Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Like dokumenter
y = x y, y 2 x 2 = c,

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.

(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).

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

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

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.

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

Eksamen, høsten 14 i Matematikk 3 Løsningsforslag

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TMA4105 MATEMATIKK 2 Lørdag 14. aug 2004

Løsningsforslag til eksamen i TMA4105 matematikk 2,

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: MAT-1003 Dato: Tirsdag 15. desember 2015 Tid: Kl 15:00 19:00 Sted: Åsgårdvegen 9

= (2 6y) da. = πa 2 3

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, 8.juni 2010

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1050, vår 2019

MAT mars mars mars 2010 MAT Våren 2010

UNIVERSITETET I OSLO

SIF5005 Matematikk 2, 13. mai 2002 Løsningsforslag

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT 1110, våren 2006

Oppgaver og fasit til seksjon

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

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

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.

UNIVERSITETET I OSLO

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

UNIVERSITETET I OSLO

Løsning, Stokes setning

The full and long title of the presentation

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

MAT Prøveeksamen 29. mai - Løsningsforslag

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

Eksamen, høsten 13 i Matematikk 3 Løsningsforslag

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Ma Flerdimensjonal Analyse Øving 11

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

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

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

TMA4105 Matematikk2 Vår 2008

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

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

Øvelse, eksamensoppgaver MAT 1050 mars 2018

EKSAMEN I FAG SIF5005 MATEMATIKK 2

a 2 x 2 dy dx = e r r dr dθ =

Løsning IM

Løsningsforslag eksamen TMA4105 matematikk 2, 25. mai 2005

Tillegg om strømfunksjon og potensialstrøm

Integraler. John Rognes. 15. mars 2011

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

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

TMA4120 Matematikk 4K Høst 2015

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1110, uka 8-12/2

Arne B. Sletsjøe. Oppgaver, MAT 1012

Løsningsforslag Eksamen i MA1102/MA6102 Grunnkurs i analyse II 17/

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1100, H-14 DEL 1

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

Løsningsforslag til eksamen i MAT 1100, H06

TMA Tanker omkring innlevering 3 fra en studentassistents perspektiv

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

Eksamen IRF30014, våren 16 i Matematikk 3 Løsningsforslag

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

Løsning til eksamen i ingeniørmatematikk

EKSAMEN i MATEMATIKK 30

x 2 + y 2 z 2 = c 2 x 2 + y 2 = c 2 z 2,

Obligatorisk oppgåve 1

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1103, 2.mars 2010

Eksamen IRF30014, høsten 15 i Matematikk 3 Løsningsforslag

MAT Grublegruppen Uke 36

EKSAMENSOPPGÅVE. Tilletne hjelpemiddel: Godkjend kalkulator og formelsamling og 2 eigne A4-ark (4 sider totalt)

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

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

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

Løsningsforslag til utvalgte oppgaver i kapittel 10

MAT Vår Oblig 2. Innleveringsfrist: Fredag 23.april kl. 1430

Løsningsforslag for Eksamen i MAT 100, H-03

SIF 5005 Matematikk 2 våren 2001

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

UiO MAT1012 Våren Ekstraoppgavesamling

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

Løsning IM

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 MATEMATIKK 30

TMA4100 Matematikk1 Høst 2009

2 n+2 er konvergent eller divergent. Observer først at; 2n+2 2 n+2 = n=1. n=1. 2 n > for alle n N. Denne summen er.

TMA Representasjoner. Funksjoner. Operasjoner

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

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN, MAT 1001, HØSTEN (x + 1) 2 dx = u 2 du = u 1 = (x + 1) 1 = 1 x + 1. ln x

Løsningsforslag AA6526 Matematikk 3MX - 8. desember eksamensoppgaver.org

Løsningsforslag eksamen i TMA4100 Matematikk desember Side 1 av 7

Oppgaver og fasit til seksjon

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

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

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, vår 2009

TFY4115: Løsningsforslag til oppgaver gitt

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

Eksamen i MAT1100 H14: Løsningsforslag

1 Mandag 22. februar 2010

UNIVERSITETET I OSLO

Transkript:

TMA415 Matematikk 2 Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag Uke 7 15.1.3: Siden vektorfeltet er gitt ved F(x, y) = yi + xj må feltlinjene tilfredstille differensiallikningen eller y = x y, ( ) 1 2 y2 = x. Ved å integrere denne likningen finner vi y 2 x 2 = c, som beskriver hyperbler sentrert i origo. Det er tre ulike tilfeller å skille mellom: Hvis c > ligger brennpunktene på y-aksen, mens de ligger på x-aksen når c <. Spesialtilfellet c = svarer til de to linjene y = ±x. Merk så at alle feltlinjene har disse to linjene som asymptoter. Se Figure 1 for c = ±1/4 c =. 1.5 y.5 1 1.5.5 1 x Figure 1. Vektorfeltet F(x, y) = yi + xj utvalgte feltlinjer.

