Eksamen IRF30014, våren 16 i Matematikk 3 Løsningsforslag

Like dokumenter
Eksamen IRF30014, høsten 15 i Matematikk 3 Løsningsforslag

Eksamen, høsten 14 i Matematikk 3 Løsningsforslag

Eksamen, høsten 13 i Matematikk 3 Løsningsforslag

SIF5005 Matematikk 2, 13. mai 2002 Løsningsforslag

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1050, vår 2019

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.

Løsningsforslag til eksamen i TMA4105 matematikk 2,

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

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT 1110, våren 2006

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

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

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, 8.juni 2010

FYS2140 Kvantefysikk, Løsningsforslag for Oblig 1

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, vår 2009

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TMA4105 MATEMATIKK 2 Lørdag 14. aug 2004

a 2 x 2 dy dx = e r r dr dθ =

Oppgaver og fasit til kapittel 6

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

Løsningsforslag eksamen 18/ MA1102

Løsning til eksamen i ingeniørmatematikk

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

The full and long title of the presentation

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

UNIVERSITETET I OSLO

y = x y, y 2 x 2 = c,

TMA Representasjoner. Funksjoner. Operasjoner

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

= (2 6y) da. = πa 2 3

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag for eksamen i brukerkurs i matematikk A (MA0001)

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

EKSAMEN I FAG SIF5005 MATEMATIKK 2

Øvelse, eksamensoppgaver MAT 1050 mars 2018

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

LØSNINGSFORSLAG TMA4105 Matematikk 2 8. August 2005

(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).

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

UNIVERSITETET I OSLO

MAT Grublegruppen Uke 36

Løsningsforslag til eksamen i MAT1110, 13/6-07

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1110, uka 11/5-15/5

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.

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MA0002, VÅR 09

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

UNIVERSITETET I OSLO

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.

TMA4105 Matematikk2 Vår 2008

SIF 5005 Matematikk 2 våren 2001

TMA4135 Matematikk 4D Høst 2014

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

SIF5003 Matematikk 1, 5. desember 2001 Løsningsforslag

Oppgaver og fasit til seksjon

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.

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

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

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

Tillegg om flateintegraler

EKSAMEN i MATEMATIKK 30

Løsningsforslag eksamen TMA4105 matematikk 2, 25. mai 2005

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

5 z ds = x 2 +4y 2 4

Integraler. John Rognes. 15. mars 2011

Løsningsforslag nr.1 - GEF2200

Løsning, Stokes setning

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

UNIVERSITETET I BERGEN

Introduksjon til kjeglesnitt. Forfatter: Eduard Ortega

UNIVERSITETET I BERGEN

Løsningsforslag Eksamen M001 Våren 2002

Plan. I dag. Neste uke

Eksamen i V139A Matematikk 30

Løsningsforslag til Eksamen i MAT111

TMA Tanker omkring innlevering 3 fra en studentassistents perspektiv

OPPGAVE 1 LØSNINGSFORSLAG

Løsningsforslag, eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

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

Løsningsforslag til eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

Løsningsforslag for MAT-0001, desember 2009, UiT

TMA Matematikk 4D Fredag 19. desember 2003 løsningsforslag

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

SIF5005 MATEMATIKK 2 VÅR r5 drdθ = 1 m. zrdzdrdθ = 1 m. zrdzdrdθ =

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.

Obligatorisk oppgave 2

UNIVERSITETET I BERGEN

Vår TMA4105 Matematikk 2. Løsningsforslag Øving 2. Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag

Eksamen. Fag: AA6524/AA6526 Matematikk 3MX. Eksamensdato: 7. desember Vidaregåande kurs II / Videregående kurs II

Volum Lengde Areal Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Matematikk 3MX AA6524 og AA6526 Elever og privatister 8. desember 2003

Eksamen i V139A Matematikk 30

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

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

MET Matematikk for siviløkonomer

Transkript:

Oppgave 1. Eksamen IRF314, våren 16 i Matematikk 3 Løsningsforslag Ellipsen vil skal finne er på standardform x a + y b 1 der a > b for styrelinjene er vertikale linjer. Formelen for styrelinjene er x ± a e. Vi setter inn opplysningene fra oppgaven, nemlig x ±5 og e 3 5. Det gir 5 a 3/5. Vi løser med hensyn på a og finner at store halvakse er a 15. Nå kan vi bestemme fokus-senter avstanden c ved formelen for eksentrisitet e c a. Innsatt for e og a får vi 3 5 c 15. Løst med hensyn på c har vi c 9. Dermed er brennpunktene F (±9, ). Den lille halvaksen bestemmer vi ved formelen c a b. Innsatt for a og c har vi 9 15 b. Løst med hensyn på b finner vi at lille halvakse er b 1. Ligningen til ellipsen blir x 15 + y 1 1. Skissert sammen med brennpunkter og styrelinjer får vi: Oppgave. Vi setter opp ligningssystemet for Lagrange-multiplikatorer til f(x, y, z) 7x + z på flaten g(x, y, z) 7x 3 + 4y 3 6yz 8. Ligningene er f λ g og g. Vi deriverer og får: 7 1λx λ (1y 6z ) 1 6λy 7x 3 + 4y 3 6yz 8

Ved første og tredje ligning kan ikke λ være. Dermed gir andre ligning at 1y 6z. Løst med hensyn på z finner vi z y. Vi omskriver første og tredje ligning til Setter vi disse sammen får vi Det gir y 1 x. 1 λ 3x og 3x 6y. 1 λ 6y. Nå kan vi eliminere z og y fra fjerde ligning og vi regner som følger: 7x 3 + 4y 3 6yz 8 sett først z y 7x 3 + 4y 3 1y 3 8 7x 3 8y 3 8 7x 3 8 ( 1 x) 3 8 x 6 7x 3 8 trekk sammen sett nå y 1 x trekk sammen Denne ligningen kan vi løse ved andregradsformelen ved å tenke på x 3 som den ukjente. Det gir x 3 1 eller x 3 8. Vi trekker kubikkrot. Verdiene for y og z finner vi ved å sette inn i uttrykkene y 1 x og z y. Løsningen x 1 gir y 1 og z 1, mens løsningen x gir y og z 8. Det er to kritiske punkt, ( 1, 1, 1 ) og (,, 8). Oppgave 3. Det aktuelle området, la oss kalle det D, er gitt av ulikhetene: y 1 y x y Dette er en sektor fra sirkelen med radius. Vi skisserer og ser at D er slik:

La oss omskrive til polarkoordinater. Da er x r cos θ, y r sin θ. Den øvre grensen x y omskrives til Linja y x tilsvarer θ π 4 grensene i polarkoordinater r. i polarkoordinater, mens y gir oss θ. Dermed blir r θ π 4. Vi omskriver integralet til polarkoordinater ved å sette x r cos θ, x + y r og da r dr dθ, samt å bytte grenser. Det blir y y x x dy dx + y 4 x x + y da D 4 4 r cos θ r cos θ dr dθ cos θ dθ [ sin θ ] π 4 cos π 4 1 r dr dθ Oppgave 4. Vi har vektorfeltet F (M, N) ( xy, x y). a) Kurven C er parameterisert ved r(t) (1 t, 1 t) der t 1. Vi skal regne et linjeintegral over C og tregner derfor den deriverte: r 1 (t) ( 1, 1 t ).

Utregning av linjeintegralet blir F dr ( xy, x y) dr C C ( (1 t)( 1 t), (1 t) 1 1 t) ( 1, 1 t ) dt ( (1 t) (1 t) ) dt (1 t) dt (1 t + t ) dt [ t t + 1 3 t3 ] 1 1 1 + 1 3 1 3. b) Vi tegner området D slik: Kurven C ligger på oversiden og starter i (1, 1) og ender i (, ). c) Linjeintegralet av F rundt D regnes ut ved Greens teorem etter formelen ( N F dr x M ) da. y D Vi regner ur de partielt deriverte: D M y ( xy ) 4xy y N x ( x y ) 4xy x

Innsatt i integralet får vi D (4xy ( 4xy)) da D 8xy da. Området D har y-verdier avgrenset ved ulikhetene x y x. Dermed setter vi grensene slik: Utregning av integralet blir: x x 8xy dy dx [ 4xy ] x dx x ( 4x 4x 5) dx [ 4 3 x3 3 x6 ] 1 4 3 3 + 3. Oppgave 5. En flate S er parameterisert ved der grensene er u v og v π. r(u, v) (u cos v, u sin v, 1 u ), a) For å sjekke at S er en del av paraboloiden setter vi inn x u cos v, y u sin v og z 1 u og ser etter at høyre og venstre side blir like. V.S. z 1 u H.S. x + y (u cos v) + (u sin v) 1 (u cos v + u sin v) 1 u Siden venstre og høyre side av z x +y er like når vi setter inn parameteriseringen, ligger S på paraboloiden. b) Vi deriverer parameteriseringen og får: r u r u (cos v, sin v, u) r v r v ( u sin v, u cos v, )

