MET Matematikk for siviløkonomer

Like dokumenter
MET Matematikk for siviløkonomer

MET Matematikk for siviløkonomer

MET Matematikk for siviløkonomer

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

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.

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

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

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

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

MET Matematikk for siviløkonomer

Løsning MET Matematikk Dato 03. juni 2016 kl

Matematikk for økonomer Del 2

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

Notater nr 9: oppsummering for uke 45-46

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

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

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

Løsningsforslag for MAT-0001, desember 2009, UiT

Eksamen i FO929A Matematikk Underveiseksamen Dato 14. desember 2006 Tidspunkt Antall oppgaver 4. Løsningsforslag

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

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1103, 2.mars 2010

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1110, uka 11/5-15/5

UNIVERSITETET I OSLO

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

Matematikk for økonomer Del 2

Høgskolen i Bodø Matematikk for økonomer 16. desember 2000 Løsninger

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1101, 5.oktober 2010

ELE Matematikk valgfag

UNIVERSITETET I OSLO

Oppgaveløsninger for "Matematikk for økonomer - kort og godt".

Deriver funksjonene. Gjør greie for hvilke derivasjonsregler du bruker.

Øvelse, eksamensoppgaver MAT 1050 mars 2018

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

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

Heldagsprøve i matematikk. Svar og løsningsforslag

Repetisjon i Matematikk 1: Derivasjon 2,

EKSAMEN Løsningsforslag

Løsningsforslag: Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Institutt for samfunnsøkonomi. Eksamensdato: , kl Tillatte hjelpemidler:

Matematikk 1 Første deleksamen. Løsningsforslag

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

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

Faktor. Eksamen høst 2005 SØK Innføring i matematikk for økonomer Besvarelse nr 1: -en eksamensavis utgitt av Pareto

Handelshøyskolen BI Eksamen i Met Matematikk for økonomer kl til Løsninger

1 OPPGAVE 2 OPPGAVE. a) Hva blir kontobeløpet den 2. januar 2040? b) Hvor mye penger blir det i pengeskapet den 2. januar 2040?

Oppgave 1. Oppgave 2. Oppgave 3. Oppgave 4

Nicolai Kristen Solheim

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

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

Løsningsforslag. 3 x e. g(x) = 1 + x4 x 2

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1100, uka 15/11-19/11

BYFE DAFE Matematikk 1000 HIOA Obligatorisk innlevering 5 Innleveringsfrist Fredag 15. april 2016 kl 14 Antall oppgaver: 8

Institutt for Samfunnsøkonomi

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

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

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

Løsningsforslag. a) i. b) (1 i) 2. e) 1 i 3 + i LF: a) Tallet er allerede på kartesisk form. På polar form er tallet gitt ved

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

Emnenavn: Eksamenstid: 4 timer. Faglærer: Hans Kristian Bekkevard

I et eksperiment er det målt følgende sammenheng mellom to størrelser x og y. x Y = ax + b:

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

Oppgavesettet er på 3 sider eks. forside, og inneholder 12 deloppgaver: 1abc, 2, 3, 4abc, 5ab, 6ab.

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1050, vår 2019

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

UNIVERSITETET I OSLO

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

Oppsummering matematikkdel

Oppgave 1. (a) Mindre enn 10 år (b) Mellom 10 og 11 år (c) Mellom 11 og 12 år (d) Mer enn 12 år (e) Jeg velger å ikke besvare denne oppgaven.

Høyskolen i Buskerud. fx ( ) x x 2 = x 1. c) Løs ulikheten ( x 3) ( x + 1)

Høgskolen i Agder Avdeling for realfag EKSAMEN

Emnenavn: Metode 1 matematikk. Eksamenstid: 4 timer. Faglærer: Hans Kristian Bekkevard

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

Løsningsforslag til eksamen i MAT 1100 H07

. Vi får dermed løsningene x = 0, x = 1 og x = 2.

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1100, H-14 DEL 1

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

Løsningsforslag AA6516 Matematikk 2MX - 5. mai eksamensoppgaver.org

Løsningsforslag Eksamen M001 Våren 2002

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

SIF5005 Matematikk 2, 13. mai 2002 Løsningsforslag

Eivind Eriksen. Matematikk for økonomi og finans

Løsningsforslag i matematikk

Deleksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Eksempeloppgave 1T, Høsten 2009

EKSAMEN. Ingeniør- og Fleksibel ingeniørutdanning.

Flervalgseksamen: MET 11802

Løsningsforslag, eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

UNIVERSITETET I BERGEN

1 Mandag 15. februar 2010

MAT feb feb feb MAT Våren 2010

Eksamen i ELE Matematikk valgfag Torsdag 18. mai Oppgave 1

Høgskolen i Telemark Fakultet for estetiske fag, folkekultur og lærerutdanning BOKMÅL 23. mai 2014

DAFE BYFE Matematikk 1000 HIOA Obligatorisk innlevering 1 Innleveringsfrist Fredag 22. januar :00 Antall oppgaver: 5.

