ECON3120/4120 Mathematics 2, spring 2004 Problem solutions for the seminar on 5 May Old exam problems

Like dokumenter
UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITY OF OSLO DEPARTMENT OF ECONOMICS

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Notater nr 9: oppsummering for uke 45-46

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO

Universitetet i Bergen Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i emnet Mat131 - Differensiallikningar I Onsdag 25. mai 2016, kl.

Trigonometric Substitution

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Slope-Intercept Formula

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

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

MA2501 Numerical methods

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

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

Mathematics 114Q Integration Practice Problems SOLUTIONS. = 1 8 (x2 +5x) 8 + C. [u = x 2 +5x] = 1 11 (3 x)11 + C. [u =3 x] = 2 (7x + 9)3/2

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

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

TMA4100 Matematikk1 Høst 2008

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

ECON2200: Oppgaver til for plenumsregninger

Solutions #12 ( M. y 3 + cos(x) ) dx + ( sin(y) + z 2) dy + xdz = 3π 4. The surface M is parametrized by σ : [0, 1] [0, 2π] R 3 with.

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Løsningsforslag til utvalgte oppgaver i kapittel 5

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

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

Optimering av funksjoner av flere variable

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1050, vår 2019

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

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

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

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

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

Løsningsforslag for MAT-0001, desember 2009, UiT

lny = (lnx) 2 y y = 2lnx x y = 2ylnx x = 2xlnx lnx

GAMLE EKSAMENSOPPGAVER I SVSØ 106 INNFØRING I MATEMATIKK FOR ØKONOMER

(1 + x 2 + y 2 ) 2 = 1 x2 + y 2. (1 + x 2 + y 2 ) 2, x 2y

Øving 5 - Fouriertransform - LF

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Ma Flerdimensjonal Analyse Øving 1

Moving Objects. We need to move our objects in 3D space.

Ma Flerdimensjonal Analyse Øving 11

Øvelse, eksamensoppgaver MAT 1050 mars 2018

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

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til eksamen i TMA4105 matematikk 2,

Gradient. Masahiro Yamamoto. last update on February 29, 2012 (1) (2) (3) (4) (5)

Physical origin of the Gouy phase shift by Simin Feng, Herbert G. Winful Opt. Lett. 26, (2001)

Repetisjon i Matematikk 1: Derivasjon 2,

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

SIF5005 Matematikk 2, 13. mai 2002 Løsningsforslag

MET Matematikk for siviløkonomer

EKSAMEN. Ingeniør- og Fleksibel ingeniørutdanning.

MET Matematikk for siviløkonomer

Unit Relational Algebra 1 1. Relational Algebra 1. Unit 3.3

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

Oppgave 1. f(2x ) = f(0,40) = 0,60 ln(1,40) + 0,40 ln(0,60) 0,0024 < 0

Løsningsforslag MAT102 Vår 2018

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Løsningsforslag til eksamen i MAT1110, 13/6-07

Funksjonsdrøfting MAT111, høsten 2017

Endelig ikke-røyker for Kvinner! (Norwegian Edition)

. Følgelig er csc 1 ( 2) = π 4. sinθ = 3

BIBSYS Brukermøte 2011 Live Rasmussen og Andreas Christensen. Alt på et brett? -om pensum på ipad og lesebrett

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

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

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

Oppgave 1. ( xφ) φ x t, hvis t er substituerbar for x i φ.

UNIVERSITETET I BERGEN

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

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1110, uka 28/4-2/5

NTNU MA0003. Ole Jacob Broch. Norwegian University of Science and Technology. MA0003 p.1/29

Høgskolen i Telemark Fakultet for estetiske fag, folkekultur og lærerutdanning BOKMÅL 25. mai 2012

Notasjon i rettingen:

MAT jan jan jan MAT Våren 2010

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

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

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

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

Løsningsforslag for Eksamen i MAT 100, H-03

Fasit MAT102 juni 2016

Institutionen för Matematik, KTH

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

Nicolai Kristen Solheim

Løsningsførslag i Matematikk 4D, 4N, 4M

5 E Lesson: Solving Monohybrid Punnett Squares with Coding

Han Ola of Han Per: A Norwegian-American Comic Strip/En Norsk-amerikansk tegneserie (Skrifter. Serie B, LXIX)

