Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D

Like dokumenter
Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamen i TMA4122 Matematikk 4M

Eksamensoppgåve i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamen i TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/N

Eksamensoppgave i TMA4122,TMA4123,TMA4125,TMA4130 Matematikk 4N/M

Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D

TMA4135 Matematikk 4D Høst 2014

Eksamen i TMA4130 Matematikk 4N

Eksamensoppgave i TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N

Eksamensoppgave i TMA4130/35 Matematikk 4N/4D

Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D: Løysing

s 2 Y + Y = (s 2 + 1)Y = 1 s 2 (1 e s ) e s = 1 s s2 s 2 e s. s 2 (s 2 + 1) 1 s 2 e s. s 2 (s 2 + 1) = 1 s 2 1 s s 2 e s.

Eksamen i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamen i TMA4122 Matematikk 4M

Eksamensoppgave i MA1102/6102 Grunnkurs i analyse II

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MATEMATIKK 4N,

EKSAMEN I TMA4130 MATEMATIKK 4N Bokmål Fredag 17. desember 2004 kl. 9 13

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

x(x 1)(x 2) p(x) = 3,0 1( 1 1)( 1 2) Newtons interpolasjonsformel: Tabellen over dividerte differenser er gitt ved

Eksamen i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

TMA4123M regnet oppgavene 2 7, mens TMA4125N regnet oppgavene 1 6. s 2 Y + Y = (s 2 + 1)Y = 1 s 2 (1 e s ) e s = 1 s s2 s 2 e s.

Eksamensoppgave i TMA4125 Matematikk 4N

Eksamensoppgave i TMA4125 EKSEMPELEKSAMEN - LF

Eksamen i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamensoppgave i TMA4125 BARE TULL - LF

TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N Vår 2013

Eksamen TMA desember 2009

TMA Matematikk 4D Fredag 19. desember 2003 løsningsforslag

EKSAMENSOPPGAVER FOR TMA4120 MATEMATIKK 4K H-03 Del A: Laplacetransformasjon, Fourieranalyse og PDL

Eksamensoppgave i TMA4110/TMA4115 Calculus 3

Eksamensoppgave i MA2501 Numeriske metoder

L(t 2 ) = 2 s 3, 2. (1. Skifteteorem) (s 2) 3. s 2. (Konvolusjonsteoremet) s 2. L 1 ( Z. = t, L 1 ( s 2 e 2s) = (t 2)u(t 2). + 1

EKSAMEN. Om eksamen. EMNE: MA2610 FAGLÆRER: Svein Olav Nyberg, Morten Brekke. Klasser: (div) Dato: 18. feb Eksamenstid:

Eksamen i TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N

Løsningsforslag eksamen i TMA4123/25 Matematikk 4M/N

Eksamensoppgave i MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I. LØSNINGSFORSLAG

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

UNIVERSITETET I OSLO

(s + 1) s(s 2 +2s+2) : 1 2 s s + 2 = 1 2. s 2 + 2s cos(t π) e (t π) sin(t π) e (t π)) u(t π)

UNIVERSITETET I OSLO

TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N Vår 2013

EKSAMENSOPPGAVER MATEMATIKKDELEN AV TMA4135 MATEMATIKK 4D H-03

Eksamensoppgave i TMA4140 Diskret matematikk

EKSAMEN. Om eksamen. EMNE: MA2610 FAGLÆRER: Svein Olav Nyberg, Morten Brekke. Klasser: (div) Dato: 3. des Eksamenstid:

EKSAMEN I NUMERISK MATEMATIKK (TMA4215)

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

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

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

f (x) = a 0 + a n cosn π 2 x. xdx. En gangs delvisintegrasjon viser at 1 + w 2 eixw dw, 4 (1 + w 2 ) 2 eixw dw.

TMA4120 Matematikk 4K Høst 2015

UNIVERSITETET I OSLO

=cos. =cos 6 + i sin 5π 6 = =cos 2 + i sin 3π 2 = i.

