Løsning MET Matematikk Dato 03. juni 2016 kl

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

MET Matematikk for siviløkonomer

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

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

MET Matematikk for siviløkonomer

MET Matematikk for siviløkonomer

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 =

MET Matematikk for siviløkonomer

Løsning 1 med teori, IM3 høst 2012.

Løsning 1med teori, IM3 høst 2011.

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

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.

UNIVERSITETET I BERGEN

UNIVERSITETET I OSLO

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

Løsningsforslag for Eksamen i MAT 100, H-03

Nicolai Kristen Solheim

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

Eivind Eriksen. Matematikk for økonomi og finans

Matematikk for økonomi og samfunnsfag

Institutt for Samfunnsøkonomi

Løsningsforslag for MAT-0001, desember 2009, UiT

Notater nr 9: oppsummering for uke 45-46

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

Funksjonsdrøfting MAT111, høsten 2017

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

EKSAMEN Løsningsforslag

Løsningsforslag: Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

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

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

Lsningsforslag ved Klara Hveberg Lsningsforslag til utvalgte oppgaver i kapittel 8 I kapittel 8 er integrasjon og integrasjonsteknikker det store tema

Løsningsforslag til Obligatorisk innlevering 7

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

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

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1050, vår 2019

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

3.2.2 Tilstandsrommodeller

UNIVERSITETET I OSLO

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

Funksjonsdrøfting MAT111, høsten 2016

Matematikk for økonomer Del 2

Matematikk 1 Første deleksamen. Løsningsforslag

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

Institutt for samfunnsøkonomi. Eksamensdato: , kl Tillatte hjelpemidler:

LP. Kap. 17: indrepunktsmetoder

OPPGAVESETT MAT111-H16 UKE 44. Oppgaver til seminaret 4/11

Løsning til utvalgte oppgaver fra kapittel 14 (12).

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

Løsningsforslag til eksamen i MAT1110, 13/6-07

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

Oppgave 1. (e) Jeg velger å ikke besvare denne oppgaven. Oppgave 2. Oppgave 3. Oppgave 4.

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2014

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

Oppgave 1. (e) Jeg velger å ikke besvare denne oppgaven. Oppgave 2. Oppgave 3. Oppgave 4.

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

NTNU. TMA4100 Matematikk 1 høsten Løsningsforslag - Øving 5. Avsnitt Vi vil finne dx ( cos t dt).

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

EKSAME SOPPGAVE MAT-0001 (BOKMÅL)

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1100, H-14 DEL 1

Deleksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

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

Optimering av funksjoner av flere variable

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

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

EKSAMEN I MA0002 Brukerkurs B i matematikk

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

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

Forelesning 14 Systemer av dierensiallikninger

SIF5025: Differensiallikninger og dynamiske systemer

Repetisjon i Matematikk 1: Derivasjon 2,

Emnenavn: Eksamenstid: Faglærer: Christian F Heide

Løsningsforslag til eksamen i MAT 1100 H07

Høgskolen i Agder Avdeling for realfag EKSAMEN

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag AA6524/AA6526 Matematikk 3MX Elever/Privatister - 7. desember eksamensoppgaver.org

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

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

Fasit MAT102 juni 2016

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

η = 2x 1 + x 2 + x 3 x 1 + x 2 + x 3 + 2x 4 3 x x 3 4 2x 1 + x 3 + 5x 4 1 w 1 =3 x 1 x 2 x 3 2x 4 w 2 =4 x 1 x 3 w 3 =1 2x 1 x 3 5x 4

Innlevering i FO929A - Matematikk forkurs HIOA Obligatorisk innlevering 1 Innleveringsfrist Fredag 19. september 2014 kl. 14:00 Antall oppgaver: 18

Løsningsforslag MAT102 Vår 2018

Fasit, Separable differensiallikninger.

EKSAMEN Løsningsforslag

MAT jan jan jan MAT Våren 2010

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Fasit eksamen i MAT102 4/6 2014

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

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

Figur 2: Fortegnsskjema for g (x)

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

Fasit til obligatorisk oppgave i MAT 100A

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

TMA4100 Matematikk1 Høst 2008

Eksamen R2 Høsten 2013 Løsning

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

Transkript:

Løsning MET 803 Matematikk Dato 03. jni 206 kl 0900-400 Oppgave. (a) Vi løser det lineære sstemet for s 8 ved Gass-eliminasjon: 6 3 3 3 6 3 3 2 2 0 5 3 3 3 6 z 5 0 0 0 z 0 Vi ser at z er en fri variabel, at z 3 gir z 3, og at + 2z 5 gir +2z 5 (z 3)+2z 5 z 2. Det er altså én frihetsgrad for s 8, og løsningene kan skrives z 2 z 3 z er en fri variabel (b) Vi tvikler A langs første kolonne: A (2 s)((2 s) 2 9) 3(3(2 s) 9) + 3(9 3(2 s)) (2 s)(s 2 4s 5) + 54 8(2 s) (2 s)(s 5)(s + ) + 8(s + ) (s + ) [(2 s)(s 5) + 8] (s + )( s 2 + 7s + 8) (s + ) 2 (s 8) s 3 + 6s 2 + 5s + 8 (c) For s 0 er A 8 fra forrige deloppgave, og kofaktormatrisen er gitt ved 5 3 3 3 5 3 3 3 5 Siden kofaktormatrisen er smmetrisk, er den adjngerte matrisen lik kofaktormatrisen, og den inverse matrisen blir A 5 3 3 3 5 3 8 3 3 5 For s 0 er løsningen av det lineære sstemet A b gitt ved A b, som gir 5 3 3 3 5 3 3 4 0 z 8 3 3 5 2 (d) Vi ser fra faktoriseringen i b) at A 0 for s og s 8. Når s 8, er derfor A 0, og sstemet har i disse tilfellene en entdig løsning som vi kan nne ved Cramers regel. Vi regner t A (b) : 3 3 3 A (b) 4 + s 2 s 3 2s 3 2 s 0 Dermed gir Cramers regel at 0 A 0 Løsningen (,,z) har altså 0 for alle s 8,. Oppgave 2. Vi har at f () 2e ( 2 + 3)e ( 2 + 2 + 3)e. Dermed er den annenderiverte gitt ved f () (2 + 2)e ( 2 + 2 + 3)e ( 2 + 4 + 5)e Siden 2 + 4 + 5 ( + 2) 2 + > 0, har vi at f () < 0 for alle. Dermed er f konkav, men ikke konveks. 2

Oppgave 3. (a) Vi løser dette integralet ved å brke delbrøksoppspaltning. Siden nevneren er 2 + (+), gir det at 3 4 ( + ) A + B 3 4 A( + ) + B + Når vi setter inn 0 i siste likning, får vi A 4, og setter vi inn, får vi B 7, eller B 7. Vi ser at A 4 og B 7 gir at 3 4 A( + ) + B. Dermed er ( 3 4 4 ( + ) d + 7 ) d 4 ln + 7 ln + + C + (b) Vi løser 8 2 ln( + ) d ved delvis integrasjon, og velger 8 2 og v ln( + ), som gir 6 3 og v /( + ). Dermed får vi 8 2 ln( + ) d 6 3 ln( + ) 6 3 + d 6 3 63 ln( + ) + d Ved polnomdivisjon har vi at 6 3 + 62 6 + 6 + 6 + 6 3 ( + d 6 2 6 + 6 + 6 ) d + Dermed er 8 2 ln( + ) d 6 3 ln( + ) ( 2 3 3 2 + 6 6 ln( + ) ) + C 6 3 ln( + ) 2 3 + 3 2 6 + 6 ln( + ) + C (c) Vi løser e d ved sbstitsjonen, som gir d /(2 ) d og dermed e d e (2 ) d e 2 d 2 e d Vi brker til sltt delvis integrasjon for å løse det siste integralet. Det gir 2e d 2e 2 e d 2e 2e + C 2( )e + C Vi har brkt at for å skrive svaret ved hjelp av. (d) For å nne det bestemte integralet b d 2 brker vi delbrøksoppspaltning. Siden nevneren + er 2 + ( + ), gir det at ( + ) A + B + A( + ) + B Når vi setter inn 0 i siste likning, får vi A, og setter vi inn, får vi B, eller B. Vi ser at A og B gir at A( + ) + B. Dermed er ( ( + ) d ) d ln ln + + C ln + + + C Det bestemte integralet blir dermed b [ ] ( + ) d ln b + og grenseverdien blir ( ln lim b ( ) b ln ln b + ( ) ( ) b ln + ln 2 2 b + ( ) ) b + ln 2 ln() + ln(2) ln(2) 0,693 b + Vi kan tolke dette som arealet av området R gitt ved R {(,) :, 0 f()} der f() /( 2 + ). Vi integrerer jo over b og lar b, så grensene i -retning er kn. Siden ttrkket som integreres er lik f() > 0, er grensene i -retning 0 f(). Området R er derfor begrenset av, 0 og grafen til f, og er skissert nedenfor. 3

R 2 3 b Oppgave 4. (a) Vi skriver f med 36 2 4 2. De partiellderiverte til f er gitt ved f 2 ( 2), f 2 4 ( 8) Stasjonære pnkter er gitt ved f f 0, og dette gir 0. Vi ser at f og de partiellderiverte er denert i (,) (0,0) siden (0,0) 36 > 0. Pnktet (,) (0,0) er derfor det eneste stasjonære pnktet til f. (b) Vi regner t de andre ordens partiellderiverte til f for å bestemme Hesse-matrisen til f, og får f ( ) ( ) f ( ) 4 f ( ) 0 ( ) 4 4 ( 4) 6 Dermed er Hesse-matrisen H(f) generelt gitt ved H(f) 2 4 42 36 4 62 ( 4 2 36 4 4 4 2 44 ) 42 44 I det stasjonære pnktet (,) (0,0) er Hesse-matrisen H(f)(0,0) gitt ved H(f)(0,0) ( ) ( ) 36 0 36 36 6 0 0 44 0 2 3 Siden det H(f)(0,0) 2/8 > 0 og tr H(f)(0,0) 5/6 < 0 er (0,0) et lokalt maksimmspnkt ved annenderivert-testen. (c) Siden (4,2) 36 6 6 4, har vi at f(4,2) 2, f (4,2) 2 og f (4,2) 4. Dermed er den lineære approksimasjonen L(,) 2 2( 4) 4( 2) 8 2 4 (d) Siden f(,) 36 2 4 2 36 6, så er f(0,0) 6 den globale maksimmsverdien til f. Pnktet (0,0) er det stasjonære pnktet til f. Siden f(,) 36 2 4 2 0, så er f(,) 0 den globale minimmsverdien for f, som oppnås i alle pnkt (,) slik at 36 2 4 2 0. Minimmpnktene er altså pnktene med 2 + 4 2 36, og det er endelig mange slike pnkter med samme verdi f 0. Minimmspnktene er randpnktene til f siden D f {(,) : 36 2 4 2 0}. De er også kritiske pnkter for f siden de partiellderiverte ikke eksisterer når 36 2 4 2 0. 4

