Løsning, funksjoner av flere variable.

Like dokumenter
Løsning, Oppsummering av kapittel 10.

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

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

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

a 2 x 2 dy dx = e r r dr dθ =

+ (y b) F y. Bruker vi det siste på likningen z = f(x, y) i punktet (a, b, f(a, b)) kan vi velge F (x, y, z) = f(x, y) z.

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

LØSNINGSFORSLAG TMA4105 Matematikk 2 8. August 2005

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

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FAGET 5005/7 MATEMATIKK 2 1. august der k er et vilkårlig heltall. Det gir

MAT 110A - VÅR 2001 OBLIGATORISK OPPGAVESETT

e y + ye x +2x xe y + e x +1 0 = 0

Oppgaver og fasit til seksjon

SIF5005 Matematikk 2, 13. mai 2002 Løsningsforslag

Løsning, Stokes setning

Eksamen R2, Våren 2011 Løsning

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

Repetisjon i Matematikk 1: Derivasjon 2,

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

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamen R2 høsten 2014 løsning

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

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2017

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

Løsningsforslag til eksamen i TMA4105 matematikk 2,

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

Fasit, Separable differensiallikninger.

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

Notater nr 9: oppsummering for uke 45-46

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

Eksamen i MAT1100 H14: Løsningsforslag

TMA4105. Notat om skalarfelt. Ulrik Skre Fjordholm 15. april 2016

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

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

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

Løsning IM

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Oppgaver og fasit til kapittel 6

EKSAMEN. Valgfag, ingeniørutdanning (3. klasse). ANTALL SIDER UTLEVERT: 5 (innkl. forside og 2 sider formelark.)

Anvendelser av derivasjon.

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

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

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2008

UNIVERSITETET I OSLO

Separable differensiallikninger.

Den krever at vi henter ned Maples plottekommandoer fra arkivet. Det gjør vi ved kommandoen

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

Fasit, Implisitt derivasjon.

Oppgaver og fasit til seksjon

Prøve i R2 Integrasjonsmetoder

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

TMA4105 Matematikk 2 vår 2013

Øvelse, eksamensoppgaver MAT 1050 mars 2018

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

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, vår 2009

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Kjeglesnitt. Harald Hanche-Olsen. Versjon

Løsning, Trippelintegraler

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1110, uka 15-19/2

EKSAMEN I FAG SIF5005 MATEMATIKK 2

Kapittel 10: Funksjoner av flere variable

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

Løsningsforslag Eksamen M001 Våren 2002

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

Oppfriskningskurs i matematikk 2008

The full and long title of the presentation

NY Eksamen i matematikk III, 5 studiepoeng. August 2007

UNIVERSITETET I OSLO

R1 eksamen høsten 2015 løsning

x t + f y y t + f z , og t = k. + k , partiellderiverer vi begge sider av ligningen x = r cos θ med hensyn på x. Da får vi = 1 sin 2 θ r sin(θ)θ x

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

Introduksjon til kjeglesnitt. Forfatter: Eduard Ortega

Matematikk 1 Første deleksamen. Løsningsforslag

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

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT 1110, våren 2006

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, 8.juni 2010

Eksamen R2 høst 2011, løsning

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

Funksjoner (kapittel 1)

Arne B. Sletsjøe. Oppgaver, MAT 1012

y (t) = cos t x (π) = 0 y (π) = 1. w (t) = w x (t)x (t) + w y (t)y (t)

Kap : Derivasjon 1.

R2 eksamen høsten 2017 løsningsforslag

Løsningsforslag Matematikk 2MX - AA mai 2006

Felt i naturen, skalar- og vektorfelt, skalering

Felt i naturen, skalar- og vektorfelt, skalering

System av likninger. Den andre likningen løses og gir x=1, hvis man setter x=1 i første likning får man

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

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TMA4105 MATEMATIKK 2 Lørdag 14. aug 2004

Eksamen i FO929A Matematikk Underveiseksamen Dato 9. desember 2008 Tidspunkt Antall oppgaver 6. Tillatte hjelpemidler Godkjent kalkulator

Eksamen R2, Høst 2012, løsning

Eksamen IRF30014, våren 16 i Matematikk 3 Løsningsforslag

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1103, 2.mars 2010

MET Matematikk for siviløkonomer

Eksamen IRF30014, høsten 15 i Matematikk 3 Løsningsforslag

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

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.

