Математика экзамен (2 семестр)

Ответы на устную часть (1.6 МБ) - Спасибо bibika

  1. Сколько есть вариантов распределения трёх призовых мест, если в соревнованиях
    участвуют 7 команд?

A^3_7=\frac{7!}{(7-3)!}=210

  1. Вы в группе (28 чел.) решили обменяться фотографиями. Сколько всего фотографий будет передано друг другу?

28\cdot27=756

  1. Сколькими способами можно с помощью букв K,L,M,N обозначить вершины трапеции?

P_4=4\cdot3\cdot2=24

  1. Бросают две игральные кости. Найти вероятности событий: а) выпали две тройки; б) сумма выпавших очков больше трёх

всего исходов 6\cdot6=36
а) две тройки выпадут в одном случае из 36:
Вероятность P=\frac{1}{36}
б) сумма меньше или равна 3, это 3 варианта (1+1,1+2,2+1)
P=1-\frac{3}{36}=\frac{36}{36}-\frac{3}{36}=\frac{11}{12}

  1. В урне 6 белых и 15 чёрных шаров. Найти вероятность того, что а) первый наугад взятый шар окажется чёрным; б) два наугад взятых шара окажутся белыми.

15 - черных шаров; 6 - белых шаров. Всего 21
а) \frac{15}{21}
б) \frac{6}{21}\cdot\frac{5}{20}=\frac{30}{420}=\frac{3}{42}=0,071

  1. Вероятность попадания в корзину у первого баскетболиста 0,8, а у второго – 0,6. Найти вероятность того, что после бросков по одному разу, а) попадёт только один, б) попадёт хотя бы один

Вероятность промаха первого 1-0,8=0,2
Вероятность промаха второго 1-0,6=0,4
Вероятность, что оба промахнутся 0,2\cdot0,4=0,08
а) Вероятность, что попадет только один 0,8\cdot0,4+0,6\cdot0,2=0,32+0,12=0,44
б) Вероятность, что хотя бы один попадёт 1-0,08=0,92

  1. Вероятность попадания при одном выстреле 0,9. Составить закон распределения случайной величины Х – числа попаданий при трёх выстрелах, найти её числовые характеристики.

Случайная величина X имеет область значений (0,1,2,…,n). Вероятности этих значений можно найти по формуле: P_n(m)=C^m_np^mq^{n-m}, где C^m_n - число сочетаний из n по m - C^m_n=\frac{n!}{m!\cdot(n-m)!}
Найдем ряд распределения X.
P_3(0)=(1-p)^n=(1-0.9)^3 = 0.001
P_3(1) = np(1-p)^{n-1}=3(1-0.9)^{3-1}=0.027
P_3(2)=\frac{3!}{2!\cdot(3-2)!}\cdot0,9^2\cdot(1-0,9)^{3-2}=0.243
P_3(3) =p^n=0.9^3=0.729
Математическое ожидание .
M[X] = np = 3x0.9 = 2.7
Дисперсия .
D[X] = npq = 3x0.9x(1-0.9) = 0.27

Проверим найденные числовые характеристики исходя из закона распределения.

x_i 0 1 2 3
p_i 0.001 0.027 0.243 0.729

Математическое ожидание находим по формуле m = ∑x_ip_i.
Математическое ожидание M[X] .
M[x] = 0\cdot0.001 + 1\cdot0.027 + 2\cdot0.243 + 3\cdot0.729 = 2.7
Дисперсию находим по формуле d = ∑x^2_ip_i - M[x]^2.
Дисперсия D[X] .
D[X] = 0^2\cdot0.001 + 1^2\cdot0.027 + 2^2\cdot0.243 + 3^2\cdot0.729 - 2.7^2 = 0.27
Среднее квадратическое отклонение σ(x) .
σ(x)={\sqrt{D[x]}={\sqrt{0.27}}}=0.52

