Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1103, 2.mars 2010



Like dokumenter
Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, vår 2009

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, 8.juni 2010

Løsningsforslag for MAT-0001, desember 2009, UiT

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

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1101, 5.oktober 2010

+ (y b) F y. Bruker vi det siste på likningen z = f(x, y) i punktet (a, b, f(a, b)) kan vi velge F (x, y, z) = f(x, y) z.

Notater nr 9: oppsummering for uke 45-46

SIF5005 Matematikk 2, 13. mai 2002 Løsningsforslag

Løsningsforslag til eksamen i TMA4105 matematikk 2,

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

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

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

MET Matematikk for siviløkonomer

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

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TMA4105 MATEMATIKK 2 Lørdag 14. aug 2004

Eksamensoppgavehefte 1. MAT1012 Matematikk 2: Mer funksjonsteori i en og flere variabler

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1050, vår 2019

EKSAMEN I MA0002 Brukerkurs B i matematikk

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

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

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

Eksamen, høsten 14 i Matematikk 3 Løsningsforslag

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

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

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2017

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2008

The full and long title of the presentation

y (t) = cos t x (π) = 0 y (π) = 1. w (t) = w x (t)x (t) + w y (t)y (t)

Løsningsforslag for eksamen i brukerkurs i matematikk A (MA0001)

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Arne B. Sletsjøe. Oppgaver, MAT 1012

Løsningsforslag R2 Eksamen Nebuchadnezzar Matematikk.net Øistein Søvik

Eksamen R2, Våren 2011 Løsning

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

UNIVERSITETET I OSLO

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Oppgaver og fasit til seksjon

MET Matematikk for siviløkonomer

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT 1110, våren 2006

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

Løsningsforslag eksamen TMA4105 matematikk 2, 25. mai 2005

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

Randkurva C til flata S orienteres positivt sett ovenfra, og kan parametriseres ved: r (t) = [ sin t, cos t, sin t] dt, 0 t 2π.

MAT mars mars mars 2010 MAT Våren 2010

Løsningsforslag, eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

NTNU. TMA4105 Matematik 2 våren Maple-øving 1. Viktig informasjon. Institutt for matematiske fag. maple01 1.

Oppgaver og fasit til seksjon

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA

Løsningsforslag til midtsemesterprøve i fag MA1101 Grunnkurs i analyse 1 Bokmål Fredag 10. oktober 2008 Kl

Eksamen i MAT1100 H14: Løsningsforslag

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

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

Oppgavene er hentet fra fagets lærebok, Hass, Weir og Thomas, samt gamle eksamener.

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

1 Mandag 22. februar 2010

MAT feb feb mars 2010 MAT Våren 2010

TMA Representasjoner. Funksjoner. Operasjoner

(t) = [ 2 cos t, 2 sin t, 0] = 4. Da z = 2(1 + t) blir kurva C en helix/ei skruelinje på denne flata (se fig side 392).

1 Mandag 15. februar 2010

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1100, H-14 DEL 1

MAT feb feb feb MAT Våren 2010

UNIVERSITETET I OSLO

Oppfriskningskurs i matematikk 2008

Løsning IM

Løsningsforslag til underveiseksamen i MAT 1100, 6/

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

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

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

R1 Eksamen høsten 2009 Løsning

UNIVERSITETET I OSLO

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

Repetisjon i Matematikk 1: Derivasjon 2,

Løsningsforslag Eksamen 3MX - AA

Vår TMA4105 Matematikk 2. Løsningsforslag Øving 6. 5 Exercise Exercise

EKSAMEN I FAG SIF5005 MATEMATIKK 2

Oppgaver om derivasjon

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FAGET 5005/7 MATEMATIKK 2 1. august der k er et vilkårlig heltall. Det gir

Test, 1 Geometri. 1.2 Regning med vektorer. X Riktig. X Galt. R2, Geometri Quiz løsning. Grete Larsen. 1) En vektor har lengde.

