Barion Pixel Kétváltozós függvények | mateking
 

Kétváltozós függvények

1.

Deriváljuk a következő függvényeket.

a) \( f(x,y)=x^5+y^6+xy^3-x^3y^4+12 \)

b) \( f(x,y)=x^4+y^2+2xy^6-x^3y^4 \)

2.

a) Adjuk meg az $e^x+y^2=x^3+\ln{y}$ implicit függvény deriváltját!

b) Deriváljuk $x$ és $y$ szerint:

$x^3+e^y+\ln{z}=z^2+e^x$

3.

Egy üzemben kétféle terméket állítanak elő. Ha az $A$ típusú eladási ára \$x a $B$ típusúé \$y, akkor az alkalmazott áraktól függően az $A$ típusból $f(x,y)=29-3x+y$, a $B$ típusból pedig $g(x,y)=16+x-4y$, az eladható heti mennyiség 1000 darabban van megadva. Milyen eladási árakat kell alkalmazni, hogy a profit maximális legyen, ha az $A$ típusú termék előállítási költése \$2/darab míg a $B$ típusúé \$1/darab?

4.

Keressük a következő függvény lokális szélsőértékhelyeit és nyeregpontjait.

\( f(x,y)=-x^3+30xy-30y^2+10 \)

5.

Keressük a következő függvény lokális szélsőértékhelyeit és nyeregpontjait.

\( f(x,y)=2x^2y+2xy-3y^2+10 \)

6.

Keressük a következő függvény lokális szélsőértékhelyeit és nyeregpontjait.

\( f(x,y)=x^3+2xy-4x^2-y^2 \)

7.

Keressük a következő függvény lokális szélsőértékhelyeit és nyeregpontjait.

\( f(x,y)=xy^2-y^2-2\ln{(xy)} \)

8.

Keressük a következő függvény lokális szélsőértékhelyeit és nyeregpontjait.

\( f(x,y)=-8x+y+\frac{1}{x^2y} \)

9.

Keressük a következő függvény lokális szélsőértékhelyeit és nyeregpontjait.

\( f(x,y)=6xy-3x^2y-y^3 \)

10.

Keressük a következő függvény lokális szélsőértékhelyeit és nyeregpontjait.

\( f(x,y)=2x^3+y^2+6xy+4 \)

11.

Keressük a következő függvény lokális szélsőértékhelyeit és nyeregpontjait.

\( f(x,y)=2x+2y+\frac{1}{x^2}+\frac{1}{y^2} \)

12.

Keressük a következő függvény lokális szélsőértékhelyeit és nyeregpontjait.

\( f(x,y)=x^3+y^3-3xy \)

13.

Keressük a következő függvény lokális szélsőértékhelyeit és nyeregpontjait.

\( f(x,y)=x^2+y^2+\frac{1}{x^2\cdot y^2} \)

14.

Keressük a következő függvény lokális szélsőértékhelyeit és nyeregpontjait.

\( f(x,y)= \left( x^2-6x \right) \cdot \left( y^2-4y \right) \qquad x,y>0 \)

15.

Írjuk föl az érintősík egyenletét a $P(2,5, f(2,5))$ pontban!

\( f(x,y)= 4x^3y^2-xy-y^2 \)

16.

Írjuk föl az érintősík egyenletét a $P(1,-1, f(1,-1))$ pontban!

\( f(x,y)= 6xy-3x^2y-y^3 \)

17.

Írjuk föl annak az érintősíknak az egyenletét, amely párhuzamos a $z=3x+2y-7$ síkkal és az $f(x)=2x^3y-y^2+3x$ függvényt érinti!

18.

Milyen $\alpha$ paraméter esetén halad át a $P(0,2,1)$ pontban, az $f(x,y)=e^{\alpha \cdot x} + y \cdot \ln{ (xy^2+1)} $ függvényhez húzott érintő az $R(1,3,1)$ ponton?

19.

Milyen $\alpha$ paraméter esetén halad át a $P(1,0,f(1,0))$ pontban, az $f(x,y)=\alpha \cdot x^2 \cdot e^y + y \cdot \ln{ (xy^2+\alpha) } $ függvényhez húzott érintő az $R(0,1,2)$ ponton?

20.

Keressük a következő függvények lokális szélsőértékhelyeit és nyeregpontjait.

a) \( f(x,y)=x^4+y^4-4xy \)

b) \( f(x,y)=e^{x-2}-x+\ln{\left( y^2+1 \right)} \)

21.

Keressük a következő függvények feltételes szélsőértékhelyeit.

a) $ f(x,y)=xy+12$, a feltétel: $x^2+y^2=8$

b) $ f(x,y)=12-x^2-y^2 $, a feltétel: $x-y-4=0$

22.

Keressük a következő függvények feltételes szélsőértékhelyeit.

a) $ f(x,y)=x^2+y^2+4 \rightarrow \text{min.}$, a feltétel: $3x-y=2$

b) $ f(x,y)=x+y+4 \rightarrow \text{min.} $, a feltétel: $x^2+y^2=8$

23.

$f(x,y)=4x^2+4y^2+5$, adjuk meg a szintvonalakat $c=0$, $c=5$, $c=10$ és $c=15$ esetben, utána pedig keressük meg a szélsőértékeket, és vizsgáljuk meg a konvexitást.

24.

