Fasit, Anvendelser av integrasjon.

Like dokumenter
Anvendelser av integrasjon.

I løpet av uken blir løsningsforslag lagt ut på emnesiden Delvis integrasjon må brukes to ganger.

EKSAMEN. Ingeniør- og Fleksibel ingeniørutdanning.

Volum Lengde Areal Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

EKSAMEN. Hans Petter Hornæs og Britt Rystad

Areal mellom kurver Volum Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

EKSAMEN. Ingeniørstudenter som tar opp igjen eksa- men (6stp.).

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA

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

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

OPPGAVESETT MAT111-H16 UKE 47. Oppgaver til seminaret 25/11

EKSAMEN. ANTALL SIDER UTLEVERT: 3 sider inklusiv forside.

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

Ubestemt integrasjon.

Fasit, Separable differensiallikninger.

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

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

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

Løsning, Trippelintegraler

Løsningsforslag. og B =

Eksamen R2 høsten 2014 løsning

Løsningsforslag til Eksamen i MAT111

Løsning, Stokes setning

UNIVERSITETET I OSLO

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I MA0001 BRUKERKURS A Tirsdag 14. desember 2010

eksamensoppgaver.org 4 oppgave1 a.i) Viharulikheten 2x 4 x + 5 > 0 2(x 2) x + 5 > 0 Sådaserviatløsningenpådenneulikhetenblir

Løsningsforslag. f(x) = 2/x + 12x

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

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

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Lærerveiledning. Oppgave 1. Hva er arealet av det grå området i figuren? Tips til veiledning:

x=1 V = x=0 1 x x 4 dx 2 x5

Løsningsforslag til eksamen i MAT 1100 H07

Løsningsforslag midtveiseksamen Mat 1100

Fasit, Implisitt derivasjon.

Løsningsforslag Matematikk 2MX - AA mai 2006

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

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

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

Løsningsforslag til eksamen i MAT 1100, H06

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

Arne B. Sletsjøe. Oppgaver, MAT 1012

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

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

Løsningsforslag AA6524 Matematikk 3MX Elever AA6526 Matematikk 3MX Privatister eksamensoppgaver.org

MA1101 Grunnkurs Analyse I Høst 2017

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

Innlevering Matematikk forkurs HIOA Obligatorisk innlevering 3 Innleveringsfrist Onsdag 15. november 2017 kl 14:30 Antall oppgaver: 8

Separable differensiallikninger.

5 z ds = x 2 +4y 2 4

2 π[r(x)] 2 dx = u 2 du = π 1 ] 2 = π u 1. V = π. V = π [R(x)] 2 [r(x)] 2 dx = π (x + 3) 2 (x 2 + 1) 2 dx = 117π 5.

2x 3 4/x dx. 2 5 x 3 + LF: Vi utfører polynomdivisjon. 2x + 1 dx = + C = 5x8/ ln 2x C 4. πx 2 e 3x3 dx = π

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

INNHOLD SAMMENDRAG GEOMETRI

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

SIF5005 Matematikk 2, 13. mai 2002 Løsningsforslag

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

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

Løsning, Oppsummering av kapittel 10.

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

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

OPPGAVESETT MAT111-H17 UKE 45. Oppgaver til seminaret 10/11. Oppgaver til gruppene uke 46

UNIVERSITETET I BERGEN Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. Obligatorisk innlevering 3 i emnet MAT111, høsten 2016

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.

Kapittel 20 GEOMETRI. Hvilke figurer har vi her? Kunne bonden brukt en oppdeling med færre figurer?

TFY4115: Løsningsforslag til oppgaver gitt

Areal - difflikninger - arbeid Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Basisoppgaver til 1P kap. 3 Geometri

Test, Geometri (1P) 2.1 Lengde og vinkler. 1) Hvor mange grader er en rett vinkel?

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

Lineære differensiallikninger.

SAMMENDRAG OG FORMLER. Nye Mega 10A og 10B

R2 kapittel 8 Eksamenstrening

OPPGAVESETT MAT111-H17 UKE 47. Oppgaver til seminaret 24/11

Eksamen, høsten 13 i Matematikk 3 Løsningsforslag

a 2 x 2 dy dx = e r r dr dθ =

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Eksamen R1 - REA

JULETENTAMEN, 9. KLASSE, FASIT

R2 - kapittel 5 EF og 6 ABCD

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)

Matematikk R1 Forslag til besvarelse

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, 8.juni 2010

Eksamen R2 høsten 2014

Kap : Derivasjon 1.

