Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Like dokumenter
5 z ds = x 2 +4y 2 4

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

( 6z + 3z 2 ) dz = = 4. (xi + zj) 3 i + 2 ) 3 x x 4 9 y. 3 (6 2y) (6 2y)2 4 y(6 2y)

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

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

a 2 x 2 dy dx = e r r dr dθ =

Matematikk 4, ALM304V Løsningsforslag eksamen mars da 1 er arealet av en sirkel med radius 2. F = y x = t t r = t t v = r = t t

F = x F 1 + y F 2 + z F 3 = y 2 z 2 + x 2. i j k F = xy 2 yz 2 zx 2 = i(0 ( 2yz)) j(2xz 0) + k(0 2xy) = 2yzi 2xzj 2xyk.

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

SIF5005 MATEMATIKK 2 VÅR r5 drdθ = 1 m. zrdzdrdθ = 1 m. zrdzdrdθ =

SIF5005 Matematikk 2, 13. mai 2002 Løsningsforslag

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

NTNU. MA1103 Flerdimensjonal Analyse våren Maple-øving 2. Viktig informasjon. Institutt for matematiske fag. maple02 28.

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TMA4105 MATEMATIKK 2 Lørdag 14. aug 2004

Oppgaver og fasit til kapittel 6

LØSNINGSFORSLAG TMA4105 Matematikk 2 8. August 2005

Løsningsforslag til eksamen i TMA4105 matematikk 2,

Vi regner først ut de nødvendige partiellderiverte for å se om vektorfeltet er konservativt. z = 2z, F 2 F 2 z = 2y, F 3. x = 2x, F 3.

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

UNIVERSITETET I OSLO

y = x y, y 2 x 2 = c,

Løsning IM

dx = 1 1 )dx = 3 y= x . Tangentplanet til hyperboloiden i (2, 1, 3) er derfor gitt ved x 2, y 1, z 3 = 0 x 2 + 2(y 1) 2 (z 3) = 0 x + 2y 2z 3 = 2

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, 8.juni 2010

Løsning, Trippelintegraler

SIF 5005 Matematikk 2 våren 2001

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

EKSAMEN I FAG SIF5005 MATEMATIKK 2

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Løsning, Stokes setning

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

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 TMA4105 matematikk 2, 25. mai 2005

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, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, vår 2009

Ma Flerdimensjonal Analyse II Øving 9

I = (xy + z 2 ) dv. = z 2 dv. 1 1 x 1 x y z 2 dz dy dx,

Øving 3. Oppgave 1 (oppvarming med noen enkle oppgaver fra tidligere midtsemesterprøver)

The full and long title of the presentation

EKSAMENSOPPGAVE. KRAFT I og II Hall del 2 Kraft sportssenter Ingen

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

(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).

Navn/kursparallell skrives her (ved gruppearbeid er det viktig at alle fyller ut):

EKSAMEN i MATEMATIKK 30

EKSAMEN. 3. klassene, ingenørutdanning. ANTALL SIDER UTLEVERT: 5 (innkl. forside og formelark)

TMA Representasjoner. Funksjoner. Operasjoner

Kurve-, flate- og volumintegraler, beregning av trykkraft

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT 1110, våren 2006

Eksamen, høsten 14 i Matematikk 3 Løsningsforslag

EKSAMEN. 3. klassene, ingenørutdanning. ANTALL SIDER UTLEVERT: 5 (innkl. forside og 2 sider formler.)

Eksamen IRF30014, våren 16 i Matematikk 3 Løsningsforslag

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1050, vår 2019

Kurve-, flate- og volumintegraler, beregning av trykkraft

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

Eksamensoppgaver og Matematikk 1B

Tillegg om flateintegraler

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.

Eksamen i V139A Matematikk 30

UNIVERSITETET I OSLO

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

Kapittel 11: Integrasjon i flere variable

Eksamen, høsten 13 i Matematikk 3 Løsningsforslag

NTNU. MA1103 Flerdimensjonal analyse våren Maple/Matlab-øving 2. Viktig informasjon. Institutt for matematiske fag

Eksamen i V139A Matematikk 30

FYS1120 Elektromagnetisme

Vår TMA4105 Matematikk 2. Løsningsforslag Øving 6. 5 Exercise Exercise

β = r 2 cosθsinθ. β = β β i+ j = yi+xj. (8.1) = 2rcosθsinθi r +r( sinθsinθ+cosθcosθ)i θ

Oppgaver og fasit til seksjon

β = r 2 cosθsinθ. β = β β i+ j = yi+xj. (8.1)

EKSAMENSOPPGAVE. Vil det bli gått oppklaringsrunde i eksamenslokalet? Svar: JA Hvis JA: ca. kl.10:00 og 12:00

Oppgavehefte for Mek 1100

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

TMA4105 Matematikk2 Vår 2008

EKSAMEN i MATEMATIKK 30

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

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

Løsningsforslag til øving 4

= (2 6y) da. = πa 2 3

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

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag. f(x) = 2/x + 12x

Løsning, funksjoner av flere variable.

