MA0002 Brukerkurs i matematikk B. Eksamen 28. mai 2016 Løsningsforslag. Oppgave 1

Like dokumenter
4 ( ( ( / ) 2 ( ( ( / ) 2 ( ( / 45 % + 25 ( = 4 25 % + 35 / + 35 ( = 2 25 % + 5 / 5 ( =

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Løsningsforslag til eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

EKSAMEN I MA0002 Brukerkurs B i matematikk

UiO MAT1012 Våren Ekstraoppgavesamling

Løsningsforslag. e n. n=0. 3 n 2 2n 1. n=1

Eksamen i ELE Matematikk valgfag Torsdag 18. mai Oppgave 1

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

MET Matematikk for siviløkonomer

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN, MAT 1001, HØSTEN (x + 1) 2 dx = u 2 du = u 1 = (x + 1) 1 = 1 x + 1. ln x

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

UNIVERSITETET I OSLO

Oppgave 1. (a) Vi løser det lineære systemet for a = 1 ved Gauss-eliminasjon. Vi nner først den utvidede matrisen: x A =

MET Matematikk for siviløkonomer

Prøve i Matte 1000 BYFE DAFE 1000 Dato: 03. mars 2016 Hjelpemiddel: Kalkulator og formelark. Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

Fasit til eksamen i emnet MAT102 - Brukerkurs i matematikk II Mandag 21.september 2015

MET Matematikk for siviløkonomer

OPPGAVESETT MAT111-H16 UKE 44. Oppgaver til seminaret 4/11

y(x + y) xy(1) (x + y) 2 = x(x + y) xy(1) (x + y) 3

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN I GRUNNKURS I ANALYSE I (MA1101/MA6101)

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2017

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MA0002, VÅR 09

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

MET Matematikk for siviløkonomer

Notater nr 9: oppsummering for uke 45-46

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Prøve i Matte 1000 ELFE KJFE MAFE 1000 Dato: 02. desember 2015 Hjelpemiddel: Kalkulator og formelark

Oppgave 1. f(2x ) = f(0,40) = 0,60 ln(1,40) + 0,40 ln(0,60) 0,0024 < 0

1 Mandag 8. februar 2010

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

Løsning Eksamensrelevante oppgaver i ELE 3719 Matematikk Vektorer, matriser og lineær algebra Dato Februar Oppgave 1. (A) Vi leser av at

3x + 2y 8, 2x + 4y 8.

MAT feb feb feb MAT Våren 2010

MAT jan jan jan MAT Våren 2010

OPPGAVE 1 LØSNINGSFORSLAG

Emnenavn: Eksamenstid: Faglærer: Hans Kristian Bekkevard. består av 8 sider inklusiv denne forsiden og vedlagt formelsamling.

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1100, H-14 DEL 1

Løsningsforslag, eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

UNIVERSITETET I OSLO

MAT Prøveeksamen 29. mai - Løsningsforslag

Oppgave 1. (a) Vi løser det lineære systemet for a = 1 ved Gauss-eliminasjon. Vi nner først den utvidede matrisen: x A =

ELE Matematikk valgfag

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag eksamen i TMA4100 Matematikk desember Side 1 av 7

UNIVERSITETET I OSLO

Institutt for Samfunnsøkonomi. Utlevering: Kl. 09:00 Innlevering: Kl. 14:00

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

EKSAMEN. Emne: Metode 1: Grunnleggende matematikk og statistikk (Deleksamen i matematikk)

Løsningsforslag. Oppgave 1 Gitt matrisene ] [ og C = A = 4 1 B = 2 1 3

Forelesning 14 Systemer av dierensiallikninger

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1110, uka 13/4-16/4

Fasit MAT102 juni 2016

Vær OBS på at svarene på mange av oppgavene kan skrives på flere ulike måter!

