x, og du dx = w dy (cosh u) = sinh u H sinh w H x = sinh w H x. dx = H w w > 0, så h har ikke flere lokale ekstremverdier.

Like dokumenter
(coshu) = sinhudu. dx. Her har vi at u = w Hx, og du dx = w dy. dx = H w w. H sinh w H x = sinh w H x.

TMA4100 Matematikk1 Høst 2008

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Anbefalte oppgaver uke 36

lny = (lnx) 2 y y = 2lnx x y = 2ylnx x = 2xlnx lnx

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

. Følgelig er csc 1 ( 2) = π 4. sinθ = 3

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

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) =

. Følgelig er csc 1 ( 2) = π 4. sin θ = 3

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

Løsningsforslag eksamen MAT111 Grunnkurs i Matematikk I høsten 2009

M1_01. Funksjonene f og g er definert ved f( x)= x 1. g( f( x)) er da lik. b ( x + 3) d ( x + 2) e x MA M1 Side 1

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Deleksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Løsningsforslag. Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver teller like mye.

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

Løsningsforslag for Eksamen i MAT 100, H-03

TMA4100 Høst Løsningsforslag Øving 2. Norges teknisknaturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag

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

TMA4105 Matematikk 2 vår 2013

1 dx cos 1 x =, 1 x 2 sammen med kjerneregelen for derivasjon. For å forenkle utregningen lar vi u = Vi regner først ut den deriverte til u,

= x lim n n 2 + 2n + 4

Forelesning 10 MA0003, Tirsdag 18/ Asymptoter og skissering av grafer Bittinger:

Oppfriskningskurs i Matematikk

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I, vår 2009

SIF5003 Matematikk 1, 5. desember 2001 Løsningsforslag

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

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Første og andrederivasjons testen Anvendt optimering Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

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

x 2 = x 1 f(x 1) (x 0 ) 3 = 2 x 2 n n x 1 n 0 0, , , , , , , , , , , 7124

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2017

Innlevering i matematikk Obligatorisk innlevering nr. 4 Innleveringsfrist: 21. januar 2010 kl Antall oppgaver: 4.

Løsningsforslag. f(x) = 2/x + 12x

Fasit til obligatorisk oppgave i MAT 100A

Ekstremverdier Mellomverdisatsen Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I MA0001 BRUKERKURS A Tirsdag 14. desember 2010

EKSAMEN Løsningsforslag

UNIVERSITETET I BERGEN

I = (x 2 2x)e kx dx. U dv = UV V du. = x 1 1. k ekx x 1 ) = x k ekx 2x dx. = x2 k ekx 2 k. k ekx 2 k I 2. k ekx 2 k 1

x 2 = x 1 f(x 1) (x 0 ) 3 = 2 n x 1 n x 2 n 0 0, , , , , , , , , , , 7124

Funksjoner Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 19. august 2010

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Løsningsforslag til øving 9

a 2 x 2 dy dx = e r r dr dθ =

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

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

Løsningsforslag Eksamen i MA1102/MA6102 Grunnkurs i analyse II 17/

Nicolai Kristen Solheim

UNIVERSITETET I OSLO. Løsningsforslag

Eksamen i FO929A Matematikk Underveiseksamen Dato 9. desember 2008 Tidspunkt Antall oppgaver 6. Tillatte hjelpemidler Godkjent kalkulator

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

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

Trigonometriske funksjoner (notat til MA0003)

EKSAMEN TMA4100 HØST 2014 LØSNINGSFORSLAG. du/dx = e x du = e x dx, Her har vi brukt analysens fundamentalteorem til å derivere telleren.

Løsningsforslag til underveiseksamen i MAT 1100, H-06

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Løsningsforslag til eksamen i SIF4072 KLASSISK FELTTEORI Torsdag 8. august 2002

TMA4100 Matematikk1 Høst 2009

TMA4100: Repetisjon før midtsemesterprøven

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1101, 5.oktober 2010

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA

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

Løsningsforslag eksamen TMA4105 matematikk 2, 25. mai 2005

Løsningsforslag Eksamen M100 Våren 2002

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Oppfriskningskurs i matematikk Dag 2

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Løsningsforslag, Øving 10 MA0001 Brukerkurs i Matematikk A

