UNIVERSITETET I BERGEN

Like dokumenter
Løsningsforslag: Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

UNIVERSITETET I OSLO

Matematikk 1 Første deleksamen. Løsningsforslag

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

MA1101 Grunnkurs Analyse I Høst 2017

MAT jan jan feb MAT Våren 2010

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

UNIVERSITETET I BERGEN

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

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

UNIVERSITETET I OSLO. Løsningsforslag

UNIVERSITETET I OSLO

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

= x lim n n 2 + 2n + 4

Løsningsforslag eksamen MAT111 Grunnkurs i Matematikk I høsten 2009

OPPGAVE 1 LØSNINGSFORSLAG

UNIVERSITETET I OSLO

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

Løsningsforslag eksamen i TMA4100 Matematikk desember Side 1 av 7

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

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

UNIVERSITETET I BERGEN

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

UNIVERSITETET I OSLO

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

Løsningsforslag til Eksamen i MAT111

Deleksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Flere anvendelser av derivasjon

Løsningsforslag for Eksamen i MAT 100, H-03

Løsningsforslag Eksamen M001 Våren 2002

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

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

Løsningsforslag Eksamen M100 Høsten 1998

Eksamensoppgave i MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I. LØSNINGSFORSLAG

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til Obligatorisk innlevering 7

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

Løsningsforslag Eksamen M100 Våren 2002

Løsningsforslag til eksamen i MAT 1100 H07

Eksamensoppgave i MA1102/6102 Grunnkurs i analyse II

Eksamen i MAT1100 H14: Løsningsforslag

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2017

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

Oversikt over Matematikk 1

x 3 x x3 x 0 3! x2 + O(x 7 ) = lim 1 = lim Denne oppgaven kan også løses ved hjelp av l Hôpitals regel, men denne må da anvendes tre ganger.

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

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

Høgskolen i Agder Avdeling for realfag EKSAMEN

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

Nicolai Kristen Solheim

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

Arne B. Sletsjøe. Oppgaver, MAT 1012

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag. og B =

1 Mandag 1. februar 2010

UNIVERSITETET I OSLO

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

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

Figur 2: Fortegnsskjema for g (x)

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

Løsningsforslag midtveiseksamen Mat 1100

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

Løsningsforslag til underveisvurdering i MAT111 vår 2005

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

Løsningsforslag til eksamen i TMA4105 matematikk 2,

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

Potensrekker Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Oppsummering TMA4100. Kristian Seip. 26./28. november 2013

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

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

UNIVERSITETET I OSLO

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

EKSAMEN Løsningsforslag

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 Vår 2013

Institutionen för Matematik, KTH

Løsningsforslag. f(x) = 2/x + 12x

a 2 x 2 dy dx = e r r dr dθ =

Løsningsforslag MAT102 Vår 2018

Første og andrederivasjons testen Anvendt optimering Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Integrasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamen R2, Våren 2011 Løsning

UNIVERSITETET I OSLO

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

Eksamensoppgave i MA1101 Grunnkurs i analyse

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

Transkript:

Bokmål UNIVERSITETET I BERGEN Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. Løsningsforslag til Eksamen i emnet MAT - Grunnkurs i matematikk I Torsdag 22. mai 28, kl. 9-4. Dette er kun et løsningsforslag. Gitt funksjonen f(x) = x 3 e x Oppgave a) Finn eventuelle nullpunkt til f. Avgjør hvor f er voksende og hvor den er avtakende og finn eventuelle ekstremalpunkt. Ligningen f(x) = x 3 e x = gir oss et nullpunkt x =. f (x) = 3x 2 e x + x 3 ( e x ) = x 2 (3 x)e x f = hvis x = eller x = 3 Første deriverte f > for x (, ) (, 3) og f < for x (3, ). Funksjonen f er voksende på (, 3) og avtakende på (3, ). f har absolut (globalt) maksimum i punkt x = 3. Punkt x = er ikke ekstremalpunkt. b) Finn f (x), bestem konkavitet og eventuelle vendepunkt. f (x) = (6x 3x 2 )e x + (3x 2 x 3 )( e x ) = (x 3 6x 2 + 6x)e x f = hvis x = eller x = 3 3 eller x = 3 + 3 Annenderiverte f > og funksjonen f er konveks for x (, 3 3) (3 + 3, ). f < og f er konkav for x (, ) (3 3, 3 + 3). Det finnes tre punkter x =, x = 3 3 og x = 3 + 3. c) Finn asymptoter til f. Skisser grafen til f. Funksjon f(x) har en asymptote y = for x.

