6.1

Предел функции. Непрерывность

[84/100%]
Показать
LaTeX
Задача 3136

Определить и изобразить области существования следующей функции: u=x+yu = x + \sqrt{y}.

?
Задача 3137

Определить и изобразить области существования следующей функции: u=1x2+y21u = \sqrt{1 - x^{2}} + \sqrt{y^{2} - 1}.

?
Задача 3138

Определить и изобразить области существования следующей функции: u=1x2y2u = \sqrt{1 - x^{2} - y^{2}}.

?
Задача 3139

Определить и изобразить области существования следующей функции: u=1x2+y21u = \dfrac {1}{\sqrt{x^{2} + y^{2} - 1}}.

?
Задача 3140

Определить и изобразить область существования следующей функции: u=(x2+y21)(4x2y2)u = \sqrt{(x^{2} + y^{2} - 1)(4 - x^{2} - y^{2})}.

?
Задача 3141

Определить и изобразить область существования следующей функции: u=x2+y2x2xx2y2u = \sqrt{\dfrac {x^{2} + y^{2} - x}{2x - x^{2} - y^{2}}}.

?
Задача 3142

Определить и изобразить область существования следующей функции: u=1(x2+y)2u = \sqrt{1 - (x^{2} + y)^{2}}.

?
Задача 3143

Определить и изобразить область существования следующей функции: u=ln(xy)u = \ln (-x - y).

?
Задача 3144

Определить и изобразить область существования следующей функции: u=arcsinyxu = \arcsin \dfrac {y}{x}.

?
Задача 3145

Определить и изобразить область существования следующей функции: u=arccosxx+yu = \arccos \dfrac {x}{x+y}.

?
Задача 3146

Определить и изобразить область существования следующей функции: u=arcsinxy2+arcsin(1y)u = \arcsin \dfrac {x}{y^{2}} + \arcsin (1-y).

?
Задача 3147

Определить и изобразить область существования следующей функции: u=sin(x2+y2)u = \sqrt{\sin (x^{2}+y^{2})}.

?
Задача 3148

Определить и изобразить область существования следующей функции: u=arccoszx2+y2u = \arccos \dfrac {z}{\sqrt{x^{2}+y^{2}}}.

?
Задача 3149

Определить и изобразить область существования следующей функции: u=ln(xyz)u = \ln (xyz).

?
Задача 3150

Определить и изобразить область существования следующей функции: u=ln(1x2y2+z2)u = \ln (-1-x^{2}-y^{2}+z^{2}).

?
Задача 3151

Построить линии уровня следующей функции: z=x+yz = x + y.

?
Задача 3152

Построить линии уровня следующей функции: z=x2+y2z = x^{2}+y^{2}.

?
Задача 3153

Построить линии уровня следующей функции: z=x2y2z = x^{2}-y^{2}.

?
Задача 3154

Построить линии уровня следующей функции: z=(x+y)2z = (x+y)^{2}.

?
Задача 3155

Построить линии уровня следующей функции: z=yxz = \dfrac {y}{x}.

?
Задача 3156

Построить линии уровня следующей функции: z=1x2+2y2z = \dfrac {1}{x^{2}+2y^{2}}.

?
Задача 3157

Построить линии уровня следующей функции: z=xyz = \sqrt{xy}.

?
Задача 3158

Построить линии уровня следующей функции: z=x+yz = \left|x\right| + y.

?
Задача 3159

Построить линии уровня следующей функции: z=x+yx+yz = \left|x\right| + \left|y\right| - \left|x+y\right|.

?
Задача 3159.1

Построить линии уровня следующей функции: z=min(x,y)z = \min (x,y).

?
Задача 3159.2

Построить линии уровня следующей функции: z=max(x,y)z = \max (\left|x\right|, \left|y\right|).

?
Задача 3159.3

Построить линии уровня следующей функции: z=min(x2,y)z = \min (x^{2}, y).

?
Задача 3160

Построить линии уровня следующей функции: z=e2x/x2+y2z = e^{2x/x^{2}+y^{2}}.