Fremdriftplan. I går. I dag. 1.1 Funksjoner og deres grafer 1.2 Operasjoner av funksjoner

være en rasjonal funksjon med grad p < grad q. La oss skrive p(x) (x a)q(x) = A

Eksamen i MAT1100 H14: Løsningsforslag

Kraftelektronikk (Elkraft 2 høst), Løsningsforslag til øvingssett 3, høst 2005

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

Innlevering Matematikk forkurs HIOA Obligatorisk innlevering 3 Innleveringsfrist Onsdag 15. november 2017 kl 14:30 Antall oppgaver: 8

Oppfriskningskurs Sommer 2019

Funksjoner Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 19. august 2011

Løsningsforslag Eksamen M001 Våren 2002

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

(1 + x 2 + y 2 ) 2 = 1 x2 + y 2. (1 + x 2 + y 2 ) 2, x 2y

Eksamensoppgave i MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I. LØSNINGSFORSLAG

1T kapittel 1 Tall og algebra Løsninger til innlæringsoppgavene

Matematikk 1 (TMA4100)

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

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

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.

Funksjonsdrøfting MAT111, høsten 2017

Løsningsforslag til eksamen i TMA4105 matematikk 2,

2 π[r(x)] 2 dx = u 2 du = π 1 ] 2 = π u 1. V = π. V = π [R(x)] 2 [r(x)] 2 dx = π (x + 3) 2 (x 2 + 1) 2 dx = 117π 5.

Løsningsforslag Eksamen 9. desember 2006 TFY4250 Atom- og molekylfysikk /FY2045 Kvantefysikk

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

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

Funksjoner Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 18. august 2011

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

En (reell) funksjon f fra en (reell) mengde D er en regel som til hvert element x D tilordner en unik verdi y = f (x).

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

Transkript:

NTNU Institutt for matematiske fag TMA400 Matematikk høsten 00 Løsningsforslag - Øving 3 Avsnitt 3. u 49 a) Fra tabell 3.4 på sie i boka: (cosh u) = sinh u. Her har vi at u = w H, og u = w y H. Det følger at tan φ = = H w w H sinh w H = sinh w H. b) Vi får oppgitt at H = T cos φ. Det følger at Avsnitt 4.3 T = H cos φ = H sec φ = H + tan φ (sien sec φ = + tan φ) = H + sinh w (fra a)) H = H cosh w H (sien cosh w H sinh w H = ) = H cosh w H = H wy H = wy. Vi ser på funksjonen h() = 3 8. a) Vi skal finne intervallene hvor h() er økene og minkene. Vi eriverer og får h () = 6 8. Løser vi ligningen h () = 0 får vi løsningene = ± 3. Ve å sette inn har vi h ( 4) = 78, h (0) = 8 og h (4) = 78. Derme har vi at h() er økene på intervallene (, 3) og ( 3, ), mens en er synkene på intervallet ( 3, 3). b) Sien h() er eriverbar for alle, er funksjonens ekstremverier gitt av ligningen h () = 0. Derme oppnår h() ekstremverier i = ± 3, hvor f( 3) er et lokalt maksimum og f( 3) er et lokalt minimum (sien h() er økene på intervallene (, 3) og ( 3, ), mens en er synkene på intervallet ( 3, 3)). c) Vi har at og h(), når, h(), når, Derme har ikke funksjonen absolutte maksimalverier. 46 Vi har at 0 h(θ) 5 for θ [0, π] sien 0 sin θ for θ [0, π], og at h(0) = 0 og h(π) = 5. Det følger at θ = 0 er et globalt (og lokalt) minimum av h og at θ = π er et globalt (og lokalt) maksimum av h. For θ (0, π) har vi at h (θ) = 5 cos θ > 0, så h har ikke flere lokale ekstremverier. 58 a) Vi ser på funksjonen f() = e. Vi skal vise at f() 0 for 0. Vi eriverer f og får at f () = e 0 for 0. Funksjonen f er altså stigene for 0. Sien vi har at f(0) = 0, følger et at f() 0 for alle 0. b) Vi ser på funksjonen g() = e. Vi skal vise at g() 0 for 0. Vi eriverer g og får at g () = e 0 for 0 (fra a)). Funksjonen g er altså stigene for 0. Sien vi har at g(0) = 0, følger et at g() 0 for alle 0. lfov03 0. september 00 Sie