Løsningsforslag for eksamen i brukerkurs i matematikk A (MA0001)

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

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

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

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Kul geometri - overflateareal og volum av kuler

Løsning, funksjoner av flere variable.

R2 kapittel 8 Eksamenstrening Løsninger til oppgavene i læreboka

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

Kul geometri - overflateareal og volum av kuler

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

MAT jan jan jan MAT Våren 2010

Figur 1: Volumet vi er ute etter ligger innenfor de blå linjene. Planet som de røde linjene ligger i deler volumet opp i to pyramider.

Transkript:

Ukeoppgaver, uke, i Matematikk, Anvendelser av integrasjon. 5 Fasit, Anvendelser av integrasjon. Oppgave F er en rettvinklet trekant, med begge kateter av lengde, så horisontal avgrensning er x. a) V πy dx π ( x) dx π ( x + x dx π x x + ] x π Legemet blir en (liggende) kjegle med grunnflateradius r oghøydeh,ogvolumformlen for kjegle er πr h. b) Skiven får nå et hull med radius i midten. Ytre radius er f(x)+. Volumelementet dv kan da skrives dv π(y +) dx π dx π ( ( x +) ) dx π ( x x + ) dx, så volumet er V π ] x x +dx π x x +x π( +) π c) V πxy dx π x( x) dx π x x ) dx π x ] x π d ) Radien i sylinderskallet blir nå x, så volumelementet blir dv π( x)( x) dx, og volumet er V π( x) dx π x + x ) dx π x x + ] x π som vi geometrisk ser stemmer da legemet er en sylinder med radius og høyde, fratrukket en kjegleformet fordypning med radius og høyde. Oppgave a) V π y dx π 6 x dx b) V π 6x ] x π(6 9) 7π c) V π xy dx π x 6 x dx d ) Substituer med u 6 x, du 8xdx xdx 8 du. ØG: u 6,NG:u 6 6: V π u / du π ] 8 6 u/ π ( 6 ) 6 6π. 6 6

6 Ukeoppgaver, uke, i Matematikk, Anvendelser av integrasjon. Oppgave a) F er en rettvinklet trekant med koordinataksene som kateter. Hypotenusen skjærer y aksen ved y h og x aksen ved x r. b) V π πr h r xy dx π r hx h r x dx π hx h ] r r x ( π hr ) hr Dette blir en kjegle med grunnflateradius r og høyde h, og volumfomelen for en kjegle er utledet. Oppgave a) h ( h, h) F y x h b) A h h x dx hx ] h x h h ( h ) h h Ved skivemetoden har vi volumformelen for området mellom y h og y x,rotertom x aksen: V x π ( y ) y dx π ( x ) dx π ] 5 x5 π 5 d) Vedskivemetodenblirradienien dx skive x, og dermed volumet π( x ) dx: e ) f ) V y π ( x ) dx π π ( x + x ) dx x x + ] 5 x5 π ( + 5 Sylinderskallmetoden gir formelen V y h πx(y y ) dx: V y h πx(h x ) dx π h π hx x hx x dx ] h Vi har fra forrige deloppgave at V (h) πh,ogdermed dv dh dh når h 5. Det spørres etter at dv dt dt ) 8π 5 ( π h h ( ) ) h πh πh. Det er dessuten oppgitt, og vi kan ved kjerneregelen sette opp dv dt dv dh dh π 5 dh dt dt dh dt 5π (desimeter i minuttet)

Ukeoppgaver, uke, i Matematikk, Anvendelser av integrasjon. 7 Oppgave 5 a) Vi har y f (x) /, og dermed er lengdeelementet ds: +(y ) +(/) 6/6 + 9/6 5/6 5/ ds +(y ) dx ds 5 dx. b ) Lengden er ] 5 5 ds x dx x 5 som vi også finner fra Pytagoras, da L er hypotenusen i en rettvinklet trekant med kateter av lengde og. c) Flateelementet ds er arealet av et sylindrisk (vertikalt) bånd med bredde ds og radius y, så det er ds πy ds, og arealet er S x πy ds π x 5 dx π ] 5 5 6 xdxπ x 5π d) Nåerradienibåndet y +,så flateelementet er ds π(y +)ds, og arealet er S x ( ) 5 5 π(y +)ds π x + dx π x + 5 ] x 5π e) Vi får nå en horisontal variant av dette båndet, og radien er avastanden x inn til y aksen, og dermed arealelement ds πxds, og overflate S x πx ds π ] 5 5 xdxπ 8 x π f) Radien i båndet er nå x, så ds π( x) ds, og S x π( x) ds π ( x) 5 dx π 5 5 xdxπ 5x 5 8 x ] π Kjeglen har akkurat samme fasong som i forrige deloppgave, men nå har den spissen ned. Oppgave 6 a) y x, så ds +(y ) dx +x dx. b) L x ds +x dx S y x πx ds πx +x dx S x x πy ds πx +x dx

