Høgskolen i Oslo og Akershus. sin 2 x cos 2 x = 0, x [0, 2π) 1 cos 2 x cos 2 x = 0 2 cos 2 x = 1 cos 2 x = 1 2 1 2

Like dokumenter
Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 7 Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 5. Løsningsforslag

Løsningsforslag. Innlevering i BYFE/EMFE 1000 Oppgavesett 1 Innleveringsfrist: 14. september klokka 14:00 Antall oppgaver: 3.

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 5 Litt oppsummering undervegs Løsningsforslag

Matematikk Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 6 Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 6 Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 5 Skript

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 5 for-løkker

Løsningsforslag. Innlevering i BYFE 1000 Oppgavesett 1 Innleveringsfrist: 10. oktober klokka 14:00 Antall oppgaver: 6. Oppgave 1

Høgskolen i Oslo og Akershus. i=1

BYFE/EMFE 1000, 2012/2013. Numerikkoppgaver uke 35

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 5 Løsningsforslag

BYFE/EMFE 1000, 2012/2013. Numerikkoppgaver uke 40

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 5 Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 3 Funksjoner og plotting

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 9. Løsningsforslag

Matematikk Eksamensaktuelle numerikk-oppgåver

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 3. Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 6. Løsningsforslag

Newtons metode er en iterativ metode. Det vil si, vi lager en funksjon. F x = x K f x f' x. , x 2

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1101, 5.oktober 2010

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 5 Løsningsforslag

Funksjoner og andregradsuttrykk

Løsningsforslag til underveisvurdering i MAT111 vår 2005

x 2 2 x 1 =±x 2 1=x 2 x 2 = y 3 x= y 3

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 4 m-ler

Løsningsforslag AA6516 Matematikk 2MX desember eksamensoppgaver.org

Løsningsforslag AA6516 Matematikk 2MX Privatister 10. desember eksamensoppgaver.org

a) f(x) = 3 cos(2x 1) + 12 LF: Vi benytter (lineær) kjerneregel og får f (x) = (sin(7x + 1)) (sin( x) + x) sin(7x + 1)(sin( x) + x) ( sin(x) + x) 2 =

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

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 4 Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 8. Løsningsforslag

eksamensoppgaver.org x = x = x lg(10) = lg(350) x = lg(350) 5 x x + 1 > 0 Avfortegnsskjemaetkanvileseatulikhetenstemmerfor

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

Løsningsforslag AA6526 Matematikk 3MX Privatister 3. mai eksamensoppgaver.org

1T 2014 vår LØSNING ( 3 2 ) 1 1 = x = 5 x = x + c = 16 DEL EN. Oppgave 1: Oppgave 2: Oppgave 3: Oppgave 4: Oppgave 5:

BYFE DAFE Matematikk 1000 HIOA Obligatorisk innlevering 4 Innleveringsfrist Fredag 11. mars 2016 Antall oppgaver: Løsningsforslag

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

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

Nicolai Kristen Solheim

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 2 Funksjoner og plotting

Matematikk 1000, 2012/2013. Eksamensaktuelle numerikk-oppgåver

Heldagsprøve i matematikk. Svar og løsningsforslag

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

QED Matematikk for grunnskolelærerutdanningen. Bind 2. Fasit kapittel 1 Kalkulus

Fasit MAT102 juni 2016

: subs x = 2, f n x end do

R2 kapittel 3 Funksjoner. Løsninger til oppgavene i boka Når sin x = 1 har f( x ) sin minste verdi. π 2. 2 k

Løsningsforslag til utvalgte oppgaver i kapittel 5

Terminprøve Sigma 1T Våren 2008 m a t e m a t i k k

x n+1 = x n f(x n) f (x n ) = x n x2 n 3

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 7 Numerisk derivasjon

Løsningsforslag AA6526 Matematikk 3MX Privatister 3. mai eksamensoppgaver.org

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag AA6526 Matematikk 3MX - 5. mai eksamensoppgaver.org

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

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

Spørsmål og svar om GeoGebra, versjon 2.7 bokmål

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

LØSNINGSFORSLAG. Skriv følgende komplekse tall både på kartesisk form som a + bi og på polar form som re iθ (r 0 og 0 θ < 2π). a) 2 + 3i.

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 Vår 2013

S høst LØSNING. 2x 10 = x(x 5) x 2 + 7x 10 = 0 x = 7± 49 4 ( 1) ( 10) x = 7±3. x = 2 x = 5. lg( ) + 3 = 5. lg( ) = 2.