Onsdag og fredag

Fasit for eksamen i MEK1100 torsdag 13. desember 2007 Hvert delspørsmål honoreres med poengsum fra 0 til 10 (10 for perfekt svar).

Løsningsforslag til øving 3

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

Volum Lengde Areal Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

Eksamen i MAT1100 H14: Løsningsforslag

Løsning til utvalgte oppgaver fra kapittel 12 (15).

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

Obligatorisk oppgave 2

Løsning IM

TMA4105 Matematikk 2 vår 2013

Løsningsforslag R2 Eksamen Nebuchadnezzar Matematikk.net Øistein Søvik

Transkript:

TMA45 Matematikk Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag Uke 5.5.: Kulen er grafen til rφ, θ) asinφ) cosθ)i + sin φ sinθ)j + cosφ)k), φ π, θ < π. Vi har slik at φ θ acosφ) cosθ)i + sinφ) sinθ)j + cosφ)k) φ a sinφ) sinθ)i + sinφ) cosθ)j), θ Vi finner så ds φ θ dφ dθ i j k a cosφ) cosθ) a sinφ) sinθ) a cosφ) a sinφ) sinθ) a sinφ) cosθ) a sinφ) cosθ)i + sinφ) sinθ)j + cosφ) sinφ)k). a sinφ) 4 cosθ) + sinφ) 4 sinθ) + cosφ) sinφ) dφ dθ a sinφ) sinφ) cosθ) + sinθ) ) + cosφ) dφ dθ a sinφ) dφ dθ. 5.5.4: Merk at kulen har radius a og at likningen for sylinderen kan skrives som x + y a) a, slik at denne har radius a og har akse som er parallell med z-aksen og krysser xy-planet i, a). ette er illustrert i Figure. Fordi vi arbeider på en kule er det nyttig å gå over til kulekoordinater. a blir kulen og sylinderen blir eller R a, R sinφ) cosθ) + R sinφ) sinθ) ar sinφ) sinθ), R sinφ) a sinθ). Innsiden av sylinderen oppfyller derfor ulikheten R sinφ) a sinθ),

TMA45 Matematikk.8.6.4. z -. -.4 -.6 -.8 - - - -.5 -.5 y.5.5 x Figure. Kulen og sylinderen i Exercise 5.5.4, med a /. og spesielt er dette ekvivalent med sinφ) sinθ) på kulen. Hvis vi ytterligere begrenser oss til den delen av kulen som også ligger i første oktant er dette ekvivalent med ulikheten φ θ. På grunn av symmetri må arealet til den delen av kulen som ligger innenfor sylinderen være fire ganger arealet til den som i tillegg ligger i første oktant se figuren). et ønskede arealet blir nå S 4 π/ θ a) sinφ) dφ dθ π/ 6a cosθ)) dθ 8a π ).

TMA45 Matematikk Figure. Situasjonen for a. Oppgaven er å finne det grønne arealet inni den blå sylinderen. 5.5.: Grunnet symmetri er delene av arealet på hver side av yz-planet like, så vi kan nøye oss med å beregne den delen av flaten som har positiv x-koordinat; se Figur. Kall denne delen S x+. S x+ projisert ned på yz-planet er disken {, y, z) : y + z a }, og er grafen av Gx, z) a x + z for x, z). Vi bruker så formelen for arealet av en graf: ds S x+ 4 a a 8a. + + z a dy dz z a a dy dz z a a z a z dz 5.5.4: La E være projeksjonen ned i xy-planet. E består av de x, y, z) som tilfredstiller + y x + y ), eller ) y x +. Vi bruker så formelen for arealet av en graf: + x E x + y + y x dx dy + y 3 dx dy E 6π. 5.5.5: Vi finner først arealelementet. Siden z x beskriver løsningene til likningen Gx, y, z) x z 3

