Bộ đề giữa kì môn giải tích 2

tập giải sẵn Giải tích 2 (Tóm tắt lý thuyết và chọn lọc), thầy Trần Bình. − Bài tập Toán học cao cấp, tập hai: Giải tích, GS.TS Nguyễn Đình Trí (chủ biên), PGS.TS. Trần Việt Dũng, PGS.TS. Trần Xuân Hiền, PGS.TS Nguyễn Xuân Thảo. − Bộ đề cương Giải tích II, Viện Toán ứng dụng và Tin học. − Bộ đề thi Giữa kì và Cuối kì môn Giải tích II Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội.tập giải sẵn Giải tích 2 (Tóm tắt lý thuyết và chọn lọc), thầy Trần Bình. − Bài tập Toán học cao cấp, tập hai: Giải tích, GS.TS Nguyễn Đình Trí (chủ biên), PGS.TS. Trần Việt Dũng, PGS.TS. Trần Xuân Hiền, PGS.TS Nguyễn Xuân Thảo. − Bộ đề cương Giải tích II, Viện Toán ứng dụng và Tin học. − Bộ đề thi Giữa kì và Cuối kì môn Giải tích II Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội.tập giải sẵn Giải tích 2 (Tóm tắt lý thuyết và chọn lọc), thầy Trần Bình. − Bài tập Toán học cao cấp, tập hai: Giải tích, GS.TS Nguyễn Đình Trí (chủ biên), PGS.TS. Trần Việt Dũng, PGS.TS. Trần Xuân Hiền, PGS.TS Nguyễn Xuân Thảo. − Bộ đề cương Giải tích II, Viện Toán ứng dụng và Tin học. − Bộ đề thi Giữa kì và Cuối kì môn Giải tích II Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội.tập giải sẵn Giải tích 2 (Tóm tắt lý thuyết và chọn lọc), thầy Trần Bình. − Bài tập Toán học cao cấp, tập hai: Giải tích, GS.TS Nguyễn Đình Trí (chủ biên), PGS.TS. Trần Việt Dũng, PGS.TS. Trần Xuân Hiền, PGS.TS Nguyễn Xuân Thảo. − Bộ đề cương Giải tích II, Viện Toán ứng dụng và Tin học. − Bộ đề thi Giữa kì và Cuối kì môn Giải tích II Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội.

Trang 1

BÁCH KHOA-ĐẠI CƯƠNG MÔN PHÁI

BÀI GIẢI THAM KHẢO

GIẢI TÍCH II

Đề thi giữa kì 20163-20193

Người biên soạn: Phạm Thanh Tùng (Tự Động Hóa – ĐHBKHN)

Hà Nội, Tháng 5 năm 2021

Trang 2

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

− Bài giảng môn Giải tích II, thầy Bùi Xuân Diệu.

− Bài tập giải sẵn Giải tích 2 (Tóm tắt lý thuyết và chọn lọc), thầy Trần Bình.

− Bài tập Toán học cao cấp, tập hai: Giải tích, GS.TS Nguyễn Đình Trí (chủ biên), PGS.TS Trần Việt Dũng, PGS.TS Trần Xuân Hiền, PGS.TS Nguyễn Xuân Thảo.

− Bộ đề cương Giải tích II, Viện Toán ứng dụng và Tin học.

− Bộ đề thi Giữa kì và Cuối kì môn Giải tích II Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội.

Tài liệu được biên soạn dựa trên kinh nghiệm cá nhân, dù đã rất cố gắng nhưng với những hạn chế nhất định về kiến thức, kĩ năng chắc chắn vẫn sẽ tồn tại các lỗi sai tính toán, lỗi đánh máy, … chưa được kiểm tra hết, mọi ý kiến góp ý bạn đọc vui lòng gửi qua link fb “fb.com/tungg810” để mình có thể kiểm tra, hoàn thiện bộ tài liệu Xin chân thành cảm ơn!

