Som vanlig er enkelte oppgaver kopiert fra tidligere års løsningsforslag. Derfor kan notasjon, språk og stil variere noe fra oppgave til oppgave.

Like dokumenter
y (t) = cos t x (π) = 0 y (π) = 1. w (t) = w x (t)x (t) + w y (t)y (t)

dg = ( g P0 u)ds = ( ) = 0

a 2 x 2 dy dx = e r r dr dθ =

Oppgavene er hentet fra fagets lærebok, Hass, Weir og Thomas, samt gamle eksamener.

v(t) = r (t) = (2, 2t) v(t) = t 2 T(t) = 1 v(t) v(t) = (1 + t 2 ), t 2 (1 + t 2 ) t = 2(1 + t 2 ) 3/2.

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

f =< 2x + z/x, 2y, 4z + ln(x) >.

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

x t + f y y t + f z , og t = k. + k , partiellderiverer vi begge sider av ligningen x = r cos θ med hensyn på x. Da får vi = 1 sin 2 θ r sin(θ)θ x

SIF5005 Matematikk 2, 13. mai 2002 Løsningsforslag

Kjerneregelen. variabelbytte. Retningsderivert MA1103. gradienter 7/2 2013

Oblig 4-fasit 11.1: Funksjoner av flere variable

Løsningsforslag til eksamen i TMA4105 matematikk 2,

NTNU. TMA4100 Matematikk 1 høsten Løsningsforslag - Øving 5. Avsnitt Vi vil finne dx ( cos t dt).

UNIVERSITETET I BERGEN

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

dx = 1 1 )dx = 3 y= x . Tangentplanet til hyperboloiden i (2, 1, 3) er derfor gitt ved x 2, y 1, z 3 = 0 x 2 + 2(y 1) 2 (z 3) = 0 x + 2y 2z 3 = 2

Derivasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 2. september 2011

Eksamen i MAT1100 H14: Løsningsforslag

Løsningsforslag til eksamen i MAT 1100, H06

+ (y b) F y. Bruker vi det siste på likningen z = f(x, y) i punktet (a, b, f(a, b)) kan vi velge F (x, y, z) = f(x, y) z.

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Oppgavesettet har 10 punkter 1, 2ab, 3ab, 4ab, 5abc som teller likt ved bedømmelsen.

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

Notater nr 9: oppsummering for uke 45-46

Velkommen til Eksamenskurs matematikk 2

LØSNINGSFORSLAG TIL ØVING 11, TMA4105, V2008. x = r cos θ, y = r sin θ, z = 2r for 0 θ 2π, 2 2r 6. i j k. 5 r dr dθ = 8

Vår TMA4105 Matematikk 2. Løsningsforslag Øving 6. 5 Exercise Exercise

. 2+cos(x) 0 og alle biter som inngår i uttrykket er kontinuerlige. Da blir g kontinuerlig i hele planet.

1+2 x, dvs. løse ligningen mhp. x. y = 100. y(1+2 x ) = = 2 x = y. xln2 = ln 100 y. x = 1 ln2 ln. f 1 (x) = 1 ln2 ln x

Flervariable funksjoner: Kjerneregel og retningsderiverte

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TMA4105 MATEMATIKK 2 Lørdag 14. aug 2004

TMA4105. Notat om skalarfelt. Ulrik Skre Fjordholm 15. april 2016

Løsningsforslag for eksamen i brukerkurs i matematikk A (MA0001)

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1103, 2.mars 2010

Vi regner først ut de nødvendige partiellderiverte for å se om vektorfeltet er konservativt. z = 2z, F 2 F 2 z = 2y, F 3. x = 2x, F 3.

The full and long title of the presentation

= (2 6y) da. = πa 2 3

Matematikk 1 (TMA4100)

F = x F 1 + y F 2 + z F 3 = y 2 z 2 + x 2. i j k F = xy 2 yz 2 zx 2 = i(0 ( 2yz)) j(2xz 0) + k(0 2xy) = 2yzi 2xzj 2xyk.