?
Задача 3161

Построить линии уровня следующей функции: z=xyz = x^{y} (x>0)(x > 0).

?
Задача 3162

Построить линии уровня следующей функции: z=xyexz = x^{y}e^{-x} (x>0)(x > 0).

?
Задача 3163

Построить линии уровня следующей функции: z=ln(xa)2+y2(x+a)2+y2z = \ln \sqrt{\dfrac {(x-a)^{2}+y^{2}}{(x+a)^{2}+y^{2}}} (a>0)(a > 0).

?
Задача 3164

Построить линии уровня следующей функции: z=arctg2ayx2+y2a2z = \operatorname {arctg}\dfrac {2ay}{x^{2}+y^{2}-a^{2}} (a>0)(a > 0).

?
Задача 3165

Построить линии уровня следующей функции: z=sgn(sinxsiny)z = \operatorname {sgn}(\sin x \sin y).

?
Задача 3166

Найти поверхности уровня следующей функции: u=x+y+zu = x+y+z.

?
Задача 3167

Найти поверхности уровня следующей функции: u=x2+y2+z2u = x^{2}+y^{2}+z^{2}.

?
Задача 3168

Найти поверхности уровня следующей функции: u=x2+y2z2u = x^{2}+y^{2}-z^{2}.

?
Задача 3169

Найти поверхности уровня следующей функции: u=(x+y)2+z2u = (x+y)^{2}+z^{2}.

?
Задача 3170

Найти поверхности уровня следующей функции: u=sgnsin(x2+y2+z2)u = \operatorname {sgn}\sin (x^{2}+y^{2}+z^{2}).

?
Задача 3171

Исследовать характер поверхности по данному ее уравнению: z=f(yax)z = f(y - ax).

?
Задача 3172

Исследовать характер поверхности по данному ее уравнению: z=f(x2+y2)z = f(\sqrt{x^{2}+y^{2}}).

?
Задача 3173

Исследовать характер поверхности по данному ее уравнению: z=xf(yx)z = xf\left(\dfrac {y}{x}\right).

?
Задача 3174

Исследовать характер поверхности по данному ее уравнению: z=f(yx)z = f\left(\dfrac {y}{x}\right).

?
Задача 3175

Построить график функции

F(t)=f(cost,sint), F(t) = f(\cos t, \sin t),

где

f(x,y)={1,если yx,0,если y<x. f(x,y) = \begin{cases} 1, & \text{если } y \geqslant x, \\ 0, & \text{если } y < x. \end{cases}
?
Задача 3176

Найти f(1,yx)f\left(1, \dfrac {y}{x}\right), если f(x,y)=2xyx2+y2f(x,y) = \dfrac {2xy}{x^{2}+y^{2}}.

?
Задача 3177

Найти f(x)f(x), если

f(yx)=x2+y2x(x>0). f\left(\dfrac {y}{x}\right) = \dfrac {\sqrt{x^{2}+y^{2}}}{x} \quad (x>0).
?
Задача 3178

Пусть

z=y+f(x1). z = \sqrt{y} + f(\sqrt{x} - 1).

Определить функции ff и zz, если z=xz = x при y=1y = 1.

?
Задача 3179

Пусть

z=x+y+f(xy). z = x + y + f(x-y).

Найти функции ff и zz, если z=x2z = x^{2} при y=0y = 0.

?
Задача 3180

Найти f(x,y)f(x,y), если f(x+y,yx)=x2y2f\left(x+y, \dfrac {y}{x}\right) = x^{2}-y^{2}.

?
Задача 3181

Показать, что для функции

f(x,y)=xyx+y f(x,y) = \dfrac {x-y}{x+y}

имеем:

limx0{limy0f(x,y)}=1;limy0{limx0f(x,y)}=1, \lim _{x \to 0}\left\{ \lim _{y \to 0} f(x,y)\right\} = 1; \quad \lim _{y \to 0}\left\{ \lim _{x \to 0} f(x,y)\right\} = -1,

в то время как limx0y0f(x,y)\lim \limits_{\substack {x \to 0 \\ y \to 0}} f(x,y) не существует.