8 Ukeoppgaver, uke, i Matematikk, Anvendelser av integrasjon. c) S y er det enkleste av disse tre integralene, da en substitusjon med u +x rakt fører til målet. du 8xdx xdx 8 du, ØG+ 5,NG + : d ) S y π 8 5 u / du π ] 5 u/ π ( 5 ) 5 5. 6 Det er viktig for bruken av formelen at det ikke står noe tall foran x. Dette oppnåes ved å sette tallet utenfor slik: ( ) +x + x + x x +. Nå kan formelen brukes, med a / (og + varianten i ±): L x + dx x x + + / ] ln x + x + ( ( + + 8 )) ln + + ( + ) 8 ln( /) e ) 5 + ln( + 5/) ln(/) 5 + ln( + 5) Med Maple kommer vi fram til S x.8 med kommandoen > evalf(int(*pi*x^*sqrt(+*x^),x..));.897975.8. Oppgave 7 a) f (t) (e t e t )/ så ( e f (t) t e t ) ( (e t ) e t e t + ( e t) ) et + e t Dette medfører at vi har +f (t) + et + e t et + + e t Nå kan vi innse at dette må være det samme som ( (e t + e t )/ ) påfleremåter. En mulighet er å regne sammen ( (e t + e t )/ ) (siden svaret er oppgitt er det jo mulig åse at det er dette vi skal fram til). En annen mulighet er å se at uttrykket for +f (t) er det samme som det for f (t),bortsett fra motsatt fortegn på midterste ledd. Dette tilsvarer en endring fra. til. kvadratsetning. Vi kan derfor gjøre tilsvarende omforming som ved utregning av f (t) baklengs, etter først åskrive som et e t osv. Vi har derfor at ds (e +f (t) dt t + e t ) dt et + e t dt b ) Siden L b L ln ta e t + e t ds, harvi dt e t e t ] ln ( e ln() ) ] e ln() (e e ) ( )

Ukeoppgaver, uke, i Matematikk, Anvendelser av integrasjon. 9 Overflatearealet er S x π ln() t yds.sidends f(t) dt er yds f(t) ds f(t) dt, ogvi har ln() ( e t + e t ) ln() S x π dt π et + + e t dt π 8 et + t ] ln() 8 e t ( π eln() +ln() ) e ln() ( e + e Siden ln() ln ln()ere ln().siden ln() ln ln(/ )ln(/) er e ln() /, og vi kan regne sammen til S x π +ln() 6 + ] ( ) 5 π 6 +ln() )] Oppgave 8 a ) Rotasjon om y aksen (sylinderskallmetoden) gir : V y π xy dx π x x dx π dx π b ) Avstanden fra en vilkårlig verdi x i mellom og, og aksen x erx i. Denne gir radien i sylinderskallet, som derfor får volumet ΔV π(x i ) f(x i )Δx. Dette integreres opp til π (x )y dxπ x dx π x ln x ] π( ln()) ( ln())] π( ln()) d ) Formel for rotasjon om x aksen (skivemetoden, kap. 6.) gir: V x π y dx π x dx π x ] π ( )] π/ Ved skivemetoden blir den vertikale skiva nå en sylinder med et sylindrisk hull. Hele sylinderen har avstanden fra y i til aksen y som radius, og dette er R i y i +. Hullet har avstanden fra omdreiningsaksen til nedre avgrensning, som er x aksen, som radius. Denne avstanden er r i. Dermed får skiva volum ΔV i πri Δx πri Δx π ( (y i +) ) Δx, og dette integreres opp til : V y π (y +) dx π y +ydx π x + x dx π ] x +ln x π ( /+ln()) ( + ln())] π(/+ln) Oppgave a ) b ) Siden x er+x >. Dermed er både teller og nevner i funksjonsuttrykket alltid større enn. Derfor er f(x) > for alle x. Integrerer funksjonen for å finne arealet: A +x dx arctan(x)] arctan() arctan() π/ π/

Ukeoppgaver, uke, i Matematikk, Anvendelser av integrasjon. Ved sylinderskalmetoden finner vi at dette volumet er V y π xy dx π x +x dx Dette integreres ved å substituere med nevneren: u x +,u x du/dx x du xdx du xdx. Grensene for u er + og+ : V y π u du π ln u ] π(ln() ln()) π ln() Hans Petter Hornæs