LYØSINGSFORSLAG Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i matematikk I onsdag 18. mai 2011 kl. 09:00-14: i( 3 + 1) = i + i + 1

Like dokumenter
OPPGAVE 1 NYNORSK. LØYSINGSFORSLAG Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i matematikk I onsdag 16. mai 2012 kl. 09:00-14:00. a) La z 1 = 3 3 3i, z 2 = 4 + i,

OPPGAVE 1 LØSNINGSFORSLAG

Løsningsforslag eksamen MAT111 Grunnkurs i Matematikk I høsten 2009

Løysingsforslag Eksamen MAT111 Grunnkurs i Matematikk I Universitetet i Bergen, Hausten 2016

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

Løsningsforslag: Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

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

UNIVERSITETET I BERGEN

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

Høgskolen i Oslo og Akershus. 1 (x 2 + 1) 1/2 + x 1 2 (x2 + 1) 1/2 (x 2 + 1) = x 2x 2 x = = 3 ln x sin x

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

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

Flere anvendelser av derivasjon

UNIVERSITETET I BERGEN Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. Eksamen i MAT111 Grunnkurs i matematikk I Løsningsforslag

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

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

Deleksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Matematikk 1000, 2012/2013. Eksamensaktuelle numerikk-oppgåver

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Løsningsforslag eksamen i TMA4100 Matematikk desember Side 1 av 7

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2014

TMA4100 Matematikk1 Høst 2009

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 Vår 2013

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

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

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

EKSAMEN Løsningsforslag

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

UNIVERSITETET I BERGEN

I = (x 2 2x)e kx dx. U dv = UV V du. = x 1 1. k ekx x 1 ) = x k ekx 2x dx. = x2 k ekx 2 k. k ekx 2 k I 2. k ekx 2 k 1

Eksamensoppgave i MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I. LØSNINGSFORSLAG

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

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)

Kapittel 2. Antiderivering. 2.1 Derivasjon

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til underveiseksamen i MAT 1100, 6/

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

EKSAMEN. Ingeniør- og Fleksibel ingeniørutdanning.

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Nicolai Kristen Solheim

NTNU Institutt for matematiske fag. TMA4100 Matematikk 1 høsten Løsningsforslag - Øving 8. Oppgave 1. Oppgave 2

UNIVERSITETET I OSLO

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

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

Eksamen i MAT1100 H14: Løsningsforslag

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

Prøve i Matte 1000 ELFE KJFE MAFE 1000 Dato: 02. desember 2015 Hjelpemiddel: Kalkulator og formelark

Den deriverte og derivasjonsregler

MAT jan jan feb MAT Våren 2010

Løsningsforslag. Innlevering i FO929A - Matematikk Obligatorisk innlevering nr. 8 Innleveringsfrist 15. april 2011 kl Antall oppgaver: 4

MAT jan jan jan MAT Våren 2010

Eksamen i emnet M117 - Matematiske metodar Onsdag 7. september 2001, kl Løysingsforslag:

Løsningsforslag. og B =

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

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

= x lim n n 2 + 2n + 4

Høgskolen i Oslo og Akershus. ln x sin x 2 (ln x) (ln x) 2 = cos ( x2. (ln x) 2 = cos x 2 2x ln x x sin x 2 (ln x) 2 x + 2 = 1, P = (2, 2 4 y4 = 0

Løsningsforslag til underveisvurdering i MAT111 vår 2005

Eksamen i FO929A Matematikk Underveiseksamen Dato 30. mars 2007 Tidspunkt Antall oppgaver 4 Sirkelskive i radianer.

Potensrekker Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

TMA4100: Repetisjon før midtsemesterprøven

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA

Løsningsforslag. Prøve i Matematikk 1000 BYFE DAFE 1000 Dato: 29. mai 2017 Hjelpemiddel: Kalkulator og formelark. Oppgave 1 Gitt matrisene.