Løsningsforslag MAT102 Vår 2018

Høgskolen i Oslo og Akershus. x 1 +3x 2 +11x 3 = 6 2x 2 +8x 3 = 4 18x 1 +5x 2 +62x 3 = 40

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

Løsningsforslag for Eksamen i Matematikk 3MX - Privatister - AA eksamensoppgaver.org

Løsningsforslag AA6524/AA6526 Matematikk 3MX Elever/Privatister 6. desember eksamensoppgaver.org

Løsningsforslag eksamen 1T våren 2010 DEL 1. Oppgave 1. a) Funksjonen f er gitt ved f x 2x 3. Tegn grafen og finn nullpunktene for f f x 2x 3 Grafen

MAT 100a - LAB 3. Vi skal først illustrerere hvordan Newtons metode kan brukes til å approksimere n-te roten av et positivt tall.

Løsningsforslag. Innlevering i BYFE 1000 Oppgavesett 4 Innleveringsfrist:??? klokka 14:00 Antall oppgaver: 5, 20 deloppgaver.

Høgskolen i Oslo og Akershus. = 2xe 2x + x 2 e 2x (2x) = 2xe 2x + 2x 2 e 2x = 2xe 2x (1 + x) e 2x + x 2 ( e 2x) 1 sin x (sin x) + 2x = cos x

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

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 3 Skript

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

MET Matematikk for siviløkonomer

Løsning av utvalgte øvingsoppgaver til Sigma R2 kapittel 3

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 8 Matriser. Løsningsforslag

Deleksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Løsningsforslag Eksamen eksempeloppgave R1 - REA Desember 2007

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

Løsningsforslag. og B =

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

BYFE/EMFE 1000, 2012/2013. Numerikkoppgaver uke 34

1T 2014 høst LØSNING , 0005 = 2, = 12, = 1, x 2 = 2 4 x x = 8 x = 4

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

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2014

TMA4100 Matematikk1 Høst 2008

eksamensoppgaver.org 4 lg(x 3) = 2 10 lg(x 3) = 10 2 x 3=100 x = 103 tan x = 3 x [0, 360 x = arctan( 3) x = arctan(3)

Innlevering i matematikk Obligatorisk innlevering nr. 5 Innleveringsfrist: 18. februar 2011 kl Antall oppgåver: 5 Ein skal grunngi alle svar.

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

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

2 = 4 x = x = 3000 x 5 = = 3125 x = = 5

Lær å bruke GeoGebra 4.0

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

Finn volum og overateareal til følgende gurer. Tegn gjerne gurene.

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 3 Funksjoner og plotting

3 x = 27 x ln 3 = ln 27 ln 27 x = ln 3 x = x2 = 10 x log(10 x2 ) = log(10 x ) x 2 = x x(x 1)=0 x = 0 x = 1. x +3=2

Transkript:

Innlevering i DAFE/ELFE 1000 Oppgavesett 1 Innleveringsfrist: 31. januar klokka 14:00 Antall oppgaver: 3 Løsningsforslag Oppgave 1 Løs disse likningene ved regning, og oppgi svarene eksakt: a) Vi kan for eksempel bruke at cos x + sin x = 1 sin x = 1 cos x: b) sin x cos x = 0, x [0, π) 1 cos x cos x = 0 cos x = 1 cos x = 1 1 cos x = ± arccos 1/ = π/4 og arccos 1/ = π π/4 = 3π/4. Det gir disse løsningene: x = ± π 4 + n π eller x = ±3π 4 + n π, n Z Eller, litt enklare: x = π/4 + nπ/. Sidan x skal ligge mellom 0 og π, får vi løsninga x = π/4 eller x = 3π/4 eller x = 5π/4 eller x = 7π/4. Alternativt kunne vi ha brukt at sin x cos x = cos x for å løse likninga, eller vi kunne ha delt på cos x og fått ei likning med tan x. e x 1 + 4e x = e x = (1 + 4e x ) = + 8e x e x 8e x = 0 e x ( e x 8e x) = e x 0 (e x ) e x 8 = 0 e x ( ) ± ( ) = 4 1 ( 8) 1 e x = 1 3 = eller e x = 1 + 3 = 4 1 = ± 6 = 1 ± 3