?
Задача 3182

Показать, что для функции

f(x,y)=x2y2x2y2+(xy)2 f(x,y) = \dfrac {x^{2}y^{2}}{x^{2}y^{2}+(x-y)^{2}}

имеем:

limx0{limy0f(x,y)}=limy0{limx0f(x,y)}=0, \lim _{x \to 0}\left\{ \lim _{y \to 0} f(x,y)\right\} = \lim _{y \to 0}\left\{ \lim _{x \to 0} f(x,y)\right\} = 0,

тем не менее limx0y0f(x,y)\lim \limits_{\substack {x \to 0 \\ y \to 0}} f(x,y) не существует.

?
Задача 3183

Показать, что для функции

f(x,y)=(x+y)sin1xsin1y f(x,y) = (x+y)\sin \dfrac {1}{x}\sin \dfrac {1}{y}

оба повторных предела limx0{limy0f(x,y)}\lim \limits_{x \to 0}\left\{ \lim \limits_{y \to 0} f(x,y)\right\} и limy0{limx0f(x,y)}\lim \limits_{y \to 0}\left\{ \lim \limits_{x \to 0} f(x,y)\right\} не существуют, тем не менее существует limx0y0f(x,y)=0\lim \limits_{\substack {x \to 0 \\ y \to 0}} f(x,y) = 0.

?
Задача 3183.1

Существует ли предел

limx0y02xyx2+y2? \lim _{\substack {x \to 0 \\ y \to 0}} \dfrac {2xy}{x^{2}+y^{2}}\text{?}
?
Задача 3183.2

Чему равен предел функции f(x,y)=x2e(x2y)f(x,y) = x^{2}e^{-(x^{2}-y)} вдоль любого луча

x=tcosα,y=tsinα(0t<+) x = t\cos \alpha , \quad y = t\sin \alpha \quad (0 \leqslant t < +\infty )

при t+t \to +\infty?

Можно ли эту функцию назвать бесконечно малой при xx \to \infty и yy \to \infty?

?
Задача 3184

Найти limxa{limybf(x,y)}\lim \limits_{x \to a}\left\{ \lim \limits_{y \to b} f(x,y)\right\} и limyb{limxaf(x,y)}\lim \limits_{y \to b}\left\{ \lim \limits_{x \to a} f(x,y)\right\}, если:

?
(а)

f(x,y)=x2+y2x2+y4f(x,y) = \dfrac {x^{2}+y^{2}}{x^{2}+y^{4}}, a=a=\infty, b=b=\infty;

(б)

f(x,y)=xy1+xyf(x,y) = \dfrac {x^{y}}{1+x^{y}}, a=a=\infty, b=+0b=+0;

(в)

f(x,y)=sinπx2x+yf(x,y) = \sin \dfrac {\pi x}{2x+y}, a=a=\infty, b=b=\infty;

(г)

f(x,y)=1xytgxy1+xyf(x,y) = \dfrac {1}{xy}\operatorname {tg}\dfrac {xy}{1+xy}, a=0a=0, b=b=\infty;

(д)

f(x,y)=logx(x+y)f(x,y) = \log_{x}(x+y), a=1a=1, b=0b=0.

Задача 3185

Найти следующий двойной предел: limxyx+yx2xy+y2\lim \limits_{\substack {x \to \infty \\ y \to \infty }} \dfrac {x+y}{x^{2}-xy+y^{2}}.

?
Задача 3186

Найти следующий двойной предел: limxyx2+y2x4+y4\lim \limits_{\substack {x \to \infty \\ y \to \infty }} \dfrac {x^{2}+y^{2}}{x^{4}+y^{4}}.

?
Задача 3187

Найти следующий двойной предел: limx0yasinxyx\lim \limits_{\substack {x \to 0 \\ y \to a}} \dfrac {\sin xy}{x}.

?
Задача 3188

Найти следующий двойной предел: limx+y+(x2+y2)e(x+y)\lim \limits_{\substack {x \to +\infty \\ y \to +\infty }} (x^{2}+y^{2})e^{-(x+y)}.