Trang 3

PHẦN I:

ĐỀ THI

Trang 4

VIỆN TOÁN ỨNG DỤNG VÀ TIN HỌC

ĐỀ 1 ĐỀ THI GIỮA KỲ MÔN GIẢI TÍCH 2 – Học kì 20163

Câu 2: (1đ) Tìm hình bao của họ đường thẳng 𝑦 = 2𝑐𝑥 − 𝑐2 với 𝑐 là tham số

Câu 3: (1đ) Tìm điểm có độ cong lớn nhất của đường cong 𝑦 = ln 𝑥

Câu 4: (1đ) Đổi thứ tự lấy tích phân:

Trang 5

Câu 2: (1đ) Tìm hình bao của họ đường cong 𝑐𝑥2− 2𝑦 − 𝑐3+ 1 = 0 với 𝑐 là tham số

Câu 3: (1đ) Tính độ cong của đường 𝑦 = ln(sin 𝑥) tại điểm ứng với 𝑥 = 𝜋/4

Câu 4: (2đ) Tính các tích phân sau:

Trang 6

Thời gian: 60 phút

Chú ý: Thí sinh không được sử dụng tài liệu và Giám thị phải kí xác nhận số đề vào bài thi của sinh viên

Câu 1: (1đ) Viết phương trình tiếp tuyến và pháp diện của đường cong 𝑥 = 4 sin2𝑡 , 𝑦 =

4 cos 𝑡 , 𝑧 = 2 sin 𝑡 + 1 tại điểm 𝑀(1; −2√3; 2)

Câu 2: (1đ) Tìm hình bao của họ đường thẳng 3𝑐𝑥 − 𝑦 − 𝑐3 = 0, với 𝑐 là tham số

Câu 3: (1đ) Tính độ cong của đường cong 𝑥 = sin 𝑡 + 𝑡 cos 𝑡 , 𝑦 = cos 𝑡 + 𝑡 sin 𝑡 tại điểm ứng

Trang 7

Câu 4: (1đ) Đổi thứ tự lấy tích phân 𝐼 = ∫ 𝑑𝑥−12 ∫−𝑥2−𝑥2𝑓(𝑥, 𝑦)𝑑𝑥𝑑𝑦

Câu 5: (1đ) Tính ∬ (3𝑥 + 2𝑦)𝑑𝑥𝑑𝑦𝐷 , 𝐷 giới hạn bởi:

𝑥 = 0, 𝑦 = 0, 𝑥 + 𝑦 = 1

Câu 6: (1đ) Tính ∬ (𝑥 + 𝑦)(𝑥 − 2𝑦 − 1)𝐷 2𝑑𝑥𝑑𝑦, 𝐷 giới hạn bởi 𝑥 + 𝑦 = 0, 𝑥 + 𝑦 = 3, 𝑥 −2𝑦 = 1, 𝑥 − 2𝑦 = 2

Câu 7: (1đ) Tính ∭ 𝑧√𝑥𝑉 2+ 𝑦2𝑑𝑥𝑑𝑦𝑑𝑧, 𝑉 giới hạn bởi 𝑥2+ 𝑦2 = 1, 𝑧 = 0, 𝑧 = 2

Câu 8: (1đ) Tính thể tích vật thể 𝑉 giới hạn bởi

Trang 8

Câu 2: (1đ) Tìm hình bao của họ đường cong sau: (𝑥 + 𝐶)2+ (𝑦 − 2𝐶)2 = 5

Câu 3: (1đ) Tính tích phân kép ∬ (𝑥 − 4𝑦)𝑑𝑥𝑑𝑦𝐷 với 𝐷 giới hạn bởi parabol 𝑦 = 𝑥2− 1 và trục 𝑂𝑥

√𝑥−1

𝑑𝑦

Câu 5: (1đ) Tính diện tích phần hình tròn 𝑥2+ 𝑦2 = 2𝑦 nằm ngoài đường tròn 𝑥2+ 𝑦2 = 1

Câu 6: (3đ) Tính các tích phân bội ba sau:

2

√4𝑧 − 𝑥2− 𝑧2𝑑𝑥𝑑𝑦𝑑𝑧

𝑉

, trong đó V là miền xác định bởi 𝑥2+ 𝑦2+ 𝑧2 ≤ 4𝑧, 𝑦 ≥ 0

Câu 7: (1đ) Tính độ cong tại điểm 𝑀(−1,0, −1) của đường cong là giao của mặt trụ 4𝑥2+

Trang 9

Câu 1: (1đ) Viết phương trình tiếp tuyến và pháp diện của đường cong 𝑥 = sin 𝑡 , 𝑦 =

cos 𝑡 , 𝑧 = 𝑒2𝑡 tại điểm 𝑀(0,1,1)

Câu 2: (1đ) Tính độ cong của đường 𝑥 = 𝑡2, 𝑦 = 𝑡 ln 𝑡 , 𝑡 > 0 tại điểm ứng với 𝑡 = 𝑒

Câu 3: (1đ) Đổi thứ tự lấy tích phân

Câu 6: (1đ) Tính thể tích của miền giới hạn bởi hai parabol 𝑥 = 1 + 𝑦2+ 𝑧2 và 𝑥 = 2(𝑦2+ 𝑧2)

