J F (ρ, ϕ, θ) = cos ϕ ρ sin ϕ 0. Teoremă (a diferenţiabilităţii compuse) (legea lanţului) Fie F : D deschis

Σχετικά έγγραφα
(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Puncte de extrem pentru funcţii reale de mai multe variabile reale.

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

Curs 4 Serii de numere reale

f(x) = l 0. Atunci f are local semnul lui l, adică, U 0 V(x 0 ) astfel încât sgnf(x) = sgnl, x U 0 D\{x 0 }. < f(x) < l +

Integrala nedefinită (primitive)

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Orice izometrie f : (X, d 1 ) (Y, d 2 ) este un homeomorfism. (Y = f(x)).

CURS VII-IX. Capitolul IV: Funcţii derivabile. Derivate şi diferenţiale. 1 Derivata unei funcţii. Interpretarea geometrică.

Curs 1 Şiruri de numere reale

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

APLICAŢII ALE CALCULULUI DIFERENŢIAL. Material pentru uzul studenţilor de la FACULTATEA DE

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

Capitolul 4. Integrale improprii Integrale cu limite de integrare infinite

Toate subiectele sunt obligatorii. Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. Se acordă din oficiu 10 puncte. SUBIECTUL I.

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

SEMINAR TRANSFORMAREA FOURIER. 1. Probleme

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

Cursul Măsuri reale. D.Rusu, Teoria măsurii şi integrala Lebesgue 15

Siruri de numere reale

Curs 2 Şiruri de numere reale

Conice - Câteva proprietǎţi elementare

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

( ) ( ) ( ) Funcţii diferenţiabile. cos x cos x 2. Fie D R o mulţime deschisă f : D R şi x0 D. Funcţia f este

2 Transformări liniare între spaţii finit dimensionale

z a + c 0 + c 1 (z a)

Capitolul 7 DERIVATE. DIFERENŢIALE

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

Functii Breviar teoretic 8 ianuarie ianuarie 2011

EDITURA PARALELA 45 MATEMATICĂ DE EXCELENŢĂ. Clasa a X-a Ediţia a II-a, revizuită. pentru concursuri, olimpiade şi centre de excelenţă

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate

Concurs MATE-INFO UBB, 1 aprilie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

Lectia VI Structura de spatiu an E 3. Dreapta si planul ca subspatii ane

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

TEMA 9: FUNCȚII DE MAI MULTE VARIABILE. Obiective:

2.1 Sfera. (EGS) ecuaţie care poartă denumirea de ecuaţia generală asferei. (EGS) reprezintă osferă cu centrul în punctul. 2 + p 2

CONCURS DE ADMITERE, 17 iulie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

Funcţii Ciudate. Beniamin Bogoşel

Fie I R un interval deschis, G R n, n 1, un domeniu şi f : I G R n. Forma generala a unei ecuaţii diferenţiale de ordinul întâi este: = f(x, y).

CONCURSUL DE MATEMATICĂ APLICATĂ ADOLF HAIMOVICI, 2017 ETAPA LOCALĂ, HUNEDOARA Clasa a IX-a profil științe ale naturii, tehnologic, servicii

riptografie şi Securitate

Spatii liniare. Exemple Subspaţiu liniar Acoperire (înfăşurătoare) liniară. Mulţime infinită liniar independentă

Subiecte Clasa a VIII-a

CAPITOLUL 8 CURBE ÎN PLAN ŞI ÎN SPAŢIU Curbe în plan

INTERPOLARE. y i L i (x). L(x) = i=0

Lectia III Produsul scalar a doi vectori liberi

1 Serii numerice Definiţii. Exemple... 45

Ecuatii exponentiale. Ecuatia ce contine variabila necunoscuta la exponentul puterii se numeste ecuatie exponentiala. a x = b, (1)

Principiul Inductiei Matematice.

avem V ç,, unde D = b 4ac este discriminantul ecuaţiei de gradul al doilea ax 2 + bx +

Sisteme de ecuaţii diferenţiale

CAPITOLUL 4 FUNCŢIONALE LINIARE, BILINIARE ŞI PĂTRATICE

1Ecuaţii diferenţiale

4 Funcţii continue Derivate parţiale, diferenţială Extremele funcţiilor, formule Taylor Serii numerice Integrale improprii 36

a) (3p) Sa se calculeze XY A. b) (4p) Sa se calculeze determinantul si rangul matricei A. c) (3p) Sa se calculeze A.