Oppgave 5. (a) Skriver vi nivåkrven som g(,) 2 + 4 2 36, er den deriverte gitt ved g g 2 8 4 Derfor vil /2 gi / 4/2 2, eller 2. Setter vi dette inn likningen, får vi ( 2) 2 + 4 2 8 2 36, eller 2 36/8 8/4. Dette gir ± 8/2 ±3 2/2 og 2. Vi nner de to pnktene (,) (3 2, 3 2/2) og (,) ( 3 2, 3 2/2) (b) Mengden D av tillatte pnkter er nivåkrven g(,) 2 + 4 2 36. Siden likningen kan skrives 2 36 + 42 36 2 36 + 2 9 er dette en ellipse med sentrm i (0,0) og halvakser a 36 6 og b 9 3. Derfor er mengden D begrenset, med 6 6 og 3 3. Krven er vist nedenfor. 2 + 4 2 36 2 7 5 3 3 5 7 2 (c) Siden 36 2 4 2 0 0 slik at f(,) +2 i alle tillatte pnkt med 2 +4 2 36, kan vi skrive Lagrange-problemet som ma / min f(,) + 2 når 2 + 4 2 36 Dette gir Lagrange-fnksjonen L(,; λ) f(,) λg(,) + 2 λ( 2 + 4 2 ). Lagrangebetingelsene er førsteordensbetingelsene L λ 2 0 L 2 λ 8 0 samt bibetingelsen 2 + 4 2 36. Vi nner kandidatpnkter ved å løse Lagrange-betingelsene: Fra førsteordensbetingelsene får vi λ 2 2 8 (vi ser at 0 eller 0 ikke kan være løsning, så divisjon med og er problematisk). Dette gir 4 8, eller 2. Setter vi dette inn i bibetingelsen, får vi (2) 2 + 4 2 36 8 2 36 Dette gir 2 36/8 8/4, og ± 8/2 ±3 2/2, og dermed 2 ±3 2. Vi får de to kandidatpnktene (,) (3 2, 3 2/2), ( 3 2, 3 2/2) med henholdsvis λ ± 2/2 og f ±6 2. Dermed er det første pnktet kandidat for maksimm, og det andre kandidat for minimm. Siden mengden D er begrenset, og dermed 5

kompakt, har problemet et maksimm og et minimm. Andre kandidatene for maks/min kan kn være tillatte pnkter der bibetingelsen er degenerert, og vi sjekker om det er noen slike: g g 0 gir 2 8 0 Det eneste pnktet som gir degenerert bibetingelse er (0,0), og det er ikke et tillatt pnkt. Derfor er f(3 2, 3 2/2) 6 2 maksimm, og f( 3 2, 3 2/2) 6 2 minimm. (d) Endrer vi bibetingelsen til g(,) 2 +4 2 36, er det to tper kandidatpnkter: Kandidater på randen g(,) 2 + 4 2 36 (som vi har fnnet ovenfor) og kandidater i det indre g(,) 2 + 4 2 < 36. Et indre pnkt som er maks/min må være et stasjonært pnkt, og vi nner slike pnkter ved å regne t de partiell-deriverte til f(,) + 2 36 2 4 2. Merk at vi ikke kan anta at det siste leddet er nll nå, og at vi kan brke regningen fra forrige oppgave: f 2 ( 2) +, f 2 2 4 ( 8) 2 + Dermed gir f f 0 etter mltiplikasjon med at + 0, 2 + 4 0 2 Dermed er ( ) 2 2, som kan skrives som 36 2 4 2 2, og 2. Tilsammen gir dette 2 2 + 4 2 36 2 2 36 Dette gir 2 3 og ± 3. Vi må sette prøve på svaret siden vi har kvadrert likningen, og ser at det er kn et stasjonært pnkt (,) ( 2 3, 3) med f( 2 3, 3) 4 3 36 24 4 3 2 3 6 3. Dette er minimm siden 6 3 < 6 2. I det ne optimeringsproblemet er derfor f(3 2, 3 2/2) 6 2 maksimm, og f( 2 3, 3) 6 3 minimm. 6