Câu 7: (1đ) Cho hàm vecto khả vi 𝑟(𝑡)⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗: 𝑅 → 𝑅3\{0⃗⃗} Ký hiệu |𝑟⃗(𝑡)| là độ dài của 𝑟⃗(𝑡) Chứng minh:

𝑑(|𝑟⃗(𝑡)|)

𝑑𝑡 =

1

|𝑟⃗(𝑡)|𝑟⃗(𝑡) 𝑟⃗⃗⃗⃗(𝑡) ′

Câu 8: (1đ) Tính tích phân ∭ (2𝑦 − 𝑧)𝑉 2𝑑𝑥𝑑𝑦𝑑𝑧 trong đó 𝑉 là hình cầu 𝑥2+ 𝑦2+ 𝑧2 ≤ 1

Câu 9: (1đ) Chứng minh rằng hàm số 𝐼(𝑦) = ∫ 𝑒−𝑥 sin(𝑥𝑦)

𝑥 𝑑𝑥

+∞

0 khả vi trên 𝑅

Trang 10

Câu 1: (1đ) Tìm hình bao của họ đường thẳng 𝑥 − 𝑐𝑦 + 𝑐3 = 0

Câu 2: (1đ) Viết phương trình tiếp diện và pháp tuyến của tại điểm 𝐴(1; 0; 1) của mặt 𝑧 = 𝑥𝑒sin 2𝑦

Câu 3: (1đ) Đổi thứ tự lấy tích phân:

𝑉

Với 𝑉 xác định bởi 0 ≤ 𝑥 ≤ 1, 1 ≤ 𝑦 ≤ 2, 1 ≤ 𝑧 ≤ 𝑒

Câu 6: (1đ) Tính thể tích miền 𝑉 giới hạn bởi các mặt 𝑥 = −(𝑦2 + 𝑧2) và 𝑥 = −1

Câu 7: (1đ) Tìm giới hạn lim

𝑦→0∫sin 𝑦cos 𝑦arctan(𝑥 − 𝑦)𝑑𝑥

Câu 8: (1đ) Tìm điểm có độ cong nhỏ nhất của đường 𝑥2+ 4𝑦2 = 4𝑥

Câu 9: (1đ) Tính

∭ (𝑦 + 1)2

𝑥2+ 𝑦2+ 𝑧2+ 3𝑑𝑥𝑑𝑦𝑑𝑧 Với 𝑉 xác định bởi 𝑥2+ 𝑦2+ 𝑧2 ≤ 1

Câu 10: (1đ) Cho hàm số 𝐼(𝑦) = ∫0𝑦ln(1+𝑥𝑦)1+𝑥2 𝑑𝑥 Tính 𝐼′(1)

Trang 11

Câu 2: (1đ) Tính độ cong của đường {𝑥 = 2(𝑡 − sin 𝑡)

𝑦 = 2(1 − cos 𝑡) tại điểm ứng với 𝑡 = 𝜋/2

Câu 3: (1đ) Tìm hình bao của họ đường cong

Câu 6: (1đ) Tính diện tích phần mặt 𝑧 = 𝑥2 + 𝑦2+ 2 nằm trong mặt 𝑥2+ 𝑦2 = 9

Câu 7: (1đ) Tính thể tích của miền giới hạn bởi các mặt cong 𝑦 = 𝑥2, 𝑥 = 𝑦2, 𝑧 = 𝑥2 và mặt 𝑂𝑥𝑦

Câu 8: (1đ) Tính ∬ (2𝑦𝐷 2+ 3)𝑑𝑥𝑑𝑦, với 𝐷 là miền xác định bởi

Trang 12

Câu 2: (1đ) Tính độ cong của đường cong 𝑦 = 𝑒2𝑥 tại 𝐴(0,1)

Câu 3: (1đ) Tìm hình bao của họ đường cong

𝑦 = 4𝑐𝑥3+ 𝑐4, với 𝑐 là tham số

Câu 4: (1đ) Đổi thứ tự lấy tích phân

∫ 𝑑𝑦

1 0

Câu 8: (1đ) Tính ∭ 𝑧𝑑𝑥𝑑𝑦𝑑𝑧𝑉 , với 𝑉 xác định bởi 𝑥2+ 𝑦2+ 𝑧2 ≤ 6, 𝑧 ≥ 𝑥2+ 𝑦2

Câu 9: (1đ) Tính diện tích của miền giới hạn bởi

(𝑥2+ 𝑦2)2 = 4𝑥𝑦

Câu 10: (1đ) Cho hàm số 𝐼(𝑦) = ∫ sin(𝑥𝑦1 2 + 𝑥𝑦 + 𝑦2)𝑑𝑥 Tính 𝐼′(0)