?
Задача 3189

Найти следующий двойной предел: limx+y+(xyx2+y2)x2\lim \limits_{\substack {x \to +\infty \\ y \to +\infty }} \left(\dfrac {xy}{x^{2}+y^{2}}\right)^{x^{2}}.

?
Задача 3190

Найти следующий двойной предел: limx0y0(x2+y2)x2y2\lim \limits_{\substack {x \to 0 \\ y \to 0}} (x^{2}+y^{2})^{x^{2}y^{2}}.

?
Задача 3191

Найти следующий двойной предел: limxya(1+1x)x2/(x+y)\lim \limits_{\substack {x \to \infty \\ y \to a}} \left(1+\dfrac {1}{x}\right)^{x^{2}/(x+y)}.

?
Задача 3192

Найти следующий двойной предел: limx1y0ln(x+ey)x2+y2\lim \limits_{\substack {x \to 1 \\ y \to 0}} \dfrac {\ln (x+e^{y})}{\sqrt{x^{2}+y^{2}}}.

?
Задача 3193

По каким направлениям φ\varphi существует конечный предел:

?
(а)

limρ+0ex/(x2+y2)\lim \limits_{\rho \to +0} e^{x/(x^{2}+y^{2})};

(б)

limρ+ex2y2sin2xy\lim \limits_{\rho \to +\infty } e^{x^{2}-y^{2}} \cdot \sin 2xy,

если x=ρcosφx = \rho \cos \varphi и y=ρsinφy = \rho \sin \varphi?

Задача 3194

Найти точки разрыва следующей функции: u=1x2+y2u = \dfrac {1}{\sqrt{x^{2}+y^{2}}}.

?
Задача 3195

Найти точки разрыва следующей функции: u=xyx+yu = \dfrac {xy}{x+y}.

?
Задача 3196

Найти точки разрыва следующей функции: u=x+yx3+y3u = \dfrac {x+y}{x^{3}+y^{3}}.

?
Задача 3197

Найти точки разрыва следующей функции: u=sin1xyu = \sin \dfrac {1}{xy}.

?
Задача 3198

Найти точки разрыва следующей функции: u=1sinxsinyu = \dfrac {1}{\sin x \sin y}.

?
Задача 3199

Найти точки разрыва следующей функции: u=ln(1x2y2)u = \ln (1-x^{2}-y^{2}).

?
Задача 3200

Найти точки разрыва следующей функции: u=1xyzu = \dfrac {1}{xyz}.

?
Задача 3201

Найти точки разрыва следующей функции: u=ln1(xa)2+(yb)2+(zc)2u = \ln \dfrac {1}{\sqrt{(x-a)^{2}+(y-b)^{2}+(z-c)^{2}}}.

?
Задача 3202

Показать, что функция

f(x,y)={2xyx2+y2,если x2+y20,0,если x2+y2=0, f(x,y) = \begin{cases} \dfrac {2xy}{x^{2}+y^{2}}, & \text{если } x^{2}+y^{2} \neq 0, \\ 0, & \text{если } x^{2}+y^{2} = 0, \end{cases}

непрерывна по каждой переменной xx и yy в отдельности (при фиксированном значении другой переменной), но не является непрерывной по совокупности этих переменных.

?
Задача 3203

Показать, что функция

f(x,y)={x2yx4+y2,если x2+y20;0,если x2+y2=0, f(x,y) = \begin{cases} \dfrac {x^{2}y}{x^{4}+y^{2}}, & \text{если } x^{2}+y^{2} \neq 0; \\ 0, & \text{если } x^{2}+y^{2} = 0, \end{cases}

в точке O(0,0)O(0,0) непрерывна вдоль каждого луча

x=tcosα,y=tsinα(0t<+), x = t\cos \alpha , \quad y = t\sin \alpha \quad (0 \leqslant t < +\infty ),

проходящего через эту точку, т.е. существует

limt0f(tcosα,tsinα)=f(0,0); \lim _{t \to 0} f(t\cos \alpha , t\sin \alpha ) = f(0,0);

однако эта функция не является непрерывной в точке (0,0)(0,0).

