Zadania: 1. Nájdite rovnicu dotykovej roviny ku grafu funkcie f (x,y) = ln(7y2 — 3x) v bode [2,1,0]. 2. Rozhodnite, či výraz (3x2 + y2)dx + (2xy)dy + dz je diferenciálom nejakej funkcie a v prípade, že áno, určte túto funkciu. 3. Určte Taylorov polynóm 6. stupňa so stredom v [0,0] pre funkciu f (x,y) = ex y2. 4. Nájdite maximum funkcie f (x, y) = x2—xy+y2 na A AB C : x—y < l,x > —l,x+y < 1. 5. Určte rovnicu dotyčnice v bode [1,1] ku krivke určenej rovnicou x3y — y3x = 0 a rozhodnite, či krivka leží v okolí tohoto bodu pod alebo nad dotyčnicou. Riešenia: 1- f x = Yy^äi = -3> fy = Ť^=k = 14' rovnica roviny je z = -3x + 14y - 8. 2. Rozhodneme tak, že overíme, či platí fxy = fyx, fxz = fzx, fzy = fyz. Máme fx = 3x2 + y2, fy = 2xy, /z = la vyjde nám, že áno. Určíme teda funkciu. fx(x,y,z) = 3x2 + y2 =>- f (x,y, z) = x3 + xy2 + c(y,z). Z toho máme fy(x,y,z) = 2xy + cy(y,z) = 2xy =^- cy(y,z) = 0 =^> c(y,z) = k(z) a f (x, y, z) = x3 + xy2 + k(z). Z toho máme fz(x, y, z) = k'(z) = 1 =>• k(z) = z + k\ a výsledná funkcia je f (x, y, z) = x3 + xy2 + z + k\. 3. Vieme, že TP funkcie é" so stredom v [0, 0] je 1 + •Aj I q Áj I « Cv teda TP funkcie ex je 1 + x2 + \xA + j^x6 + • • •. Z toho /(x,y) = ex y2 = y2 + x2y2 + |x4y2 + • • •. 4. Najskôr zistíme body, kde má funkcia nulové derivácie: fx(x,y) = 2x — y = 0 a fy(x,y) = —x + 2y = 0, je to len v bode [0,0]. Ostatné extrémy sú teda na hranici množiny. Zistíme body, v ktorých sa nejaká vrstevnica dotýka hranice. Vrstevnice sú dané rovnicou x2 — xy + y2 — c = 0. Z toho spočítame derivácie (ako pri implicitnej funkcii): / _ _ 2x~y a x' — — -*+2v. Hranicu tvoria tri úsečky: -x-\-2y 2x—y 1. y = x - 1: =^ y' = 1 a teda - _2a: ľ =1 ^> 2x - y = x - 2y x To spolu s pôvodnou rovnicou, y = x — 1, dáva bod [|, ■ 1] L2' 2J- -ic+2t/ = X - 2. x = —1: =^ x' = 0 a teda — ^rr2 = 0 =^ x = 2y. To spolu s pôvodnou rovnicou, x = — 1, dáva bod [— 1, — \}. 3.y=l-x: => y' = -1 a teda - 2x~%y = -1 =^ 2x - y =-x + 2y =^ x = y. To spolu s pôvodnou rovnicou, y = 1 — x, dáva bod [|, |]. Okrem toho môže byť extrém aj v niektorom z vrcholov trojuholníka, t.j. bodoch -1,-2], [—1,2], [1,0]. Teraz zistíme, v ktorom z týchto bodov nadobúda funkcia / na- jväčšiu hodnotu: /(0,0) = 0, f{\,-\) = f, /(-l,-±) = f, /(£,§) = \, /(-l, -2) = 3, /(-l, 2) = 7, /(1,0) = 1. Takže maximum je 7. 5. Spočítame deriváciu y' = — ^i^y2x = 1. Rovnica dotyčnice v bode [1,1] je teda y = x. Druhá derivácia vyjde nulová. Keď skúsime upraviť rovnicu x3y — y3x = 0 zo zadania, dostaneme: xy(x2 — y2) = 0. Z toho x = 0 alebo y = 0 alebo x = y alebo x = —y. Čiže naša krivka sú vlastne štyri priamky: / \ Preto nemôže ležať ani pod, ani nad nájdenou dotyčnicou. (Dotyčnica ku priamke je samotná priamka.)