TMA400 Matematikk høsten 00 Avsnitt 4.4 0 Vi skal skissere funksjonen y = 6 ve å bruke proseyren gitt på sie 64 i læreboken.. Områet til y er (, ) og et er ingen symmetri runt noen av aksene.. Vi finner y () =, y () =. 3. Sien y() er eriverbar for alle, er e kritiske punktene gitt ve y () = 0, vs at kritisk punkt er =. Sien y ( ) = < 0, har funksjonen et relativt maksimum i (, y( )) = (, 7). 4. Sien y ( ) > 0, øker funksjonen i intervallet (, ), og sien y (0) < 0 minker funskjonen i intervallet (, ). 5. Sien y () = 0, har funksjonen ingen venepunkt. Kurven er konkav ne. 6. Funksjonen har ingen asymptoter. 7. Kurven skjærer -aksen i punktene gitt ve y() = 6 = 0, + 6 = 0, = ± () 4 ( 6) = ± 0 = ± 5. Kurven skjærer y aksen i punktet y(0) = 6. 0 8 y 6 4 0 8 6 4 0 4 6 8 0 4 6 8 0 Figur : Oppgave 4.4.0. Skisse av grafen y = 6. Vi skal skissere funksjonen y = sin på intervallet 0 π ve å bruke proseyren gitt på sie 64 i læreboken.. Områet til y er 0 π og et er ingen symmetri runt noen av aksene.. Vi finner y () = cos, y () = sin. 3. Sien y() er eriverbar for alle, er e kritiske punktene gitt ve y () = 0, vs at kritisk punkt er = arccos(). Vi finner at e kritiske punktene = 0 og = π, som samsvarer me enepunktene. Derme er (0, 0) et globalt minimum og (π, π) et globalt maksimum. lfov03 0. september 00 Sie

TMA400 Matematikk høsten 00 4. Sien y (π) = π > 0, øker funksjonen i intervallet (0, π). 5. Venepunktene er gitt ve y () = sin = 0, og vi finner at = arcsin 0 = π er et venepunkt. 6. Funksjonen har ingen asymptoter. 7. Kurven starter i punktet (0, 0) og øker til punktet (π, π). 7 6 5 4 y 3 0 3 4 5 6 Figur : Oppgave 4.4.. Skisse av grafen y = sin. 30 Vi skal skissere funksjonen y = 3 /(3 + ) ve å bruke proseyren gitt på sie 64 i læreboken.. Områet til y er (, ), og kurven er symmetrisk runt origo.. Vi finner 3 y () = 3 + = 3 (3 + ) 3 6 (3 + ) = 3 ( + ) (3 + ), y () = 34 + 3 (3 + ) = (3 + 6) (3 + ) 3 ( + ) (3 + ) 6 (3 + ) 4 = 6( + ) (3 + ) 36 3 ( + ) (3 + ) 3 = 365 + 3 + 8 3 + 6 36 5 36 3 (3 + ) 3 = 63 + 6 (3 + ) 3 = 6( + ) (3 + ) 3. 3. Sien y() er eriverbar for alle, er e kritiske punktene gitt ve y () = 0, vs at kritisk punkt er = 0. Sien f (0) = 0, kan vi ikke bruke. eriverte-testen til å klassifisere ette punktet. Vi legger merke til at y når og y når. Derme er punktet (0, y(0)) = (0, 0) et saelpunkt. 4. Sien y (0) > 0 for alle 0, øker funksjonen i intervallene (, 0) og (0, ). 5. Venepunktene er gitt ve y () = 0. Sien nevneren er positiv for alle verier av, løser vi 6( + ) = 0. Vi finner at et er venepunkt i =, = 0 og =. 6. Funksjonenen har ingen horisontale eller vertikale asymptoter. Sien teller og nevner er polynomer, og polynomet i telleren er av en gra høyere enn nevneren, har funksjonen en skeiv asymptote. Vi finner enne ve polynomivisjon, 3 3 + = 3 3 3 +, og y = /3 er en skrå asymptote for grafen. 7. Kurven skjærer aksene i punktet (0, 0). lfov03 0. september 00 Sie 3