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Dynamic Programming Longest Common Subsequence. Class 27

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Transkript:

Department of Economics May 004 Arne Strøm ECON0/40 Mathematics, spring 004 Problem solutions for the seminar on 5 May 004 (For practical reasons (read laziness, most of the solutions this time are in Norwegian. Please ask if you have difficulty understanding the tet. Old eam problems Eam problem (a Se figuren. y D (b Derivasjon gir g (, y = =(, g (, y = y, g (, y =6, g (, y =0, g (, y =. Det er lett åseatg har to stasjonære punkter, nemlig (,y =(0, 0 og (,y = (, 0. For å klassifisere de stasjonære punktene regner vi ut A = f (, y, B = f (, y ogc = f (, y i hvert av punktene, og bruker annenderiverttesten. Vi finner (, y A B C AC B Type stasjonært punkt (0, 0 0 4 Lokalt maksimumspunkt (, 0 0 4 Sadelpunkt (c Ekstremverdisetningen sikrer at g har globale ekstrempunkter over mengden D. Det eneste stasjonære punktet i det indre av D er (, 0, som er et sadelpunkt. Ekstrempunktene for g må derfor ligge på randen av D. Randen består av (i punktene på det rette linjestykket fra (0, til (0,, og (ii punktene på halvsirkelen gitt ved + y =og 0. v04ste 5.5.004

Langs det rette linjestykket er =0,så g(, y =g(0,y= y, som får sin største verdi for y = 0 og sin minste verdi for y = ±. Mulige ekstrempunkter på denne delen av randen er altså (0, 0, (0, og (0,. Langs halvsirkelen er + y =,så g(, y =+ =+. Dette uttrykket får sin største verdi for = og sin minste verdi for = 0. Mulige ekstrempunkter på halvsirkelen er altså (0,, (0, og (, 0. Alt i alt har vi altså fire punkter som kan tenkes å være ekstrempunkter for g, nemlig (0, 0, (0,, (0, og (, 0. Innsetting gir g(0, 0=, g(0, =, g(0, = og g(, 0=. Altså er punktene (0, 0 og (, 0 globale maksimumspunkter, og punktene (0, og (0, er globale minimumspunkter. Maksimumsverdien er g maks =, og minimumsverdien er g min =. Eam problem 7 The profit function is N(, y =p + qy π(, y =a + by / c dy e, defined over the set D = {(, y :>0, y>0}. (a The first- and second-order partial derivatives of N are N (, y =a 6 c, N (, y = by / d, N (, y =, N (, y =0, N = /4by /. The stationary points are the solution of the equation system a 6 c =0 6 = a c, by / d =0 b =dy /. Note that for this system to have solutions in D, we must assume a>c. The only stationary point of N in D is then It is clear that ( 0,y 0 = ( (a c/6, b /(4d. N (, y < 0, N (, y < 0, and N (, yn (, y ( N (, y > 0 for all (, y ind. It follows from Theorem.. in EMEA (Thm... in MA I that ( 0,y 0 is a (global maimum point for N over D. v04ste 5.5.004

(b The elasticity of N(, y with respect to y is El y N(, y = y N(, y N (, y = ( N(, y by/ dy. At the maimum point, N (, y = 0. Consequently, El y N(, y = 0 there. Eam problem 9 (a Differensierer vi ligningen, får vi ( + 4ln d = K dk + L dl, og siden d = dk + dl, har vi K L og tilsvarende K = + 4ln L = + 4ln K = L = K(+4ln L(+4ln. Den kryssderiverte ( mied second-order derivative er K L = ( = ( = d K L L K +4ln L d = L (+4ln 4 (+4ln (b Definisjonen av elastisiteten gir K(+4ln = ( +4ln K 4 ln 6KL(+4ln. El K = K K = ( + 4 ln og El L = L L = ( + 4 ln, så El K +El L = ( + +4ln = 5 6( + 4 ln. Eam problem 9 (a De stasjonære punktene (, y for f er løsningene av ligningene ( ( f (, y = + y f (, y = + y +=0 + y = y =0 + y =y v04ste 5.5.004

