EKSAMEN I MA0002 Brukerkurs B i matematikk

Like dokumenter
Løsningsforslag til eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MA0002, V08

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MA0002, VÅR 09

Løsningsforslag, eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

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

UNIVERSITETET I OSLO

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

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

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

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

EKSAMEN I TMA4110 MATEMATIKK 3 Bokmål Fredag 4. desember 2009 løsningsforslag

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

UNIVERSITETET I OSLO

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1103, 2.mars 2010

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

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

2 3 2 t der parameteren t kan være et vilkårlig reelt tall. i) Finn determinanten til M. M =

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

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

=cos. =cos 6 + i sin 5π 6 = =cos 2 + i sin 3π 2 = i.

Differensialligninger

Løsningsforslag MAT 120B, høsten 2001

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN I MATEMATIKK 4N/D (TMA4125 TMA4130 TMA4135) Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag

Institutt for Samfunnsøkonomi

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

UNIVERSITETET I OSLO

TMA4100 Matematikk1 Høst 2009

Løsningsforslag til eksamen i TMA4105 matematikk 2,

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

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2017

UNIVERSITETET I OSLO

OPPGAVE 1 LØSNINGSFORSLAG

UNIVERSITETET I OSLO

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2017

EKSAMEN I EMNET Løsning: Mat Grunnkurs i Matematikk I Mandag 14. desember 2015 Tid: 09:00 14:00

MAT Prøveeksamen 29. mai - Løsningsforslag

Eksamen i emnet MAT111/M100 - Grunnkurs i matematikk I Mandag 15. desember 2003, kl (15) LØYSINGSFORSLAG OPPGÅVE 2:

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag for eksamen i brukerkurs i matematikk A (MA0001)

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN BOKMÅL STEMMER. DATO: TID: OPPG. SIDER: VEDLEGG: 3 desember :00-13: FAGKODE: IR Matematikk 1

EKSAMEN. Ingeniør- og Fleksibel ingeniørutdanning.

UiO MAT1012 Våren Ekstraoppgavesamling

UNIVERSITETET I OSLO

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

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

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

Eksamensoppgave i MA1102/6102 Grunnkurs i analyse II

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

LØSNING, KOMMENTAR & STATISTIKK

EKSAMENSOPPGAVER FOR TMA4110/TMA4115 MATEMATIKK 3

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

Løsningsforslag Eksamen M100 Høsten 1998

Løsningsforslag Eksamen M001 Våren 2002

UNIVERSITETET I OSLO

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

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

Løsningsforslag for eksamen i Matematikk 3 - TMA4115

Prøve i R2. Innhold. Differensiallikninger. 29. november Oppgave Løsning a) b) c)...

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

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

ELE Matematikk valgfag

MA1101 Grunnkurs Analyse I Høst 2017

UNIVERSITETET I BERGEN

MAT Vår Oblig 2. Innleveringsfrist: Fredag 23.april kl. 1430

HØGSKOLEN I BERGEN Avdeling for ingeniørutdanning

Potensrekker Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

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

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

y(x) = C 1 e 3x + C 2 xe 3x.

LØSNINGSSKISSE TIL EKSAMEN I FAG SIF august 2001

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

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N Vår 2013

EKSAMEN. TILLATTE HJELPEMIDLER: Kalkulator. John Haugan: Formler og tabeller. Rottmanns formelsamling (tillatt som overgangsordning)

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1100, H-14 DEL 1

Universitetet i Bergen Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i emnet Mat131 - Differensiallikningar I Onsdag 25. mai 2016, kl.

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Eksamensoppgave i MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I. LØSNINGSFORSLAG

Høgskolen i Telemark Eksamen Matematikk 2 modul Mai Fakultet for estetiske fag, folkekultur og lærerutdanning BOKMÅL 24.