Trang 13

Câu 1: (1đ) Xác định độ cong tại đường cong 𝑥 = √4𝑦 + 1 tại điểm (3,1)

Câu 2: (1đ) Viết phương trình pháp tuyến và tiếp diện của mặt cong 𝑦2 = 3(𝑥2+ 𝑧2) tại điểm (√2, 3,1)

Câu 3: (1đ) Tìm hình bao của họ đường cong: 𝑦 = (2𝑥 + 3𝑐)4

Câu 4: (1đ) Tính ∬ √𝑥𝐷 2+ 𝑦2𝑑𝑥𝑑𝑦, với D là miền phía trên parabol 𝑦 = 𝑥2 và nằm phía trong đường tròn 𝑥2+ 𝑦2 = 2

Câu 5: (1đ) Tính ∭ √6𝑦 − 𝑥𝑉 2− 𝑦2 − 𝑧2𝑑𝑥𝑑𝑦𝑑𝑧 với 𝑉: 𝑥2 + 𝑦2+ 𝑧2 ≤ 6𝑦

Câu 6: (1đ) Tính diện tích miền giới hạn bởi hai đường cong 𝑦 = 𝑥2 và 𝑥 = 𝑦2

Câu 7: (1đ) Tính thể tích miền giới hạn bởi các mặt cong 𝑥 = 𝑦2+ 𝑧2 và 𝑥2 + 𝑦2+ 𝑧2 = 2 nằm trong phần không gian có 𝑥 không âm

Câu 8: (1đ) Tính diện tích mặt cong 𝑧 = 2𝑥2 − 2𝑦2 nằm trong hình trụ 𝑥2+ 𝑦2 = 1

0

Trang 14

PHẦN II: LỜI GIẢI

THAM

KHẢO

Trang 15

LỜI GIẢI THAM KHẢO ĐỀ THI GIỮA KÌ 20163 (ĐỀ 1)

Câu 1: Viết phương trình tiếp diện và pháp tuyến của mặt cong 𝑥2+ 3𝑦 + 2𝑧3 = 3 tại

Vậy hình bao của họ đường thẳng là: 𝑦 = 𝑥2

Câu 3: Tìm điểm có độ cong lớn nhất của đường cong 𝑦 = ln 𝑥

Trang 16

𝐶(𝑀) = |𝑦′′|

(1 + 𝑦′2)

3 2

=

|−1

𝑥2|(1 + 1

𝑥2)

3 2

(1 + 𝑥2)32 (1

𝑥2)

1 2

= 1

(1 + 𝑥2)32.1𝑥

= 𝑥(1 + 𝑥2)32

= 𝑓(𝑥)

⇒ 𝑓′(𝑥) =(1 + 𝑥

2)32−32 2𝑥.(1 + 𝑥2)12 𝑥(1 + 𝑥2)3 =(1 + 𝑥2)32− 3𝑥2 (1 + 𝑥2)12

𝑦 ≥ 0 )

Trang 17

Đổi thứ tự lấy tích phân 𝐷: {0 ≤ 𝑥 ≤ 1 − √1 − 𝑦2

Trang 18

Hình minh họa câu 𝑎

Trang 19

Câu 6: Tính thể tích của vật thể 𝑉 giới hạn bởi các mặt

2 (đvtt)

Trang 20

Câu 7: Tính tích phân bội ba ∭ 𝑦𝑑𝑥𝑑𝑦𝑑𝑧𝑉 trong đó:

Trang 21

−𝑡 𝑡12−1𝑑𝑡

+∞

0

= 12√1 + 𝑦 Γ (

− Hàm 𝑓(𝑥, 𝑦) liên tục trên miền [0; +∞) × [0; 𝑎]

− Tích phân 𝐼(𝑦) = ∫0+∞𝑒−(𝑦+1)𝑥2𝑑𝑥 hội tụ đều trên [0, 𝑎]

⇒ ∫ 𝑒−(𝑦+1)𝑥2𝑑𝑥

+∞

0

hội tụ đều trên [0; 𝑎]

Vậy điều kiện đổi thứ tự lấy tích phân thỏa mãn

Trang 22

❖ Mẹo:

Trong các bài tập sử dụng phương pháp đổi thứ tự lấy tích phân và phương pháp đạo hàm đạo

hàm qua dấu tích phân, chúng ta sẽ “tiền trảm hậu tấu”, tức là cứ áp dụng hai phương pháp trên