Vi ser at vi må hay =, altså ( y =. Setter vi dette uttrykket for y inn i ( eller (, får vi ligningen =. Dette gir videre =( ( =4 +, altså 4 =0. Denne annengradsligningen har røttene (4 = ± 9 4 4( = ± 7 Definisjonsområdet for f er angitt som det området i y-planet hvor og y er positive, så det er bare fortegnet + som kan brukes i (4. Bruker vi så ligning ( til å finne y, ser vi at det eneste stasjonære punktet for f er. ( + 7 ( 0,y 0 =, 7. (b Det eneste stasjonære punktet for f er punktet ( 0,y 0 som vi fant i (a. Dette er derfor det eneste mulige ekstrempunktet for f. De annenderiverte av f er f (, y = =f ( + y (, y, f (, y = ( + y. Det gir f f (f = = 4 ( + y +4> 0 for alle (, y i definisjonsområdet til f. Siden vi dessuten har f < 0ogf < 0 overalt, følger det av setning.. i MA I (Thm... i EMEA at ( 0,y 0 er et globalt maksimumspunkt for f. v04ste 5.5.004 4

Eam problem 46 (a Vi får A I = linje, får vi 0. Utvikler vi determinanten etter første t t t A I =0 (et eller annet + ( t t + t =0 ( t ++t+( t +t =t. t (b Med t =får vi A 0 = y = + y + z y z. z + y + z Matriseligningen A 0 = 0 er ekvivalent med ligningssystemet ( ( ( + y + z = y z = y + y + z = z Siden venstresidene i ( og ( er like, må også høyresidene være like, dvs. z =. Sammenligner vi ( og (, ser vi også aty =. Med disse uttrykkene for y og z er alle de tre ligningene tilfredsstilt (enkel innsetting, så vifår 0 =(,,. Dette gir 0 = 0 0 =, og siden vi skal ha 0 =, måviha = ± /. De mulige løsningene er altså Siden A 0 = 0,får vi 0 = ±. A 0 = A(A 0 =A( 0 = 0, A 0 = A(A 0 =A( 0 = 0, A 4 0 = A(A 0 =A( 0 = 0,... Vi får altså A n 0 = 0 for alle n =,,.... v04ste 5.5.004 5

Eam problem 5 (a 0 ( d = = ( + 4 d ( 4 + 5 5 0 0 y B = 6 + 5 = 5 = 5 O A We can see from the figure that the area between the graph and the -ais over the interval [0, ] must be approimately equal to the area of the triangle OAB, where the point O, A, and B are (0,f(0 = (0, 0, (,f( = (, 0, and (,f( = (,, respectively. The area of this triangle is eactly. (b Here we shall not try to find the function. (That would require knowledge of trigonometric and inverse trigonometric functions. Instead we shall try to see if there is some other way to find the information we need in order to show that t = 0 is a minimum point for. It turns out to be fairly easy in this case. In fact, ẋ(t < 0 for t<0 and ẋ(t > 0 for t>0. Hence, is strictly decreasing in (, 0] and strictly increasing in [0,, so t = 0 must be a global minimum point for = (t. Note that this gives (t (0 = 0 for all t. Furthermore, ẍ = d dt( ( + t =ẋt +(+ =( + t +(+. Since (t 0 for all t, we have ẍ(t > 0 for all t. It follows that is (strictly conve. (c Taking elasticities with respect to gives El a +El y b =El A +El e /y, a + b El y =0+El u e u El u (with u = /y = u(el El y = y ( El y and consequently, El y = ay + by. Eksamensoppgave 05 (a Implisitt derivasjon mhp. gir y + y y + y e +(y + ( e = v04ste 5.5.004 6

Setter vi inn =0,y =,får vi y +( = y =. Alternativt kan vi bruke formel ( på side 44 i MA I (side 4 i EMEA, som gir y = y (y +e y + e = =. (b Kurven skjærer -aksen når y = 0, dvs. når e = + ( Sett ϕ( =e. Da er ϕ ( = e < 0, for alle, så ϕ( er strengt avtakende. ϕ( = e > 0, mens ϕ(0 =. Dermed har ligningen ( en entydig bestemt løsning (som ligger i intervallet (, 0. Dette viser at kurven gitt ved ( i oppgaven skjærer -aksen nøyaktig ett sted. MA I & EMEA,.. (a Problems from the tetbook f (, y = +y, f (, y =4y +4y =4( +y f (, y =, f =4y, f (, y =4 +4. (b De stasjonære punktene er løsningene av ligningssystemet ( ( +y =0 4( +y =0 Ligning ( er ekvivalent med at = eller y =0. (i Hvis =, gir ( at y = =,så y = ±. (ii Hvis y = 0, gir ( at = y =0. Vi får altså tre stasjonære punkter, nemlig (,, (,, (0, 0. Annenderiverttesten gir Punkt A B C AC B Resultat (, 4 0 6 Sadelpunkt (, 4 0 6 Sadelpunkt (0, 0 0 4 Lokalt minimumspunkt v04ste 5.5.004 7