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til eksamen i MAT 1100 H07

Løsningsforslag eksamen TMA4105 matematikk 2, 25. mai 2005

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

e x = 1 + x + x2 2 + R 2(x), = e 3! ( 1) n x n = n! n=0 y n+1 = y 0 + f(t, y n (t)) dt 1 dt = 1 + x (1 + t) dt = 1 + x x2

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

x(x 1)(x 2) p(x) = 3,0 1( 1 1)( 1 2) Newtons interpolasjonsformel: Tabellen over dividerte differenser er gitt ved

NTNU. TMA4100 Matematikk 1 høsten Løsningsforslag - Øving 12. Avsnitt Ved Taylors formel (med a = 0) har vi at. 24 For x < 0 har vi at

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

n=0 n=1 n + 1 Vi får derfor at summen er lik 1/2. c)

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

Randkurva C til flata S orienteres positivt sett ovenfra, og kan parametriseres ved: r (t) = [ sin t, cos t, sin t] dt, 0 t 2π.

LØSNINGSFORSLAG TMA4105 Matematikk 2 8. August 2005

TMA Representasjoner. Funksjoner. Operasjoner

y = x y, y 2 x 2 = c,

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1100, H-14 DEL 1

Innlevering BYPE2000 Matematikk 2000 HIOA Obligatorisk innlevering 2 Innleveringsfrist Tirsdag 1. april 2014 kl. 12:45 Antall oppgaver: 8+2

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

IR Matematikk 1. Utsatt Eksamen 8. juni 2012 Eksamenstid 4 timer

MA1103. Partiellderivert, derivert og linearisering

UNIVERSITETET I OSLO

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Arne B. Sletsjøe. Oppgaver, MAT 1012

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FAGET 5005/7 MATEMATIKK 2 1. august der k er et vilkårlig heltall. Det gir

e y + ye x +2x xe y + e x +1 0 = 0

MAT mars mars mars 2010 MAT Våren 2010

EKSAMEN I FAG SIF5005 MATEMATIKK 2

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

1 Mandag 15. februar 2010

NTNU Institutt for matematiske fag. TMA4100 Matematikk 1 høsten Løsningsforslag - Øving 8. Oppgave 1. Oppgave 2

MAT feb feb feb MAT Våren 2010

Eksamen, høsten 13 i Matematikk 3 Løsningsforslag

x 2 + y 2 z 2 = c 2 x 2 + y 2 = c 2 z 2,

Kontinuitet og derivasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Løsningsforslag i matematikk

IR Matematikk 1. Eksamen 8. desember 2016 Eksamenstid 4 timer

1+2 x, dvs. løse ligningen mhp. x. y = x y(1 + 2 x ) = = 100 y y x ln 2 = ln 100 y y x = 1. 2 x = 1. f 1 (x) =

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, 8.juni 2010

TMA4100 Matematikk1 Høst 2009

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

MA oppsummering så langt

Derivasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 30. august 2011

UNIVERSITETET I OSLO

SIF 5005 Matematikk 2 våren 2001

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2017

Eksamensoppgavehefte 1. MAT1012 Matematikk 2: Mer funksjonsteori i en og flere variabler

Vår TMA4105 Matematikk 2. Løsningsforslag Øving 2. Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT 1110, våren 2006

Løsningsforslag til Eksamen i fag MA1103 Flerdimensjonal analyse

Eksamen, høsten 14 i Matematikk 3 Løsningsforslag

Løsningsforslag Eksamen M001 Våren 2002

Kortfattet løsningsforslag til ekstra prøveeksamen i MAT1100, høsten 2014

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Eksamen R2, Våren 2011 Løsning

UNIVERSITETET I BERGEN Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. Eksamen i MAT111 Grunnkurs i matematikk I Løsningsforslag

MA forelesning

Transkript:

NTNU Institutt for matematiske fag TMA4105 Matematikk, øving 7, vår 011 Løsningsforslag Notasjon og merknader Som vanlig er enkelte oppgaver kopiert fra tidligere års løsningsforslag. Derfor kan notasjon, språk og stil variere noe fra oppgave til oppgave. Oppgaver fra kapittel 1.4 Oppgavene er hentet fra lærebokens kapittel 1.4, side 737 739. 3 Vi beregner x (t) = cos t sin t y (t) = sin t cos t z (t) = 1 t w = 1 z Kjerneregelen gir så Vi har dermed w (3) = 1. 5 Først finner vi dw dt w = 1 z w (t) = w x (t) + w y (t) + w z (t) = cos t + sin t = 1. ved hjelp av kjerneregelen. dw dt = w dx dt + w dy dt + w dz dt = (ye x t )( t + 1 ) + 1 (ex )( t + 1 ) + ( 1 z )(et ) Sett så inn for x, y og z. Merk at e ln(t +1) = t + 1. = 4t tan 1 (t) + 1 w = x + y z. En annen framgangsmåte er å sette x, y og z inn i w, og så derivere med hensyn på t. w = ye x ln z = (t + 1) tan 1 (t) t dw dt = 4t tan 1 (t) + t t + 1 + t + 1 1 = 4t tan 1 (t) + 1 = 4t tan 1 (t) + 1 For tiden t = 1 fås dw dt (1) = π + 1, siden tan π 4 = 1. 11 Vi kommer til å få behov for p = 1 q r q = (q r) r = p q (q r), lf7 7. mars 011 Side 1

TMA4105 Matematikk, øving 7, vår 011 som alle finnes ved hjelp av de vanlige derivasjonsteknikken. Videre er p = q = r = 1 slik at kjerneregelen gir p = q = r = 1 p = q = r = 1, = 1 q r + = 1 q r = 1 q r + (q r) + p q (q r) = 0 (q r) + p q (p r) = (q r) (q r) = z (z y) (q r) p q (q p) = (q r) (q r) = y (z y). Evaluert i det angitte punkt finner vi da henholdsvis 0, 1 og. 5 La F : R R ved F (x, y) = x 3 y + xy. Vi har = 3x + y (1, 1) = 4 = 4y + x (1, 1) = 3, så Teorem 8 gir dy/dx = 4/3 i det angitte punkt. 43 Kjerneregelen anvendt to ganger gir 1 Siden w w = w = w ( ) + w ( u + w ) + w u + w ( ) + w ( v ) + w v. = x = y = y = x u = 1 v = 0 u = 1 v = 0, finner vi altså w + w = x w + w + y w + y w w + x w ( = (x + y ) w ) + w. Siden w oppfyller Laplaces ligning med hensyn på u og v, er parentesen til slutt lik 0. Dermed ser vi at w oppfyller Laplaces ligning også med hensyn på x og y. Oppgaver fra kapittel 1.5 Oppgavene er hentet fra lærebokens kapittel 1.5, side 746 747. 1 Her må man også huske produktregelen når man deriverer andre gang. ( ) Husk for all del at = u! lf7 7. mars 011 Side

TMA4105 Matematikk, øving 7, vår 011 Vi har så (x, y) = x x + y (x, y) = y x + y, f(x, y) = f(1, 1) = (1, 1). ( ) x x + y, y x + y Figur 1 viser nivåkurven (for nivået ln ) og gradienten. 1 y 0 1 1 0 1 x Figur 1: Tilhørende oppgave 1.5.. Nivåkurve for f(x, y) = ln samt gradienten f(1, 1). 15 Vi beregner En normalisert versjon av A er g (x, y, z) = 3ex cos yz g (x, y, z) = 3zex sin yz g (x, y, z) = 3yex sin yz g(x, y, z) = 3e x (cos yz, z sin yz, y sin yz) g(0, 0, 0) = (3, 0, 0). a = 1 A A = 1 (, 1, ), 3 så den deriverte til g i (0, 0, 0) i retning av A er gitt ved g(0, 0, 0) a =. lf7 7. mars 011 Side 3

