Математический анализ 1 — Совбак ВШЭ и РЭШ, 2018 final

Совбак ВШЭ и РЭШМатематический анализ 12018final
Скачать задачи PDF

Задача 1

20 баллов

Какие из следующих утверждений верны? В каждом пункте начните ответ со слов «Верно» или «Неверно». Приведите доказательство или контрпример.

  1. Если функциональный ряд

    n=1an(x)\sum_{n=1}^{\infty}a_n(x)

    поточечно сходится на [0,1][0,1] к a(x)a(x) и an(x)0a_n(x)\geq0 при всех xx и nn, то функциональный ряд

    n=1an(x)\sum_{n=1}^{\infty}\sqrt{a_n(x)}

    поточечно сходится на [0,1][0,1] к a(x)\sqrt{a(x)}.

  2. Если пределы

    limx0f(x)+o(x5)g(x)\lim_{x\to0}\frac{f(x)+o(x^5)}{g(x)}

    и

    limx0f(x)g(x)\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{g(x)}

    существуют, то они равны.

  3. Произведение двух различных иррациональных чисел является иррациональным числом.

  4. Для любой интегрируемой на [2,2][-2,2] нечётной функции ff определённый интеграл

    22f(x)dx\int_{-2}^{2}f(x)\,dx

    равен нулю.

  5. Если каждая точка множества AA является предельной точкой множества AA, то множество AA замкнуто.

Задача 2

4 балла

Дана функция

f(x)=x3+2x2+4x8.f(x)=-x^3+2x^2+4x-8.

Найдите точки локальных и глобальных экстремумов функции

g(x)=3xf(t)dt,g(x)=\int_{-3}^{x}f(t)\,dt,

определённой на множестве x3x\geq-3.

Задача 3

5 баллов

Пусть функция ff дифференцируема на R\mathbb R, причём

mf(x)Mm\leq f'(x)\leq M

для всех xRx\in\mathbb R. Пусть f(x0)=1f(x_0)=1.

Предложите и докажите верхнюю и нижнюю оценки для f(2x0)f(2x_0).

Задача 4

12 баллов

Последовательности pnp_n и qnq_n определены формулами

p1=a,pn+1=pnqn,p_1=a, \qquad p_{n+1}=\sqrt{p_nq_n}, q1=b,qn+1=pn+qn2,q_1=b, \qquad q_{n+1}=\frac{p_n+q_n}{2},

где a,b0a,b\geq0.

  1. Докажите, что для любых неотрицательных xx и yy

    xyx+y2.\sqrt{xy}\leq\frac{x+y}{2}.
  2. Докажите, что последовательность pnp_n сходится.

  3. Докажите, что последовательность qnq_n сходится.

  4. Докажите, что пределы последовательностей pnp_n и qnq_n равны.

Задача 5

15 баллов

Вычислите пределы.

  1. limxln(1+3x)ln(1+2x).\lim_{x\to-\infty}\frac{\ln(1+3^x)}{\ln(1+2^x)}.
limx0sinxsin2xsin4xsin2048xln(1+x)ln(1+2x)ln(1+4x)ln(1+2048x). \lim_{x\to0} \frac{\sin x\cdot\sin2x\cdot\sin4x\cdots\sin2048x} {\ln(1+x)\cdot\ln(1+2x)\cdot\ln(1+4x)\cdots\ln(1+2048x)}.
limx+(x3x2+x2)e1/xx6+1. \lim_{x\to+\infty} \left(x^3-x^2+\frac{x}{2}\right)e^{1/x}-\sqrt{x^6+1}.

Задача 6

20 баллов

Найдите интегралы.

  1. 01e2x+1ex+1dx.\int_0^1\frac{e^{2x}+1}{e^x+1}\,dx.
arcsin(2x)dx. \int \arcsin(2x)\,dx.
ππcos(2x)cos(4x)dx. \int_{-\pi}^{\pi}\cos(2x)\cos(4x)\,dx.
x2+2x2+1dx. \int\frac{\sqrt{x^2+2}}{x^2+1}\,dx.
2sinx+cosx3sinx+4cosx2dx. \int\frac{2\sin x+\cos x}{3\sin x+4\cos x-2}\,dx.

Задача 7

12 баллов

Исследуйте ряды на сходимость.

  1. n=1an,\sum_{n=1}^{\infty}a_n,

    где ana_n — арифметическая прогрессия.

n=1(1)nn216n+12. \sum_{n=1}^{\infty}\frac{(-1)^n}{n^2-16n+12}.
n=1nenx,xR. \sum_{n=1}^{\infty}\frac{n}{e^{nx}}, \qquad x\in\mathbb R.

Задача 8

12 баллов

Дана функция

f(x)=e2xx2+1.f(x)=e^{2x-x^2+1}.

Постройте эскиз её графика. Укажите:

  • область определения;
  • точки разрыва;
  • интервалы возрастания и убывания;
  • локальные и глобальные экстремумы и точки экстремума;
  • вертикальные, горизонтальные и наклонные асимптоты;
  • промежутки выпуклости и вогнутости;
  • точки перегиба.