  1. Определить ограниченность и монотонность последовательности

а) a_n=\frac{3n-6}{n},
n\ne0, - ограниченность
n_1=\frac{3\cdot1-6}{1}=-3,
n_2=\frac{3\cdot2-6}{2}=0
n_1<n_2, 1<2,
a(-3)<a(0) \longrightarrow монотонно возрастающая

б) a_n=\frac{n+6}{8n},
n\ne0, - ограниченность
n_1=\frac{1+6}{8\cdot1}=0,875,
n_2=\frac{2+6}{8\cdot2}=0,5,
n_1<n_2, 1<2,
a(0,875)>a(0,5) \longrightarrow монотонно убывающая

в) a_n=\frac{(-1)^n(n+2)}{n^3},
n\ne0, - ограниченность
n_1=\frac{(-1)^1(1+2)}{1^3}=-3,
n_2=\frac{(-1)^2(2+2)}{2^3}=0,5,
n_1<n_2, 1<2,
a(-3)<a(0,5) \longrightarrow монотонно возрастающая

  1. Вычислить пределы:

а) \lim_{x\to 4}\frac{2x^2-7x-4}{3x^2-13x+4}=\frac{2(x-4)(x+0,5)}{3(x-4)(x-\frac{1}{3})}=\frac{2x+1}{3x-1}=\frac{2\cdot4+1}{3\cdot4-1}=\frac{9}{11}

б) \lim_{x\to \infty}\frac{x^2+2x-4}{x^2+5x-6}=\frac{1+\frac{2}{x}-\frac{4}{x^2}}{1+\frac{5}{x}-\frac{6}{x^2}}=\frac{1}{1}=1

в) \lim_{x\to 4}\frac{x^2-16}{x^3-64}=\frac{(x-4)(x+4)}{(x-4)(x^2+4x+16)}=\frac{x+4}{x^2+4x+16}=\frac{4+4}{4^2+4\cdot4+16}=\frac{8}{48}=\frac{1}{6}

  1. Найти асимптоты графика функции y=\frac{2x^2-7x-4}{x-3} и сделать его эскиз

Уравнения наклонных асимптот обычно ищут в виде y=kx+b. По определению асимптоты: \lim_{x\to \infty}(kx+b-f(x))
Находим коэффициент k: \lim_{x\to \infty}\frac{f(x)}{x}
\lim_{x\to \infty}\frac{\frac{2x^2-7x-4}{x-3}}{x}=\lim_{x\to \infty}\frac{2x^2-7x-4}{x^2-3x}=2
Находим коэффициент b: b=\lim_{x\to \infty}f(x)-kx
b=\lim_{x\to \infty}\frac{2x^2-7x-4}{x-3}-2x=\lim_{x\to \infty}\frac{-x-4}{x-3}=-1
Получаем уравнение наклонной асимптоты:
y = 2x-1
Найдем вертикальные асимптоты. Для этого определим точки разрыва:
x_1 = 3
Находим переделы в точке x=3
\lim_{x\to 3-0}\frac{2x^2-7x-4}{x-3}=\infty
\lim_{x\to 3+0}\frac{2x^2-7x-4}{x-3}=-\infty
x_1 = 3 - точка разрыва II рода и является вертикальной асимптотой.
y=\frac{2x^2-7x-4}{x-3}
Найдем наклонную асимптоту при x → -\infty:
\lim_{x\to -\infty}(kx+b-f(x))
Находим коэффициент k:
k=\lim_{x\to -\infty}\frac{f(x)}{x}
k=\lim_{x\to -\infty}\frac{\frac{2x^2-7x-4}{x-3}}{x}=\lim_{x\to -\infty}\frac{2x^2-7x-4}{x^2-3x}=2
Находим коэффициент b:
b=\lim_{x\to -\infty}f(x)-kx
b=\lim_{x\to -\infty}\frac{2x^2-7x-4}{x-3}-2x=\lim_{x\to -\infty}\frac{-x-4}{x-3}=-1
Получаем уравнение наклонной асимптоты:
y = 2x-1
загружено (2)

  1. Найти асимптоты графика функции y=\frac{x}{x^2-16} и сделать его эскиз.

