311: 1.1. и(М) = x y +y2z + z x , Щ1,
- Page 312 and 313: 2.8. f f(3y - x - z )d S , (p): x-y
- Page 314 and 315: 2.30. [\(x + 3y + 2z)dS,(p):2x + y
- Page 316 and 317: 3.14. f f - ~ -2-— , где S —
- Page 318 and 319: 3.26. J J (y-x)dydz + (z-y)dxdz + (
- Page 320 and 321: 4.18. a(Afj = (x + y + z)i + 2^J +
- Page 322 and 323: 2. Вычислить поверх
Пример 1. Найти производную вектор-функции г(/) = (co s/- 1)1 +<br />
п 4 + tg/k в точке = я / 4 .<br />
►Из формулы (15.3) следует, что<br />
Поэтому r 'f 7 1 = - -^ri+j + 2k. 4<br />
V4/ nA<br />
г '(0 = - sin/i + 2 sin/cos Jj + —-~-k.<br />
cos /<br />
Пример 2. Составить канонические уравнения касательной и уравнение<br />
нормальной плоскости к кривой, заданной параметрическими уравнениями<br />
* - ? + t- \ , у - 2/* + 3/+2, z = Z2 + 1 , в точке Л/о» определяемой значением<br />
параметра и т 1.<br />
►Находим вектор г'(/0) = (х '( 1 )), / ( 1 ) , z '( 1)) ■ (4 ,7 ,2 ). Параметру<br />
го Щ ||Й<br />
гласно формулам (15.4), (15.5) уравнения касательной имеют вид<br />
х- 1 ш ^ 7 ш г-2<br />
4 7 2 ’<br />
а уравнение нормальной плоскости<br />
4(х - 1) + 1{у - 7) + 2(г-2) - 0.4<br />
Переходя к понятию производной функции по направлению, отметим,<br />
что направление в пространстве можно задавать единичным вектором<br />
s° - (сова, cosp, cosy), где а , р , у - углы, образованные вектором s° и<br />
осями Ох, Оу%Oz соответственно.<br />
Если дана функция и - Л *. У» г ) . определенная в некоторой окрестности<br />
точки А/оОчъ Уо» 3))» радиус-вектор которой Го * (хо. Уо* ^о)«то<br />
.. Лг0 +*°0-Л г0)<br />
lim —--------- ,<br />
г-» 0 щ<br />
если он существует, называется производной функции и = / (х, у, г) в точке<br />
О „ _ Эи(М0)<br />
Mq(xq, уд, ?о) по направлению вектора s и обозначается — —— , т.е. по определению<br />
ди(М0) / (ro + s °0 - / (ro)<br />
— ■ - l i m --------------— .<br />
ds t-¥ 0 t<br />
Справедлива следующая формула:<br />
0и(ЛГп) ви(«0) ди(М0) „ . ди(М0)<br />
---- SL - — — ^-cosa + — ----cosp + — ----cosy. (15.6)<br />
ds dx by v dz<br />
В случае функции двух переменных г = А х* У) формула (15.6) упрощается:<br />
273