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

TMA4110 Matematikk 3 Eksamen høsten 2018 Løsning Side 1 av 9. Løsningsforslag. Vi setter opp totalmatrisen og gausseliminerer:

Løsningsforslag: Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Oppgave P. = 2/x + C 6 P. + C 6 P. d) 12(1 x) 5 dx = 12u 5 1/( 1) du = 2u 6 + C = 2(1 x) 6 + C 6 P. Oppgave P.

1.1.1 Rekke med konstante ledd. En rekke med konstante ledd er gitt som. a n (1) n=m

Oppgave 1. e rt = 120e. = 240 e

Løsningsforslag. Prøve i Matematikk 1000 BYFE DAFE 1000 Dato: 29. mai 2017 Hjelpemiddel: Kalkulator og formelark. Oppgave 1 Gitt matrisene.

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MA0002, V08

TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N Vår 2013

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

MA1201/MA6201 Høsten 2016

1 Mandag 15. februar 2010

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

MAT feb feb feb MAT Våren 2010

12 Diagonalisering av matriser og operatorer (Ch. 5.1, 5.2 og 8.5)

Repetisjon i Matematikk 1: Derivasjon 2,

5.8 Iterative estimater på egenverdier

Funksjonsdrøfting MAT111, høsten 2017

EKSAMEN I TMA4110 MATEMATIKK 3 Bokmål Mandag 6. juni 2011 løsningsforslag

Optimering av funksjoner av flere variable

Løsningsforslag: Eksamen i Brukerkurs for informatikere MA 0003, onsdag 30. november 2005

Difflikninger med løsningsforslag.

UNIVERSITETET I OSLO

Sensurveiledning for eksamen i lgu52003 våren 2015

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Eksamen IRF30014, høsten 15 i Matematikk 3 Løsningsforslag

MAT 110A - VÅR 2001 OBLIGATORISK OPPGAVESETT

Funksjonsdrøfting MAT111, høsten 2016

1. Finn egenverdiene og egenvektorene til matrisen A = 2 1 A =

TMA4100 Matematikk1 Høst 2009

Institutt for Samfunnsøkonomi

Løsningsforslag for Eksamen i MAT 100, H-03

UNIVERSITETET I BERGEN

Oppgave Oppdatert svar Dato

Løsningsforslag til eksamen i MAT 1100, H06

MA1201 Lineær algebra og geometri Løsningsforslag for eksamen gitt 3. desember 2007

13 Oppsummering til Ch. 5.1, 5.2 og 8.5

A 2 = PDP 1 PDP 1 = PD 2 P 1. og ved induksjon får vi. A k = PD k P 1. Kommentarer:

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Eksamen M001 Våren 2002

Transkript:

MA000 Brukerkurs i matematikk B Eksamen 8. mai 06 Løsningsforslag Oppgave a) Viser at B = A ved å vise at AB = BA = I. Nedenfor er matrisemultiplikasjonen AB vist (du må vise at BA gir det samme). ( ) + + + ( ) ( ) + [ + + ( ) + ( ) 0 0 + + ( ) = [ 0 0] =I. + + 0 0 ] b) Likningssystemet på matriseform er gitt ved: x + x = x + x + x = x + x x = 6 0 x [ ] [ x ] = [ ]. x 6 Løser systemet ved å bruke resultatet fra (a): x A [ x ] = [ x 6 x ] A A [ x ] = A [ x 6 x ] [ x ] = A [ ] x 6 x [ x ] = x [ 0 ] x [ ] [ x ] = 6 x + ( 6) 6 [ ( ) + ( 6) ] x [ x ] = [ ]. x 6