TMA400 Matematikk høsten 00 0.3 0. y 0. 0.8 0.6 0.4 0. 0 0. 0.4 0.6 0.8 0. 0. 0.3 Figur 3: Oppgave 4.4.30. Skisse av grafen y = 3 /(3 + ). 40 Vi skal skissere funksjonen y = ln / ve å bruke proseyren gitt på sie 64 i læreboken.. Områet til y er (0, ), og et er ingen symmetri.. Vi finner y () = ln (/) y () = 3/ ( = (/) ( ln ) = ln 3/ 3 ln ) 6/ = / ( 3 + ln ) 3 = + 3 4 ln 5/. 3. Den eriverte f () er efinert for alle -verier i områet til f(). De kritiske punktene er erfor gitt ve y () = 0, vs at ln = 0, ln =, = e. Sien f (e ) < 0, gir. eriverte-testen at (e, f(e )) = (e, ) er et relativt maksimumspunkt. e 4. Sien y () > 0 for alle 0 < < e, øker funksjonen i intervallet (0, e ), og sien y () < 0 for alle e < <, minker funksjonen i intervallet (e, ). 5. Venepunktene er gitt ve y () = 0, og vi finner Funksjonen har venepunkt i = e 8/3. 6. Vi finner først en horisontal asymptote, + 3 4 ln = 0, ln = 8 3, = e8/3. ln = / = = 0, og y = 0 er en horisontal asymptote for funskjonen. Viere har vi at ln = 0 + 0 + ln Sian 0 + = følgjer at 0 + ln =. Grenseverien er ifor ln = 0 + 0 + ln =. Derme er = 0 en vertikal asymptote for funskjonen. lfov03 0. september 00 Sie 4

TMA400 Matematikk høsten 00 y 0 0 40 60 80 00 Figur 4: Oppgave 4.4.40. Skisse av grafen y = ln /. Avsnitt 4.5 4 Vi skal finne en vinkelen θ som maksimerer volumet av rennen vist i oppgaveteksten i læreboken. Volumet er gitt ve V = (Areal av eneflate) lenge. Arealet av eneflaten består av arealet av et kvarat me sier på in og arealet av to trekanter. La g være grunnlinjen og h høyen til trekantene. Arealet av en trekant er gitt ve A = (g h). Fra figuren får vi at for trekanten er sin θ = g/ og cos θ = h/. Derme kan vi sette opp et uttrykk for volumet, V (θ) = ( sin θ cos θ + cos θ) 0 = 0 sin θ cos θ + 0 cos θ. For å finne makimalt volum ser vi på en eriverte, V (θ) = 0(cos θ cos θ + sin θ ( sin θ) cos θ) = 0(cos θ sin θ cos θ) = 0( sin θ sin θ sin θ) = 0( sin θ sin θ). V (θ) = 0 gir sin θ + sin θ = 0, ( sin θ = ± ) ( 4 ) = 4 ± 9 4 = 4 ± 3 4. Sien vinkelen vi leter etter må ligge i intervallet (0, π/), må sin θ være positiv. Derme har vi at θ = arcsin(/) = π/6. Vi har at og θ = π/6 gir maksimalt volum. V (θ) = 80 cos θ sin θ 0 cos θ, V ( π 6 ) < 0, 40 Fermats prinsipp i optikk sier at lys allti beveger seg fra et punkt til et annet langs en banen som minimerer reisetien. Stuer figuren i oppgaveteksten. Vi skal vise at ersom lyset alyer Fermats prinsipp, så må vinklene θ og θ være like. Merk at sien hastigheten er konstant så er minimal reiseti ekvivalent me minimal strekning. Punktene A og B er gitt. Vi lar -aksen ligge på speilet, og lar y-aksen gå gjennom A. Viere sier vi at punktet A har koorinater (0, a) og punktet B har koorinater (, b). Vi lar lyset treffe speilet i punktet. Ve Pytagoras får vi a et avstanen lyset tilbakelegger er gitt ve f() = a + + b + ( ). lfov03 0. september 00 Sie 5

