Institutt for Samfunnsøkonomi

Like dokumenter
Løsning Eksamensrelevante oppgaver i ELE 3719 Matematikk Vektorer, matriser og lineær algebra Dato Februar Oppgave 1. (A) Vi leser av at

Eksamen i ELE Matematikk valgfag Torsdag 18. mai Oppgave 1

ELE Matematikk valgfag

ELE Matematikk valgfag

Oppgave 1. (a) Vi utvikler determinanten langs første kolonne og dette gir. (b) Med utgangspunkt i de tre datapunktene denerer vi X og y ved

Oppgave 1. = 2(1 4) = 6. Vi regner også ut de andre indreproduktene:

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

y(x) = C 1 e 3x + C 2 xe 3x.

Forelesning 14 Systemer av dierensiallikninger

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

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

Difflikninger med løsningsforslag.

TMA4110 Matematikk 3 Høst 2010

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

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

MAT Prøveeksamen 29. mai - 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

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

EKSAMEN I MA0002 Brukerkurs B i matematikk

MET Matematikk for siviløkonomer

2 3 2 t der parameteren t kan være et vilkårlig reelt tall. i) Finn determinanten til M. M =

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

Løsningsskisser til oppgaver i Kapittel Integrerende faktor

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

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

Løsningsforslag for eksamen i Matematikk 3 - TMA4115

Vær OBS på at svarene på mange av oppgavene kan skrives på flere ulike måter!

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

To-dimensjonale kontinuerlige fordelinger

UNIVERSITETET I OSLO

Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag Side 1 av 7 L SNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I SIF5009 MATEMATIKK 3 Bokmål Man

MET Matematikk for siviløkonomer

EKSAMENSOPPGAVER FOR TMA4110/TMA4115 MATEMATIKK 3

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

Løsningsforslag MAT 120B, høsten 2001

e x = 1 + x + x2 2 + R 2(x), = e 3! ( 1) n x n = n! n=0 y n+1 = y 0 + f(t, y n (t)) dt 1 dt = 1 + x (1 + t) dt = 1 + x x2

NTNU. TMA4100 Matematikk 1 høsten Løsningsforslag - Øving 12. Avsnitt Ved Taylors formel (med a = 0) har vi at. 24 For x < 0 har vi at

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Løsning av utvalgte øvingsoppgaver til Sigma R2 kapittel 5

UNIVERSITETET I OSLO

MA1410: Analyse - Notat om differensiallikninger

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

13 Oppsummering til Ch. 5.1, 5.2 og 8.5

Løsningsforslag til eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

Forventning og varians.

MET Matematikk for siviløkonomer

UNIVERSITETET I OSLO

Optimal kontrollteori

UNIVERSITETET I OSLO

Differensialligninger

Løsningsforslag Eksamen M001 Våren 2002

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

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

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1110, uka 13/4-16/4

Løsningsforslag. og B =

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

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

Eksamensoppgave i TMA4110/TMA4115 Calculus 3

EKSAMENSOPPGAVE - Skoleeksamen. Institutt for Samfunnsøkonomi. Utlevering: Kl Innlevering: Kl

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

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

Eksamen R2 Høst Løsning

MET Matematikk for siviløkonomer

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

Løsningsforslag, eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

Institutt for Samfunnsøkonomi. Utlevering: Kl. 09:00 Innlevering: Kl. 14:00

Løsningsforslag til utvalgte oppgaver i kapittel 10

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

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

Eksempelsett R2, 2008

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

12 Diagonalisering av matriser og operatorer (Ch. 5.1, 5.2 og 8.5)

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.

d) Vi skal nne alle lsningene til dierensialligningen y 0 + y x = arctan x x pa intervallet (0; ). Den integrerende faktoren blir R x e dx = e ln x =

Eksamen i TMA4180 Optimeringsteori Løsningsforslag.

TMA4110 Matematikk 3 Eksamen høsten 2018 Løsning Side 1 av 9. Løsningsforslag. Vi setter opp totalmatrisen og gausseliminerer:

TMA4110 Eksamen høsten 2018 EKSEMPEL 1 Løsning Side 1 av 8. Løsningsforslag. Vi setter opp totalmatrisen og gausseliminerer: x 1 7x 4 = 0

LØSNINGSSKISSE TIL EKSAMEN I FAG SIF august 2001

EKSAMEN I TMA4180 OPTIMERINGSTEORI

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

UNIVERSITETET I OSLO

Test, 4 Differensiallikninger

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TMA4115 Matematikk 3

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

Løs likningssystemet ved å få totalmatrisen på redusert trappeform

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

EKSAMEN I MATEMATIKK 3 (TMA4110)

MA1201/MA6201 Høsten 2016

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

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MA0002, VÅR 09

Løsningsforslag eksamen 18/ MA1102

FYS2140 Kvantefysikk, Løsningsforslag for Oblig 1

Høgskolen i Oslo og Akershus. ln x sin x 2 (ln x) (ln x) 2 = cos ( x2. (ln x) 2 = cos x 2 2x ln x x sin x 2 (ln x) 2 x + 2 = 1, P = (2, 2 4 y4 = 0

