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

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

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

Løsningsforslag. og B =

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

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

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

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

Løsningsforslag. og B =

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

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

Høgskolen i Oslo og Akershus. a) Finn den deriverte av disse funksjonene: b) Finn disse ubestemte integralene: c) Finn disse bestemte integralene:

a) f(x) = 3 cos(2x 1) + 12 LF: Vi benytter (lineær) kjerneregel og får f (x) = (sin(7x + 1)) (sin( x) + x) sin(7x + 1)(sin( x) + x) ( sin(x) + x) 2 =

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

9 + 4 (kan bli endringer)

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

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

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

EKSAMEN I MATEMATIKK 1000

DAFE ELFE Matematikk 1000 HIOA Obligatorisk innlevering 2 Innleveringsfrist Mandag 2. mars 2015 før forelesningen 10:30 Antall oppgaver: 17

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2014

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

UNIVERSITETET I OSLO

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

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

Løsningsforslag. a) i. b) (1 i) 2. e) 1 i 3 + i LF: a) Tallet er allerede på kartesisk form. På polar form er tallet gitt ved

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

Matematikk 1 Første deleksamen. Løsningsforslag

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

DAFE BYFE Matematikk 1000 HIOA Obligatorisk innlevering 1 Innleveringsfrist Fredag 22. januar :00 Antall oppgaver: 5.

Løsningsforslag til Eksamen i MAT111

LØSNINGSFORSLAG. Skriv følgende komplekse tall både på kartesisk form som a + bi og på polar form som re iθ (r 0 og 0 θ < 2π). a) 2 + 3i.

Løsningsforslag. f(x) = 2/x + 12x

Løsningsforslag eksamen i TMA4100 Matematikk desember Side 1 av 7

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Løsningsforslag. Innlevering i BYFE 1000 Oppgavesett 4 Innleveringsfrist:??? klokka 14:00 Antall oppgaver: 5, 20 deloppgaver.

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

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

Løsningsforslag MAT102 Vår 2018

Utsatt eksamen i Matematikk 1000 MAFE ELFE KJFE 1000 Dato: 2. mars 2017 Løsningsforslag.

UNIVERSITETET I BERGEN

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

Fasit MAT102 juni 2016

Løsningsforslag eksamen 18/ MA1102

Løsningsforslag. Innlevering i BYFE/EMFE 1000 Oppgavesett 5 Innleveringsfrist: 15. april klokka 14:00 Antall oppgaver: 3.

n=0 n=1 n + 1 Vi får derfor at summen er lik 1/2. c)

MET Matematikk for siviløkonomer

EKSAMEN Løsningsforslag

UNIVERSITETET I OSLO

MET Matematikk for siviløkonomer

Løsningsforslag: Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

a) f(x) = 3 cos(2x 1) + 12 LF: Vi benytter (lineær) kjerneregel og får f (x) = (sin(7x + 1)) (sin( x) + x) sin(7x + 1)(sin( x) + x) ( sin(x) + x) 2 =

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1100, H-14 DEL 1

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

Løsningsforslag. e n. n=0. 3 n 2 2n 1. n=1

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

Løs likningssystemet ved å få totalmatrisen på redusert trappeform

Løsningsforslag eksamen MAT111 Grunnkurs i Matematikk I høsten 2009

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Oppgave P. = 2/x + C 6 P. + C 6 P. d) 12(1 x) 5 dx = 12u 5 1/( 1) du = 2u 6 + C = 2(1 x) 6 + C 6 P. Oppgave P.

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

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

3.1 Første ordens lineære difflikninger. y + f(x)y = g(x) (3.1)

Løsningsforslag til utvalgte oppgaver i kapittel 10

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag. 7(x + 1/2) 5 = 5/6. 7x = 5/ /2 = 5/6 + 3/2 = 14/6 = 7/3. Løsningen er x = 1/3. b) Finn alle x slik at 6x + 1 x = 5.