Уравнения наклонных асимптот обычно ищут в виде y = kx + b. По определению асимптоты: \lim_{x\to \infty}(kx+b-f(x))
Находим коэффициент k: k=\lim_{x\to \infty}\frac{x(f)}{x}
\lim_{x\to \infty}\frac{\frac{x}{x^2-16}}{x}=\lim_{x\to \infty}\frac{1}{x^2-16}=0
Находим коэффициент b: b=\lim_{x\to \infty}f(x)-kx
b=\lim_{x\to \infty}\frac{x}{x^2-16}-0x=0
Получаем уравнение горизонтальной асимптоты:
y=0
Найдем вертикальные асимптоты. Для этого определим точки разрыва:
x_1=-4; x_2=4
Находим переделы в точке x=-4
\lim_{x\to -4-0}\frac{x}{x^2-16}=-\infty
\lim_{x\to -4+0}\frac{x}{x^2-16}=\infty
x_1 = -4 - точка разрыва II рода и является вертикальной асимптотой.
Находим переделы в точке x=4
\lim_{x\to 4-0}\frac{x}{x^2-16}=-\infty
\lim_{x\to 4+0}\frac{x}{x^2-16}=\infty
x_2 = 4 - точка разрыва II рода и является вертикальной асимптотой.
y=\frac{x}{x^2-16}
Найдем наклонную асимптоту при x → -\infty:
\lim_{x\to -\infty}(kx+b-f(x))
Находим коэффициент k:
k=\lim_{x\to -\infty}\frac{f(x)}{x}
\lim_{x\to -\infty}\frac{\frac{x}{x^2-16}}{x}=\lim_{x\to -\infty}\frac{1}{x^2-16}=0
Находим коэффициент b:
b=\lim_{x\to -\infty}f(x)-kx
b=\lim_{x\to -\infty}\frac{x}{x^2-16}-0x=0
Получаем уравнение горизонтальной асимптоты:
y = 0
загружено (3)

  1. Исследовать на непрерывность функции

  2. Найти производные функций:

а) (2x^5+6x^3-3x+18)'=(-3x)'+(2x^5)'+(6x^3)'+(18)'=
=(-3)+10x^4+18x^2=10x^4+18x^2-3

б) (\frac{x}{7}-2)'=\frac{1}{7}

в) ((3x+1)^5)'=5\cdot(3x+1)^4\cdot(3x+1)'=5\cdot3(3x+1)^4=15·(3x+1)^4

г) (sin3x^2)'=2sin3x\cdot\cos3x^2\cdot3=6sin3x\cdot\cos3x

д) (cos5x\cdot e^{2x})'=(cos5x)'\cdot e^{2x}+cos(5x)\cdot (e^{2x})'=
=(-5sin5x)\cdot e^{2x}+cos(5x)\cdot 2e^{2x}

e) (\frac{2x-1}{x+3})'=\frac{(2x-1)'\cdot (x+3)-(2x-1)\cdot (x+3)'}{(x+3)^2}=\frac{2(x+3)-(2x-1)\cdot 1}{(x+3)^2}=
=\frac{2(x+3)}{(x+3)^2}-\frac{2x-1}{(x+3)^2}=\frac{2}{x+3}-\frac{2x-1}{(x+3)^2}

ж) (ln3x^2)'=(ln(3x^2))'\cdot (3x^2)'=\frac{1}{3x^2}\cdot 6x=\frac{2}{x}

  1. Найти вторую производную функции v=sin^2\varphi и вычислить v''(\frac{\pi}{6})

V=\sin^2\varphi
V'=2\sin\varphi\cos\varphi
V''=2\cos\varphi\cos\varphi+2\sin\varphi\cdot (-\sin\varphi)=
=2\cos\varphi\cos\varphi-2\sin\varphi\sin\varphi=2\cos^2\varphi-2\sin^2\varphi