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

Eksamensoppgave i MA1202/MA6202 Lineær algebra med anvendelser

Eksamensoppgave i TMA4140 Diskret matematikk

Løsningsforslag, Ma-2610, 18. februar 2004

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

Eksamensoppgave i TFY4210 Kvanteteorien for mangepartikkelsystemer

TMA4122/TMA4130 Matematikk 4M/4N Høsten 2010

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FAG SIF5045 NUMERISK LØSNING AV DIFFERENSIALLIGNINGER

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

Eksamensoppgave i MA1101 Grunnkurs i analyse

Eksamensoppgave i MA1201 Lineær algebra og geometri

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

Eksamensoppgave i TMA4240 / TMA4245 Statistikk

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

FYS2140 Kvantefysikk, Løsningsforslag for Oblig 1

Forelesning Matematikk 4N

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I TMA4110 MATEMATIKK 3 Bokmål Fredag 4. desember 2009 løsningsforslag

TMA4100 Matematikk1 Høst 2009

UNIVERSITETET I BERGEN

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

Oversikt over Matematikk 1

Eksamensoppgave i TMA4115 Matematikk 3

Eksamensoppgave i TMA4250 Romlig Statistikk

EKSAMEN I SIF4018 MATEMATISK FYSIKK mandag 28. mai 2001 kl

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

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Eksamensoppgave i TMA4245 Statistikk

Matematikk 4 TMA4123M og TMA 4125N 20. Mai 2011 Løsningsforslag med utfyllende kommentarer

EKSAMEN I TMA4110 MATEMATIKK 3 Bokmål Mandag 6. juni 2011 løsningsforslag

Eksamen i emnet M117 - Matematiske metodar Onsdag 7. september 2001, kl Løysingsforslag:

TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N Vår 2013

UNIVERSITETET I OSLO

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Løsningsforslag for eksamen i brukerkurs i matematikk A (MA0001)

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.

Eksamensoppgave i TMA4140 Diskret matematikk

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN I MATEMATIKK 4N/D (TMA4125 TMA4130 TMA4135) Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag

Eksamensoppgave i Løsningsskisse TMA4240 Statistikk

UNIVERSITETET I OSLO

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Eksamensoppgave i TMA4150 Algebra

UNIVERSITETET I OSLO

= x lim n n 2 + 2n + 4

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

Transkript:

Institutt for matematiske fag Eksamensoppgave i TMA435 Matematikk 4D Faglig kontakt under eksamen: Helge Holden a, Gard Spreemann b Tlf: a 92038625, b 93838503 Eksamensdato: 2. desember 204 Eksamenstid fra til): 09:00 3:00 Hjelpemiddelkode/Tillatte hjelpemidler: C: Bestemt enkel kalkulator og Rottmann matematisk formelsamling. Annen informasjon: Alle svar skal begrunnes. Det skal være med så mye mellomregning at fremgangsmåten fremgår tydelig av besvarelsen. Formelliste følger vedlagt eksamensoppgavene. Målform/språk: bokmål Antall sider: 3 Antall sider vedlegg: 2 Kontrollert av: Dato Sign Merk! Studenter finner sensur i Studentweb. Har du spørsmål om din sensur må du kontakte instituttet ditt. Eksamenskontoret vil ikke kunne svare på slike spørsmål.

TMA435 Matematikk 4D, 2. desember 204 Side av 3 Oppgave Løs ligningen t yt) 2 yτ) cost τ) dτ = sin t for t 0 0 ved hjelp av Laplace-transformasjon. Oppgave 2 a) Finn polynomet av lavest mulig grad som interpolerer følgende punkter: n 0 2 x n 0 y n e e Her er e Euler-tallet, altså e = exp) = 2,7828....) b) La p betegne polynomet fra 2a. Beregn og vis at I = I px) dx, e x2 dx 2 5. Oppgave 3 oppfyller Bestem ved hjelp av Fourier-transformasjon funksjonen f som e 4y2 fx y) dy = e 2x2 for < x <. Oppgave 4 a) La f være den 2π-periodiske funksjonen definert av 0 for π x 0 fx) = x for 0 < x < π. Vis at Fourier-rekken til fx) er π 4 2 π m= 2m ) 2 cos2m )x) + n= ) n+ sin nx. n