TMA4105 Matematikk, øving 7, vår 011 19 For funksjonen f(x, y, z) = x y yz er ( 1 f(x, y, z) = y, x ) z, y y slik at f(4, 1, 1) = (1, 5, 1). Denne vektoren peker ut retningen med maksimal retningsderivert. Det vil si, den retningsderiverte i punktet er maksimal i retningen (1, 5, 1), slik at funksjonen vokser raskest i denne retningen. Den retningsderiverte til f(x, y, z) i punktet (4, 1, 1) og retning (1, 5, 1) er f(4, 1, 1) = 1 + 5 + 1 = 7 = 3 3. Funksjonen avtar raskest i retningen f(4, 1, 1) = ( 1, 5, 1) der den retningsderiverte er 3 3. 5 Kurven xy = 4 er en hyperbel som vist i figur. 4 f(, ) f(x, y) = 4 Tangentlinje til f i (, ) y 0 4 4 0 4 x Figur : Tilhørende oppgave 1.5.5. Det er klart at tangenten må ha stigningstall 1 på grunn av symmetrien. (Dette kan også kontrolleres ved å beregne f(, ) som må stå normalt på tangenten.) En likning for tangenten er derfor y = x 4. 31 La (p, q) betegne den ukjente vektoren f(1, ). Nå er df = f(1, ) ds i+j, (1,) df = f(1, ) ds j, (1,) (1, 1) (0, ) = p + q = d.v.s p + q = 4 = 0 q Dette betyr at q = 3 og p = 1, slik at f(1, ) = (1, 3). Derfor er df = f(1, ) ds i j, (1,) = 3 d.v.s q = 6. ( 1, ) (1, 3) ( 1, ) = = 7. 5 5 5 lf7 7. mars 011 Side 4

TMA4105 Matematikk, øving 7, vår 011 Oppgaver fra kapittel 1.6 Oppgavene er hentet fra lærebokens kapittel 1.6, side 754 756. La F : R 3 R være gitt ved F (x, y, z) = x + y z. Vi beregner (x, y, z) = x (3, 5, 4) = 6 (x, y, z) = y (3, 5, 4) = 10 (x, y, z) = z (3, 5, 4) = 8. Ligning () på side 748 forteller oss dermed at tangentplanet til F i (3, 5, 4) er gitt ved 6(x 3) + 10(y 5) + 8(z + 4) = 0, eller enklere 3x + 5y + 4z = 18. Ligning (3) på side 748 gir oss en parametrisering av normallinjen til F gjennom samme punkt: n(t) = (3, 5, 4) + (6, 10, 8)t. 11 Vi har flaten f(x, y, z) = z y x = 0. Da er tangentplanet i punktet P 0 (x 0, y 0, z 0 ) gitt ved Vi finner de deriverte. Evaluert i punktet (1,, 1) får vi planet f x (P 0 )(x x 0 ) + f y (P 0 )(y y 0 ) + f z (P 0 )(z z 0 ) = 0 1 f x = y x 1 f y = y x f z = 1 1 (x 1) 1 (y ) + (z 1) = 0 eller x y + z 1 = 0 15 Vi eliminerer y fra ligningen for flaten, slik at vi sitter igjen med x + z =, eller z = 1 1 x. Ser vi på funksjonen f : R R 3 gitt ved f(x) = (x, 1, 1 x /), finner vi f (x) = (1, 0, 1). Dermed er en parametrisering av den aktuelle tangentlinjen gitt ved ( r(t) = 1, 1, 1 ) + (1, 0, 1)t. Oppgaver fra eksamen i 7501 Matematikk 1B, sommeren 1991 3 Kjerneregelen gir Ved innsetting gir oppgitte ligning som var det vi skulle vise. = = + = + = + =. ( = = + ) = = 0, lf7 7. mars 011 Side 5

TMA4105 Matematikk, øving 7, vår 011 Oppgaver fra eksamen i 7501 Matematikk 1B, våren 199 Vi beregner som vanlig (x, y, z) = xz + ex (0, 1, 1) = 1 (x, y, z) = z + 3y (0, 1, 1) = (x, y, z) = 3z x y (0, 1, 1) = 4, slik at f(0, 1, 1) = (1,, 4). En normalisert utgave av den oppgitte retningsvektor (,, 1) er n = 1 (,, 1). 3 Dermed blir den derivert til f i retning angitt av (,, 1) f(0, 1, 1) n = 3. Ligning () på side 748 gir oss følgende ligning for tangentplanet til flaten bestemt av f(x, y, z) = 3 i (0, 1, 1): x + (y + 1) + 4(z 1) = 0, eller enklere x + y + 4z =. lf7 7. mars 011 Side 6