Forelesning 14 Systemer av dierensiallikninger

Øvelse, eksamensoppgaver MAT 1050 mars 2018

Fasit MAT102 juni 2016

Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D

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

Eksamen i ELE Matematikk valgfag Torsdag 18. mai Oppgave 1

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, vår 2009

Transkript:

Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag Side av 7 Faglig kontakt under eksamen: Achenef Tesfahun (9 84 97 5) EKSAMEN I MA2 Brukerkurs B i matematikk Lørdag 322 Tid: 9: 3: Sensur 422 Hjelpemidler: A Alle trykte og skrevne, samt kalkulator Det står 4 hovedoppgaver Alle deloppgaver teller like mye Alle svar skal begrunnes! Vis mellomregning eller henvis til teori! Oppgave a) Vis at y(t) = (t 4 + )e cos t løser initialverdiproblemet dt (sin t)y = 4t3 e cos t, y() = e Løsning: Vi deriverer y(t) = (t 4 + )e cos t mhp t for å sjekke om det er løsningen Ved å bruke produkt og kjerne regel dt = 4t3 e cos t + (t 4 + )e cos t sin t = 4t 3 e cos t + y sin t

Side 2 av 7 Altså I tillegg har vi dt (sin t)y = 4t3 e cost y() = e cos = e = e Konklusjon: y(t) = (t 4 + )e cos t løser initialverdiproblemet b) En pasient får en medisin intravenøst med en konstant dosering på 2 milliliter per time Medisinen skilles ut av kroppen med en rate på % per time Hvor mye medisin er det i kroppen etter t timer hvis pasienten var medisinfri da behandlingen startet? Løsning: La y(t) være medisinmengden i kroppen etter t timer Den deriverte dt måler endringen i medisinmengde per tidsenhet Den endringen er differensen mellom tilførselen (2 milliliter per time) og utskillingen (, y(t) milliliter per time) Det betyr at dt = 2, y Behandlingen startet ved tiden t = Da var pasienten medisinfri, dvs at y() = Vi må løse for y(t) ut fra initialverdiproblemet Likningen omformes Integrere: som gir dt 2, y = 2, y, y() = = dt ( separabel difflign) 2, y = dt, ln 2, y = t + C ln 2, y =, t, C, 2, y = ±e,c e,t 2, y = C 2 e,t der C 2 = ±e,c Altså y(t) = 2 C 2 e,t

Side 3 av 7 er generelle løsninger til differensiallikningen Setter inn for initialbetingelsen y() = : Derfor = y() = 2 C 2 e, = 2 C 2 C 2 = 2 y(t) = 2 2e,t (medisinmengden i kroppen etter t timer) Oppgave 2 Vi er gitt matrisen A = [ 2 6 4 4 a) Finn egenverdiene til A og tilhørende egenvektorer Løsning: Egenverdiene: = det(a λi) = 2 λ 6 4 4 λ = λ2 6λ 6 = (λ + 2)(λ 8) Egenverdiene for A er λ = og λ 2 = 8 Egenvektorene for λ = : [ [ 4 6 u = 4 6 u 2 [ 4u + 6u 2 = 4u + 6u 2 = Det vil si at 6u 2 = 4u Velg foreks u = 3 og får egenvektoren [ 3 u = Alle cu for c er også egenvektorer for λ = Egenvektorene for λ 2 = 8: [ 6 6 4 6 [ v v 2 = [ 6v + 6v 2 = 4v 6v 2 = Det vil si at v = 3v 2 Velg foreks v 2 = og får egenvektoren [ v = Alle cv for c er også egenvektorer for λ 2 = 8

Side 4 av 7 [ 4 b) Beregn A 2 Løsning: Først bestemm a og b slik at [ [ [ 4 3 = a + b 3a + b = 4 a + b = Altså, a = 6/5 og b = 2/5, og derfor Derfor A 2 [ [ 4 = 6 5 [ 3 + 2 5 [ 4 = 6 [ 3 5 ()2 + 2 [ 5 82 = 2 [ 9 2 2 8 2 5 3 2 2 8 2 c) Finn løsningen til differensialligningssystemet dx dt = Ax, der x = [ x som oppfyller initialbetingelsen [ 4 x() = [ Er likevektspunktet ˆx = til systemet stabilt eller ustabilt? Løsning: Fra (a) har vi følgende: [ 3 λ =, u = [ λ 2 = 8, v = Siden A har en negativ og en postitiv egenverdi, er likevektspunktet ˆx =, x 2, [ ustabilt Den generelle løsningen til systemet blir x(t) = C e t [ 3 [ + C 2 e 8t,