để tính tích phân, khi ra kết quả rồi mới kiểm tra điều kiện khả vi, khả tích, giống lời giải tham khảo trên Khi làm như vậy, nếu không đủ thời gian chứng minh điều kiện khả vi, khả tích,

chúng ta vẫn được 0.5đ nếu tính toán đúng tích phân

Trang 23

Câu 1: Viết phương trình tiếp diện và pháp tuyến của mặt cong ln(𝑥2+ 3𝑦) − 3𝑧3 = 2 tại điểm 𝑀(1,0, −1)

𝐹𝑥′(𝑀) = 2

𝐹𝑦′(𝑀) = 3

𝐹𝑧′(𝑀) = −9Phương trình tiếp diện của mặt cong tại 𝑀(1,0, −1) là:

2(𝑥 − 1) + 3(𝑦 − 0) − 9(𝑧 + 1) = 0 ⇔ 2𝑥 + 3𝑦 − 9𝑧 − 11 = 0 Phương trình pháp tuyến của mặt cong tại 𝑀(1,0, −1) là:

4

Trang 24

Câu 3: Tính độ cong của đường 𝑦 = ln(sin 𝑥) tại điểm ứng với 𝑥 = 𝜋/4

Trang 25

−1 1| = 4 ⇒ 𝐽 = 1/4 Miền 𝐷𝑢𝑣 trong tọa độ mới 𝑂𝑢𝑣 giới hạn bởi {

𝑦 =𝑢 + 3𝑣

4

Câu 5: Tính tích phân sau:

Trang 26

Đổi thứ tự lấy tích phân, miền 𝐷: {0 ≤ 𝑥 ≤ 𝑦4

= ln 25

Câu 6: Tính thể tích của vật thể 𝑉 giới hạn bởi các mặt

Trang 27

= 12 − 16 ln 2

Trang 28

Câu 8: Tính tích phân bội ba ∭ (𝑥𝑉 2+ 𝑦2+ 𝑧2)𝑑𝑥𝑑𝑦𝑑𝑧 trong đó 𝑉 là miền giới hạn bởi các mặt 𝑦 = √𝑥2+ 4𝑧2, 𝑦 = 2

Trang 29

0) 𝑑𝑦

*Kiểm tra điều kiện khả tích:

Đặt 𝑓(𝑥, 𝑦) = 𝑥𝑒−𝑦𝑥2

− Hàm 𝑓(𝑥, 𝑦) liên tục trên miền [0; +∞) × [𝑏; 𝑎]

− Tích phân 𝐼(𝑦) = ∫0+∞𝑥𝑒−𝑦𝑥2𝑑𝑥 hội tụ đều trên [𝑏, 𝑎] (𝑎, 𝑏 > 0)

⇒ ∫ 𝑥𝑒−𝑦𝑥2𝑑𝑥

+∞

0

hội tụ đều trên [𝑏; 𝑎]

❖ Mẹo:

Trong các bài tập sử dụng phương pháp đổi thứ tự lấy tích phân và phương pháp đạo hàm đạo hàm

qua dấu tích phân, chúng ta sẽ “tiền trảm hậu tấu”, tức là cứ áp dụng hai phương pháp trên để

tính tích phân, khi ra kết quả rồi mới kiểm tra điều kiện khả vi, khả tích, giống lời giải tham khảo trên Khi làm như vậy, nếu không đủ thời gian chứng minh điều kiện khả vi, khả tích, chúng ta vẫn

được 0.5đ nếu tính toán đúng tích phân

Trang 30

Câu 1: Viết phương trình tiếp tuyến và pháp diện của đường cong 𝑥 = 4 sin2𝑡 , 𝑦 = 4 cos 𝑡,

𝑧 = 2 sin 𝑡 + 1 tại điểm 𝑀(1; −2√3; 2)

Trang 31

Câu 3: Tính độ cong của đường cong 𝑥 = sin 𝑡 + 𝑡 cos 𝑡 , 𝑦 = cos 𝑡 + 𝑡 sin 𝑡 tại điểm ứng với

Trang 32

Câu 5: Tính thể tích vật thể 𝑉 giới hạn bởi các mặt

𝑥 = 9𝑦2+ 𝑧2 và 𝑥 = 9

Giải:

Xét giao tuyến của 𝑥 = 9𝑦2+ 𝑧2 và 𝑥 = 9

9𝑦2+ 𝑧2 = 9 ⇔ (3𝑦)2+ 𝑧2 = 32Hình chiếu của 𝑉 lên 𝑂𝑦𝑧 là 𝐷: (3𝑦)2+ 𝑧2 ≤ 32

Trang 34

Miền 𝐷 trong hệ tọa độ mới 𝑂𝑢𝑣 là 𝐷𝑢𝑣: {1 ≤ 𝑢 ≤ 4

Trang 35

4: Dấu ≤ thể hiện miền 𝑉 nằm trong mặt cầu

𝑧 ≤ √𝑥2 + 𝑦2: Dấu ≤ thể hiện miền 𝑉 nằm dưới mặt nón

0

1 2

Trang 36

= 124

𝜋 4

= 𝜋96

Trang 37

0) 𝑑𝑦

*Kiểm tra điều kiện khả tích:

Đặt 𝑓(𝑥, 𝑦) = 𝑥2𝑒−𝑦𝑥3

− Hàm 𝑓(𝑥, 𝑦) liên tục trên miền [0; +∞) × [𝑏; 𝑎]

− Tích phân 𝐼(𝑦) = ∫0+∞𝑥2𝑒−𝑦𝑥3𝑑𝑥 hội tụ đều trên [𝑏, 𝑎] (𝑎, 𝑏 > 0)

⇒ ∫ 𝑥2𝑒−𝑦𝑥3𝑑𝑥

+∞

0

hội tụ đều trên [𝑏; 𝑎]

❖ Mẹo:

Trong các bài tập sử dụng phương pháp đổi thứ tự lấy tích phân và phương pháp đạo hàm đạo hàm

qua dấu tích phân, chúng ta sẽ “tiền trảm hậu tấu”, tức là cứ áp dụng hai phương pháp trên để

tính tích phân, khi ra kết quả rồi mới kiểm tra điều kiện khả vi, khả tích, giống lời giải tham khảo trên Khi làm như vậy, nếu không đủ thời gian chứng minh điều kiện khả vi, khả tích, chúng ta vẫn

được 0.5đ nếu tính toán đúng tích phân

Trang 38

Câu 1: Tính độ cong tại 𝑡 = 0 của đường {𝑥 = 𝑒−𝑡− sin 𝑡

=|(−2) 2 − 1 (−1)|

(22+ 12)32

= 35√5

Câu 2: Lập phương trình pháp tuyến và tiếp diện tại 𝐴(1,1,0) của mặt 𝑧 = ln(3𝑥 − 2𝑦)

Giải:

Đặt 𝐹(𝑥, 𝑦, 𝑧) = 𝑧 − ln(3𝑥 − 2𝑦) ⇒ 𝐹𝑥′ = −3

3𝑥 − 2𝑦 , 𝐹𝑦

′ = 23𝑥 − 2𝑦 , 𝐹𝑧

′ = 1 Tại 𝐴(1,1,0) ⇒ 𝐹𝑥′(𝐴) = −3, 𝐹𝑦′(𝐴) = 2, 𝐹𝑧′(𝐴) = 1

Phương trình pháp tuyến của mặt cong tại 𝐴(1,1,0) là:

−3(𝑥 − 1) + 2(𝑦 − 1) + 𝑧 = 0 ⇔ −3𝑥 + 2𝑦 + 𝑧 + 1 = 0

Câu 3: Cho hàm vecto 𝑝⃗(𝑡) = (sin 2𝑡 , cos 2𝑡 , 𝑒−𝑡) và 𝑟⃗(𝑡) = (𝑡2 + 1)𝑝⃗(𝑡) Tính 𝑟⃗⃗⃗⃗(0) ′

Giải:

𝑟⃗(𝑡) = (𝑡2 + 1)𝑝⃗(𝑡) ⇒ 𝑟⃗⃗⃗⃗(𝑡) = [(𝑡′ 2 + 1)𝑝⃗(𝑡)]′= (𝑡2+ 1)′𝑝⃗(𝑡) + (𝑡2+ 1)𝑝⃗⃗⃗⃗(𝑡) ′

= 2𝑡 (sin 2𝑡 , cos 2𝑡 , 𝑒−𝑡) + (𝑡2+ 1)(2 cos 2𝑡 , −2 sin 2𝑡 , −𝑒𝑡)

⇒ 𝑟⃗⃗⃗⃗(0) = 2.0 (sin 0 , cos 0 , 𝑒′ −0) + 1 (2 cos 0 , −2 sin 0 , −𝑒0) = (2,0, −1)