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til Obligatorisk innlevering 7

Matematikk 1000, 2012/2013. Eksamensaktuelle numerikk-oppgåver

9 + 4 (kan bli endringer)

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

Fasit eksamen i MAT102 4/6 2014

Eksamen i MAT1100 H14: Løsningsforslag

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,

Institutt for Samfunnsøkonomi

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

Eksamen R2 høsten 2014 løsning

Arne B. Sletsjøe. Oppgaver, MAT 1012

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

Den deriverte og derivasjonsregler

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

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

MA0002 Brukerkurs i matematikk B. Eksamen 28. mai 2016 Løsningsforslag. Oppgave 1

Matematikk 1. Oversiktsforelesning. Lars Sydnes November 25, Institutt for matematiske fag

Oppgave 2 Løs oppgavene I og II, og kryss av det alternativet (a, b eller c) som passer best. En funksjon er ikke deriverbar der:

Prøve i R2 Integrasjonsmetoder

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

MAT jan jan feb MAT Våren 2010

Løsningsskisser til oppgaver i Kapittel Integrerende faktor

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA

Eksempelsett R2, 2008

OPPGAVE 1 LØSNINGSFORSLAG

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

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

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

Innlevering BYPE2000 Matematikk 2000 HIOA Obligatorisk innlevering 2 Innleveringsfrist Tirsdag 1. april 2014 kl. 12:45 Antall oppgaver: 8+2

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

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

MET Matematikk for siviløkonomer

Transkript:

Prøve i Matte 1 BYFE DAFE 1 Dato: 3. mars 216 Hjelpemiddel: Kalkulator og formelark Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt. LØSNINGSFORSLAG Oppgave 1 Gitt matrisene A = [ 8 3 6 2 ] [ og B = 1 3 1 4 ] Regn ut, om mulig, den transponerte B T til B, produktene AB og BA samt determinanten det(a 7 ) til A 7. LF: Den transponerte til B er lik 1 1 3 4 Produktet BA nnes ikkje. Produktet AB er lik [ ] 3 8 36 AB = 2 6 26 Determinanter respekterer produkt av matriser. Derfor er determinanten til A 7 lik det(a 7 ) = (det(a)) 7 = (8 2 3 6) 7 = ( 2) 7 = 128 Oppgave 2 Bestem inversmatrisen til matrisen M = 7 1 2 1 1 1

LF: Vi regner ut determinanten til matrisen (for eksempel ved å ta utgangspunkt i siste kolonne) og nner verdien 7. Vi kan nne inversmatrisen til M ved å benytte radoperasjone, men vi velger her i stede å nne inversmatrisen ved å regne ut cofaktor matrisen til M. Inversmatrisen er lik den transponerte av cofaktormatrisen til M delt på determinanten til M. Cofaktormatrisen er C = 1 2 ( 1) 7 1 ( 1) 7 2 Vi transponerer denne og deler med det(m) = 7 og får 1/7 1/7 M 1 = 1 2/7 1 2/7 Oppgave 3 Bestem alle løsningene til likningssystemet som har total matrise (utvida koesientmatrise) ekvivalent til 2 4 1 6 1 4 1 1 1 2 La de re variablene være henholdsvis x 1, x 2, x 3 og x 4. LF: Vi utfører radoperasjoner til vi får matrisen over på redusert trappeform. (Det er det vi kaller Gauss-Jordan eleminasjon). Vi trekker fra to kopier av rad tre fra rad 1. rad 1. 2 6 3 6 1 4 1 1 1 2 Vi legger til en kopi av rad 2 til rad 3 og trekker fra 6 kopier av rad 2 fra 2 3 3 1 4 1 1 2 4 Vi ganger rad 1 med 1/2 og bytter om på radene til vi får systemet på trappeform (bytter rad 1 og rad 3 og deretter rad 2 og rad 3). 2