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

Høgskolen i Agder Avdeling for realfag EKSAMEN

Emnenavn: Eksamenstid: Faglærer: Christian F Heide

Løsningsforslag til eksamen i fag MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I Høst 2008

S1 eksamen våren 2017 løysingsforslag

Newtons metode - Integrasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Matematikk 1 Første deleksamen. Løsningsforslag

Løsningsforslag Eksamen M100 Våren 2002

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

Løsningsforslag til utvalgte oppgaver i kapittel 10

UNIVERSITETET I OSLO

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

Krasjkurs MAT101 og MAT111

Sammendrag R mai 2009

MA1101 Grunnkurs Analyse I Høst 2017

Eksamen MAT1013 Matematikk 1T Våren 2012

TMA4100 Matematikk 1 for MTDESIG, MTIØT-PP, MTMART og MTPROD høsten 2010

Eksamen MAT1013 Matematikk 1T Hausten 2013

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO. Løsningsforslag

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

1 Algebra og likningar

TMA4100 Matematikk 1, 4. august 2014 Side 1 av 12. x 2 3x +2. x 2

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

Potensrekker Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Løsningsforslag. og B =

Første og andrederivasjons testen Anvendt optimering Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Eksamen M001 Våren 2002

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

x 2 = x 1 f(x 1) (x 0 ) 3 = 2 x 2 n n x 1 n 0 0, , , , , , , , , , , 7124

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

SIF5003 Matematikk 1, 5. desember 2001 Løsningsforslag

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1101, 5.oktober 2010

Transkript:

LYØSINGSFORSLAG Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i matematikk I onsdag 18. mai 011 kl. 09:00-1:00 NYNORSK OPPGAVE 1 Gitt dei komplekse tala z = 3 + i, w = 1 + i a Rekn ut (skriv på forma a + bi (i z + 3w, (ii z w, (iii w. (i z + 3w = ( 3 i + 3( 1 + i = ( 3 3 + i (ii z 3 + i w = ( 1 i 1 + i ( 1 i = 3 + 1 i( 3 + 1 = 3 + 1 1 i + i + 1 3 + 1 i (iii w = ( 1 + 1 =, Arg(w = π tan 1 (1 = 3π På polarform gir dette : w = ( ( ( 3π 3π cos + i sin w = (cos(3π + i sin(3π w = b Finn alle z C som oppfyller likninga z = 16 Har at 16 = 16 og at arg( 16 = π + πk, på polarform: z k = 16 (cos(π + πk + i sin(π + πk. z som oppfyller likninga z = 16 blir då: ( ( π + πk π + πk z k = (16 (cos 1/ + i sin z 0 z 1 z z 3 = ( cos ( ( π + i sin π = (1 + i = ( cos ( ( 3π + i sin 3π = ( 1 + i = ( cos ( ( 5π + i sin 5π = (1 + i = ( cos ( ( 7π + i sin 7π = (1 i 1

OPPGÅVE a Finn grenseverdien x 1 x 1 x 1. x 1 x 1 x 1 = x 1 x 1 (x 1(x + 1 når x går mot 1 frå venstre side vil x alltid vere mindre enn 1 og x 1 vil vere negativ, slik at x 1 x 1 = (x 1 og x 1 x 1 (x 1(x + 1 = ( (x 1 x 1 (x 1(x + 1 = x 1 b Finn grenseverdien e x 1 1 cos x. (x + 1 = = 1 Vi har ei grense på ubestemt form [ 0 0 ], sidan f(x = (ex 1 og g(x = (1 cos x er deriverbar for alle x, og g (x 0 i ein omegn om 0 utanom i 0, kan vi bruke l Hopitals regel e x 1 1 cos x = d (ex 1 d (1 cos x = xe x 0 ] sin x cos x[ 0 Vi har fremleis ei grense på ubestemt form, og sidan xe x og sin x cos x er deriverbare for alle x, og d ( sin x cos x 0 i ein omegn on 0, kan me nytte l Hoptials regel ein gang til e x 1 1 cos x = d d (xex = sin x cos x c For kva verdier av a og b vil funksjonen { a cos x + 1 viss x < 0 f(x = be x + ax viss x 0 vere deriverbar for alle x? e x + x e x (cos x sin x = + 0 (1 + 0 = 1 f(x er ein trigonometrisk funksjon for x < 0, og er derfor deriverbar for x < 0. For at funksjonen skal vere deriverbar for x = 0, må den vere kontinuerlig. Det betyr at følgjande må gjelde: f(x = f(x = f(0. (1 + For x 0 er funksjonen samansatt av eit polynom og ein eksponential funkjson, altså kontinuerlig og vi har f(x = f(0 = b. + I tillegg ser vi at f(x = (a cos x + 1 = a + 1.