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

7. Fie ABCD un patrulater inscriptibil. Un cerc care trece prin A şi B intersectează

Problema a II - a (10 puncte) Diferite circuite electrice

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

Lucian Maticiuc CURS I II. 1 Matrice şi determinanţi. Sisteme de ecuaţii liniare. 1.1 Matrice şi determinanţi

Integrale cu parametru

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

Seminar Algebra. det(a λi 3 ) = 0

Ion CRĂCIUN CAPITOLE DE MATEMATICI SPECIALE EDITURA PIM

Criterii de comutativitate a grupurilor

T R A I A N ( ) Trigonometrie. \ kπ; k. este periodică (perioada principală T * =π ), impară, nemărginită.

6 n=1. cos 2n. 6 n=1. n=1. este CONV (fiind seria armonică pentru α = 6 > 1), rezultă

1. Completati caseta, astfel incat propozitia obtinuta sa fie adevarata lg 4 =.

Lucrare. Varianta aprilie I 1 Definiţi noţiunile de număr prim şi număr ireductibil. Soluţie. Vezi Curs 6 Definiţiile 1 şi 2. sau p b.

Olimpiada Naţională de Matematică Etapa locală Clasa a IX-a M 1

CURS METODA OPERAŢIONALĂ DE INTEGRARE A ECUAŢIILOR CU DERIVATE PARŢIALE DE ORDIN II

CONCURSUL INTERJUDEȚEAN DE MATEMATICĂ TRAIAN LALESCU, 1998 Clasa a V-a

MARCAREA REZISTOARELOR

1.3 Baza a unui spaţiu vectorial. Dimensiune

Ecuatii trigonometrice

NOŢIUNI INTRODUCTIVE

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

Capitolul 4 PROPRIETĂŢI TOPOLOGICE ŞI DE NUMĂRARE ALE LUI R. 4.1 Proprietăţi topologice ale lui R Puncte de acumulare

* K. toate K. circuitului. portile. Considerând această sumă pentru toate rezistoarele 2. = sl I K I K. toate rez. Pentru o bobină: U * toate I K K 1

Capitolul 2. Integrala stochastică

VII.2. PROBLEME REZOLVATE

Algebră liniară CAPITOLUL 3

CURS 11: ALGEBRĂ Spaţii liniare euclidiene. Produs scalar real. Spaţiu euclidian. Produs scalar complex. Spaţiu unitar. Noţiunea de normă.

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

Fişier template preliminar

SEMINAR TRANSFORMAREA LAPLACE. 1. Probleme. ω2 s s 2, Re s > 0; (4) sin ωt σ(t) ω. (s λ) 2, Re s > Re λ. (6)

Analiza matematica Specializarea Matematica vara 2010/ iarna 2011

ELEMENTE DE GEOMETRIA COMPUTAŢIONALĂ A CURBELOR Interpolare cu ajutorul funcţiilor polinomiale

Transcript:

3) Coordonate sferice Fie funcţia vectorială F : R + [ π, π] [0, π) R 3, F (ρ, ϕ, θ) = (ρ sin ϕ cos θ, ρ sin ϕ sin θ, ρ cos ϕ). Observăm că F exprimă legătura dintre coordonatele carteziene şi coordonatele x = ρ sin ϕ cos θ polare în spaţiu: y = ρ sin ϕ sin θ, ρ > 0, ϕ [ π, π], θ [0, π). z = ρ cos ϕ F este diferenţiabilă pe D deschis R + [ π, π] [0, π) deoarece f 1, f, f 3 : R + [ π, π] [0, π) R sunt diferenţiabile pe D (fiind de clasă C 1 ), unde f 1 (ρ, ϕ, θ) = ρ sin ϕ cos θ, f (ρ, ϕ, θ) = ρ sin ϕ sin θ, f 3 (ρ, ϕ, θ) = ρ cos ϕ. sin ϕ cos θ ρ cos ϕ cos θ ρ sin ϕ sin θ J F (ρ, ϕ, θ) = = sin ϕ sin θ ρ cos ϕ sin θ ρ sin ϕ cos θ cos ϕ ρ sin ϕ 0 f 1 ρ f f 1 ϕ f f 1 θ f ρ f 3 ρ ϕ f 3 ϕ θ f 3 θ det J F (ρ, ϕ, θ) = D(f1,f,f3) D(ρ,ϕ,θ) = ρ sin ϕ. sin ϕ cos θ ρ cos ϕ cos θ ρ sin ϕ sin θ sin ϕ sin θ ρ cos ϕ sin θ ρ sin ϕ cos θ cos ϕ ρ sin ϕ 0 = Teoremă (a diferenţiabilităţii compuse) (legea lanţului) Fie F : D deschis R n deschis R m, G : R p şi a D. Dacă F este diferenţiabilă în a şi G este diferenţiabilă în b = F, atunci aplicaţia compusă G F : D R p este diferenţiabilă în a şi d(g F ) = dg(f ) df. Demonstraţie. Deoarece F este diferenţiabilă în a, un operator liniar T = df : R n R m şi o funcţie α : D R m aşa ca lim α(x) = α = 0 şi x D, F (x) = F + T (x a) + α(x) x a. Analog, deoarece G este diferenţiabilă în b = F, un operator liniar S = dg(b) : R m R p şi o funcţie β : R p aşa ca limβ(y) = β(b) = 0 şi y b y, G(y) = G(b) + S(y b) + β(y) y b. Pentru orice x D, fie y = F (x). Prin urmare, x D, (G F )(x) = (G F ) + S(F (x) F ) + β(f (x)) F (x) F, de unde (G F )(x) = (G F ) + (S T )(x a) + x a S(α(x)) + +β(f (x)) T (x a) + α(x) x a. { T (x a)+α(x) x a S(α(x)) + β(f (x)) Fie γ(x) = x a, x D\{a} 0, x = a. Deoarece S T = dg(f ) df : R n R p este operator liniar, rămâne de arătat că lim γ(x) = 0. Într-adevăr, avem: lim S(α(x)) = S(0) = 0 (S este operator liniar, deci continuu). De asemenea, T (x a) + α(x) x a x a 1 T (x a) x a + α(x) L + 1

(orice operator liniar este funcţie lipschitziană iar lim α(x) = 0). În plus, β(f (x)) = 0 (deoarece limβ(y) = β(b) = β(f ) = 0 şi F este diferenţiabilă, lim y b deci continuă în a). Prin urmare, G F : D R p este diferenţiabilă în a şi, mai mult, d(g F ) = dg(f ) df = S T. Consecinţa 1. În condiţiile teoremei anterioare, J G F M p,n(r) = J G (F ) M p,m(r) J F. M m,n(r) Demonstraţie. Afirmaţia rezultă imediat folosind teorema anterioară, faptul că matricea jacobiană este de fapt matricea asociată diferenţialei în punct (care este operator liniar) şi faptul că dacă T : R n R m, S : R m R p sunt aplicaţii liniare, atunci S T : R n R p este aplicaţie liniară şi A S T = A S A T. Observaţie. Formula anterioară exprimă concentrat toate regulile posibile de derivare (parţială) compusă pe care le vom obţine prin particularizări convenabile. Derivatele parţiale compuse se utilizează în teoremele ecuaţiilor cu derivate parţiale, la transformarea ecuaţiilor diferenţiale prin schimbări de variabile etc. Consecinţa. În condiţiile teoremei anterioare, dacă în particular m = n = p, F = (f 1, f,..., f n ), G = (g 1, g,..., g n ), H = G F = (h 1, h,..., h n ), unde h i (x 1, x,..., x n ) = g i (f 1 (x 1, x,..., x n ), f (x 1, x,..., x n ),..., f n (x 1, x,..., x n )), i = y 1 y y n 1, n, atunci D(h 1, h,..., h n ) D(x 1, x,..., x n ) = D(g 1, g,..., g n ) D(y 1, y,..., y n ) (b) D(f 1, f,..., f n ) D(x 1, x,..., x n ). Demonstraţie. Afirmaţia rezultă imediat trecând la determinanţi în consecinţa anterioară şi folosind faptul că determinantul produsului a două matrici este egal cu produsul determinanţilor matricilor. Consecinţa 3. Fie f : D deschis R deschis R, f(t) = (u(t), v(t)), t D, g : R. Dacă f este diferenţiabilă pe D şi g este diferenţiabilă pe, atunci h = g f : D R, h(t) = g(f(t)) = g(u(t), v(t)) este derivabilă pe D şi h (t) = g u (u(t), v(t)) u (t) + g v (u(t), v(t)) v (t), t D. Demonstraţie. Din Consecinţa 1, avem J h (t) = J g (f(t)) J f (t), ceea ce ( ) ( ) antrenează h (t) = g g u u v (t) v = g (t) u u (t) + g v v (t), t D. Consecinţa 4. Fie F : D deschis R deschis R, F (x, y) = (u(x, y), v(x, y)), (x, y) D, G : R.