R1 Eksamen høsten 2009

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

1 Mandag 8. februar 2010

Funksjoner i flere variable

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

Løsning IM

TMA4100 Matematikk1 Høst 2008

Vår TMA4105 Matematikk 2. Løsningsforslag Øving 2. Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag

Eksamen S1 høsten 2015 løsning

Løsningsforslag til eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

Kapittel 10: Funksjoner av flere variable

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

Matematikk 1 Første deleksamen. Løsningsforslag

e y + ye x +2x xe y + e x +1 0 = 0

Transkript:

Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag Side av 5 Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA03,.mars 00 Oppgave Tegn figur og finn en parametrisering for skjæringskurven mellom flatene x + y + z = 9 og (x ) + y =, for z > 0. Løsningsforslag: Vi har en kule sentrert i origo med radius 3 og en sylinder med akse parallell med z-aksen gjennom (, 0, 0) og radius. For tegningens del kan det være verdt å merke seg at både sylinderen og kula passerer gjennom punktet (3, 0, 0). Skjæringskurven passerer dermed også dette punktet. Kurva kan parametriseres på mange måter, velger trigonomtriske funksjoner på grunn av sylinderen. Siden sentrum er forskjøvet til (, 0) velges x(t) = cos t + og y(t) = sin t. (Sjekk ut at dette passer i sylinderlikningen!) Bruker kulelikningen til å finne et utrykk for z(t), merk at vi er interessert i positiv z-komponent: z(t) = 9 x (t) y (t) = 9 (cos t + ) (sin t) = 4 4 cos t = cos t. Parametriseringen blir dermed som følger: r(t) = [cos t +, sin t, cos t Intervallet for parameteren kan velges til t [0, π. Kommentar: En parametrisering av en kurve i rommet skal være på formen r(t) = [x(t), y(t), z(t), altså en vektorfunksjon med tre komponentfunksjoner (eventuelt satt opp som tre komponentfunksjoner). En likning er ikke en paramterisering. Intervallet for parameteren skal også spesifiseres. Oppgave Avgjør om grenseverdien lim (x,y) (0,0) x y x4 + y eksisterer. Løsningsforslag: Tester noen enkle veier inn mot origo:

Side av 5 x = 0 : 0 lim f(0, y) = lim = 0 (0,y) (0,0 + ) y 0 + y y = x : lim f(x, x ±x ) = lim (x,x ) (0,0) x 0 ± x4 + x = ± 4 Siden vi får ulike verdier langs ulike veier, er konklusjonen at grenseverdien ikke eksisterer. Kommentar: Man kan selvsagt forsøke seg med polarkoordinater her. Da får vi et utrykk med vinkelen θ i nevner. Grenseverdien viser seg å ikke være uavhengig av θ. Oppgave 3 Anta at T (x, y) = 0 x 3y gir en temperaturfordeling i xy-planet. a) Finn gradientvektoren til T i punktet (, ), og regn ut den retningsderiverte til T i punktet (, ) i retningen gitt ved v = [3,. Løsningsforslag: Gradientvektoren til T er gitt ved T (x, y) = [T (x, y), T (x, y) = [ 4x, 6y. I punktet (, ) blir derfor gradientvektoren T (, ) = [ 4,. For å finne den retningsderiverte i retning v, trenger vi en enhetsvektor i denne retningen. Den er gitt ved ˆv = v = [3, v 3 = + 0 [3,. Da er den retningsderiverte av T i retning ˆv gjennom (, ) gitt ved Dˆv T (, ) = T (, ) ˆv = [ 4, 0 [3, = 4 0. b) En varmesøkende partikkel er lokalisert i punktet (, ). Partikkelen beveger seg fra (, ) langs en kurve C der temperaturen øker raskest mulig. Finn kurven C ved en parameterfremstilling eller på formen y = f(x). Løsningsforslag: Gradientvektoren T (x, y) peker til enhver tid i den retningen temperaturen øker raskest. Den varmesøkende partikkelen vil derfor bevege seg langs en kurve som har T (x, y) som en tangentvektor. Hvis r(t) = [x(t), y(t) er en parametrisering av kurven, må vi dermed ha r (t) = [x (t), y (t) = λ t T (x(t), y(t)), siden den deriverte r (t) også er en tangent til kurven. Dette gir x (t) = λ t ( 4x(t)) og y (t) = λ t ( 6y(t)). Her kan vi velge å sette λ t og løse to separable differensiallikniger; dx dt = 4x x dx = 4 dt ln x = 4t + C x(t) = C e 4t