For at identiteten (1 skal gjelde må vi ha b = a + 1. Dermed må funksjonen vere på forma { a cos x + 1 viss x < 0 f(x = (a + 1e x + ax viss x 0 Siden funksjonen er samansatt av deriverbare funksjonar for alle x betyr det at de høgre og venstresidige deriverte eksisterer. For x 1 kan vi nytte derivasjonsregler direkte for å finne høgresidig derivert. f +(0 = d ( (a + 1e x + ax For x < 0 nyttar vi definisjonen: x=0 = ( (a + 1e x + a = (a + 1 + a = 3a + x=0 f (0 f(0 + h f(0 a cos(0 + h + 1 (a + 1 = = h 0 h h 0 h a cos h a = h 0 h = 0 = a h 0 cos h 1 h Dersom f (0 skal eksistere, må vi ha f (1 = f +(1, dvs 0 = 3a +, som gir a = /3 og b = a + 1 = 1/3. Valget av konstanter som gir at funksjonen er deriverbar er derfor a = /3 og b = 1/3. OPPGAVE 3 La h(x = (8 + 3x 1/3. a Vis at Taylorpolynomet P 3 (x av grad 3 til h(x om punktet x = 0 er gitt ved P 3 (x = + 1 x 1 3 x + 5 768 x3 Bruk P 3 (x til å rekne ut ein tilnærma verdi for 11 1/3. Vi reknar først ut dei deriverte og evaluerer dei i x = 0 h(x = (8 + 3x 1/3 h(0 = h (x = (8 + 3x /3 h (0 = 1 h (x = (8 + 3x 5/3 h (0 = 1 16 h (x = 10(8 + 3x 8/3 h (0 = 5 18 Taylorpolynomet vert P 3 (x = h(0 + h (0(x 0 + h (0 = + 1 x 1 16 x + = + 1 x 1 3 x + 5 768 x3 5 18 3! x3 (x 0 + h (0 (x 0 3 3! 3