TMA415 Matematikk 2 15.1.15: La r(t) = ( x(t), y(t) ) være strømlinjenes parametrisering. Vi krever dr = v(x, y), dt eller x (t) = x 2 y (t) = y, som gir y(t) = 1 e t x(t) = 1 2 t. 15.2.5: Vi regner først ut de nødvendige partiellderiverte for å se om vektorfeltet er konservativt. y = 2x, = 2, 2 = 2x, 2 = 2y, 3 = 2x, 3 y = 2y, fra dette ser vi at y = 2,, 2 y. Siden alle disse er like, har vi med et konservativt vektorfelt å gjøre. Ved inspeksjon ser vi at er en mulig potensialfunksjon. 15.2.9: Vi søker en potensialfunksjon φ slik at 15.2.2: Siden φ(x, y, ) = x 2 y + y 2 2 x, φ(x, y, ) = 2x i + 2y j x2 + y 2 2 k. Første komponent i denne vektorligningen er φ x (x, y, ) = 2x/, som gir at φ(x, y, ) = x2 + (y, ), for en deriverbar funksjon. Ved å partiellderivere dette uttrykket for φ med hensyn på y, kombinert med andre komponent av vektorligningen, gir y (y, ) = 2y, som betyr at (y, ) = y2 + K(), for en deriverbar funksjon K. Vi har nå at φ(x, y, ) = x2 +y 2 + K(). Ved å partiellderivere med hensyn på får vi x2 + y 2 2 + K () = x2 + y 2 2, som medfører at K er en konstant. Alt i alt kan vi konkludere med at feltet er konservativt, med potensialfunksjon vi må ha φ(x, y, ) = x2 + y 2 + konstant. φ r = F r 2 φ r θ = 2 φ θ r, 2 φ θ = rf θ,

TMA415 Matematikk 2 ser vi at r θ = φ θ r = φ r θ = F θ + r θ r, som er det oppgaven spør etter. 15.4.6: De tre linjesegmentene kan parametriseres som ti, t 1, (1,, ) + sj, s 1, (1, 1, ) + rk, r 1. Kall kurven bestående av disse tre linjesegmentene. Flyten av F langs er da gitt ved 1 F dr = (ti + j tk) i dt + + 1 1 (i + sj (1 + s)k) j ds (2i + (1 r)j 2k) k dr = 1 2 + 1 2 2 = 1. En alternativ løsning er å observere at feltet er konservativt, ( x 2 + y 2 ) F(x, y, ) = x y, 2 for så å ta differansen av verdiene til denne potensialfunksjonen i endepunktene av kurven beskrevet over. 15.4.17: Vi begynner med å velge en parametrisering av integrasjonskurven 1 : ti + j, a t a 2 : a cos si + a sin sj s π, merk at dette gir den korrekte orienteringen, mot klokka. Begge integralene vi skal finne er da er summen av bidragene fra hver av disse to delene av kurven. a) Vi regner ut integralet direkte x dy = x dy + x dy 1 2 = a = + t d + a a cos s d(a sin s) (a cos s)(a cos s) ds = a 2 [ 1 2 s + 1 4 sin 2s ] π = πa2 2. 3

TMA415 Matematikk 2 b) Tilsvarende har vi y dx = y dx + 1 y dx 2 = a = + dt + a a sin s d(a cos s) (a sin s)( a sin s) ds = a 2 [ 1 2 s 1 4 sin 2s ] π = πa2 2. Merk: Oppgave 15.4.2 hinter til hvorfor summen av disse integralene er. RE 15.8: Integralet av funksjonen F mellom de to punktene er uavhengig av valg av kurve mellom punktene dersom konstantene velges slik at F er konservativ, i så fall er verdien av integralet differansen av verdiene til den tilhørende potensialfunksjonen i de aktuelle punktene. Vi deriverer komponentene av F for å finne betingelser på a, b, c. Fra dette ser vi at y = ax + 3, = 3y, 2 = 2x + 3, 2 = 3x + 3 by2, = by, 3 y = bx + 3cy2. kun dersom b = 3, a = 2, c = 1. Vi har dermed funnet at y = 2,, 2 y F = (2xy + 3y)i + ( x 2 + 3x + 3y 2 ) j + ( 3xy + y 3) k er konservativ. Ved inspeksjon ser vi at ϕ(x, y, ) = x 2 y + 3xy + y 3 er en mulig potensialfunksjon. Kurveintegralet av tangentialkomponenten av F langs en vilkårlig kurve med endepunktene p = (, 1, 1) p 1 = (2, 1, 1) blir dermed F dr = ϕ(p 1 ) ϕ(p ) = 11 ( 1) = 12. Maple 5 oppg 5: Begynn med å definere F (x, y, u, v) = (u a) 3 + ln(1 + v 2 ) x G(x, y, u, v) = (u a) 2 arctan v y. 4

TMA415 Matematikk 2 Vi setter så u(x, y) v(x, y) inn i F G, deriverer med hensyn på x. Det gir ligningssystemet + u u + v v = + u u + v v =. Dette er et ligningssystem med to ligninger to ukjente, u v, løser vi det (f. eks. ved innsettingsmetoden), får vi u = v u u v v u tilsvarende for v. Vi vet nå at nevneren, som kalles Jacobideterminanten, må være forskjellig fra null om stigningstallet skal være definert, det implisitte funksjonteorem kan brukes. Vi setter inn punktet (x, y, 5, 1) i Jacobideterminanten, får u v v u = ( 3 2 (5 a) 2) (5 a). Denne er null dersom a = 11/3 eller a = 5., 5