Dacă F este diferenţiabilă pe D şi G este diferenţiabilă pe, atunci H = G F : D R, H(x, y) = G(F (x, y)) = G(u(x, y), v(x, y)) este diferenţiabilă pe D şi { H = G u u + G v v, H y = G u u y + G v v y, (x, y) D. Demonstraţie. Din Consecinţa 1, avem J H (x, y) = J G (F (x, y)) J F (x, y), ( ) H H ceea ce antrenează y = ( ) ) ( u u G G y u v, (x, y) D, de unde concluzia. v v y TEOREMA LUI SCHWARZ. TEOREMA LUI YOUNG. Aşa cum am observat anterior, nu este neapărat obligatoriu ca derivatele parţiale mixte pereche de ordin ale unei funcţii într-un punct să coincidă. Totuşi, în cele ce urmează, vom indica două condiţii suficiente diferite care asigură egalitatea derivatelor parţiale mixte pereche de ordin ale unei funcţii într-un punct. Teorema lui Schwarz. Fie f : D deschis R n R, a D. Dacă j, f j (i, j = 1, n, i j) şi sunt finite pe o întreagă vecinătate deschisă V = V D şi dacă sunt continue în a, atunci f j = f j. Observaţie. Condiţiile din Teorema lui Schwarz sunt suficiente, dar nu neapărat necesare: { Fie f : R y R, f(x, y) = ln(1 + x y ), y 0. 0, y = 0 Derivatele parţiale mixte de ordinul ale lui f nu sunt continue în (0, 0) şi totuşi f y (0, 0) = f y (0, 0). Definiţie. Fie f : D deschis R n R. Spunem că: i) f este de clasă C k (k ) pe D (şi notăm aceasta prin f C k (D)) dacă f este parţial derivabilă de ordin k (în raport cu toate variabilele) pe D şi toate aceste derivate parţiale de ordin k sunt continue pe D; ii) f este de clasă C pe D (şi notăm aceasta prin f C (D)) dacă f C k (D), k 0. Consecinţă. Din Teorema lui Schwarz rezultă că dacă f C (D), D deschis R n, atunci f j = f j, a D, i, j = 1, n, i j. Teorema lui Young. Fie f : D deschis R n R, a D. Dacă f este derivabilă parţial (în raport cu toate variabilele) pe o vecinătate deschisă 3

V = V D a punctului a şi dacă toate derivatele parţiale f, i = 1, n sunt diferenţiabile în a, atunci f j = f j, i, j = 1, n, i j. Consecinţă. Dacă f C (D), D deschis R n, atunci a D, i, j = 1, n, i j. Interpretarea geometrică a diferenţialei. j = f j, Amintim pentru n = 1, interpretarea geometrică a derivatei unei funcţii într-un punct: dreapta de ecuaţie y f(x 0 ) = f (x 0 )(x x 0 ) este tangenta în (x 0, f(x 0 ) la graficul funcţiei f : D R R derivabile în punctul x 0 D. Vom prezenta în cele ce urmează interpretarea geometrică a diferenţialei unei funcţii de două variabile: Fie f : D R R diferenţiabilă în (x 0, y 0 ) D. Atunci graficul său admite un plan tangent în punctul (x 0, y 0, f(x 0, y 0 )), de ecuaţie z f(x 0, y 0 ) = f (x 0, y 0 )(x x 0 ) + f y (x 0, y 0 )(y y 0 ). DIFERENŢIALE DE ORDIN SUPERIOR. Fie f : D deschis R n R diferenţiabilă într-un punct a D şi i = 1, n, fie pr i : R n R, h = (h 1,..., h n ) R n pr i (h) = h i R (aplicaţiile de proiecţie). Întrucât df(h) = n f h i, rezultă că df = n f pr i. Dar aplicaţiile de proiecţie fiind în mod evident operatori liniari, avem d(pr i ) = pr i, i = 1, n, deci df = n f d(pr i ) = n f dx i, sau, scris funcţional, Particularizări: 1) n = : df = f df = n f dx i. not. (prin convenţie) = dx i f dx + y dy; df(a 1, a ) = f (a 1, a )dx + f y (a 1, a )dy, y (a 1, a )h ; df(a 1, a )(h 1, h ) = f (a 1, a )h 1 + f ) n = 3 : df = f dx + f y dy + f z dz; df(a 1, a, a 3 ) = f (a 1, a, a 3 )dx + f y (a 1, a, a 3 )dy + f z (a 1, a, a 3 )dz, df(a 1, a, a 3 )(h 1, h, h 3 ) = f (a 1, a, a 3 )h 1 + f y (a 1, a, a 3 )h + f z (a 1, a, a 3 )h 3. 4