(Noter at studenter som innser at problemet er symmetrisk for x og y og dermed

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

Oppsummering matematikkdel

MET Matematikk for siviløkonomer

Oppgave 1. Oppgave 2

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Transkript:

SENSORVEILEDNING - Skriftlig eksamen MET 11803 Matematikk for siviløkonomer Institutt for Samfunnsøkonomi Utlevering: 29.05.2019 Kl. 09:00 Innlevering: 29.05.2019 Kl. 14:00 For mer informasjon om formalia, se eksamensoppgaven.

Løsning MET 11803 Matematikk for siviløkonomer Dato 29. mai 2019 kl 0900-1400 Oppgave 1. Vi skriver ned den utvidede matrisen til systemet, markerer første pivot-posisjon, og gjør elementære radoperasjoner som bruker første pivot til å eliminere tallene i posisjonene under: 1 2 4 11 4 8 12 40 1 2 4 11 1 2 4 11 5 10 16 51 5 10 16 51 0 0 4 4 Så markerer vi pivotposisjonen i andre rad, og bruker den til å eliminere tallet i posisjonen under: 1 2 4 11 1 2 4 11 0 0 4 4 0 0 0 0 Resultatet er en trappeform, hvor vi har markert alle pivotposisjoner. Det er dermed uendelig mange løsninger med y fri siden y-kolonnen ikke har noen pivotposisjoner, og vi nner løsningene ved baklengs substitusjon: 4z = 4 z = 1 x + 2y + 4z = 11 x = 11 2y 4(1) x = 2y Løsningen er altså (x,y,z) = ( 2y,y,1) der y er en fri variabel. b) c) Vi regner ut determinanten ved kofaktorutvikling langs første rad: 1 a 4 A = 2a 8 12 = 1(128 120) a(32a 60) + 4(20a 40) 5 10 16 = 8 32a 2 + 60a + 80a 160 = 32a 2 + 140a 152 Vi har dermed at A = 0 når 32a 2 + 140a 152 = 0, som gir at a = 140 ± 140 2 4( 32)( 152) 2( 32) Det vil si at A = 0 når a = 2 eller a = 19/8 = 2.35. = 140 ± 12 64 = 35 3 16 Når a = 3 er A = 32(3) 2 + 140(3) 152 = 20. Dermed har vi at den inverse matrisen er gitt ved A 1 = 1 C T T 11 C 12 C 13 C 21 C 22 C 23 = 1 8 36 20 8 4 5 = 1 8 8 4 36 4 12 A C 31 C 32 C 20 33 4 12 10 20 20 5 10 d) Systemet har eksakt én løsning hvis og bare hvis koesientmatrisen har determinant ulik null, det vil si A 0. Siden AB = A B, har vi at A = A, så A 0 er det samme som at A 0. For a = 1 har vi fra Oppgave b) at A = 32a 2 + 140a 152 = 32 140 152 0, dermed har systemet eksakt én løsning. Vi nner en formel for løsningen ved å multiplisere likningen med A 1 fra venstre gjentatte ganger: A x = b A 1 A x = A 1 b A 6 x = A 1 b A 1 A 6 x = A 1 A 1 b A 5 x = (A 1 ) 2 b x = (A 1 ) b = A b 2