Kryssproduktet blir: i j k r u r v cos v sin v u u sin v u cos v u cos v i u sin v j + ( u cos v + u sin v ) k ( u cos v, u sin v, u) Lengden blir r u r v ( u cos v) + ( u sin v) + u u 4 + u. c) Overflaten av S er gitt ved integralet dσ S Vi setter inn utregningen fra b) og får v v r u r v du dv u 4 + u du dv La oss løse det innerste integralet i en mellomregning. Vi kommer til å gjøre en substitusjon. Først omskriver vi det ubestemte integralet slik: u u 4 + u du (u + 1) du u u + 1 du Vi velger subdtitusjonen y u + 1. Da er dy u du. Det gir y 1 dy 1 3 y3/ + C 1 3 (u + 1) 3/ + C. Tilbake i dobbeltintegralet setter vi inn: v u 4 + u du dv ] v [ 1 3 (u + 1) 3/ dv ( 1 3 (v + 1)3/ 1 3 [ 15 (v + 1)5/ 1 ] π 3 v 15 (π + 1)5/ π 6 15 ) dv Oppgave 6. med randbetingelser u(, t) u(l, t) og startbetingel- Bølgeligningen u t ser c u x u(x, ) u t n1 B n sin nπx L og

har generell løsning på formen u(x, t) ( nπx ) B n cos (λ n t) sin L der λ n πcn L. I dette tilfellet er c 1 9, L π og initialbetingelsen Vi ser at c 1 3 og egenverdiene blir n1 u(x, ) 5 sin(6x) + sin(15x). λ n πcn L π 1 3 n n π 3. Med L π har Fourier-sinusrekka til u(x, ) formen u(x, ) B n sin(nx). Leddet 5 sin(6x) i initialbetingelsen tilsvarer n 6. Dermed er B 6 5. Leddet sin(15x) i initialbetingelsen tilsvarer n 15. Dermed er B 15. Ellers er de andre B n. n1 Innsatt i generell løsning får vi ( nπx ) u(x, t) B n cos (λ n t) sin L n1 B 6 cos (λ 6 t) sin(6x) + B 15 cos (λ 15 t) sin(15x) 5 cos ( 1 5 t) sin(6x) + cos ( 1 t) sin(15x) Vi ble også bedt om å derivere svaret med hensyn på t. Da får vi: u t 5 1 5 sin ( 1 5 t) sin(6x) 1 sin ( 1 t) sin(15x) sin ( 1 5 t) sin(6x) sin ( 1 t) sin(15x) Oppgave 7. a) Bruker Wiens forskyvingslov (notat 138) λ max b T,9 1 3 mk 58 K b) Bruker Stefan Boltzmanns lov (notat 138) P AeσT 4.,5 1 6 m 5 nm Intensitet er utstålt effekt pr overflateareal. Vi omskriver: I P A σt 4 5,667 1 8 J/sm K 4 (58 K) 4 6,4 1 7 W/m 64, MW/m Har brukt at for sortlegemestråling er e 1.

Oppgave 8. i) Sirklene markerer antall nøytrinoer målt per dag ved den gitt vinkelen. t-strekene markerer målefeilen. Den heltrukne linja er modelltilpasning til punktene samlet og viser hvordan antall nøytrinoer varierer med retning i målingene. ii 1. Sirklene viser hva som er målt.. Den heltrukne linja framhever hvordan antall nøytrinoer er konstant i all retninger unntatt rett fra sola hvor de er mange flere. 3. Mønstret er tydelig og alt fremhever det sentrale med solretningen. 4. Den vertikale aksen er justert så variansen vises tydelig og det er plass til mange målepunkter. 5. Kombinasjonen av kurvetilpasning og måledata med usikkerhet gjør at retningen blir tydelig framhevet. 6. Samvirkningen av målepunktene, usikkerheten og modelleringen er nettopp å framheve sammenligninger. 7. Målepunktene med usikkerhet viser detaljene tydelig og modelleringen viser helheten. 8. Plottet er beskrivende for målingene. 9. Både måleusikkerhetene og kurvetilpasningen illustrer en statistisk behandling.