Trang 39

Câu 4: Đổi thứ tự lấy tích phân 𝐼 = ∫ 𝑑𝑥−12 ∫−𝑥2−𝑥 𝑓(𝑥, 𝑦)𝑑𝑥𝑑𝑦

5

Trang 40

Câu 6: Tính ∬ (𝑥 + 𝑦)(𝑥 − 2𝑦 − 1)𝐷 2𝑑𝑥𝑑𝑦, 𝐷 giới hạn bởi 𝑥 + 𝑦 = 0, 𝑥 + 𝑦 = 3, 𝑥 − 2𝑦 = 1,

𝑥 − 2𝑦 = 2

Giải:

Đặt {𝑥 − 2𝑦 = 𝑣𝑥 + 𝑦 = 𝑢 ⇒ 𝐽−1= |1 1

1 −2| = −3 ⇒ |𝐽| = 1/3 Miền (𝐷′) mới trong hệ tọa độ mới 𝑂𝑢𝑣 là (𝐷′): {0 ≤ 𝑢 ≤ 3

Câu 7: Tính ∭ 𝑧√𝑥𝑉 2+ 𝑦2𝑑𝑥𝑑𝑦𝑑𝑧, 𝑉 giới hạn bởi 𝑥2+ 𝑦2 = 1, 𝑧 = 0, 𝑧 = 2

Câu 8: Tính thể tích vật thể 𝑉 giới hạn bởi

𝑥 = √𝑦2+ 𝑧2, 𝑥 = √1 − 𝑥2 − 𝑦2

Trang 41

Giải:

Hình minh họa miền 𝑉 được vẽ lại theo quy tắc tam diện thuận

Đặt {𝑦 = 𝑟 sin 𝜃 cos 𝜑𝑧 = 𝑟 sin 𝜃 sin 𝜑

Trang 42

Khi đổi vai trò của 𝑥 và 𝑦 cho nhau thì miền 𝑉 không thay đổi

0

=𝜋

2

32

Trang 43

LỜI GIẢI THAM KHẢO ĐỀ GIỮA KỲ 20182 (ĐỀ 2)

Câu 1: Viết phương trình tiếp diện và pháp tuyến của mặt cong 𝑥2+ 𝑦2 − 𝑒𝑧− 2𝑦𝑥𝑧 = 0 tại điểm 𝑀(1,0,0)

Phương trình tiếp diện của mặt cong tại 𝑀(1,0,0) là:

𝑥 = −𝑐

𝑦 = 2𝑐 Điểm (−𝑐, 2𝑐) không thuộc họ đường tròn (𝑥 + 𝑐)2+ (𝑦 − 2𝑐)2 = 5

⇒ Họ đường tròn không có điểm kì dị

Xét {𝐹 = 0

𝐹𝑐′= 0⇔ {

(𝑥 + 𝑐)2+ (𝑦 − 2𝑐)2− 5 = 02(𝑥 + 𝑐) − 4(𝑦 − 2𝑐) = 0 ⇔ {

{−𝑥 + 2 = 𝑐𝑦 − 1

2 = 𝑐{

Trang 44

𝑑𝑦

Giải:

Trang 45

Đổi thứ tự lấy tích phân, miền 𝐷: {1 ≤ 𝑥 ≤ 𝑦2 + 1

Gọi miền cần tính diện tích là 𝐷

Đặt {𝑥 = 𝑟 cos 𝜑𝑦 = 𝑟 sin 𝜑 , |𝐽| = 𝑟 Miền 𝐷: { 1 ≤ 𝑟 ≤ 2 sin 𝜑

𝜋/6 ≤ 𝜑 ≤ 5𝜋/6Diện tích miền 𝐷 là:

Trang 46

𝑆 = ∬ 𝑑𝑥𝑑𝑦

𝐷

= ∫ 𝑑𝜑

5𝜋 6

𝜋 6

Trang 48

Câu 7: Tính độ cong tại điểm 𝑀(−1,0, −1) của đường cong là giao của mặt trụ 4𝑥2+ 𝑦2 = 4

và mặt phẳng 𝑥 − 3𝑧 = 2

Giải:

Tham số hóa { 𝑥 = cos 𝑡

𝑦 = 2 sin 𝑡 (do 𝑥2+ 𝑦2/4 = 1) ⇒ Đường 𝐿 có dạng {

𝑥′(𝑀) = 0, 𝑥′′(𝑀) = 1

𝑦′(𝑀) = 2, 𝑦′′(𝑀) = 0

𝑧′(𝑀) = 0, 𝑧′′(𝑀) =1

3

Câu 8: Chứng minh rằng hàm số 𝐼(𝑦) = ∫ 𝑒−𝑥 1−cos(𝑥𝑦)

hội tụ đều trên 𝑅

(theo tiêu chuẩn Weierstrass)