Oppgave 2. Nullpunktene til nevneren 1 x 2 er x = 1 og x = 1, og telleren x 3 0 i x = ±1. Dermed er de vertikale asymptotene x = 1 og x = 1. Polynomdivisjon gir Dermed er det en skrå asymptote y = x. x 3 1 x 2 = x + x 1 x 2 b) Vi nner den deriverte ved å bruke brøkregelen for derivasjon, som gir f (x) = 3x2 (1 x 2 ) x 3 ( 2x) (1 x 2 ) 2 = 3x2 x 4 (1 x 2 ) 2 = x2 (3 x 2 ) (1 x 2 ) 2 Siden x 2 og (1 x 2 ) 2 ikke kan være negative, er f avtagende i de intervallene der 3 x 2 0, det vil si x 2 3; nevneren har jo ikke nullpunkt i disse intervallene. Vi har derfor at f er avtagende i (, 3] og i [ 3, ). Oppgave 3. Vi bruker substitusjonen u = 1 x, som gir du = dx, og dermed blir integralet 30(1 x) 5 dx = 30u 5 1/( 1) du = 5u 6 + C = 5(1 x) 6 + C b) Vi faktoriserer nevner som 4 9x 2 = (2 + 3x)(2 3x), og forenkler integranden (uttrykket som skal integreres) ved delbrøksoppspaltning. Dette gir 12 4 9x 2 = A 2 + 3x + B 2 3x 12 = A(2 3x) + B(2 + 3x) Det vil si 12 = (2A + 2B) + (3B 3A)x, eller at 2A + 2B = 12 og 3B 3A = 0. Dette lineære systemet kan skrives A + B = 6 og B = A, som gir A = B = 3. Integralet blir dermed 12 4 9x 2 dx = 3 2 + 3x + 3 dx = ln 2 + 3x ln 2 3x + C = ln 2 + 3x 2 3x 2 3x + C c) Vi kan forenkle integranden (uttrykket som skal integreres) ved å utvide brøken med e x ; vi multipliserer altså teller og nevner med e x : 2e x 2e 2x e x dx = e x e 2x 1 dx Deretter bruker vi substitusjonen u = e 2x 1, som gir du = u dx = 2e 2x dx, og dermed får vi 2e 2x 2e 2x e 2x 1 dx = du 1 u 2e 2x = u du = ln u + C = ln e2x 1 + C Alternativt kunne vi først brukt substitusjonen u = e x, som gir du = e x dx, og dermed 2e x 2e x du e x dx = e x u 1/u e x = 2 u 1/u du = 2u u 2 1 du Dette kan vii løse ved å bruke substitusjonen v = u 2 1, og vi kommer selvsagt fram til samme svar ved å bruke denne metoden. Oppgave 4. Nåverdien av kontantstrømmen fra leie er I(t)e rt dt = 12 e 0.0t e 0.10t dt = 12 e 0.03t dt 0 0 0 [ ] 12 [ = 0.03 e 0.03t = lim 400 e 0.03t ] b 0 b 0 = lim b 400(e 0.03b 1) = 400 3

b) Nåverdien av framtidige leieinntekter, det vil si for t [, ), er gitt ved I(t)e rt dt = = 12 e 0.0t e 0.10t dt = [ 12 0.03 e 0.03t ] 12 e 0.03t dt = lim b [ 400 e 0.03t ] b = 400e 0.21 Dersom salgssummen etter år kalles V, så er nåverdien av salgssummen gitt ved V e r = V e 0.0 Vi bestemmer når nåverdi av salgssum minst er lik nåverdi av framtidige leieinntekter ved å løse ulikheten V e 0.0 400e 0.21 V 400e 0.21 e 0.0 = 400 e 0.49 652.9 For at vi skal vurdere å selge, må altså salgssummen være minst 652.9 millioner kroner. Oppgave 5. b) c) Vi nner de partiellderiverte til f(x,y) = y 2 x 3 +3x, som er gitt ved f x = 3x 2 +3 og f y = 2y. Førsteordensbetingelsene er f x = f y = 0, og dette gir 3x 2 + 3 = 0 x 2 = 1 2y = 0 y = 0 Dette gir to stasjonære punkter (x,y) = (1,0), ( 1,0). Hesse-matrisen til f er gitt ved ( ) 6x 0 H(f) = 0 2 For (x,y) = (1,0) er det H(f) = 12 < 0, og når (x,y) = ( 1,0) er det H(f) = 12 > 0, og A,C > 0 i dette tilfellet. Andrederivert-testen gir derfor at (1,0) er et sadelpunkt og at ( 1,0) er et lokalt minimumspunkt for f. Vi har f( 1,2) = 4 + 1 3 = 2, derfor er C nivåkurven f(x,y) = 2. I punktet (x,y) = ( 1,2) har tangenten stigningstall y = f x = 3x2 + 3 = 0 f y 2 Derfor har tangenten likning y 2 = 0(x + 1), eller y = 2. For å nne ut om tangenten skjærer C i andre punkt, løser vi likningene f(x,y) = 2 og y = 2, og det gir 2 2 x 3 + 3x = 2 x 3 3x 2 = 0 Vi vet at x + 1 er en faktor siden x = 1 er en løsning, og polynomdivisjon gir faktoriseringen x 3 3x 2 = (x + 1)(x 2 x 2) = (x + 1)(x 2)(x + 1) = (x + 1) 2 (x 2) Dette betyr at x = 1 og x = 2 er løsninger, og tangenten skjærer derfor C i punktet (x,y) = (2,2) i tillegg til (x,y) = ( 1,2). Likningen 4x 2 +y 2 = 4 kan skrives x 2 +y 2 /4 = 1. Dette er en ellipse med sentrum i (0,0) og med halvakser a = 1 = 1 og b = 4 = 2. Ellipsen er begrenset med 1 x 1 og 2 y 2. Skissen av ellipsen er vist nedenfor. 2 y 1 1 x 2 4