For å finne ein tilnærma verdi til 11 1/3 sett vi x = 1 i P 3 (x 11 1/13 = h(1 P 3 (1 = + 1 1 3 + 5.56 ( 768 b Finn restleddet E 3 (x til Taylorpolynomet i a, og bruk dette til å gi eit minst mogleg intervall som inneheld 11 1/3. Restleddet kan skrivst på forma E 3 (x = h( (c x 80 E 3 (1 =! (8 + 3c 11/3 der 0 < c < x. For å finne eit intervall som garantert inneheld 11 1/3 må vi finne eit interval for feilen. Sidan restleddet er negativt, vil restleddet ligge mellom 80 0.0016 = 8 < E 3(1 < 0 11/3 P 3 (1 0.00163 < P 3 (1 + E 3 (1 < P 3 (1 Sidan 11 1/3 = h(1 = P 3 (1+E 3 (1 vil det minste intervallet vi kan finne ved bruk av restleddet vere.36 < 11 1/3 <.53. c Finn ein approksimasjon til 11 1/3 ved å nytta tre iterasjoner med Newtons metode med startpunkt x 0 = 3/ på ein passande funksjon. Newtons metode: Gitt x n+1 = x n f(x n f (x n. x = 11 1/3, f(x = x 3 11, f (x = 3x. x 0 = 1.5 x 1 = 1.5 f(1.5 f (1.5 = 1.5 + 1.53 11 3 1.5 =.696, x = x 1 f(x 1 f (x 1 =.833, x 3 = x f(x f (x =.55 Grunngje om verdien er for stor eller for liten i forhold til den nøyaktige verdien utan å bruke kalkulator. Alternativ 1: f (x = 6x > 0 for alle x > 0, altså er f(x konkav opp slik at alle tangentane til grafen vil ligge under grafen. I tillegg er f(x voksande sidan f (x > 0 for x > 0, det betyr at alle tangentar vil snitte x-aksen til høgre for punktet der grafen til f(x snitter x-aksen som er nullpunktet r (f(r = 0. Spesielt vil tangenten i punktet x 0 = 3/ snitte x-aksen, x 1, til høgre for nullpunktet r, vidare vil tangenten til f(x i x 1 snitte x-aksen i punktet x til høgre for r, igjen vil tengenten til f(x i x snitte x-aksen i punktet x 3 til høgre for r. Altså er x 3 > r og verdien er litt for stor. Her er ein teikning som illustrerer situasjonen:

Merk: Viss ein definerer funksjonen f(x = 11 x 3 for å løyse oppgåva, argumenterer ein på tilsvarande måte, men bruker at funksjonen er avtagande og konkav ned. Svaret vert de same. Alternativ : I oppgåve b fann vi eit intervall som garantert inneheld 11 1/3. Den tilnærma verdian me finn ved å bruke tre steg med newton, x 3 =.55 er større enn.53 og ligg utanfor intervallet me fann i b, altså er x 3 for stor. OPPGÅVE Det skal byggast ei bru frå fastlandet til ei øy utanfor. Strandlina til fastlandet har funksjonen y = 0 medan strandlina til øya vi ser på har funksjonen y = f(x = 1 cos x + x 8, der både x og y er avstandar i km. Vi ser på intervallet x [0 π]. y øy sjø y = f(x 0 π x fastland På dette intervallet skal det byggast ei bru frå fastlandet og over til øya. Det er billegast å bygge kortast mogleg bru. Modeller frå kva punkt (x, y = (x, 0 på fastlandet det er minst kostnad med å bygge denne brua. Startar med å derivere funksjonen f(x og set til 0 for å finne moglege kandidatar til minimumspunkt, der avstanden til fastlandet er kortast mogleg. Funksjonen har ingen singulære punkt på 5

intervallet. f (x = 1 sin x + 1 8 = 0 x = sin 1 ( 1 = π 6 og 5π 6 Vi sjekkar desse punkta, saman med endepunkta for å finna ut kva som er minimum (dette kan også gjerast ved å sjå på forteiknet til den deriverte, men ein må uansett hugse å sjekke for endepunkta. f(0 0.5 f(π/6 0.8 f(5π/6 0.11 f(π 0.1 Vi ser at den kortaste avstanden frå fastlandet til øya er i punktet (5π/6, 0, der det dermed er minst kostnader med å byggja brua frå. OPPGAVE 5 Du vil springe deg ein tur, men du er avhenging av musikk for å halde motivasjonen oppe når du spring. Før du legg ut på tur vil du vil du finne ut kor lenge du kan springe før mp3 spelaren din slår seg av. Når spelaren er på vil batterikapasiteten, B, minke med ein rate som er proporsjonal med antal minutt, t, som går. Dette kan modellerst med differensiallikninga db dt = ab, der a er proporsjonalitetskonstanten. Når du slår på spelaren er batterikapasiteten på 70%, etter 5 minutt er den på 60%. 0 minutt etter at du slår på spelaren startar du å springe. Kor lenge kan du springe før spelaren slår seg av viss den må ha 5% batterikapasietet for å kunne spele musikk? Differensialligninga db dt = ab er ei separabel differensialligning og vi har db B = adt ln B = at + C B = e C e at = Ce at. For å bestemme de ukjente konstantene a og C benytter vi informasjonen om batterikapasiteten ved tid 0 og 5, dvs B(0 = 70 og B(5 = 60. Dette gir altså er 70 = Ce 0 C = 70 60 = 70e 5a a = 1 5 B = 70 exp( t 5 ln 6 7 ln 60 70 6