1 1 2 4 1 3/2 15 1 4 For å få matrisen på redusert trappeform gjennstår bare å trekke rad 2 fra rad 1. Resultater er 1 1/2 11 1 3/2 15 1 4 Vi kan nå lese av løsningene. Vi lar x 4 være en fri variabel. Da er x 1 = 11 x 4 /2 x 2 = 15 3x 4 /2 x 3 = 4 Oppgave 4 En lineær transformasjon T fra R 2 til seg selv har egenskapen at ([ ]) [ ] ([ ]) [ ] 1 1 3 4 T = og T = 2 4 5 LF: Vi har at standardmatrisern M til transformasjonen T har egenskapen at Bestem standardmatrisen til denne lineære transformasjonen. Vi får da at M [ 1 3 2 4 ] = [ 1 4 5 [ ] [ ] 1 1 4 1 3 M = 5 2 4 [ ] [ ] 1 4 1 4 3 M = 5 1 2 1 M = 1 [ ] [ ] 4 7.4.7 = 1 1 5 1.5 ] Oppgave 5 a) Løs den lineære likningen 2z + 3 = 2iz + i med hensyn på z. Skriv løsningen på polarform, re iθ. 3

b) Finn alle løsningene til likningen zz 2iz 3 = LF: a) Vi tar ledd som har z som faktor over på venstre side 2z(1 i) = 3 + i z = 3 + i 2(1 i) Vi utvider brøken med den komplekskonjugerte 1 i = 1 + i og får z = ( 3 + i)(1 + i) 2 2 = ( ( 3 + 1)/4 + (1 3)i/4 Dette er den kartesiske formen. Vi beskriver nå z med polare koordinater. Vi ser at 2(1 i) = 2 2e iπ/4 3 + i = 2e i5π/6 Derfor er z = 2ei5π/6 2 2e iπ/4 z = (1/ 2)e i13π/12 b) Siden 2iz = zz 3 og zz er reell for alle z så må z være rent imaginær. Vi har derfor at z er på formen z = ib. Setter vi dette inn i likningen får vi b 2 + 2b 3 = Polynomet til venstre i likningen faktoriseres som (b 1)(b + 3) Derfor er løsningene b = 1 og b = 3. Løsningene til den opprinnelige likningen er z = i og z = 3i 4

Oppgave 6 Regn ut den eksakte verdien til de bestemte integralene. a) b) c) 1 2 2 3 (2x + 1) 3 dx 4x 4 + x 2 dx 4 4 + x 2 dx LF: a) Vi benytter substitusjonen u = 2x + 1. Da er du = 2dx og vi får 1 3 2 1 3 du = 1 3 3u 3/2 du = u 3 2 1 ( ) 3 2 u 1/2 1 1/2 3 1 = 3 3 1 = 3 3 b) Vi benytter substitusjonen u = 4 + x 2. Da er Dette gir at integralet er lik 8 4 du = 2xdx 2 u du = 2 ln(u) 8 4 = 2(ln(8) ln(4)) = 2 ln(2) c) Vi benytter substitusjonen u = x/2 som gir at integralet er lik 1 1 1 + u 2 2 du = 2 arctan(u) 1 = π/2 Oppgave 7 Bestem koordinatene til punktene på grafen til y = x 2 punktet (, 3) på y-aksen. som er nærmest LF: Kvadratet av avstandsfunksjonen mellom punktet (, 3) og punktet (x, x 2 ) på grafen er x 2 + (x 2 3) 2 = x 4 5x 2 + 9 Avstanden er minst når kvadratet av avstanden er minst. Vi kan derfor like gjerne studere kvadratet av avstanden (som er en enklere funksjon enn avstandsfunksjonen). 5