d) Optimeringsproblemet har Lagrange-funksjon L = y 2 x 3 + 3x λ(4x 2 + y 2 ). Lagrangebetingelsene er førsteordensbetingelsene samt bibetingelsen, gitt ved L x = 3x 2 + 3 λ 8x = 0 L y = 2y λ 2y = 0 4x 2 + y 2 = 4 Vi løser disse likningene for å nne kandidatpunkter, og starter med den andre likningen siden den er enklest å løse: Vi har 2y λ 2y = 2y(1 λ) = 0, som gir y = 0 eller λ = 1. Vi ser på disse to tilfellene hver for seg: i) Hvis y = 0, så er x = ±1 fra bibetingelsen, og den første likningen gir da λ 8x siden x 2 = 1. Dette gir λ = 0 siden x = ±1 0. Fra dette tilfellet får vi derfor kandidatpunktene (x,y; λ) = (1,0; 0), ( 1,0; 0) med f(1,0) = 2 og f( 1,0) = 2. ii) Hvis λ = 1, gir første likning at 3x 2 + 3 8x = 0. Vi løser annengradslikningen, og det gir x = 3 eller x = 1/3. Vi setter disse verdiene inn i bibetingelsen for å nne y. Når x = 3, får vi 36 + y 2 = 4, eller y 2 = 32, som ikke har løsninger. Når x = 1/3, får vi 4(1/3) 2 + y 2 = 4, eller y 2 = 4 4/9 = 32/9. Dette gir to løsninger y = ± 32/9 = ± 32/3 = ±4 2/3. Fra dette tilfellet får vi derfor kandidatpunktene (x,y; λ) = (1/3, 4 2/3; 1), (1/3, 4 2/3; 1) med f(1/3, ±4 2/3) = 122/2 4.52. Vi har totalt funnet re kandidatpunkter, og dette er alle ordinære kandidatpunkter (det vil si alle løsninger av Lagrange-betingelsene). Siden bibetingelsen gir en ellipse, som er begrenset, har problemet en løsning ved ekstremverdisetningen. Denne løsningen må være et ordinært kandidatpunkt, siden en ellipse ikke har punkter med degenerert bibetingelse. Dermed er det beste kandidatpunktet et maksimumspunkt; det vil si at f max = 122/2 4.52 og at (x,y) = (1/3, ±4 2/3) er maksimumspunktene. Oppgave 6. Bibetingelsen y 2 x 3 + 3x = 2 kan skrives y 2 = x 3 3x + 2, eller y 2 = h(x) med h(x) = x 3 3x + 2. Vi løser ulikheten h(x) 0 siden y 2 = h(x) ikke har løsninger om h(x) < 0. Nullpunktene er gitt ved x 3 3x + 2 = (x 1)(x 2 + x 2) = (x 1)(x + 2)(x 1) = (x 1) 2 (x + 2) Dette nner vi for eksempel ved å prøve heltallsløsningen ±1, ±2 som går opp i konstantleddet, se at x = 1 er en løsning slik at x 1 er en faktor, og bruke polynomdivisjon. Ulikheten blir dermed h(x) = (x 1) 2 (x + 2) 0 og vi ser at løsningene er gitt ved x 2 siden (x + 1) 2 0 for alle x. Alternativt kan vi sette opp fortegnsskjema for h. Bibetingelsen y 2 x 3 + 3x = 2 har dermed løsninger hvis og bare hvis x 2. Vi konkluderer at minimumsverdien f min = 2, og at minimumspunktet er (x,y) = ( 2,0). En skisse av punktene som oppfyller bibetingelse (som er kurven C fra Oppgave 5) er vist nedenfor. 3 2 1 y 3 2 1 1 2 3 1 x 2 3 5

Alternativt kan vi bruke Lagranges metode til å nne kandidatpunkter. Vi lar da L = x λ(y 2 x 3 +3x). Lagrange-betingelsene er førsteordensbetingelsene samt bibetingelsen, gitt ved L x = 1 λ( 3x 2 + 3) = 0 L y = λ 2y = 0 y 2 x 3 + 3x = 2 Siden λ = 0 ikke gir løsning på grunn av den første likningen, må y = 0 på grunn av den andre likningen. Bibetingelsen gir da x = 2 eller x = 1 (samme regning som ovenfor). Setter vi inn disse x-verdiene i første likning, får vi λ = 1/9 når x = 2, og ingen løsning for λ når x = 1. Det er derfor kun ett ordinært kandidatpunkt ( 2,0; 1/9). Man kan også sjekke at punktet (1,0) er det eneste tillatte punkt med degenerert bibetingelse. Men det blir vanskelig å vise at det beste kandidatpunktet ( 2,0) er et minimum uten å bruke den første metoden. Den alternative metoden gir derfor maksimum 3p score om det ikke vises at kandidatpunktet er minimum. 6