Keressük meg a szintvonalak segítségével a következő függvények feltételes szélsőértékhelyeit.

a) $ f(x,y)=5x^2+5y^2 \rightarrow \text{min.}$, a feltétel: $x-y=2$

b) $ f(x,y)=10xy \rightarrow \text{max.} $, a feltétel: $x+y=2$

25.

a) Adjuk meg az $f(x,y)=x^3-x^2y^4+4y^3$ függvény $(2,1)$ pontbeli értintősíkjának egyenletét!

b) Milyen $ \alpha $ paraméter esetén halad át a $ P(0,1,1)$ pontban az $f(x,y)= \ln{ \left( \alpha \cdot x +y^2 \right) } + y e^x $ függvényhez húzott érintő az $R(1,0,1)$ ponton?

26.

a) Számoljuk ki a $\underline{v}=(3,4)$ iránymenti deriváltját a $P(2,1)$ pontban ennek a függvénynek:

$ f(x,y)=x^4+xy^3+y^5 $

b) Számoljuk ki a $\underline{v}=(2,2,1)$ iránymenti deriváltját a $P(3,5,4)$ pontban ennek a függvénynek:

$ f(x,y)=x^4+y^4+x\cdot z^2$

27.

Adjuk meg az $f(x,y)=2x \ln{ \left( x^2-xy^2-4 \right) }$ függvény totális deriváltját a $P(5,2)$ pontban.

28.

Adjuk meg az első- és másodrendű deriváltjait!

\( f(x,y)=yx^5-2xy^3+4x-5 \)

29.

Adjuk meg az első- és másodrendű deriváltjait!

\( f(x,y)=x^3-3xy^2-5y+e^{2x} \)

30.

Számoljuk ki az $f(x,y)=\arctan{\left( y^x \right) }$ gradiensét a $P_0 (1,2)$ pontban.

31.

Számoljuk ki az $f(x,y)=\sin{ \left( \ln{\left( y^x \right) } \right)}$ gradiensét a $P_0(3,1)$ pontban.

32.

Számoljuk ki az $f(x,y)=\cos{ \ln{ \left( x^y \right)} }$ gradiensét a $P_0(7,1)$ pontban.

33.

Keressük a következő függvény lokális szélsőértékhelyeit és nyeregpontjait.

\( g(x,y)=2x^3-6xy+3y^2 \)

34.

Keressük a következő függvény lokális szélsőértékhelyeit és nyeregpontjait.

\( f(x,y)=x^2-xy+y^2+9x-6y+20 \)

35.

a) Adjuk meg az $ f(x,y)=x^5+y^6+xy^3-x^3y^4+12 $ függvény $x$ és $y$ szerinti deriváltjait.

b) Adjuk meg az $ f(x,y)=x^4+y^2+2xy^6-x^3y^4$ függvény másodrendű deriváltjait.

36.

a) Adjuk meg az $ f(x,y)=x^4+4x^2y^3+y^2 $ függvény deriváltvektorát vagy gradiensét.

b) Számoljuk ki ennek a kétváltozós függvénynek a gradiensét vagy deriváltvektorát a $P(2,3)$ pontban:

$ f(x,y)=3x^4-y^3+x^3y^2$.

c) Van itt ez a háromváltozós függvény:

$ f(x,y,z)=x^4-y^3+z^2+x \cdot z^3$

Számoljuk ki a deriváltvektorát a $P(3,2,4)$ pontban.

37.

a) Számoljuk ki a $P=(0,1)$ pontban milyen irányban emelkedik a legmeredekebben az $f(x,y)=y^4 \cdot e^x - \ln{y}$ függvény felülete és mekkora ez az emelkedés.

b) Az $f$ függvény által megadott felületre a $P=(3,6)$ pontban függőlegesen cseppentünk egy vízcseppet. Milyen irányban indul el a vízcsepp a felületen?

$ f(x,y)=x^4 \cdot e^{2x-y}+y^2 $

38.

a) Számoljuk ki az $f(x,y)=x^4-x^2y^3+\ln{x}$ függvény iránymenti deriváltját a $\underline{v}=(3,4)$ irány szerint az $(1,2)$ pontban.

b) Milyen irányban emelkedik a legmeredekebben, és melyik irányban lesz éppen nulla az iránymenti deriváltja a $P(2,5)$ pontban ennek a függvénynek:

$f(x,y)=\sqrt[3]{x^4+8y^2} $

c) Számoljuk ki az iránymenti deriváltját ennek a függvénynek is a $P\left(\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{4}\right)$ pontban a $\underline{v}=(1,2)$ irány szerint.

$f(x,y)=\tan{(2x+3y)}$

39.

Adjuk meg az alábbi kétváltozós függvények $x$ és $y$ szerinti deriváltjait.

a) \( f(x,y)=x^4+e^y+\ln{y}+\sin{x}+\cos{y}+\tan{y} \)

b) \( f(x,y)=x^y \)

c) \( f(x,y)=\ln{y} \cdot \left( x^3+y^4 \right) + e^x \cdot \left( x^2 + y^2 \right) \)

d) \( f(x,y)=\ln{\left( x^4+y^3 \right)} + e^{xy^2} + \sqrt[5]{x^6+e^y} \)

40.

a) Adjuk meg az \( f(x,y)=16-x^2-y^2 \) függvény $P(1,2)$ ponthoz tartozó $x$ szerinti, $y$ szerinti és $z$ szerinti szintvonalait.

b) Adjuk meg az \( f(x,y)=x^2 \cdot y^3 + x \cdot \ln{y} + y^5 \) függvény $P(4,1)$ ponthoz tartozó $x$ szerinti, $y$ szerinti és $z$ szerinti szintvonalait.