?
Задача 3203.1

Исследовать на равномерную непрерывность линейную функцию u=2x3y+5u = 2x-3y+5 в бесконечной плоскости E2={x<+,y<+}E^{2} = \left\{ \left|x\right|<+\infty , \left|y\right|<+\infty \right\}.

?
Задача 3203.2

Исследовать на равномерную непрерывность в плоскости E2={x<+,y<+}E^{2} = \left\{ \left|x\right|<+\infty , \left|y\right|<+\infty \right\} функцию u=x2+y2u = \sqrt{x^{2}+y^{2}}.

?
Задача 3203.3

Будет ли равномерно непрерывной функция f(x,y)=sinπ1x2y2f(x,y) = \sin \dfrac {\pi }{1-x^{2}-y^{2}} в области x2+y2<1x^{2}+y^{2}<1.

?
Задача 3203.4

Дана функция u=arcsinxyu = \arcsin \dfrac {x}{y}. Является ли эта функция непрерывной в своей области определения EE?

Будет ли функция uu равномерно непрерывной в области EE?

?
Задача 3204

Показать, что множество точек разрыва функции f(x,y)=xsin1yf(x,y) = x\sin \dfrac {1}{y}, если y0y \neq 0 и f(x,0)=0f(x,0) = 0, не является замкнутым.

?
Задача 3205

Доказать, что если функция f(x,y)f(x,y) в некоторой области GG непрерывна по переменной xx и равномерно относительно xx непрерывна по переменной yy, то эта функция непрерывна в рассматриваемой области.

?
Задача 3206

Доказать, что если в некоторой области GG функция f(x,y)f(x,y) непрерывна по переменной xx и удовлетворяет условию Липшица по переменной yy, т.е.

f(x,y)f(x,y)Lyy, \left|f(x,y')-f(x,y'')\right| \leqslant L\left|y'-y''\right|,

где (x,y)G(x,y') \in G, (x,y)G(x,y'') \in G и LL — постоянная, то эта функция непрерывна в данной области.

?
Задача 3207

Доказать, что если функция f(x,y)f(x,y), где (x,y)E(x,y) \in E, непрерывна по каждой переменной xx и yy в отдельности и монотонна по одной из них, то эта функция непрерывна по совокупности переменных в области EE (теорема Юнга).

?
Задача 3208

Пусть функция f(x,y)f(x,y) непрерывна в области axAa \leqslant x \leqslant A, byBb \leqslant y \leqslant B, а последовательность функций φn(x)\varphi_{n}(x) (n=1,2,)(n=1,2,\ldots ) сходится равномерно на [a,A][a,A] и удовлетворяет условию bφn(x)Bb \leqslant \varphi_{n}(x) \leqslant B. Доказать, что последовательность функций

Fn(x)=f(x,φn(x))(n=1,2,) F_{n}(x) = f(x, \varphi _{n}(x)) \quad (n=1,2,\ldots )

также сходится равномерно на [a,A][a,A].

?
Задача 3209

Пусть: 1) функция f(x,y)f(x,y) непрерывна в области RR (a<x<A; b<y<B)(a<x<A;\ b<y<B); 2) функция φ(x)\varphi (x) непрерывна в интервале (a,A)(a,A) и имеет значения, принадлежащие интервалу (b,B)(b,B). Доказать, что функция

F(x)=f(x,φ(x)) F(x) = f(x, \varphi (x))

непрерывна в интервале (a,A)(a,A).

?
Задача 3210

Пусть: 1) функция f(x,y)f(x,y) непрерывна в области RR (a<x<A; b<y<B)(a<x<A;\ b<y<B); 2) функции x=φ(u,v)x=\varphi (u,v) и y=ψ(u,v)y=\psi (u,v) непрерывны в области RR' (a<u<A; b<v<B)(a'<u<A';\ b'<v<B') и имеют значения, принадлежащие соответственно интервалам (a,A)(a,A) и (b,B)(b,B). Доказать, что функция

F(u,v)=f(φ(u,v),ψ(u,v)) F(u,v) = f(\varphi (u,v), \psi (u,v))

непрерывна в области RR'.

?