Definiţie. Spunem că f este de ori diferenţiabilă în a D dacă f este diferenţiabilă (deci derivabilă parţial în raport cu toate variabilele) pe o vecinătate deschisă V = V D şi toate derivatele parţiale (de ordinul I) sunt diferenţiabile în a. În acest caz, numim diferenţiala de ordinul II a lui f în punctul a, funcţia d f : R n R definită pentru orice h = (h 1,..., h n ) R n prin d f(h) = n j=1 n h i h j (= ( j (=a ij) n f h i ) () ), unde expresia din paranteză se ridică formal la puterea a doua după o formulă clasică de tip binomial, în care puterea semnifică ordinul de derivare. Deoarece j = f j, i, j = 1, n (datorită Criteriului lui Young), rezultă că d f este o formă pătratică, iar matricea asociată acestei forme pătratice este H f = ( ) f = j i,j=1,n 1 1 n 1 1... 1 n n...... n... f n, numită matricea hessiană asociată funcţiei f în punctul a. Observăm că este o matrice pătratică simetrică. 1) Dacă f este funcţie de două variabile, atunci d f f(h) = (h 1 + h f y )() = = f h 1 + f y h + f y h 1h, d f = f dx + f y dy + f y dxdy, ) Dacă f este funcţie de trei variabile, atunci d f f(h) = (h 1 + h f y + h f 3 z )() = = f h 1 + f y h + f z h 3 + + f y h 1h + f y z h h 3 + f z h 1h 3, 5

d f = f dx + f y dy + f z dz + + f y dxdy + f y z dydz + f z dxdz. Definiţie. Fie a D şi f : D deschis R n R. i) Spunem că f este de q ori diferenţiabilă ( q ) în a dacă f este diferenţiabilă de (q 1) ori pe o vecinătate deschisă V = V D şi toate derivatele parţiale de ordin (q 1) ale lui f sunt diferenţiabile în a. În acest caz, numim diferenţiala de ordin q a lui f în punctul a, aplicaţia d q f : R n R, definită pentru h = (h 1, h,..., h n ) R n, prin d q f(h) = ( n f h i ) (q), unde expresia din paranteză se ridică formal la puterea simbolică q după o formulă clasică de tip binomial, în care puterea exprimă ordinul de derivare. ii) Spunem că f este de q ori diferenţiabilă ( q ) pe D dacă f este de q ori diferenţiabilă în orice punct din D. Observaţie. i) La fel ca pentru cazul q =, din Teorema lui Young rezultă că derivatele parţiale mixte pereche de ordin q sunt egale (în a). ii) Dacă n =, q = 3, (a = (a 1, a ), h = (h 1, h )) atunci d 3 f f(h) = (h 1 + h f y )(3) = = 3 f 3 h3 1 + 3 f y 3 h3 + 3 3 f y h 1h + 3 f y h 1h, d 3 f = 3 f 3 dx3 + 3 f y 3 dy3 + 3 3 f y dx dy + 3 f y dxdy. FORMULA LUI TAYLOR PENTRU FUNCŢII DE MAI MULTE VARI- ABILE REALE. Să reamintim pentru început formula lui Taylor cu rest Lagrange de ordin q pentru funcţii reale de o singură variabilă reală. Teoremă (Taylor). Presupunem că I R este un interval deschis, a I şi f : I R este de (q + 1) ori derivabilă pe I. Atunci x I, c (a, x) (sau (x, a)) astfel încât 6