V''=(\frac{\pi}{6})=2\cos^2\frac{\pi}{6}-2sin^2\frac{\pi}{6}=2\cdot \frac{3}{4}-2\cdot \frac{1}{4}=\frac{3}{2}-\frac{1}{2}=1

  1. Найти промежутки возрастания и убывания функции: y=\ln{x}+\frac{1}{x}

Точка разрыва функции: x_1 > 0
y'=\frac{x-1}{x^2}
y'=0
\frac{x-1}{x^2}=0x=1
\ln{1}+\frac{1}{1}=1(1;1)
(0;y) - отсутствует

x -\infty<x<1 1 1<x<\infty
y’ -; 0; +;
y \downarrow; 1 \uparrow

y''=\frac{-x+2}{x^3}
y''=0
-x+2=0x=2

lnx+\frac{1}{x}=0 \rightarrow x\approx0,61
ln2+\frac{1}{2}\approx1,2(0,61;1,2)

x -\infty<x<2 2 2<x<\infty
y’ +; 0; +;
y вогнутая; 1,2 вогнутая

загружено (6)

  1. Найти точки экстремума, точки перегиба и построить график функции y=\frac{1}{3}x^3-2x^2+3x+1

y'=x^2-4x+3
x^2-4x+3=0 → (x_1=3; x_2=1) → точки экстремума (y_1=2\frac{1}{3}; y_2=1)

x -\infty<x<1 1 1<x<3 3 3<x<\infty
y’ +; 0; -; 0; +;
y \uparrow; 2\frac{1}{3}; \downarrow; 1; \uparrow;

загружено (4)

  1. Тело движется прямолинейно по закону S(t)=-t^3+3t^2+9t+3 (м). Найти максимальную скорость движения тела

  2. Составить уравнения касательной и нормали к кривой y=x^2+3x-10, проведенных в точке с абсциссой x=-2

y=f(x_0)+f'(x_0)(x-x_0) - уравнение касательной
f(-2)=(-2)^2+3(-2)-10=4+(-6)-10=-12
f'(x)=2x+3
f'(-2)=-4+3=-1
y=-12-(x+2)=-x-14 - касательная
f(x)=f(x_0)-\frac{1}{f'(x_0)}(x-x_0) - уравнение нормали
y=-12+1(x+12)=-12x-144 - нормаль

  1. Найти интегралы

а) \int5 \,dx=5x+C

б) \int(3x+\frac{1}{x}+\sin{x})\,dx=3\int{x}\,dx+\int{\frac{1}{x}}\,dx+\int{sinx}\,dx=
=\frac{3x^2}{2}+\ln{x}+(-\cos{x})+C=\frac{3x^2}{2}+lnx-\cos{x}+C

в) \int(\frac{2}{\cos^2x}-x^3+4)\,dx=2\int\frac{1}{\cos^2x}\,dx-\int x^3\,dx+\int4\,dx=
=2tgx-\frac{x^4}{4}+4x+C

г) \int{\frac{t^2\,dt}{\sqrt[5]{5-2t^3}}}=-\int{\frac{t^2\,dx}{6t^2\sqrt[5]{x}}}=-\frac{1}{6}\int{\frac{dx}{x^{\frac{1}{5}}}}=-\frac{1}{6}\int{x^{-\frac{1}{5}}}\,dx=
=-\frac{1}{6}\frac{x^{\frac{4}{5}}\cdot 5}{4}=-\frac{5(5-2t^3)^\frac{4}{5}}{24}+C

5-2t^3=x
\frac{dx}{dt}=-6t^2
dt=-\frac{dx}{6t^2}

д) \int{\frac{\sin{t}\,dt}{(2\cos{t}+3)^2}}=-\int{\frac{\sin{t}\,dx}{2\sin{t}x^3}}=-\frac{1}{2}\int{\frac{dx}{x^3}}=-\frac{1}{2}\frac{x^{-2}}{-2}=\frac{1}{4x^2}=\frac{1}{4(2\cos{t}+3)^2}+C