Me ynskjer å finne ut kor mage minutt det tar før batterikapasiteten vert 5%, dvs 5 = 70 exp( t 5 ln 6 7 ln 5 70 = t 5 ln 6 7 ln 5 ln 70 t = 5 ln 6 ln 7 = 85.6 Det tar altså 85.6 minutt før spelaren slår seg av, du kan då springe i 85.6 0 = 65.6 minutt. OPPGÅVE 6 a Rekn ut det ubestemte integralet e x sin x Vel å løysa denne oppgåva vha. delvis integrasjon: U(x = sin x U (x = cos x V (x = e x V (x = e x, dette gir V U = V U V U e x sin x = e x sin x e x cos x ( = e x sin x e x cos x + e x sin x Gjenkjenner integralet e x sin x som eit repetert integral, set saman og får e x sin x = ex (sin x cos x + C b Rekn ut det ubestemte integralet x 3 + x x Ser at polynomet i teljaren har høgare grad enn i nemnaren, startar difor med polynomdivisjon: x 3 + x : x = x + 1 + Delbrøksoppspaltar det siste leddet: (x + 1 x (x + 1 x = (x + 1 (x (x + = A x + B x + (x + 1 = A(x + + B(x x 0 : = A B x 1 : = A + B 7

Dette gir A = 5 og B = 3. Set saman og får integralet: x 3 + x x = ( x + 1 + 5 (x + 3 (x + = 1 x + x + 5 ln(x + 3 ln(x + + C c Rekn ut integralet 1 (x + /3 I dette bestemte integralet eksisterar ikkje integranden for den nedre grensa; dvs. at integralet er uekte. Nyttar definisjonen: 1 (x + /3 = 1 R + R = R + (x + /3 [3(x + 1/3] 1 = R + (3(31/3 (R + 1/3 = 3 3 3 R d Finn volumet til lekamen som vert danna når området avgrensa av y = cos x og y = sin x vert rotert om x-aksen mellom x = 0 og x = π/. Volumet til lekamen V = π π/ 0 (cos x sin x = π = π (sin π sin 0 = π π/ 0 [ 1 ] π/ cos x = π sin x 0 OPPGÅVE 7 I denne oppgåva skal vi sjå på nasjonale CO utslepp i perioden 1980-010. Statistisk sentralbyrå og Ka- og forureiningsdirektoratet har ei oversikt over CO utslepp i millionar tonn per år. Tabellen under er eit utdrag av denne oversikta : År CO -utslepp 1980 31.7 mill. tonn 1985 3.7 mill. tonn 1990 3.8 mill. tonn 1995 37.8 mill. tonn 000 1.7 mill. tonn 005 3.3 mill. tonn 010.8 mill. tonn Bruk dette utdraget saman med Trapesregelen til å estimere totalt CO utslepp i perioden 1980-010. 8

Trapesregelen er gitt ved: T n = h (y 0 + y 1 + y + + y n 1 + y n, i denne oppgåva er n = 6 og h = 010 1980 6 = 5. Sett inn i trapesregelen for å estimere totalt utslepp i denne perioden: T 6 = 5 (31.7 + 3.7 + 3.8 + 37.8 + 1.7 + 3.3 +.8 1137.8 Totalt nasjonalt CO utslepp i perioden 1980-010 er då estimert til å vera 1138 millionar tonn. Trine Mykkeltvedt Hilde Kristine Hvidevold 9