Dette er en glatt funksjon. Den deriverte er lik 4x 3 1x = 2x(2x 2 5) Vi har derfor mulige ekstremalverdier for avstandsfunksjonen når x = eller når x 2 = 5/2. Avstanden når x = er lik 3. Avstanden når x 2 = 5/2 er lik (5/2)2 5 5/2 + 9 2.12 < 3 Punktene på grafen til y = x 2 hvor avstanden til (, 3) er kortest er derfor ( 5/2, 5/2) og ( 5/2, 5/2). Oppgave 8 Vi skal undersøke nullpunkt til funksjonen g(x) = ln(x) 1 x a) Forklar hvorfor g(x) har akkurat ett nullpunkt i intervallet [1, 2]. b) Benytt Newtons metode til å nne en tilnærmet verdi for dette nullpunktet i [1, 2]. La startverdien være 1 og utfør to iterasjoner. LF: a) Den deriverte til funksjonen g er g (x) = 1 x + 1 x 2 Denne funksjonen er positiv for alle positive x. Så funksjonen g er voksende i intervallet [1, 2]. Verdien til funksjonen i endepunktene til intervallet [1, 2] er g(1) = 1 og g(2) = ln(2) 1/2.19 Funksjonen g er kontinuerlig for positive x siden den er deriverbar. Fra skjæringssetningen så har g minst et nullpunkt i intervallet [1, 2] og siden funksjonen er økende på hele intervallet kan det ikke ha mer enn ett nullpunkt. Derfor har g akkurat ett nullpunkt i intervallet [1, 2]. b) Vi benytter Newtons metode. Den rekursive formelen er x n+1 = x n g(x n) g (x n ) = x n ln(x n) 1/x n 1/x n + 1/x 2 n Vi starter med x = 1 og ufører itterasjonen to ganger x 1 = 1 1 1 + 1 = 3/2 ln(3/2) 1/(3/2) ln(3/2) 6 x 2 = 3/2 = 3/2 9 = 1/(3/2) + 1/(3/2) 2 1 21 9 ln(3/2) 1 1.735 6

Oppgave 9 La D være regionen i xy-planet avgrenset av x-aksen, grafen til y(x) = 2e x, for x mellom og 3, og linjene x = og x = 3. Bestem volumet til rotasjonslegemet som fremkommer ved å rotere regionen D om y-aksen. LF: Vi benytter sylinderskallmetoden og nner at volumet er lik 3 2π x 2e x dx = 4π(xe x e x ) 3 4π(3e 3 e 3 ( e )) = 4π(2e 3 + 1) 517.4 Her har vi benyttet delvis integrasjon. Oppgave 1 Hva gjør følgende ukommenterte skript hvis det kjøres i matlab? 1 a=1; 2 b=3; 3 N=2; 4 d=(b-a)/n; 5 f=@(x) sin(x)/x; 6 7 X=a:d:b; 8 Y=zeros(1,N+1); 9 T=; 1 Y(1) = f(a); 11 for i=1:n 12 a = a + d; 13 Y(i+1) = f(a); 14 T = T + Y(i) + Y(i+1); 15 end 16 17 T*d/2 18 19 plot(x,y) LF: Skriptet plotter grafen til sin(x)/x fra x = 1 til x = 3. Det skriver også ut et estimat for integralet av funksjonen f(x) fra x = 1 til x = 3. Estimatet er regnet ut med trapesmetoden og N = 2 delintervaller. Størrelsen T er summen f(1) + 2f(1 + d) + + 2f(3 d) + f(3) 7

Derfor er T d/2 lik estimatet vi får ved å benytte trapesmetoden og N delintervaller. Oppgave 11 Benytt numerisk integrasjon til å estimere det bestemte integralet π/2 sin x dx Benytt trapesmetoden med tre delintervaller. LF: Benytter vi trapesmetoden får vi at estimatet av integralet er (π/2)/3 (1/2)( + 2 sin(π/6) + 2 sin(π/3) sin(π/2)) = (π/12)( + 2 3/2 π( 2 + 2 3 + 1) 1/2 + 2 + 1) = 12 Oppgave 12 Finn Taylorpolynomet om x = til funksjonen til og med grad 4. f(x) = 1 1 x + 2 x + 4x5 1.119 LF: Vi kan derivere funksjonen gjentatte ganger og sette x =. I dette tilfellet kan vi nne Taylor polynomet enda enklere. Vi har at 1 1 x = 1 + x + x2 + x 3 + x 4 + Derfor er Taylor polynomet av orden 4 lik 1+x+x 2 +x 3 +x 4. Taylor polynomet av orden 4 til et polynomet er den del av polynomet som er av grad mindre eller lik 4. Derfor er Taylor polynomet av orden 4 til ved 1 + x + x 2 + x 3 + x 4 + 2 x = 3 + x 2 + x 3 + x 4 1 1 x + 2 x + 4x5 gitt 8