TMA400 Matematikk høsten 00 Den verien for som gir kortest strekning er gitt ve ligningen f () = 0, Sien sin θ = f () = a + og sin θ = a + ( ) b + ( ) = 0. ( ), gir ligningen over at b +( ) sin θ = sin θ. Dette mefører at θ = θ fori θ og θ tilhører intervallet (0, π/). Vi har vist at vinklene må være like. 48 Vi får oppgitt at et koster c() = 3 0 + 0000 å prousere gjenstaner. Vi skal minimere en gjennomsnittlige prouksjonskostnaen c() = 0+0000. Vi eriverer og får at ( ) c() = 0 ( ) c() = ( ) Vi har at c() = 0 = 0. Sien = 0 er et lokalt minimum for c() gjennomsnittskostnaen. Avsnitt 4.6 ( ) c() = > 0, gir. eriverte-testen at, vs. at = 0 er et prouksjonsnivå som minimerer sin 5 Uttrykket 0 er på en ubestemte formen 0 0. Ve hjelp av l Hopital-regelen får vi sin 5 5 cos 5 at 0 0 = 5. 40 + 0 +(3 sin ) + ) sin ), 0 +((3 sin og ette er på en ubestemte formen (0/0), så vi bruker L Hopitals regel: + ) sin sin + (3 + ) cos ) ), 0 +((3 sin 0 +(3 sin + cos og ette er fortsatt på ineterminate form (0/0), så vi fortsetter: 0 sin + (3 + ) cos +(3 sin + cos ) 0 = 3 + 3 0 + 0 = 6 = 3. cos + cos (3 + ) sin ) = +(3 cos + cos sin 68 a) Uttrykket ( + ) er på en ubesteme forma, så som i eksempel 7 på sie 87 unersøker vi grenseverien ln ( + ). Ve hjelp av l Hopital-regelen får ein at enne grensa er lik; ln ( + ) ln( + ) (+ ) ( Grenseverien til + ) blir ifor lik; ( + ) ( ) eln + = e = e. =. + lfov03 0. september 00 Sie 6

TMA400 Matematikk høsten 00 PSfrag replacements.8.6.4 g()..8.6.4. f() 0 5 0 5 0 5 30 35 40 Figur 5: Oppgave 4.6.68 b) b) Frå figur 5 kan ein observere at g() går mot e, mean f() ser ut til å gå mot når veks. c) f() er på en ubesteme forma, så som i oppgåve a) ser vi på ln f(). ) ( f() ln + ) ln ( + ( + ) = 0. I 3. likskapsteikn er l Hopital-regelen blitt brukt. Grenseverien er ifor; f() eln f() = e 0 =. 3 (+ ) 70 a) Vi har at / = e ln / = e ln Vi eriverer ette uttrykket to ganger: (/ ) = ( ln + )e ln (/ ) = ( 3 ln 3 3 )e ln + ( ln + ) e ln For > 0 har vi at (/ ) = 0 ln + = 0 ln = = e. Sien ( / ) = e /e < 0 for = e får vi ve. eriverte-testen at e /e er e 3 maksimumsverien til /. lfov03 0. september 00 Sie 7

TMA400 Matematikk høsten 00 b) Vi har at / = e ln / = e ln Vi eriverer ette uttrykket to ganger: (/ ) = ( 3 ln + 3 )e ln (/ ) = ( 6 4 ln 4 3 4 )e ln + ( 3 ln + 3 ) e ln For > 0 har vi at (/ ) = 0 ln + = 0 ln = 3 3 = e/. Sien ( / ) = e /e < 0 for = e / får vi ve. eriverte-testen at e /e er e maksimumsverien til /. c) Vi har at Vi eriverer ette uttrykket to ganger: (/n ) = ( n ln + n+ n(n + ) (/n ) = ( n+ ln n /n = e ln /n = e n ln )e n+ n ln n+ n + n+ )e n ln + ( n ln + n+ n+ ) e n ln For > 0 har vi at (/n ) = 0 n ln + = 0 ln = n+ n+ n = e /n. Sien ( /n ) = n e /ne < 0 for = e /n får vi ve. eriverte-testen at e /ne e n+ n er maksimumsverien til /n. ) n /n / eln = e n ln Vi ser på ln, som er på en ubestemte formen n. Vi bruker l Hopital-regelen: ln n Det følger at /n = e 0 =. / nn n n = 0 lfov03 0. september 00 Sie 8