Side 5 av 7 Setter inn for initialbetingelsen, [ [ 4 3 = x() = C [ + C 2 [ 3C + C = 2 C + C 2 Altså 3C + C 2 = 4 og C + C 2 =, som gir C = 6/5 og C 2 = 2/5 Derfor blir den spesielle løsningen til systemet x(t) = 6 [ 3 5 et + 2 [ 5 e8t NB: Vi kan også lese C og C 2 direkt fra punkt b) (løsn der, dvs C = a, C 2 = b) Oppgave 3 Vi ser på funksjonen f(x, y) = e y cos x a) Hva er den retningsderiverte til f i punktet (π, ) langs vektoren er den retningsderiverte til f størst mulig i (π, ) Løsning: Gradienten til f er gitt ved [ fx (x, y) f(x, y) = f y (x, y) Altså f(π, ) = [ [ e = y sin x e y cos x [ 4 Enhetsvektoren langs er 3 u = [ 4 = [ 4 42 + ( 3) 2 3 5 3 Den retningsderiverte til f i punktet (π, ) langs vektoren D u f(π, ) = f(π, ) u = [ 4 I hvilken retning 3 [ 4 er derfor 3 [ [ 4 = 3 5 3 5 Den retningsderiverte [ er størst i retningen av gradienten til f i punktet (π, ), dvs, i retning (som er positiv y-akse) b) Finn den linære approksimasjonen rundt (,) til f, og bruk den til å finne en tilnærmet verdi for f(,,, 2) (Vis beregningen)

Side 6 av 7 Løsning: Den linære approksimasjonen rundt (,) til f er gitt ved fomelen L(x, y) = f(, ) + f x (, )(x ) + f y (, )(y ) Siden f(, ) =, f x (, ) = og f y (, ) = er den linære approksimasjonen rundt (,) til f L(x, y) = y Vi nå bruker L for å finne tilnærme verdi for f(,,, 2): L(,,, 2) =, 2 =, 8 c) Beregn når f(x, y) = dx Løsning: Ved å bruke implisitt derivasjon formel dx = f x(x, y) f y (x, y) = e y sin x e y cos x = sin x cos x Oppgave 4 Vi ser på funksjonen f(x, y) = xy(5 5y 3x) a) Finn og klassifiser de kritiske punktene til f Løsning: f(x, y) = 5xy 5xy 2 3x 2 y) Kritiske punktene for f er der [ [ [ fx 5y 5y f = = 2 6xy 5x xy 3x 2 = f y Dvs 5y 5y 2 6xy = og 5x xy 3x 2 = som beytr at y(5 5y 6x) = og x(5 y 3x) = Altså Disse gir fire kritiske punkter: x = eller 3x + y = 5, og y = eller 6x + 5y = 5 (, ), (, 3), (5, ), og (5/3, ) Vi bruker andrederiverte test for å klassifisere det kritiske punktet La D = f xx f yy f 2 xy Vi har f xx = 6y, f yy = x, f xy = 5 y 6x = f yx

Side 7 av 7 Nå beregner vi disse i punktene (, ) : f xx =, f yy =, f xy = 5, D = 25, (, 3) : f xx = 8, f yy =, f xy = 5, D = 25, (5, ) : f xx =, f yy = 5, f xy = 5, D = 25, (5/3, ) : f xx = 6, f yy = 5/3, f xy = 5, D = 75 Konklusjon: (, ), (, 3) og (5, ) er saddelpunkter mens (5/3, ) er lokalmaksimumspunkt b) Finn absolutte maksimumspunkt for f på trekanten som er avgrenset av 3x + 5y = 5, x-aksen og y-aksen Løsning: Trekanten er avgrenset av linjer 3x + 5y = 5, x = (x-akse) og y = (y-akse) Vi har bare ett indre kritisk punkt (se (a)): (x, y) = (5/3, ), der f(5/3, ) = 25/3 Merk at f(x, y) = når (x, y) ligger på randen, dvs når x = eller y = eller 3x + 5y = 5 Konklusjon: Den absolutte maksimumpunkten for f på trekanten er derfor (5/3, ) som har verdien 25/3