2\cos{t}+3=x
\frac{dx}{dt}=-2\sin{t}
dt=-\frac{dx}{2\sin{t}}

ж) \int\frac{cosx\,dx}{4+3\sin{x}}=\int{\frac{cos\,dt}{3\cos{x}\cdot t}}=\frac{1}{3}\ln{t}=\frac{1}{3}\ln{(4+3\sin{x})}+C=\frac{\ln{(4+3\sin{x})}}{3}+C

4+3\sin{x}=t
\frac{dt}{dx}=3\cos{x}
dx=\frac{1}{3\cos{x}}

  1. Найти площадь фигуры ограниченной линиями: y=x^2-6x+8, x=-2, x=-1, y=0

\int_{-2}^{-1} (x^2-6x+8) \,dx=\int_{-2}^{-1} x^2 \,dx-\int_{-2}^{-1} 6x \,dx+\int_{-2}^{-1} 8 \,dx=
=\frac{x^3}{3}-6\frac{x^2}{2}+8x/_{-2}^{-1}=\frac{(-1)^3}{3}-3(-1)^2+8(-1)-(\frac{(-2)^3}{3}-3(-2)^2+8(-2))=
=-\frac{1}{3}-3-8-(-\frac{8}{3}-12-16)=-\frac{1}{3}-11+\frac{8}{3}+28=
=\frac{7}{3}+17=\frac{7}{3}+\frac{51}{3}=\frac{58}{3}=19\frac{1}{3}

  1. Найти площадь фигуры ограниченной линиями: y=\sin{x}, x=-\pi, x=\frac{\pi}{2} и y=0

\int_{-\pi}^{\frac{\pi}{2}}\sin{x}=\int_{-\pi}^{\frac{\pi}{2}}-\cos{x}/_{-\pi}^{\frac{\pi}{2}}=-\cos{\frac{\pi}{2}}-(-\cos{\pi})=-0-1=-1

  1. Найти площадь фигуры, ограниченной линиями y=x^2 и 5x-y=6

5x-y=6
-y=6-5x
y=5x-6

x^2=5x-6
x^2-5x-6=0
x_{1,2}=\frac{5\pm\sqrt{25-4-(-6)}}{2}=\frac{5\pm7}{2}
x_1=6; x_2=-1

\int_{-1}^{6}(x^2-5x-6)\,dx=\int_{-1}^{6} x^2 \,dx-5\int_{-1}^{6}x\,dx-6\int_{-1}^{6}dx=
=\frac{x^3}{3}-5\frac{x^2}{2}-6x/^{6}_{-1}=\frac{6^3}{3}-\frac{5\cdot6^2}{2}-6\cdot6-(\frac{-1}{3}-\frac{5\cdot1}{2}+6)=
=\frac{216}{3}-90-36+\frac{1}{3}+\frac{5}{2}-6=-60+\frac{2}{6}+\frac{15}{6}=
=-\frac{360}{6}+\frac{17}{6}=-\frac{343}{6}

  1. Найти путь, пройденный телом за третью секунду, если скорость его прямолинейного
    движения v(t)=3t^2-2t-3

S(t)=V(t)
\int^{3}_{2}(3t^2-2t-3)\,dt=3\int^{3}_{2}t^2\,dt-2\int^{3}_{2}t\,dt-3\int^{3}_{2}\,dt=
=3\frac{t^3}{3}-2\frac{t^2}{2}-3t/^3_2=27-9-9-(8-4-6)=9+2=11

1 лайк
  1. \checkmark
  2. \checkmark
  3. \checkmark
  4. \checkmark
  5. \checkmark
  6. \checkmark
  7. \checkmark
  8. \checkmark
  9. \checkmark
  10. \checkmark
  11. \checkmark
  12. \checkmark
  13. \checkmark
  14. \checkmark
  15. \checkmark
  16. \checkmark
  17. \checkmark
  18. \checkmark
  19. \checkmark
  20. \checkmark
  21. \checkmark