Математический анализ 1 — Совбак ВШЭ и РЭШ, 2021 final

Совбак ВШЭ и РЭШМатематический анализ 12021final
Скачать задачи PDF

Задача 1

по 7 баллов за пункт

Сходится ли ряд? Если да, найдите его сумму; если нет, докажите, что он расходится.

(a)

n=11n2+13n+40.\sum_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n^2+13n+40}.

(b)

n=21n1/3ln(5n).\sum_{n=2}^{\infty}\frac{1}{n^{1/3}\ln(5n)}.

Задача 2

по 7 баллов за пункт

Найдите неопределённый или определённый интеграл. Если определённый интеграл несобственный, укажите это и исследуйте его сходимость. Если он расходится, докажите это; если сходится, найдите его значение. При вычислении неопределённого интеграла не забывайте константу.

(a)

ln(x4x6)dx.\int\ln\left(\frac{x-4}{x-6}\right)\,dx.

(b)

19lnx4x6dx.\int_1^9\ln\left|\frac{x-4}{x-6}\right|\,dx.

(c)

+e2x7dx.\int_{-\infty}^{+\infty}e^{-|2x-7|}\,dx.

Задача 3

5 баллов

Найдите все вещественные и комплексные корни уравнения

z36z2+34z=0.z^3-6z^2+34z=0.

Задача 4

10 баллов

Найдите частные производные по всем переменным функции

F(x,y)=4x2ycos(sin(e3t))dt.F(x,y)=\int_{4x}^{2y}\cos\left(\sin\left(e^{3t}\right)\right)\,dt.

Задача 5

20 баллов

Рассмотрите функцию

f(x)=ln(4ln(ln(4x34αx+e))).f(x)=\ln\left(4\ln\left(\ln\left(4x^3-4\alpha x+e\right)\right)\right).

Для всех значений вещественного параметра α\alpha найдите; параметр α\alpha может входить в ответы:

  1. область определения функции;
  2. множество точек, на которых функция непрерывна, с доказательством;
  3. точки локального максимума или минимума, если они существуют; достаточно найти соответствующие значения xx;
  4. промежутки возрастания и убывания;
  5. вертикальные, горизонтальные и наклонные асимптоты.

Задача 6

15 баллов

Пусть функция ff имеет (n+1)(n+1) непрерывную производную в некоторой окрестности точки x0x_0. Докажите, что

f(x)=f(x0)+k=1nf(k)(x0)k!(xx0)k+O((xx0)n+1)f(x)=f(x_0)+\sum_{k=1}^{n}\frac{f^{(k)}(x_0)}{k!}(x-x_0)^k +O\left((x-x_0)^{n+1}\right)

при xx0x\to x_0.

Можно пользоваться всеми утверждениями, доказанными на лекциях и включёнными в семинарские листочки в виде задач.

Задача 7

20 баллов

Пусть функция ff определена и непрерывна на промежутке [3,+)[3,+\infty), неотрицательна и невозрастает всюду, где определена, а также выпукла вниз.

Докажите или опровергните утверждение: интеграл

3+f(x)dx\int_3^{+\infty}f(x)\,dx

сходится тогда и только тогда, когда сходится интеграл

3+(f(x)(x+1x)+f(x+1)(xx))dx,\int_3^{+\infty} \left( f(\lfloor x\rfloor)(\lfloor x\rfloor+1-x) +f(\lfloor x\rfloor+1)(x-\lfloor x\rfloor) \right)\,dx,

где x\lfloor x\rfloor — наибольшее целое число, не превосходящее xx.

Задача 8

15 баллов

Известно, что f(0)=0f(0)=0, функция ff дифференцируема в нуле и

f(0)=4.f'(0)=4.

Для произвольного xRx\in\mathbb R найдите

limn+3nf(x3n).\lim_{n\to+\infty}3^n f\left(\frac{x}{3^n}\right).