Transkript:

Ukeoppgaver, uke 3 Matematikk 3, funksjoner av flere variable 1 Løsning, funksjoner av flere variable Oppgave 1 a) = +=, b) =, =y3 d ) e ) = 3+= 3 Selv om ikke x er med kan det betraktes som funksjon av x og y, feksvedåtenkeossetekstraledd x =x ++ 1 y =x +y, =+y +x 1=x +y Kjerneregelen med kjerne u = xy: = eu u = exy y = ye xy = xexy Kjerneregelen med u =x +3y u ( u = u 1/) 1 = u 1/ = 1 u : = 1 u = 1, x +3y = 1 u 3= 3 x +3y f ) Ytre funksjon 1/ u = u 1/ med derivert 1 u 3/ = 1 u : 3 = 1 u x = x, (x + y ) 3 = y (x + y ) 3 Oppgave =x ++ y z + yz = yz +x y z, =+y ++x +xz = xz +x +y, =+ z + x + xy = xy x 3z z Oppgave 3 f(1, 1) = 1 3 1 1+1 1+3 1+= (x, y) =x 3y +3så (1, 1) = 1 3 1+3= Dermed er (x, y) = 3x +y så (1, 1) = 3 1+ 1 = 3 f(1 + Δx, 1+Δy) =+Δx 3Δy + ɛ 1 (Δx, Δy)Δx + ɛ (Δx, Δy)Δy Oppgave a) =x, så (3, ) = 3=6 = y, så (3, ) = = Innsatt i formelen z = f(a, b)+ (a,b) (x a)+ (a,b) (y b) (lineariseringsformelen uten ɛ leddene) får vi tangentlikningen: z =3 +6(x 3) (y ) 6x y z =5 b ) Bruker kjerneregelen med ytre funksjon f(u) =e u med derivert f (u) =e u Kjernenu må partiellderives: = eu u = e3x y 3så (, 3) = 3e3 3 =3e =3 = eu u = e3x y ( ) så u (, 3) = e3 3 = e =

Ukeoppgaver, uke 3 Matematikk 3, funksjoner av flere variable Dermed er likningen for tangentplanet z = e 3 3 +3(x ) (y 3) 3x y z = 1 Oppgave a) Vi har at f(16, ) = ( 16 + ) = ( + 1) =1 = 196 Kjerneregelen, og bruk av derivasjonsregelen u =1/( u), gir Tilsvarende (bare at x og y byttes) får vi Dermed er (16, ) = 1 + =( x + y ) 1 x =1+ y/x =1+ x/y 16 =1+1/ =35 og (16, ) = 1 + 16 =1+/1 = 1 så lineariseringa er f(x, y) 196 + 35(x 16) + 1(y ) b) f(15, 99) 196 + 35(15 16) + 1(99 ) = 196 35 1 = 1911 (Kalkulator gir 1917) Oppgave 6 a) =x +y +og =6y +x 1 b) Vi får det lineære likningssystemet x +y + = 6y +x 1 = x + y = x + 6y = 1 Som feks kan løses ved Gauss-Jordan eliminasjon, som jeg her gjør i detalj: Først adderes ganger første likning til andre for å eliminere x Så divideres første likning med og andre med får åfå ledende koeffisient 1: x + y = y = x + y = y = 1 Andre likning multiplisert med adderes til første likning for å eliminere y fra denne: x = 18 y = 1 d) Det vil si at punktet har koordinater (18, 1) = (x +y +)=, f = (6y +x 1) = 6 = (x +y +)=, = (6y +x 1) =