2 La oss oppsummere resultater fra punkter a) og b) i tabellen. x 3 3 3 3 + 3 f + + + + f + + f max vend. vend. vend. 2.5.5 y.5.5 2 2 2 4 6 8 x Figure. Markerte punkter har koordinater (, ), (3 3, f(3 3)), (3, f(3)) og (3 + 3, f(3 + 3)). Regn ut følgende grenseverdier Oppgave 2 a) lim x ( x 6 + 3x 3 x 3 ), b) lim x ln( + x) x sin(x 2 ) a) lim ( x 6 + 3x 3 x 3 ( x6 + 3x ) = [ ] = lim 3 x 3 )( x 6 + 3x 3 + x 3 ) x x ( x 6 + 3x 3 + x 3 ) lim x x 6 + 3x 3 x 6 ( x 6 + 3x 3 + x 3 ) = lim x 3 ( + 3 + ) x 3 = 3 2

3 b) ln( + x) x lim x sin(x 2 ) x (+x) = lim x cos(x 2 ) 2x = lim x hvor vi har brukt L Hôpitals regel. = [ ] = lim +x x cos(x 2 ) 2x Oppgave 3 2( + x) cos(x 2 ) = 2, La f(x) = x. a) Bestem Taylorpolynomet P 2 (x) av 2. grad (kvadratisk approksimasjon) til f(x) i punktet x = 4. f (x) = 2 x /2, f (x) = 2 I punktet x = 4 har vi P 2 (x) = f(4) + f (4)! ( ) x 3/2 = 2 4 x 3/2 f(4) = 2, f (4) = 4, f (4) = 32. (x 4) + f (4) (x 4) 2 = 2 + 2! 4 (x 4) (x 4)2 64 b) La E 2 (x) være restleddet til tilnærmelsen P 2 (x) funnet over. Gi et uttrykk for E 2 (x). E 2 (x) = f (s) (x 4) 3, 3! hvor s er et punkt som ligger mellom 4 og x; f (x) = ( 3 ) x 5/2 = 3 4 2 8 x 5/2 c) Benytt P 2 (x) til å regne ut en tilnærmet verdi for f(5). Benytt uttrykket for E 2 (x) til å estimere feilen i denne tilnærmelsen. f(5) P 2 (5) = 2 + 4 (5 4) 64 (5 4)2 = 2 + 4 64 = 25 64 2.2344 Fordi E 2 = 3! f (s)(5 4) 3, hvor 4 < s < 5. 3 8 5 5/2 f (s) 3 8 4 5/2, for 4 < s < 5

4 får vi at 3 6 8 5 E 2(5) 3 5/2 6 8 4. 5/2 Vi regner ut grenser for feilen i x = 5 gitt ved. 4 5 E 2(5) 52.2 a) Regn ut følgende integral i) Oppgave 4 (x 2 + ) arctan x, ii) x 2 + 6 x 3 + 5x 2 + 6x i) Vi infører en ny variabel θ = arctan x, dθ = : +x 2 dθ (x 2 + ) arctan x = = ln θ + C = ln arctan x + C θ ii) Vi vil bruke delbrøksoppspaltning. Nevneren er faktorisert i irredusible polynomer x 3 + 5x 2 + 6x = x(x 2 + 5x + 6) = x(x + 2)(x + 3). Vi vil derfor skrive vår rasjonale funksjon på formen x 2 + 6 x 3 + 5x 2 + 6x = A x + B x + 2 + C x + 3 Vi sammenligner koeffisienter og får A(x 2 + 5x + 6) + Bx(x + 3) + Cx(x + 2) = x 2 + 6, (A + B + C)x 2 + (5A + 3B + 2C)x + 6A = x 2 + 6, A + B + C =, 5A + 3B + 2C =, 6A = 6. Løsningen er Det betyr at A =, B = 5, C = 5. x 2 + 6 x 3 + 5x 2 + 6x = x 5 x + 2 + 5 x + 3 og vi kan finne integralet x 2 + 6 x 3 + 5x 2 + 6x = x 5 x + 2 + 5 x + 3