e x kan aldri bli negativt. Vi får løsninga x = ln 4. Oppgave a) Å bli redusert med 10% tilsvarer at vi ganger med 100%-10%=0.9. Dette skjer for hvert år. Defor blir verdien etter n år 350 000 kr ganger med 0.9 n. Om biler er verd B(t) kr etter t år, får vi B(t) = 350000 0.9 t. Bilen vil bare tape seg i verdi. Vi nner når B(t) bikker 100 000: B(t) = 100000 3500000.9 t = 100000 0.9 t = 100000 350000 = 7 t ln 0.9 = ln 7 t = ln 7 ln 9 10 = ln 7 ln 10 9 Bilen blir verd mindre enn 100 000 kr etter 11.89 år. = ln 7 ln ln 10 ln 9 11.89 b) Spenninga U(t), der t er tida, skal følge en sinus-funksjon: U(t) = a sin(k(t ϕ)). Her er a amplituden, og k = π/p der p er perioden. Her er amplituden 35 V. Siden spenninga har 50 perioder på et sekund, er perioden 1/50 sekund. Dermed blir k = π = 100π s 1 s 1 50 Siden vi vet at U(0) = 0 og sin 0 = 0, kan vi sette fasen ϕ = 0 her. Vi får: U(t) = 35 V sin(100π s 1 t).. c) Slik som oppgava er formulert, er også 35 V sin(100π s 1 t) et ok svar. g(x) = 1 x. Uttrykket under rot-tegnet kan ikke være negativt: 1 x 0 (1 x)(1 + x) 0

Figur 1: Forteiknskjema for ulikskapen 1 x 0. Av forteikskjemaet, gur 1, ser vi at D g = [ 1/, 1/ ]. g er maksimal når 1 x er maksimal. x kan aldri bli mindre enn 0, så g blir maksimalt 1. Vidre kan ikke et kvadratrot-uttrykk bli mindre enn 0. For x = ±1/ blir g null. Siden g er kontinuerlig, vil også funskjonen ta alle verdier mellom 0 og 1 slik at verdimengda V g = [0, 1]. Vi undersøker om g er en-entydig: y = g(x) y = 1 x y = 1 x x = 1 y 1 y x = ± Vi ser vi får to løsninger for x. Altså er funksjonen ikke en-entydig. Dette ser vi også tydelig om vi skisserer grafen til g se gur. Figur : Plot av guren g(x) = 1 x. d) Funksjonen er opplagt kontinuerlig for h 0. Vi undersøker om T er 3

kontinuerlig også for h = 0: lim T (h) = lim 1 = 1 h 0 + h 0 + lim h 0 T (h) = lim (1 h/10) = 1 0/10 = 1 = lim T (h) h 0 + h 0 + Grenseverdien lim h 0 T (h) er veldenert og lik 1. Siden også T (0) = 1, er T kontinuerlig også for h = 0. Oppgave 3 a) f(x) = x 4 cos x + 1, D f = [0, ]. b) f(0) = 0 4 cos 0 + 1 = 3 < 0 f() = 4 cos + 1.307 > 0 Siden f er en elementær funksjon, må den være kontinuerleg. Da f(0) og f() har ulike forteikn, må f ha minst ett nullpunkt på D f ved skjæringssetninga. f (x) = 1 4 cos x (cos x) + 0 = 1 + 8 cos x sin x = 1 + 4 sin x. Ekstremalpunkt: Randpunkt eller punkt der f endrer fortegn. Siden f er kontinuerlig, må f være 0 der den skifter fortegn. f (x) = 0 1 + 4 sin x = 0 sin x = 1/4 arcsin 1/4 0.57 slik at x = 0.57 + n π eller x = π ( 0.57) + n π der n Z. Se gur 3. Det gir at x = 0.163 + nπ eller x = 1.6971 + nπ. Med vår denisjonsmengde får vi bare løsninga x = 1.6971. Funksjonsverdiene for randpunktene fant vi i a). For x = 1.6971 får vi f(1.6971) = 1.6971 4 cos 1.6971 + 1 =.634. Av funksjonsverdiene ser vi at (0, 3) er globalt minimum og (1.697,.643) er globalt maksimum. c) Plottinga kan gjøres slik i kommandovinduet i MATLAB: 4

Figur 3: Einingssirkelen med sinus-verdien 1/4 teikna inn sammen med dei tilsvarande vinklane i fyrste omløp. >> x=0:.1:; >> f=x-4*(cos(x)).^+1; >> plot(x,f,'linewidth',) >> hold on >> plot([0 1.697],[-3.634],'ro','linewidth',) >> plot([0 ],[0 0],'k-') >> hold off Den siste plotte-kommandoen har vi gjort for å gjøre x-aksen synlig. (Dette kan også gjøres på andre måter.) Vi har også valgt å gjøre grafen litt tykkere enn standarden. Resultatet er vist i gur 4. Av guren ser vi at f bare ser ut til å ha ett nullpunkt, og at dette ser ut til å ligge ved x 0.8. d) Halveringsmetoden kan implementeres slik: 1 % Skript som implementerer halveringsmetoden. % Det er viktig at funksjonen er kontinuerlig på hele 3 % intervallet mellom endepunktene. Det forutsettes også 4 % at funksjonen har ulik funksjonsverdi i endepunktene. 5 6 % Endepunkter: 7 a=0; 8 b=; 9 10 % Funksjonsverdier: 11 fa=a-4*(cos(a))^+1; 1 fb=b-4*(cos(b))^+1; 5