Trang 50

Câu 1: Viết phương trình tiếp tuyến và pháp diện của đường cong 𝑥 = sin 𝑡 , 𝑦 = cos 𝑡 , 𝑧 = 𝑒2𝑡tại điểm 𝑀(0,1,1)

{

𝑥 = 𝑡

𝑦 = 1

𝑧 = 1 + 2𝑡Tại 𝑀(0,1,1), phương trình pháp diện của đường cong 𝐿 là:

Câu 3: Đổi thứ tự lấy tích phân

Trang 52

0 ≤ 𝑥 ≤𝜋

2Chia miền 𝐷 thành:

Trang 53

∫ cos(𝑥 + 𝑦)𝑑𝑦

𝜋 2

Trang 54

⇒ Điều phải chứng minh

Câu 8: Tính tích phân ∭ (2𝑦 − 𝑧)𝑉 2𝑑𝑥𝑑𝑦𝑑𝑧 trong đó 𝑉 là hình cầu 𝑥2 + 𝑦2+ 𝑧2 ≤ 1

Trang 55

hội tụ đều trên 𝑅

(theo tiêu chuẩn Weierstrass)

Trang 57

LỜI GIẢI THAM KHẢO ĐỀ THI GIỮA KỲ 20183 (ĐỀ 1)

Câu 1: Tìm hình bao của họ đường thẳng 𝑥 − 𝑐𝑦 + 𝑐3 = 0

𝐹𝑥′(𝐴) = −1

𝐹𝑦′(𝐴) = −2

𝐹𝑧′(𝐴) = 1Phương trình tiếp diện của mặt cong tại 𝐴(1; 0; 1) là:

−1 (𝑥 − 1) − 2 (𝑦 − 0) + 1 (𝑧 − 1) = 0 ⇔ −𝑥 − 2𝑦 + 𝑧 = 0 Phương trình pháp tuyến của mặt cong tại 𝐴(1; 0; 1) là:

Trang 58

Câu 3: Đổi thứ tự lấy tích phân:

Trang 59

Miền 𝐷 trong tọa độ cực suy rộng 𝐷: {0 ≤ 𝑟 ≤ √

𝜋2

0

= 12√2∫ 𝑑𝜑

𝜋

0

= 𝜋2√2

Câu 5: Tính

∭ 𝑥 + 𝑦 + 2(𝑥 + 1)(𝑦 + 1)𝑧𝑑𝑥𝑑𝑦𝑑𝑧

2

1 1

Trang 60

Câu 7: Tìm giới hạn lim

𝑦→0∫sin 𝑦cos 𝑦arctan(𝑥 − 𝑦)𝑑𝑥

𝑓(𝑥, 𝑦) = arctan(𝑥 − 𝑦) liên tục với (𝑥, 𝑦) ∈ 𝑅2

cos 𝑦 liên tục với y ∈ Rsin 𝑦 liên tục với y ∈ R

Trang 61

Câu 8: Tìm điểm có độ cong nhỏ nhất của đường 𝑥2+ 4𝑦2 = 4𝑥

Giải:

Ta có: 𝑥2+ 4𝑦2 = 4𝑥 ⇔ (𝑥 − 2)2+ 4𝑦2 = 4 ⇔(𝑥 − 2)2

4 + 𝑦

2 = 1 Đặ𝑡 {𝑥 = 2 + 2 cos 𝑡𝑦 = sin 𝑡 ⇒ {𝑥

′= −2 sin 𝑡 , 𝑥′′ = −2 cos 𝑡

𝑦′ = cos 𝑡 , 𝑦′′ = − sin 𝑡

Độ cong của đường cong tại một điểm ứng với 𝑡 bất kỳ là:

𝐶 =|𝑥′𝑦′′− 𝑥′′ 𝑦′|(𝑥′2+ 𝑦′2)3/2

5/2 = −18 sin 𝑡 cos 𝑡(52 −32 cos 2𝑡)

Trang 62

Với cos 𝑡 = 0 ⇔ sin 𝑡 = ±1 ⇒ [𝑥 = 2, 𝑦 = −1

𝑥 = 2, 𝑦 = 1Vậy đường cong có độ cong nhỏ nhất tại điểm (2, −1) hoặc (2,1)

Câu 9: Tính

∭ (𝑦 + 1)2

𝑥2+ 𝑦2+ 𝑧2+ 3𝑑𝑥𝑑𝑦𝑑𝑧 Với 𝑉 xác định bởi 𝑥2 + 𝑦2+ 𝑧2 ≤ 1

Định dạng
Số trang	82
Dung lượng	1,91 MB