UNIVERSITETET I OSLO

9 + 4 (kan bli endringer)

Matriser og Kvadratiske Former

UNIVERSITETET I OSLO

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

Transkript:

Institutt for Samfunnsøkonomi Løsninger i: ELE 379 Matematikk valgfag Dato: 6.6., 9: 4: Tillatte hjelpemidler: Alle hjelpemidler + Eksamenskalkulator: TEXAS INSTRUMENTS BA II Plus TM Innføringsark: Ruter Totalt antall sider: 5 Oppgave. (a) Vektorene {v, v, v 3 } er lineært uavhengige hvis og bare hvis det(t ). Vi regner ut 3 h det(t ) h h (h ) h (3h h) + (3 h) h + Dermed er vektorene lineært avhengige når h +, det vil si når h ±, og vektorene er lineært uavhengige når h ±. (b) Vi ser på matrisen med vektorene {T v, T v, T v 3 } som kolonner: ( T v T v T v 3 ) T ( v v v 3 ) T T T Når h har denne matrisen determinant det(t ) det(t ) ( h + ) 36 Dermed er vektorene {T v, T v, T v 3 } lineært uavhengige når h. Oppgave. (a) Den karakterstiske likningen til A er gitt ved 5 λ 3 λ 4 λ (3 λ)(λ 9λ + 8) Dermed er egenverdiene til A gitt ved λ 3, λ 6, og dette viser at λ 3 er en egenverdi. Alternativt kan man vise at λ 3 er en egenverdi ved å sjekke at det(a 3I). Vi regner ut egenvektorene til A med egenverdi λ 3 ved å løse likningssystemet (A 3I)x x y z Vi ser at at andre likning er irrelevant og kan tas bort, og at tredje likning er første likning multiplisert med, og dermed også irrelevant. Derfor kan vi velge y s og z t som frie parametre, og når vi løser første likning for x får vi x y + z x s + t

Vi får dermed at egenvektorene for λ 3 kan skrives som x y s + t s s + t z t (b) Vi har at B A T A 5 3 5 9 7 3 3 7 5 4 4 3 5 7 Siden det(b) det(a T A) det(a T ) det(a) det(a) 96 så følger det at B er invertibel. Videre har vi B (A T A) A (A T ) A (A ) T Vi regner ut A ved hjelp av den adjungerte matrisen: A 3 3 8 6 3 5 Dette gir B 3 3 8 6 3 5 6 3 8 3 3 5 3 6 5 Alternativt kunne vi beregnet det(b) og B direkte, uten å gå veien om A. (c) Vi har at de stasjonære punktene for f er gitt ved f x Bx + 46 6 x B 46 6 siden B er invertibel. (d) Når vi setter y Ax, så har vi x T Bx x T A T Ax (Ax) T (Ax) y T y siden y T y y + y + y 3. Dermed er den kvadratiske formen positiv semidenit. Siden det(b), så er ingen av egenverdiene til B null, og dermed er den kvadratiske formen til B også positiv denit. Oppgave 3. (a) Dierensiallikningen y + 3y 8y 4 er lineær av andre orden, og har løsning y y h + y p. Vi nner først y h ved å løse den homogene likningen y + 3y 8y. Den karakteristiske likningen er r + 3r 8 r 4, 7 Dette gir y h C e 4t + C e 7t. Vi nner så en partikulær løsning på formen y p A med A konstant, som gir 8A 4 A Dermed er den generelle løsningen gitt ved y C e 4t + C e 7t. Vi setter inn initialbetingelsene y(), y (), og det gir C + C, 4C 7C C 3, C Dermed er løsningen y 3 e4t + e 7t.

(b) Dierensiallikningen y + e t y e t er lineær, og vi nner integrerende faktor u: e t dt e t + C u e et Vi multipliserer dierensiallikningen med integrerende faktor u og får ( y + e t y e t ye et) e t e et Integrasjon og divisjon med u gir generell løsning ye et e t e et dt eet + C y + Ce et Vi setter inn initialbetingelsen y(), og dette gir Dermed blir løsningen y ( + e et ). + Ce C e (c) Dierensiallikningen ty + t + y + ty ( + t)( + y) er separabel, og den separerte formen av likningen blir + y y + t ( ) t t + + y dy t + dt Integrasjon gir dermed ( ) + y dy t + dt ln + y ln t + t + C Vi løser for y og får + y ±e ln t +t+c Kte t y Kte t der K ±e C. Vi setter inn for initialbetingelsen y(), som gir Ke og dermed K /e. Løsningen er derfor y te t. (a) Variasjonsproblemet blir min Oppgave 4. Kẏ e rt dt, y(), y(4) 3 der r og K er positive konstanter, med F (t, y, ẏ) Kẏ e rt. Vi undersøker om F er konveks funksjon i (y, ẏ): Vi har F y og F ẏ Kẏe rt, og dermed får vi F yy F yẏ, F ẏẏ Ke rt > F yyf ẏẏ (F yẏ) Dette betyr at F er konveks som funksjon i (y, ẏ), og derfor er enhver løsning y (t) av Eulerlikningen og initialbetingelsene en løsning av variasjonsproblemet. (b) Vi nner Euler-likningen ved å regne ut F y, F ẏ Kẏe rt d dt F ẏ Kÿe rt + Kẏe rt ( r) Ke rt (ÿ rẏ) Dermed er Euler-likningen gitt ved Ke rt (ÿ rẏ) ÿ rẏ Vi får at y Ae rt + B siden Euler-likningen er en homogen andre ordens lineær dierensiallikning. Vi setter inn initialbetingelsene y(), y(4) 3, og dette gir A + B, Ae 4r + B 3 A 3 e 4r, B 3 e 4r Løsningen av Euler-likningen og initialbetingelsene er dermed y 3 ( e rt e 4r ) 3