Oppgave a) La T(t) betegne brusens temperatur ved tiden t (minutter), og la k betegne proporsjonalitetsfaktoren. Vi setter da opp følgende differensiallikning med initialbetingelser: dt = k( T) der T(0) = 7, og T(5) = 0. Løser differensiallikningen: dt = k( T) = kdt T T = kdt = kdt ln T = kt + C (der C er en reell konstant) T ln( T) = kt C ( T > 0 fordi brustemperaturen alltid vil være lavere enn romtemperaturen) e ln( T) = e kt C T = C e kt der C = e C T(t) = C e kt. Bestemmer konstantene C og k ut fra initialbetingelsene: () T(0) = 7, C = 5,6. Dvs. T(t) = 5,6e kt +. () T(5) = 0 5,6e 5k + = 0 e 5k = 65 78 ln e 5k = ln 65 78 k 0,0. Dette gir følgende løsning av differensiallikningen: T(t) = 5,6e 0.0t +.

b) = 0,0( T). dt dt (5) = 0,0( T(5)) = 0,0( 0) = 0,58. Det vil si at endringsraten (temperaturøkningen per minutt) i tidspunktet 5 minutter etter at brusen ble tatt ut av kjøleskapet er lik 0,58 grader Celsius per minutt (som vi kan skrive 0,58 C/min). (Det går også an å finne løsningen ved å derivere T(t) og sette inn for t = 5). c) T(t) = 5,6e 0,0t + = t 8,6. Det vil si det vil ta 8,6 minutter (8 min 6 sek) før temperaturen i brusen er lik C. Oppgave a) L = [ 0 6 0 0 0 0 ] 0 6 00 70 b) N() = 0 0 [ 00] = [ 50 ] [ 0 0 ] 0

0 6 70 696 N() = [ 0 0 ] [ 50 ] = [ 60] 0 0 7 (desimaltall avrundes til nærmeste heltall). 0 6 0 6 00 700 Alternativt: [ 0 0 ] [ 0 0 ] [ 00] = [ 60]. 0 0 0 0 0 7 c) Finner egenverdiene til L: det(l λi) = 0 λ + λ + = 0. Verifiserer at λ = er rot i det karakteristiske polynomet ( λ + λ + ) ved å evaluere for λ = : + 6 + = 0 OK. Dette betyr at det karakteristiske polynomet er delelig med (λ ). Vi foretar polynomdivisjon for å kunne skrive λ + λ + som et produkt av en lineær og en kvadratisk faktor: ( λ + λ + ): (λ ) = λ λ ( λ + λ ) λ + λ + ( λ + λ) λ + λ + 0 Det vil si at λ + λ + = (λ )(λ + λ + ). Vi finner røttene til andregradspolynomet λ + λ + ved å se at det er lik (λ + ) Dette gir λ = λ =. (Kan også finne røttene ved å bruke ABCformelen). Vi har altså at λ = λ = < λ. Dette betyr at λ = er en strengt dominerende egenverdi til Lesliematrisen, som medfører at egenverdien λ er vekstparameteren til populasjonen. Finner egenvektoren tilhørende egenverdien λ = : 0 6 u u u 0 [ 0 0 ] [ u ] = λ [ u ] (L λ I ) [ u ] = [ 0] 0 u 0 u u 0

6 u 0 0 [ u ] = [ 0] u 0 [ 0 ] Løser dette likningssystemet ved å foreta elementære radoperasjoner på matrisen L λ I : 6 [ 0 ~ ~ [ 0 0 R 6 [ 0 R ] R 0 R R ] R 6 R 0 R5 [ 0 ] R 6 R ~ 0 6 R6 ] R 6 R ~ [ 0 6] R6 0 0 0 R7 R R R R R R5 R5 R R R6 R R + R6 0 ~ [ 0 6 ] 0 0 0. Den siste matrisen er på redusert trappeform, og løsningen av systemet er dermed gitt ved: 0 u 0 [ 0 6 ] [ u ] = [ 0] som betyr at u 0 0 0 0 u = u u = 6u 0u = 0 Vi setter u = t og får at 5