Ukeoppgaver, uke 3 Matematikk 3, funksjoner av flere variable 3 Oppgave 7 a) D er en sirkelskive med radius 6 og sentrum i origo b) xy = y = /x, som du kanskje kan kjenne igjen som en hyperbel (hyperbelen y = 1/x forstørret ganger ) Den har en gren som bla går gjennom punktene (1, ), (, ) og (, 1), mens den andre grenen er symmetrisk om origo - - 6 y -6 - x 6 - -6 d) Merk at koordinataksene er nivåkurvene for K = Hvis man tenker på dette som utsnitt av et kart over et fjellområde går det en fjellrygg oppover mot høyre og nedover mot venstre (i 1 og 3 kvadrant) Denne blir brattere og brattere (på et tversnitt gjennom det vertikale planet y = x er z = xy = xx = x,altså en parabel) Tilsvarende får vi to daler nedover i og kvadrant Grafen kan parametriseres via polarkoordinater og plottes i Maple med kommandoen > plot3d([r*cos(v),r*sin(v),1/*r^*sin(*v)],v=*pi,r=6); Det er vanskelig åfå noe godt inntrykk av fasongen uten å dreie litt rundt på figuren = y, = x Merk at i origo er = =, men dette er verken maks eller min Følger vi en sti langs toppen av fjellryggene, dvs 5 oppover mot høyre på kartet, er dette bunnen på stienvår Følger vi derimot en sti 5 nedover mot høyre, langs dalbunnene, er dette toppunktet Et slikt punkt kalles et sadelpunkt

Ukeoppgaver, uke 3 Matematikk 3, funksjoner av flere variable e) Sirkelen er alle punkter i planet med avstand r mindre eller lik 6 Det går i alle retninger så det er ingen begrensninger på polarvinkelen θ Det er hensikstskmessig å presisere at r, og bare bruke en omdreining på θ, så den vanlige måten åbeskriveområdet på er: r 6, θ π f) f(r, θ) =xy = r cos(θ)r sin(θ) =r cos(θ)sin(θ) Ved å bruke formelen sin(θ) = sin(θ)cos(θ) kan dette omformes til f(r, θ) = 1 r sin(θ) g ) Siden r har maksimumsverdi 6 på R og sin(θ) har maksimumsverdi 1 er maksimumsverdien 1 6 1 = 18 Denne oppnåes på randen (r =6)forθ = π/ θ = π/ ogforθ =5π/ θ =5π/ Det vil si på randen 5 opp til høyre og ned til venstre, noe som vel også kaninnseesfraplottetav nivåkurvene Oppgave 8 a) x y x + y, så definisjonsområdet er en sirkelskive med sentrum i origo og radius b) Ved å opphøye begge sider i potens får vi x y = K x + y = K Dette er sirkler med radius K,detvilsiradiusforK = (randen til grafen ligger altså ixy planet), 3forK = 1 og (det vil si sirkelen degenereres til et punkt) for K = c ) Avstand til origo for en vektor (x, y, z) ernormen x + y + z Vedå sette inn funksjonsuttrykket får vi avstanden x + y + x y = = d ) Alle punkter har altså avstand fra origo, så de ligger på enkulemedsentrumiorigoogradius Siden f(x, y) i hele definisjonsområdet har vi øvre halvkule Regn ut de partielle deriverte og Oppgave 9 f(x, y, z) =K x + y + z = K x + y + z = K Dette er likningen for kule med sentrum i origo og radius K, slik at vi får kuler med radius (som er degenerert til et punkt), radius 1 og radius Oppgave 1 a) 1 x + y, og 1 r, θ π b ) Enkelt med polarkoordinater: r, θ 3π/ Med rektangulære koordinater må området gies todelt, som R = R 1 R med (feks): R 1 : x, y x R : x, x y c ) Lett med rektangulære koordinater: x 1og y 1 x For polarkordinater er det greit med θ som er avgrenset av aksene til θ π/ For åavgrenser må vi uttrykke linjestykket gitt ved y =1 x som r som funksjon av θ Setter inn i likningen y =1 x: r sin(θ) =1 r(cos(θ) r(sin(θ)+cos(θ)) = 1 r =1/(sin(θ)+cos(θ)) Dermed får vi r 1/(sin(θ)+cos(θ))

Ukeoppgaver, uke 3 Matematikk 3, funksjoner av flere variable 5 d ) Rektangulære koordinater: (x 1) + y 1, som kan omformes til x + y x Ved å sette inn polarkordinater i den siste likningen får vi r r cos(θ) r cos(theta) Startretningen er rett nedover y aksen, og slutten er når den kommer tilbake, fra rett over y aksen Dette tilsvarer π/ θ π/