Den totale neddiskonterte kostnaden når y y (t) blir ( ) 3re Kẏ e rt rt [ dt K e 4r e rt dt 9Kr e rt (e 4r ) r ] 4 9Kr e 4r Når r.8 og K., blir den totale neddiskonterte kostnaden 9Kr e 4r.99.67. Oppgave 5. (a) Vi har at P (X x, Y y) P (X x) P (Y y) siden X og Y er uavhengige, så x y P (X x, Y y) e e x! y! e 3 x x!y! Innsetting gir P ( ) e 3.498, P ( ) e 3.996, P ( ) e 3.996. (b) Vi har at P (X Y, X 4) P ( ) + + P (4 4), så P (X Y, X 4) e 3 ( + + + /9 + /36) 4.5e 3.6 Dette er sannsynligheten for et uavgjort resultat med maksimalt re mål til hjemmelaget. (c) Vi har P (X Y X 4) P (X Y, X 4)/P (X 4). Siden P (X 4) P (X ) + + P (X 4) e ( + + + 4/3 + /3) 7e så får vi P (X Y X 4) 4.5e 3 7e.34 (d) Vi har P (X + Y ) P (X + Y < ) og P (X + Y < ) P ( ) + P ( ) + P ( ) 4e 3 så P (X + Y ) 4e 3.89. La Z være netto utbetaling i veddemålet. Da har vi { di I X + Y Z I X + Y < der I er innsatsen. Setter vi p P (X +Y ).89, nner vi at forventet netto utbetaling blir E[Z] (di I)p + ( I)( p) dip I I(dp ) Veddemålet gir forventet netto innbetaling om E[Z] <, dvs dp < eller d < /p.487. Altså lønner det seg å tilby veddemålet om d <.487. Oppgave 6. (a) Vi regner ut f X (x) når x ved integrasjon: f X (x) 4xy(x + y ) dy [ x(x + y ) ] x(x + ) x 5 x 3 + x Vi har f(x, y) for alle x, y, og regner ut f X (x) dx (x 3 + x) dx [ 4 x4 + ] x Dermed følger det at f(x, y) er en sannsynlighetstetthet. (b) Vi regner ut E[X]: [ E[X] x(x 3 + x) dx 5 x5 + ] 3 x3 5 + 3 5 For å nne Var[X] regner vi først ut E[X ]: [ E[X ] x (x 3 + x) dx 6 x6 + ] 4 x4 6 + 4 7 4

Dermed er Var[X] E[X ] E[X] 7 ( ) 4 5 9 (c) Siden f(a, b) f(b, a) for alle reelle tall a, b (symmetri om linjen y x), så kan vi bytte om rollene til x og y uten at integralet endrer verdi: E[X n ] x n f(x, y) dydx y n f(y, x) dxdy y n f(x, y) dxdy E[Y n ] Dermed er E[X n ] E[Y n ] for alle n. Da har vi E[Y ] E[X] 5, Var[Y ] E[Y ] E[Y ] E[X ] E[X] Var[X] 4 9 (d) Vi regner ut E[XY ] ved integrasjon: E[XY ] xy 4xy(x + y ) dydx [ ] [ ] 4x 4 3 y3 + 4x 5 y5 dx [ 4 5 x5 + 4 5 x3 ] 8 5 (4x 4 y + 4x y 4 ) dydx ( 4 3 x4 + 4 ) 5 x dx Dette gir Cov(X, Y ) E[XY ] E[X]E[Y ] 8 5 ( ) 5 5. (e) Vi har at P (X, Y ) [ y] 4x 3 [ 3 8 x4 + 5 ] 3 x 4xy(x + y ) dydx [ ] + 4x 4 y4 dx (4x 3 y + 4xy 3 ) dydx 3 8 5 6 + 5 3 3 4 45 64 ( 3 x3 + 5 ) 6 x dx 5