u [ u ] = [ 6 ] t. u Vi velger t = og får egenvektoren u = [ 6 ] (tilhørende egenverdien λ = ). d) Denne populasjonen har en vekstparameter lik (som er gitt ved den dominante egenverdien). Dette betyr at for store t verdier vil antall individer i hvert årskull dobles for hvert år. Antall individer vil derfor vokse mot uendelig i det lange løp. Egenvektoren tilhørende den dominerende egenverdien medfører at populasjonen i det lange løp vil få en stabil aldersfordeling på :6:. Dette svarer til en (cirka) fordeling på 78 % 0-åringer, 9 % -åringer og % -åringer. Oppgave f(x, y) = x x y + er definert på det lukkede og begrensede området D = {(x, y): x og x }. a) Finn globale maksimums- og minimumspunkter til f på D. Finner eventuelle kritiske punkt: f f(x, y) = [ 0 0 ] [ x f] = [ 0 x ] [ 0 y ] = [0 ] (x, y) = (,0) som er et punkt i D. 0 y Vi kan karakterisere det kritiske punktet ved hjelp av andreordens partiellderivert-testen (selv om dette ikke er nødvendig ut fra oppgaven): Hessematrisen H for f i (,0) er lik f x H = (,0) f [ y x (,0) f y x (,0) = [ 0 f y (,0) 0 ] ] det H = > 0 og f (,0) x < 0 det kritiske punktet er et lokalt maksimumspunkt. Ekstremalverdi-teoremet i R (kap. 0.6) sier at en kontinuerlig funksjon på et lukket og begrenset området D har både et globalt minimums- og et globalt maksimumspunkt på D. Området D i xy-planet er vist i figuren nedenfor. Vi leter etter kandidater til ekstremalpunkter på randen til D: 6

Vi benytter metoden med å finne et uttrykk for den ene variabelen ved hjelp av den andre, og sette inn i f(x, y) som da blir en funksjon av en variabel. Dette må vi gjøre for de fire sidekantene på D, og deretter vurdere hjørnene på det kvadratiske området. Linjestykket AB: Her er y =, som gir f(x, ) = x x + = g(x). g (x) = x. Løser g (x) = 0 x =. Dvs. kandidat til globalt ekstremalpunkt er (, ). Linjestykket DC: Her er y =, som gir f(x, ) = x x = g(x) g (x) = x. Løser g (x) = 0 x =. Dvs. kandidat til globalt ekstremalpunkt er (,). Linjestykket BC: Her er x =, som gir f(, y) = y + = g(y) g (y) = y. Løser g (y) = 0 y = 0. Dvs. kandidat til globalt ekstremalpunkt er (,0). Linjestykket AD: Her er x =, som gir f(, y) = y = g(y) g (y) = y. Løser g (y) = 0 y = 0. Dvs. kandidat til globalt ekstremalpunkt er (,0). Hjørnene: f(, ) = f(, ) = f(,) = f(,) = (x, y) (, ) (, ) (,) (,) (,0) (, ) (,) (,0) (,0) f(x, y) 0 0 Globalt min.pkt Globalt maks.pkt 7

De globale ekstremalpunktene er vist på datagrafikken nedenfor (fra ulike perspektiv). b) Hvilke egenskaper er det som sikrer at f(x, y) er deriverbar i (0,)? f(x, y) er deriverbar i (0,) fordi: Funksjonen f er definert på en åpen disk med sentrum i (0,). De partiellderiverte er gitt ved f x f = x og = y. Disse funksjonene er y polynomer og derfor kontinuerlige for alle (x, y) D (og da spesielt for en åpen disk med sentrum i (0,) som er kravet). c) Den lineære approksimasjonen til f i punktet (0,) er gitt ved: L(x, y) = f(0,) + f x L(x, y) = x y +. f (0,)(x 0) + (0,)(y ) = + x (y ) y 8

L(0.0,0.95) =, f(0.0,0.95) =,7 (dvs. den lineære approksimasjonen i (0,) er en god tilnærming til f i omegn om dette punktet). 9