f(x) = f+ f (x a)+ f 1!! (x a) +...+ f (q) (x a) q + f (q+1 (c) (x a)q+1. q! (q + 1)! rest Lagrange de ordin q Teoremă (Taylor). Presupunem că D R n este o mulţime deschisă, a D ( S(a, r) D)) şi f : D R este de (q + 1) ori diferenţiabilă pe S(a, r). Atunci x S(a, r), ξ (a, x) (sau (x, a))(segmentul deschis din R n de capete a, x) astfel încât f(x) = f + 1 1! df(x a) + 1! d f(x a) +... + 1 q! dq f(x a) + + 1 (q + 1)! d(q+1) f(ξ)(x a). rest Lagrange de ordin q Probleme propuse. 1. Arătaţi că funcţiile următoare verifică ecuaţiile indicate: i) f(x, y) = ϕ( y x ) : xf x + yf y = 0; ii) f(x, y) = xyϕ(x y ) : xy f x + x yf y = (x + y )f; iii) f(x, y) = xy + xϕ( y x ) : xf x + yf y = xy + f.. Arătaţi că funcţia f(x, y) = ϕ(x ay) + ψ(x + ay), unde funcţiile ϕ, ψ admit derivate parţiale de ordin II, satisface ecuaţia f y = a f x. 3. Arătaţi că funcţia u = 1 y f(4x + z y ) verifică relaţia u y + u z = 0. 4. Arătaţi că funcţia f(x, y, z) = ϕ(xy, x + y z ) verifică relaţia xz f yz f y + (x y ) f z = 0. 5. Calculaţi f, f y pentru: i) f(u, v) = ln(u + v), u = u(x, y) = e x+y, v = v(x, y) = x + y; ii) f(u, v) = arctg u v, u = u(x, y) = x sin y, v = v(x, y) = x cos y. 6. Arătaţi că dacă f : R R este diferenţiabilă, atunci funcţia w = f(x + y, x y) are derivate parţiale ce verifică relaţia w w y = ( f u ) ( f v ), unde u = u(x, y) = x + y, v = v(x, y) = x y. 7. Calculaţi f (x) dacă f(x) = ϕ(u(x), v(x)), pentru: i) ϕ(u, v) = u + uv, u = u(x) = cos x, v = v(x) = sin x; ii) ϕ(u, v) = e u v, u = u(x) = x, v = v(x) = x. 7

8. Cercetaţi dacă funcţia f(x, y) = e y ϕ(ye x y ) verifică relaţia (x y ) f xy f y = xyf. + 9. Cercetaţi dacă funcţiile următoare verifică ecuaţiile indicate: i) f(x, y) = xϕ(x + y) + yψ(x y) : f f y + f y = 0; ii) f(x, y) = ϕ(xy) + xyψ( y x ) : x f y f y = 0. { 10. Fie f : R R, f(x, y) = y ln(1 + x y ), y 0 0, y = 0. Arătati că: i) derivatele parţiale mixte de ordinul ale lui f nu sunt continue în (0, 0); ii) f y (0, 0) = f y (0, 0). 11. Fie f : R 3 R, f(x, y, z) = x cos(y sin z). Motivaţi diferenţiabilitatea funcţiei f şi, în caz afirmativ, calculaţi df(0, π, π). 1. a) Fie f : R R, f(x, y) = e x cos y şi fie (x 0, y 0 ) arbitrar. Calculaţi df(x 0, y 0 ), d f(x 0, y 0 ), df(x 0, y 0 )(h 1, h ), d f(x 0, y 0 )(h 1, h ), d 3 f(x 0, y 0 ), d 3 f(x 0, y 0 )(h 1, h ), unde (h 1, h ) R este oarecare. b) Fie f : R 3 R, f(x, y, z) = e x sin y cos z şi fie (x 0, y 0, z 0 ) arbitrar. Calculaţi df(x 0, y 0, z 0 ), d f(x 0, y 0, z 0 ), df(x 0, y 0, z 0 )(h 1, h, h 3 ), d f(x 0, y 0, z 0 )(h 1, h, h 3 ), unde (h 1, h, h 3 ) R 3 este oarecare. 13. Folosind formula lui Taylor cu rest Lagrange de ordin, calculaţi valoarea aproximativă pentru: i) (0, 95),01 ; ii) (1, 0) 3,01 ; iii) 1, 03 3 0, 98. 14. Scrieţi formula lui Taylor cu rest Lagrange de ordin pentru f : R R, f(x, y) = e x sin y în (0, 0). 15. Justificaţi aproximarea arctg( x+y 1+xy ) x + y, în vecinătatea lui (0, 0). 8