Løsning, Oppsummering av kapittel 10.



Like dokumenter
Løsning, funksjoner av flere variable.

Fasit, Implisitt derivasjon.

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

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

Eksamen R2 høst 2011, løsning

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

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

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TMA4105 MATEMATIKK 2 Lørdag 14. aug 2004

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

Løsningsforslag. a) Løs den lineære likningen (eksakt!) 11,1x 1,3 = 2 7. LF: Vi gjør om desimaltallene til brøker: x =

Oppgaver og fasit til seksjon

Kortfattet løsningsforslag til ekstra prøveeksamen i MAT1100, høsten 2014

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

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

Løsningsforslag til underveiseksamen i MAT 1100

: subs x = 2, f n x end do

Kjerneregelen. variabelbytte. Retningsderivert MA1103. gradienter 7/2 2013

Notater nr 9: oppsummering for uke 45-46

Løsningsforslag for Eksamen i MAT 100, H-03

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

Eksamen i MAT1100 H14: Løsningsforslag

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

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

Sammendrag kapittel 9 - Geometri

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

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

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

Vektorvaluerte funksjoner

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

Eksamen R2 høsten 2014 løsning

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

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

Løsningsforslag til eksamen i TMA4105 matematikk 2,

Løsningsforslag Matematikk 2MX - AA mai 2006

Løsning, Stokes setning

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

P(x, y) ) x. Dette er sirkellikningen. Et punkt P(x, y) ligger på denne sirkelen hvis og bare hvis koordinatene passer i likningen.

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

LØSNINGSFORSLAG TMA4105 Matematikk 2 8. August 2005

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1103, 2.mars 2010

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

Anvendelser av derivasjon.

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

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

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, 8.juni 2010

Løsningsforslag AA6524 Matematikk 3MX Elever 7. juni eksamensoppgaver.org

Eksamen R2, Høsten 2015, løsning

Løsningsskisser eksamen R

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

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

R2 kapittel 8 Eksamenstrening

Løsningsforslag Eksamen M001 Våren 2002

Alternativ II: Dersom vi ikke liker å stirre kan vi gå forsiktigere til verks. Først ser vi på komponentlikninga i x-retning

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

Oppfriskningskurs i matematikk 2008

(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).

u 4 du = 1 5 u5 + C = 1 5 (x2 +4) 5 + C u 1/2 du = 1 2 u1/2 + C = 1 2

Tid: 3 timer Hjelpemidler: Vanlige skrivesaker, passer, linjal med centimetermål og vinkelmåler er tillatt. og setter f u ln

R2 - kapittel 5 EF og 6 ABCD

Eksamen R2, Høst 2012, løsning

Bokmål. Eksamensinformasjon

Norges Informasjonstekonlogiske Høgskole

Matematikk 1 Første deleksamen. Løsningsforslag

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.

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

Løsningsforslag til eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

Hjelpemidler på del 2 Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Krefter, Newtons lover, dreiemoment

cappelendamm.no Funksjoner av to variable 7.1 FIGUR 7.1 FIGUR 7.2 FIGUR 7.3 Matematikk for økonomi og samfunnsfag 9. utgave kapittel 7 1

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

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2.9 Løsningsforslag til oppgavene i avsnitt Løsningsforslag. a. b.

Fasit, Separable differensiallikninger.

Eksamen R2 vår 2012, løsning

DEL 1. Uten hjelpemidler. Oppgave 1 (2 poeng) Oppgave 2 (4 poeng) Oppgave 3 (4 poeng) I er en konstant. Deriver funksjonene

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT 1110, våren 2006

Flervariable funksjoner: Kjerneregel og retningsderiverte

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

Velkommen til Eksamenskurs matematikk 2

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

Elektrisk potensial/potensiell energi

SIF5005 Matematikk 2, 13. mai 2002 Løsningsforslag

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, vår 2009

MA1103. Partiellderivert, derivert og linearisering

UNIVERSITETET I OSLO

LØSNINGSFORSLAG TIL ØVING 11, TMA4105, V2008. x = r cos θ, y = r sin θ, z = 2r for 0 θ 2π, 2 2r 6. i j k. 5 r dr dθ = 8

EKSAMENSOPPGAVE. Dato: Fredag 01. mars Tid: Kl 09:00 13:00. Administrasjonsbygget B154

Repetisjon i Matematikk 1: Derivasjon 2,

12 Vekst. Areal under grafer

Ubestemt integrasjon.