Figur 4: Plott av funksjonen i oppgåve 3. Dei globale ekstremalpunkta er også markert 13 14 % Nøyaktighet 15 pres=1e-3; 16 17 % While løkke som kjører så lenge intervallet 18 % er lengre enn pres: 19 while abs(b-a)>pres 0 c=(a+b)/; % Midtpunkt 1 fc=c-4*(cos(c))^+1; % Funksjonsverdi i midtpunkt if fa*fc>0 % Undersøker fortegn 3 a=c; % Flytter venstre grense 4 else 5 b=c; % Flytter høgre grense 6 end 7 end 8 9 % Skriver løsning til skjerm: 30 x=(a+b)/ Dette skriptet har jeg kalt HalveringsMet.m. Når jeg kjører det i MAT- LAB 1, får eg dette svaret: 1 Pass på at du er i samme mappe som skriptet ligger lagra i når du skal kjøre det. 6

>> HalveringsMet x = 0.886 Det bør nevnes at skriptet over har forbedringspotensial. For eksempel ser vi at funksjonsuttrykket er skrevet opp tre ganger i linje 11, 1 og 1. Dette kunne vært unngått ved å bruke ei funksjonl, for eksempel. Dette ville også gjort det lettere å tilpasse koden til å løse andre likninger. Vi ser også at koden ikke er idiotsikker i den forstand at den gir et svar selv om f(a) og f(b) hadde hatt samme fortegn. Det hadde ikke vært noe problem å legge inn en liten if-sats som kontrollerte at fortegnene var ulike og eventuelt stoppet derom de ikke var det. Til sist kan det nevnes at grensene a og b, linje 7 og 8, godt kunne bli gitt som inn-parametre fra kommandovinduet for eksempel ved å bruke input-kommandoen. Men for all del: Skriptet gjør jobben. e) Først må likninga formuleres som et nullpunkts-problem: e x 1+4e x = 0. Vi ser at nemneren i brøk-uttrykket aldri kan bli null, så den elementære funksjonen på venstre side i likninga er kontinuerlig og veldenert på hele R. Ved insetting nner vi at uttrykket er 0.900 for x = 1 og.794 for x =. Altså må likninga ha ei løsning mellom 1 og. Vi tilpasser skriptet etter denne funksjonen og disse grensene. I tillegg justerer vi nøyaktigheten etter det som står i oppgava, og vi legger inn en funksjon som teller antall iterasjoner. Med disse justeringene blir skriptet seende slik ut: 1 % Skript som implementerer halveringsmetoden. % Det er viktig at funksjonen er kontinuerlig på hele 3 % intervallet mellom endepunktene. Det forutsettes også 4 % at funksjonen har ulik funksjonsverdi i endepunktene. 5 6 % Endepunkter: 7 a=1; 8 b=; 9 10 % Funksjonsverdier: 11 fa=exp(a)./(1+4*exp(-a))-; 1 fb=exp(b)./(1+4*exp(-b))-; 13 14 % Nøyaktighet 15 pres=1e-4; 16 17 % Initierer teller 18 teller=1; 19 7

0 % While løkke som kjører så lenge intervallet 1 % er lengre enn pres: while abs(b-a)>pres 3 c=(a+b)/; % Midtpunkt 4 fc=exp(c)./(1+4*exp(-c))-; % Funksjonsverdi i midtpunkt 5 if fa*fc>0 % Undersøker fortegn 6 a=c; % Flytter venstre grense 7 else 8 b=c; % Flytter høgre grense 9 end 30 teller=teller+1; % Telleren økes med én 31 end 3 33 % Skriver løsning til skjerm: 34 x=(a+b)/ 35 % Skriver antall iterasjoner til skjerm: 36 Iterasjoner=teller Det som er nytt eller endra i forhold til den forrige versjonen, nner vi i linjene 7, 11, 1, 17, 18, 30, 36 og 36. Når vi kjører det, får vi: >> HalveringsMet x = 1.3863 Iterasjoner = 15 >> log(4) ans = 1.3863 >> format long >> x x = 1.386301484375 >> log(4) 8

ans = 1.38694361119891 Som vi ser, stemmer dette godt med den eksakte løsninga vi har funnet fra før (x = ln 4); løsningene skiller seg ikke før i 5. desimal. Det tok 15 iterasjoner å oppnå denne nøyaktigheten. 9