har vi TMA45 Matematikk ds G G z dx dy x) + + ) dx dy + 4x dx dy. Paraboloiden skjærer flaten slik at skjæringskurven har projeksjon eller x 3x y, 4x + y i xy-planet. Likningen beskriver en ellipse. Vi må derfor integrere over {x, y) : x /, y 4x } siden vi befinner oss i første oktant. Vi finner / 4x xz ds x x + 4x dy dx S / / 64 96, x 3 + 4x 4x dx x 3 6x 4 dx u du der vi har brukt substitusjonen u 6x 4. 5.5.: Arealet av sfære-segmentet er A 8 4πa πa /. Ved symmetri er x ȳ z, så vi trenger bare å finne M z. Siden sfære-segmentet er grafen til funksjonen fx, y) a x y, x, y), der er den delen av sirkeldisken gitt ved x + y a som ligger i første kvadrant. Vi bruker så nok en gang) formelen for arealet til flatesegmenter ds av en graf: M z z ds x + a x y + y a x dx dy y a x y a a x dx dy y Altså er a πa 4. x ȳ z M z A a. 4

TMA45 Matematikk 5.6.: Vi beregner fluksen ut av tetraederets fire sideflater. For sideflaten som tilfredstiller x, har vi at N i, og F N x, så fluksen ut er. For sideflaten som tilfredstiller z, har vi N k, og F N, så fluksen ut er. For sideflaten som tilfredstiller y, har vi N j, og F N z. Fluksen ut av denne siden blir dermed 6 3z z) dx dz 6z + 3z ) dz + 8 4. 3 For den skrå sideflaten S som ikke ligger i noe koordinatplan, benytter vi oss av det faktum at for en flate på formen ) z fx, y), så er det oppadrettede flate-elementet ds N ds f x i f y j + k dx dy. I vårt tilfelle er fx, y) x/3 y/3 og 3 6 y F ds xi + zj) S 3 i + ) 3 j + k dx dy 3 6 y 3 x + 3 3 x 3 )) y dx dy 3 6 y 4 3 + 9 x 4 ) 9 y dx dy. 4 3 6 y) + 8 6 y) 4 y6 y) 9 ) dy en totalefluksen ut av tetraederet er altså 4 6. Merk, denne oppgaven kan også løses ved å bruke divergensteoremet. En observerer da at F og at volumet av tetraederet er 6, så integralet blir 6 6. 5.6.6: Flaten er gitt ved z fx, y) x y, så det oppadrettede flate-elementet er ds N ds f x i f ) y j + k dx dy xi + yj + k. La være disken i xy-planet gitt ved x + y a. Fluksen opp gjennom flaten er dermed F ds xi + xj + k) xi + yj + k) dx dy x + xy + ) dx dy Integralet av det andre leddet er grunnet symmetri, og integralet av det siste leddet er lik arealet av. Ved å skrive integralet av det første leddet i polarkoordinater, får vi at x + xy + ) π a dx dy r cos θ) ) r dr dθ + + πa a4 π πa a cos θ) dθ + πa ). 5.6.: Her må vi bruke den generelle formelen for flateelementet til en parametrisert flate. Flaten er gitt ved ru, v) e u cosv)i + e u sinv)j + uk, u, v π. 5

TMA45 Matematikk et oppadrettede flateelementet er gitt ved Videre er ds u du dv v e u cosv)i + e u sinv)j + k ) e u sinv)i + e u cosv)j ) du dv Følgelig er fluksen F ds e u cosv)i e u sinv)j + e u k ) du dv. Fru, v)) ue u sinv)i ue u cosv)j + e u k. π π π 4 e 4 ). ue u sinv) cosv) + ue u sinv) cosv) + e 4u) dv du e 4u ) dv du RE 5.4: Planet beskriver løsningene til likningen Gx, y, z) x + y + z, slik at arealelementet blir ds G G z dx dy + + dx dy 3 dx dy. Vi må nå finne projeksjonen av flaten ned i xy-planet for å finne ut hva vi skal integrere over. et kan være til hjelp å lage en skisse her.) Setter vi z i likningen for planet finner vi x + y, slik at projeksjonen ned i xy-planet er den rettvinklede trekanten begrenset av x- og y-aksen samt linjen y x for x. Vi kan nå regne ut integralet. Vi finner x xyz ds xy x y) 3 dy dx S 3 3 3 3 3 x x x)y y ) dy dx x x) x) 3 ) x)3 dx 4 3, x x) 3 dx u)u 3 du ) 4 5 6

TMA45 Matematikk der vi har brukt substitusjonen u x. 7