MA I & EMEA,.. (a De punktene hvor f(, y = (y (y er negativ, er nettopp de punktene hvor de to faktorene er forskjellige fra 0 og har motsatte fortegn. Siden vi alltid må hay y, ser vi at f(, y < 0 y < 0 <y <y<. De aktuelle punktene ligger i det skyggelagte området på figuren. y y = y = y = k Til oppgave.. (b De stasjonære punktene for f(, y = 4 y + y er de punktene hvor ( ( f (, y = 6y =0 f (, y = +y =0 Ligning ( gir y =, og setter vi dette inn i (, får vi 9 = 0, som gir = 0, og dermed også y = 0. Det eneste stasjonære punktet for f er derfor (0, 0. Vi har f(0, 0 = 0, men av figuren ser vi at vi kan finne punkter så nær inntil (0, 0 vi vil med funksjonsverdi > 0 (i de hvite områdene og punkter så nær inntil (0, 0 vi vil med funksjonsverdi < 0 (i de skyggelagte områdene. Det betyr at origo hverken er et lokalt maksimumspunkt eller et lokalt minimumspunkt for f. Altså er (0, 0 et sadelpunkt for f. (Det kan være verdt å merke seg at annenderiverttesten ikke kan hjelpe oss her, siden f (0, 0f (0, 0 (f (0, 0 = 0. (c Vi finner g(t = f(t, kt = t 4 kt + k t = t (t kt + k, med g (t =t 9kt +k t = t(t 9kt+k ogg (t =4t kt+k. Spesielt er g (0 = 0 og g (0=k,såhvis k 0, ser vi med en gang at t = 0 er et lokalt minimumspunkt for g. I det spesielle tilfellet k =0erg(t =t 4, som også har lokalt (og faktisk globalt minimum i t =0. v04ste 5.5.004

Ser vi på figuren, ser vi at uansett hvilken verdi vi velger for k, så vil det på begge sider av origo være i hvert fall være en liten bit av linjen y = k som ligger i den hvite (ikke skyggelagte delen av planet. Går vi langs en rett linje ut fra origo, må vi altså i alle tilfeller gjennom et område med positive verdier for f før vi kan komme til et område med negative verdier. MA I & EMEA,.4. (b Den aktuelle mengden S = { (, y : + y } er mengden av alle punkter i y-planet som ligger på eller innenfor en sirkel om origo med radius. Dette er en lukket og begrenset mengde, og funksjonen f(, y = +y er kontinuerlig, så ekstremverdisetningen sikrer at f oppnår både maksimum og minimum over S. Et ekstrempunkt som ligger i det indre av S, må være et stasjonært punkt for f. Vi har f (, y =, f y(, y =4y, så det eneste stasjonære punktet for f er (,y =(/, 0. Et ekstrempunkt som ikke ligger i det indre av S, må ligge på randen av S, altså på sirkelen + y =. På denne sirkelen har vi y =, og dermed f(, y = +y = + ( =, og gjennomløper intervallet [, ]. Funksjonen g( = har ett stasjonært punkt i det indre av [, ], nemlig = /, så eventuelle ekstremverdier for g( oppnås enten for denne verdien av eller i ett av endepunktene ± for intervallet [, ]. Mulige ekstrempunkter for f(, y på randen av S må derfor finnes blant punktene ( (,y =, (, (,y =, ( 4,y 4 =(, 0, ( 5,y 5 =(, 0. Regner vi ut verdien av f(, y i de fem punktene vi har funnet, får vi ( f, 0 = ( 4, f, ± = 9, f(, 0=0, f(, 0=. 4 Det følger at f oppnår sitt maksimum over S i de to punktene (, ± og minimum i (, 0., v04ste 5.5.004 9