R2 eksamen høsten 2017 løsningsforslag

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

DEL 1. Uten hjelpemidler. Oppgave 1 (3 poeng) Oppgave 2 (3 poeng) Oppgave 3 (4 poeng) Oppgave 4 (4 poeng) Deriver funksjonene. b) g( x) 5e sin(2 x)

Funksjoner 1T Quiz. Test, 4 Funksjoner

Oppgaver og fasit til seksjon

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

Tillatte hjelpemidler: Lærebok og kalkulator i samsvar med fakultetet sine regler Oppgave 1. 2 x

TMA4105 Matematikk 2 vår 2013

Transkript:

Ukeoppgaver, uke 36 Matematikk 3, Oppsummering av kapittel. Løsning, Oppsummering av kapittel. Oppgave a) = +, = + z og z =z +. b) f(,, z) = +, + z,z + så (f(, 3, ) = +3, 3+, +3=7, 3, 5 c ) Gradienten er en normalvektor, og tangentflaten er gitt ved a( )+b( )+c(z z )=dera, b, c er en normalvektor (f.eks gradienten) og (,,z ) er et punkt på flaten (f.eks. tangeringspunktet (, 3, )): 7( ) 3( 3) + 5(z ) = 7 3 +5z = Oppgave a ) Sirkler med sentrum i origo og radius hhv.,, og 3: -3 - - 3 b) La = r cos(θ) og = r sin(θ). Det vil si at (r, θ) er punktet med rektangulære koordinater (, ) uttrkt ved polarkoordinater. f(r cos(θ),rsin(θ)) = r cos (θ)+r sin (θ) = r ( cos (θ)+sin (θ) ) = r =r. At g(r, θ) ikke inneholder θ betr at funksjonsverdien ikke avhenger av retningen θ, detvilsiatgrafen er smmetrisk om z aksen. Snittet av grafen med et vertikalt plan gjennom z aksen er z = r = r, rette stråler med stigning 5 oppover i begge retninger. c ) En uendelig kjegle med z aksen som smmetriakse, sideflatene heller 5 fra z aksen, og spissen i origo peker nedover. Utsnitt for z.5, med romkurven fra g oppgaven tegnet inn: d ) Kjerneregelen med kjerne u = +. Den tre funksjonen er u = u / med derivert u / = u : = u = +, = u = + e) Linearisering ved formelen f(, ) = f(a, b) + (a, b)( a) + (a, b)( b) +ɛ( a) +ɛ( b) (linearitetsetningen med Δ erstattet med a så a +Δ =, tilsvarende for Δ). I lineariseringa forenkles dette ved å sette ɛ = ɛ =:

Ukeoppgaver, uke 36 Matematikk 3, Oppsummering av kapittel. (, 3) = +3 = 5 og (, 3) = 3 +3 = 3 5 så P (, ) =5+ 5 ( ) + 3 5 ( 3) P (, ) = 5 + 3 5 f) g ) Flaten gitt ved z = P (, ), dvs. z = 5 + 3 5 (eller f.eks +3 5z = ) er tangentplanet. At konstantleddet er betr at flaten går gjennom origo. Innse at et tangentplan til kjeglen vil tangere kjeglen hele veien langs en rett linje nedover til spissen i origo. f = + i + + j = ( ) ( f = + + Vi kan sette nevneren utenom som en felles faktor: f = +, + ) =, =k u + + + + = Det vil si at gradienten har samme retning som vektoren,, de peker radieært ut fra origo. At retningen er ut fra origo betr at en bane langs kjeglen som stiger brattest er radiært ut fra origo. At alle har lengde betr at kjeglen har samme stigning, med stigningskoeffisient, i den bratteste retningen overalt. norm geometrisk ut fra figuren i oppg. b. Et plot av et utvalg av gradientene kan plottes med Maplekommandoen gradplot fra pakken plots. De vil få justert sin lengde litt slik at de ikke faller oppå hverandre, men vi ser at alle stråler ut fra origo og er like lange. Kommandoen som er brukt her er: > plotsgradplot(sqrt(^+^),=-..,=-..,arrows=slim,thickness=,grid=8,8); - - - - h ) i) Punktene på kjeglen over sirkelen i planet parametrisert ved cos(t), sin(t) blir en horisontal sirkel. df dt = d dt + d dt = cos(t) sin(t) ( sin(t)) + cos (t)+sin (t) ( sin(t)) + + cos (t)+sin (t) + cos(t) = cos(t) = cos(t)sin(t)+sin(t)cos() Siden f(cos(t), sin(t)) = cos (t)+sin (t) = = har vi egentlig derivert funksjonen som er konstant lik, og som dermed har derivert lik. Vi kan også si at funksjonen begrenset til sirkelen i planet parametrisert ved cos(t), sin(t) har konstant høde over planet, og siden z koodinaten verken vokser eller avtar er den deriverte. =