Oppgave 13 Finn en likning som beskriver tangentlinjen til kurven gitt ved likningen (en ellipse) i punktet (3, 2). x 2 + 4y 2 = 5 2 LF: Punktet (3, 2) ligger på grafen siden 3 2 + 4( 2) 2 = 9 + 16 = 5 2. Vi benytter implisitt derivasjon (det kan gjøres uten også). Vi deriverer begge sider av likhetstegnet med hensyn til x Dette gir derfor 2x + 8y dy dx = dy dx = x 4y I punktet (3, 2) er derfor stigningstallet til tangenten lik 3 4( 2) = 3/8 En likning som beskriver tangentlinjen (har tangentlinjen som løsning) er y ( 2) = 3/8(x 3) Dette er det samme som y = 3x/8 25/8 Oppgave 14 Torricellis lov sier at høyden h til væsken i en beholder med tverrsnittarealfunksjon A(h) er styrt av følgende dierensiallikning dh dt = a 2gh A(h) hvor g er gravitasjonskonstanten og a er arealet til åpningen i bunnen av beholderen. a) Bestem høyden som en funksjon av tiden når beholderen er en sylinder med høyde H og konstant radius R. Ved tiden t = er sylinderen helt full. Hvor lang tid tar det før alt vannet renner ut? b) Bestem tverrsnittarealfunksjonene A(h) som gjør at vannet renner ut slik at endringsraten til høyden blir konstant. 9

LF: a) En sylinder med radius R har konstant tverrsnittarealfunksjon gitt ved A(h) = πr 2. Dierensiallikningen blir da dh dt = a 2gh = k h πr 2 hvor konstanten k er lik a 2g/πR 2. Diernsiallikningen er separabel. dh h = k dt Vi integrerer og får 2 h = kt + c For en konstant c. Vi har gitt initialbetingelsen h() = H. Setter vi dette inn får vi 2 H = c Vi setter dett inn for c, deler med 2 og kvadrerer og får h(t) = ( H kt/2) 2 = ( H ta 2g/2πR 2 ) 2 Tiden det har for sylinderen å tømmes er løsningen til likningen h(t ) = T = c/k = 2πR2 h a = πr2 2h 2g a g b) Endringsraten til høyden er konstant fører til at forholdet h A(h) er konstant. Da må tverrsnittarealet være proporsjonalt til h. Hvis vi har 4 en sylindersymmetrisk beholder vil det si at radien er proporsjonal til h. Oppgave 15 Finn alle løsningene til dierensiallikningen y (x) + y(x) = sin(x). LF: Den karakteristiske likningen til den tilhørende homogene dierensiallikningen y (x) + y(x) = 1

er r 2 + 1 =. Løsningen er r = ±i. LDe homogene løsningene er derfor e ix = cos(x) + i sin(x) og e ix = cos(x) i sin(x). De reelle løsningene er derfor på formen y h (x) = A cos(x) + B sin(x) Vi skal nå se etter en partikulær løsning. Vi forsøker med f(x) = x sin(x). f (x) = sin(x) + x cos(x) f (x) = cos(x) + x( sin(x)) + cos(x) Vi har får derfor f (x) + f(x) = 2 cos(x) Dette hjelper oss ikke. Vi forsøker med f(x) = x cos(x). f (x) = x sin(x) + cos(x) f (x) = sin(x) x(cos(x)) sin(x) Vi har får derfor f (x) + f(x) = 2 sin(x) En partikulær løsning er derfor y p = x cos(x) 2 Løsningene til dierensiallikningen er derfor y(x) = x cos(x) 2 for reelle konstanter A og B. + A cos(x) + B sin(x) 11