Side 2 av 3 TMA435 Matematikk 4D, 2. desember 204 b) Finn summen av rekken 4 n= π 2 2n ) + ). 4 n 2 Oppgave 5 Vi skal studere den modifiserte varmeledningsligningen u t x, t) = 2 u x, t) ux, t) for 0 x og t 0. ) x2 a) Finn alle ikke-trivielle løsninger av ligning ) på formen ux, t) = F x)gt) som tilfredsstiller randbetingelsene for alle t 0. u0, t) = 0 = u, t) 2) b) Finn løsningen av ligning ) som i tillegg til randbetingelsene 2) også tilfredsstiller initialbetingelsen ux, 0) = sinπx) cosπx). 3) Hint: Du kan spare tid ved å bruke trigonometriske identiteter for å omskrive sinπx) cosπx).) c) Sett opp et differensskjema med sentraldifferens i rom og fremoverdifferens i tid for numerisk løsning av ligning ) med randbetingelsene 2) og initialbetingelsen 3). Med skrittlengder h og k, kaller vi den numeriske tilnærmingen til uih, jk) for U i,j. Bruk skrittlengder h = /4 og k = /32 og regn ut Oppgave 6 def f x, y ) : return 000.0 y u3/4, /32) U 3,. Følgende Python-kode er gitt: def matte4 h, N) : x = 0. 0 y =. 0 for n in range, N+): k = h f x, y ) k2 = h f x + h, y + k ) x = n h y = y + 0. 5 k + k2 ) # <= n <= N return y

TMA435 Matematikk 4D, 2. desember 204 Side 3 av 3 Funksjonen matte4 implementerer en metode for numerisk løsning av den ordinære differensialligningen y x) = 000yx) 4) med initialbetingelse y0) =. Hvilken metode er det som er implementert? Ligning 4) har som kjent analytisk løsning yx) = e 000x, og det er klart at lim x yx) = 0. La y N betegne returverdien til matte4h, N). Vis at y N = ) N 000h + 06 2 h2 y 0 og forklar hvor stor h kan være for at vi kan være sikker på at lim y N = 0. N Nevn en alternativ metode hvor du kan si noe om den numeriske løsningen av ligning 4) for svært store N uansett hva h > 0 er. Begrunn svaret. Formelliste følger som vedlegg.

TMA435 Matematikk 4D, 2. desember 204 Side i av ii Formler i numerikk La px) være et polynom av grad n som interpolerer fx) i punktene x i, i = 0,,..., n. Forutsatt at x og alle nodene ligger i intervallet [a, b], så gjelder n fx) px) = n + )! f n+) ξ) x x i ), ξ a, b). Newtons dividerte differansers interpolasjonspolynom px) av grad n: Numerisk derivasjon: px) = f[x 0 ] + x x 0 )f[x 0, x ] + x x 0 )x x )f[x 0, x, x 2 ] i=0 + + x x 0 )x x )... x x n )f[x 0,..., x n ] f x) = [ ] fx + h) fx) + h 2 hf ξ) f x) = [ ] fx + h) fx h) 2h 6 h2 f ξ) f x) = [ ] fx + h) 2fx) + fx h) h 2 2 h2 f 4) ξ) Simpsons integrasjonsformel: x2 x 0 fx) dx h 3 f 0 + 4f + f 2 ) Newtons metode for ligningssystemet fx) = 0 er gitt ved J k) x k) = f x k)) x k+) = x k) + x k). Iterative teknikker for løsning av et lineært ligningssystem n a ij x j = b i, i =, 2,..., n Jacobi: Gauss Seidel: j= x k+) i = x k+) i = a ii b i i a ii j= b i i Heuns metode for løsning av y = fx, y): j= k = hfx n, y n ) a ij x k) j n k 2 = hfx n + h, y n + k ) y n+ = y n + 2 k + k 2 ) j=i+ a ij x k+) j n j=i+ ) a ij x k) j ) a ij x k) j

Side ii av ii TMA435 Matematikk 4D, 2. desember 204 Tabell over noen laplacetransformasjoner ft) F s) = L{ft)} = t t n n = 0,, 2,...) s s 2 n! s n+ e at s a cos ωt sin ωt cosh at sinh at e at cos ωt e at sin ωt 0 s s 2 + ω 2 ω s 2 + ω 2 s s 2 a 2 a s 2 a 2 s a s a) 2 + ω 2 ω s a) 2 + ω 2 e st ft) dt δt a) e as Tabell over noen fouriertransformasjoner fx) gx) = fax) ˆfω) = F{fx)} = 2π ĝω) = ) a ˆf ω a fx)e iωx dx e ax2 e ω2 4a 2a e a x 2 π a ω 2 + a 2