5 = ln x 5 ln x + 2 + 5 ln x + 3 + C b) Avgjør om det uegentlige integralet konvergerer eller divergerer. og + x 4 Vi bruker Sammenlikningskriteriet (Teorem 3, s. 346). Siden x 4 = lim R R < + x 4 < x 4 [ x = lim ] R ( = lim 4 R 3x 3 R 3R + ) = 3 3 3 konkluderer vi at det uegentlige integralet konvergerer. +x 4 Løs differensialligningen Oppgave 5 y 2 x y = x2 e x med initialkravet y() =. Førsteordens lineær differensialligning. Vi multipliserer begge sider med : x 2 x 2 y 2 x y = 3 ex, ( ) x 2 y + y = e x, x 2 ( y ) = e x, x 2 og integrerer y x = 2 ex + C. Løsningen for differensialligningen blir da Vi setter inn y() = : y = x 2 (e x + C). = 2 (e + C), C = e. Initialverdiproblemet har løsningen

6 y(x) = x 2 (e x e). Oppgave 6 Beregn volumet som fremkommer ved å rotere området avgrenset av y = og y = sin x for x π om x-aksen. Beregn volumet som fremkommer ved å rotere det samme området om y-aksen.. Når vi roterer om x-aksen har vi formelen V = π π f 2 (x) = π π sin 2 x = π 2. Når vi roterer om y-aksen har vi V = 2π π xf(x) = 2π π π cos 2x = π 2 x sin x = 2π [ x cos x + sin x] π = 2π2, [ ] π x sin 2x = π2 2 4 2 hvor vi har brukt x sin x = x( cos x) = x cos x ( cos x)x = x cos x+sin x+c Oppgave 7 I denne oppgaven beregner vi det bestemte integralet 8 () 2 x numerisk. a) Finn en tilnærmet verdi for integralet ved hjelp av Simpsons metode med 6 delintervall. = 3 Vi bruker Simpsons methode med a = 2, b = 8, 6 delintervaller (n = 6) og avstand h = b a =. Metoden gir da n S 6 = h 3 (y + 4y + 2y 2 + 4y 3 + 2y 4 + 4y 5 + y 6 ) ( 2 + 4 3 + 2 4 + 4 5 + 2 6 + 4 7 + ) = 977 8 252.3877 b) Finn feilskranken for den tilnærmede verdien som du fikk i punkt a). Finn det bestemte integralet () ved antiderivasjon og vis at den tilnærmede verdien som du fikk i punkt a) oppfyller denne feilskranken. Feilen for Simpsons metode er b K(b a) f(x) S n h 4, 8 a

7 hvor K = max f (4) (x). x [a,b] f(x) = x, f (x) = x, f (x) = 2 2 x, f (x) = 6 3 x, f (4) (x) = 24 4 x 5 Derfor får vi K = max 24 x [2,8] x 5 = 24 2 = 3 5 4 og b a 8 f(x) S n 3 4 (8 2) 4 = 8 4 =.25 2 x = ln x 8 2 = ln 8 ln 2 = ln 4.3864 Den tilnærmede verdien oppfyller den teoretiske feilskranken:.3864.3877 =.4 <.25 c) Hvor mange delintervall bør vi bruke for å finne en tilnærmet verdi for integralet () ved Simpsons metode med feil mindre enn 3? Vi omskriver feilen for Simpsons metode som b K(b a)5 f(x) S n. 8n 4 a Vi ønsker at feilen skal være mindre enn 3 : K(b a) 5 < 3. 8n 4 Det holder når n 4 K(b a)5 > 8, ( ) 3 K(b a) 5 /4 ( 3 ) /4 (8 2)5 4 n > = = 6 5 3.42 8 3 8 3 Dette betyr at vi får god nok nøyaktighet ved å velge n = 4. Roman Kozlov Per Manne