Ukeoppgaver, uke 36 Matematikk 3, Oppsummering av kapittel. 3 j ) Gradienten er f(, 3) = k ) 5, 3 5 Normen til v er +3 =5,så enhetsvektoren i denne retningen er u =, 3/5 =/5, 3/5. Dermed er den retningsderiverte Du (f(, 3)) = 5, 3 5 5, 3 = 6 5 5 + 9 5 =. Det betr at om vi forfltter oss langs grafen i denne retningen, som er radiært ut fra origo, er stigningskoeffisienten. Dette er også den retningen funksjonen øker raskest. Geometrisk innser du vel at dette er riktig, kjeglen er brattest radiært ut fra spissen, og siden dette er en kjegle med vinkel 5 med smmetriaksen (z aksen) er denne stigningen (over alt, ikke bare i dette punktet). Vi har også v = og dermed enhetsvektor u =3, /5 =3/5, /5. Dermed er den retningsderiverte Du (f(, 3)) = 5, 3 3 5 5, = 5 5 + 5 =. Dette er retningen normalt på radiusvektor, og dermed i samme retning som nivåkurvene. I denne retningen endres ikke funksjonsverdien, så stigningen er. Oppgave 3 a ) Siden arctan(/) =k / =tan(k) =tan(k) er nivåkurvene rette stråler ut fra origo med stigningskoeffisienent tan(k). Spesielt er nivåkurvene (helt generelt) strålene som danner en vinkel k med den positive aksen. Siden tan() = blir dette den positive aksen for k =.Sidentan(π/) = er dette linja = (for >) for k = π/, dvs. med vinkel π/. For k = π/ er detta linja =, som danner en vinkel på π/ med den positive aksen. b ) Den tre funksjonen har derivert arctan(u) =/( + u ). =,så =,så = +(/) = ( + ) = = +(/) = ( + ) = + + c) f = + i +, j = + +. d) f(, 3) = 5 3, så D v f(, 3) = 3,, 3 = ( 3 + 3) =. 5 5 5 Siden rette linjer ut fra origo er nivåkurver endrer ikke funksjonsverdien seg om, forflttes radiært ut fra origo. Derfor ble den retningsderiverte. e) Dv f(, 3) = 5 3, 3, = ( 3 3+ ( )) = 5 5 5 5 = 5. Siden v har motsatt retning av gradienten er dette retningen funksjonen avtar raskest. Det er også retningen normalt på radiusvektor (og nivåkurven gjennom punktet) slik at funksjone endres i dette punktet raskest langs en sirkel med sentrum i origo. Dette gjelder også for alle andre punkter. ( ) r sin(θ) f) f(r cos(θ),rsin(θ)) = arctan = arctan(tan(θ)) = θ. r cos(θ) g ) Siden grafen er konstant langs stråler ut fra origo og har funksjonsverdi lik polarvinkelen blir det som en halv runde på en uendelig bred spiralrampe (eller vindeltrapp, bortsett fra at den mangler trappetrinn). Med aksen rett mot deg, men sett litt skrått ovenfra ser det slik ut:

Ukeoppgaver, uke 36 Matematikk 3, Oppsummering av kapittel.,5,5 - -,5,5 -,5 - -,5 h ) Dette blir en glatt(differensierbar) flate der vindeltappa går en hel runde. 3 - - - - - Dette er plottet via parametrisering i polarkoordinater, som flaten gitt ved r cos(θ),rsin(θ),θ. Ved åutvide området for θ som plottes får vi en spiraltrapp med flere etasjer. Siden det da blir flere z verdier til hvert par (, ) er det ikke lenger grafen til en funksjon. En slik samenlapping av grafer til en differensierbar flate kalles en Riemannflate, og vi skal seinere i pensum bruke akkurat denne til å illustrere ting fra vektoranalsen. Oppgave a) f(,, z) = + + z =, en kule med sentrum i origo og radius. b ) (Alle nivåflatene blir kuler med sentrum i origo). Den tre funksjonen er / u = u / med derivert u 3/ = /(u u). Dermed er = u u = ( + + z ) + + z. Tilsvarende er = ( + + z ) og + + z z = z ( + + z ) + + z. c) f(,, ) = f(,, z) = ( + + z ), 3/ ( + + z ), z 3/ ( + + z ) 3/ ( + + ) 3/, ( + + ) 3/, ( + + ) 3/ = 7, 7, 7

Ukeoppgaver, uke 36 Matematikk 3, Oppsummering av kapittel. 5 d) Siden gradienten er en normalvektor, og likning for plan gjenom punktet med koordinater (a, b, c) ogmed normalvektor A, B, C era( a)+b( b)+c(z c) = er likningen: 7 ( ) + 7 ( ) + (z ) = + + z =9 7 e ) For en vilkårlig vektor v =,, z err = v = + + z og r = + + z. Innsetting av dette i nevnerne i den deriverte gir gradienten f = r 3 i + r 3 j + z r 3 k =,, z/r3 =,, z r = r r v. Dette betr at f har retning mot origo i alle punkter, og norm som avtar omvendt proporsjonalt med r, kvadratet av avstanden til origo. Tngdefelt rundt et massepunkt plassert i origo (f.eks. sola) og elektriske felt rundt en punktladning plassert i origo har denne egenskapen.