Side 3 av 5 dt = 6y y = 6 dt ln y = 6t + K y(t) = K e 6t Vi bestemmer C og K for eksempel ved å kreve at kurven skal passere (, ) for t = 0, noe som gir C = og K =. Kurven kan derfor parametriserers ved r(t) = [e 4t, e 6t, for t 0. Alternativt kan vi samle de to differenasiallikningene til en ved å bruke kjernereglen for derivasjon; = dx (betrakter da y = y(x(t)), noe som ikke nødvendigvis er mulig overalt, da det ikke er sikkert at kurven kan skrives som en funksjon y = y(x), men vi kan gjøre dt dx dt det lokalt overalt hvor kurven ikke er vertikal.) Da får vi dx = dt dx dt = λ t( 6y) λ t ( 4x) = 3y 3 x y = x dx ln y = 3 ln x + C y = C x 3 y(x) = ± C x 3 Bestemmer fortegn og konstanten C ved å kreve at kurven passerer punktet (, ), og finner = C C = 4. Kurven blir dermed y(x) = x 3 Vi kan kontrollere at de to ulike representasjonene stemmer overens ved å se om y(t) = (x(t)) 3. Setter inn og ser at (x(t)) 3 = (e 4t ) 3 = e 6t = y(t), så det stemmer bra! Oppgave 4 La f : R R være gitt ved f(x, y) = x 3 + y 3 3xy. a) Finn eventuelle kritiske punkt for f. Løsningsforslag: Kritiske punkt finner vi der begge de partiellderiverte er null. ) f x = 3x 3y = 0 x = y ) f y = 3y 3x = 0 y = x Setter vi ) inn i ) får vi x 4 = x som har løsning x = 0 og x =. De kritiske punktene er derfor (0, 0) og (, ). b) Klassifiser eventuelle kritiske punkt for f.

Side 4 av 5 Løsningsforslag: Vi bruker Hessianmatrisa for å klassifisere (annenderiverttesten): [ 6x 3 H(x, y) = 3 6y (0, 0) : H(0, 0) = [ 0 3 3 0 det(h) < 0 (0, 0) er et sadelpunkt. (, ) : H(, ) = [ 6 3 3 6 det(h) > 0, A = 6 > 0 (, ) er et lokalt bunnpunkt. Oppgave 5 Finn den minimale avstanden fra origo til et punkt på flaten xy + 3xz = 5 5. Løsningsforslag: Avstandsfunksjonen fra origo til et tilfeldig punkt i rommet er gitt ved d(x, y, z) = x + y + z. Vi skal minimere denne under tileggsbetingelsen xy + 3xz = 5 5. Velger å minimere f(x, y, z) = d (x, y, z) = x + y + z for enklere regning. Merk at f og d har de samme minimumspunktene (men med ulik minimumsverdi). Velger å bruke Lagranges metode. Setter g(x, y, z) = xy + 3xz Må da løse likningssystemet f(x, y, z) = λ g(x, y, z), g(x, y, z) = 5 5. ) x = λ(y + 3z) ) y = λ x 3) z = λ 3x 4) xy + 3xz = 5 5 Setter ) og 3) inn i ) og får x = λ( λx + 9λx) = 5xλ λ = ±. 5 Setter ) og 3) inn i 4), setter til slutt inn verdien for λ og får x( λx) + 3x( 3λx) = 5 5 5x λ = 5 5 x = 5. Ser nå at bare den positive verdien for λ passer i denne likningen, λ setter inn og finner x = 5. Kan nå løse ut for x, men siden avstandsfunksjonen inneholder x, er det godt nok for oss. Finner y = og z = 9 fra hhv. likning ) og 3). Dermed blir den aktuelle avstanden d = 5.

Side 5 av 5 Siden flaten xy+3xz = 5 5 har punkter som ligger uendelig langt unna origo (velg feks. z = 0, som gir hyperbelen y = 5 5 i xy-planet), må avstanden vi fant være en minimumsavstand og x ikke en maksimumsavstand. Kommentar: Oppgaven kan også løses ved å bruke tileggsbetingelsen til å redusere avstandsfunksjonen til en funksjon av to variable og minimere denne. Oppgave 6 Beregn dobbeltintegralet D x + y da, der D er trekanten i xy-planet med hjørner (, 0), (3, 0) og (3, 4). Løsningsforslag: Hypotenusen i trekanten har stigningstall. Linja som hypotenusen er en del av skjærer dermed y-aksen i y =, og har likning y = x. Kan velge grensene x 3 og 0 y x. D x +y da = ( x= x y=0 x +y ) dx = [x y+y x 0 dx = x 3 x +4x 8x+4 dx = 00 3