TMA4100 Matematikk 1 Høst 2012

Like dokumenter
Kontinuitet og derivasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1101, 5.oktober 2010

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2014

Notasjon i rettingen:

MA oppsummering så langt

Matematikk 1 (TMA4100)

Løsningsforslag. 3 x e. g(x) = 1 + x4 x 2

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

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

EKSAMEN Løsningsforslag

Løsningsforslag til midtsemesterprøve i fag MA1101 Grunnkurs i analyse 1 Bokmål Fredag 10. oktober 2008 Kl

Fremdriftplan. I går. I dag. 2.5 Uendelige grenser og vertikale asymptoter 2.6 Kontinuitet

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Løsningsforslag. f(x) = 2/x + 12x

Deriver funksjonene. Gjør greie for hvilke derivasjonsregler du bruker.

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

Derivasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 2. september 2011

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Stigende og avtagende funksjoner Definisjon. Horisontal og vertikal forskyvning. Trigonometriske funksjoner

1 MAT100 Obligatorisk innlevering 1. 1 Regn ut i) iii) ii) Regn ut i) ii)

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

TMA4100: Repetisjon før midtsemesterprøven

Faktor. Eksamen høst 2005 SØK Innføring i matematikk for økonomer Besvarelse nr 1: -en eksamensavis utgitt av Pareto

Eksamen i FO929A Matematikk Underveiseksamen Dato 14. desember 2006 Tidspunkt Antall oppgaver 4. Løsningsforslag

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

Lsningsforslag ved Klara Hveberg Lsningsforslag til utvalgte oppgaver i kapittel 6 I kapittel 6 minner oppgavene mer om de du er vant til fra skolemat

Matematikk 1. Oversiktsforelesning. Lars Sydnes November 25, Institutt for matematiske fag

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA

Løsningsforslag: Eksamen i Brukerkurs for informatikere MA 0003, onsdag 30. november 2005

MET Matematikk for siviløkonomer

a) f(x) = 3 cos(2x 1) + 12 LF: Vi benytter (lineær) kjerneregel og får f (x) = (sin(7x + 1)) (sin( x) + x) sin(7x + 1)(sin( x) + x) ( sin(x) + x) 2 =

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

BYFE DAFE Matematikk 1000 HIOA Obligatorisk innlevering 4 Innleveringsfrist Fredag 11. mars 2016 Antall oppgaver: Løsningsforslag

Funksjoner Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 19. august 2011

Oppgave 1. (a) Mindre enn 10 år (b) Mellom 10 og 11 år (c) Mellom 11 og 12 år (d) Mer enn 12 år (e) Jeg velger å ikke besvare denne oppgaven.

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

R1 Eksamen høsten 2009 Løsning

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

Funksjonsdrøfting MAT111, høsten 2017

1+2 x, dvs. løse ligningen mhp. x. y = 100. y(1+2 x ) = = 2 x = y. xln2 = ln 100 y. x = 1 ln2 ln. f 1 (x) = 1 ln2 ln x

Deleksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

1+2 x, dvs. løse ligningen mhp. x. y = x y(1 + 2 x ) = = 100 y y x ln 2 = ln 100 y y x = 1. 2 x = 1. f 1 (x) =

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

MET Matematikk for siviløkonomer

Løsningsforslag for eksamen i brukerkurs i matematikk A (MA0001)

Innlevering i matematikk Obligatorisk innlevering nr. 4 Innleveringsfrist: 21. januar 2010 kl Antall oppgaver: 4.

Løsningsforslag AA6524/AA6526 Matematikk 3MX Elever/Privatister - 7. desember eksamensoppgaver.org

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I MA0001 BRUKERKURS A Tirsdag 14. desember 2010

Oppgave 2 Løs oppgavene I og II, og kryss av det alternativet (a, b eller c) som passer best. En funksjon er ikke deriverbar der:

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

Første og andrederivasjons testen Anvendt optimering Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Derivasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 30. august 2011

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

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

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

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

R1 Eksamen høsten 2009

Andre forelesning Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Løsningsforslag MAT102 Vår 2018

TMA4100 Matematikk1 Høst 2008

Løsningsforslag til eksamen i MAT 1100, H06

MET Matematikk for siviløkonomer

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

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Ekstremverdier Mellomverdisatsen Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Den deriverte og derivasjonsregler

= x lim n n 2 + 2n + 4

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

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

Lsningsforslag ved Klara Hveberg Lsningsforslag til utvalgte oppgaver i kapittel 8 I kapittel 8 er integrasjon og integrasjonsteknikker det store tema

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

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

Oppgaver om fart, strekning og akselerasjon. Løsningsforslag. Oppgave 1

Funksjonsdrøfting MAT111, høsten 2016

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

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

TMA4100 Matematikk1 Høst 2009

Mål og innhold i Matte 1

Derivasjon ekstremverdier Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

Mål og innhold i Matte 1

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

Notasjon i rettingen:

y(x + y) xy(1) (x + y) 2 = x(x + y) xy(1) (x + y) 3

Mål og innhold i Matte 1

NTNU Institutt for matematiske fag. TMA4100 Matematikk 1 høsten Løsningsforslag - Øving 8. Oppgave 1. Oppgave 2

Del ) Bestem x-verdien til eventuelle punkter der funksjonen ikke er kontinuerlig. Begrunn svaret ditt.

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Funksjoner Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 18. august 2011

ECON 2200, Kjerneregel, annenderivert og elastisitet; Handout

x 2 2 x 1 =±x 2 1=x 2 x 2 = y 3 x= y 3

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

Figur 2: Fortegnsskjema for g (x)

En (reell) funksjon f fra en (reell) mengde D er en regel som til hvert element x D tilordner en unik verdi y = f (x).

. Følgelig er csc 1 ( 2) = π 4. sin θ = 3

OPPGAVESETT MAT111-H16 UKE 38. Oppgaver til gruppene uke 39

Løsningsforslag AA6526 Matematikk 3MX Privatister 3. mai eksamensoppgaver.org

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

Transkript:

Norges teknisknaturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag TMA400 Matematikk Høst 202 Løsningsforslag til teknostartøving a) Denisjonsmengden til f() = 3 er D f (, ), som gir at V f (, ) En skisse av funksjonen kan se slik ut: f() 2 2 Siden f() er en-til-en, så har f() en invers. Dette ser vi ved å bruke den horisontale linjetesten. Hvis man ikke overbevises av denne testen, så kan man bruke denisjonen: En funksjon f() er en-til-en på et denisjonsområde D hvis og bare hvis f( ) f( 2 ) for 2 i D. Vi bruker altså denne denisjonen til å vise at f() = 3 er en-til-en: Vi kan bruke en teknikk kalt Reductio ad absurdum (latin). Her antar vi det motsatte av det som skal bevises for så å komme frem til en selvmotsigelse: Anta at f() = 3 ikke er en-til-en, dvs det eksisterer to verdier i denisjonsmengden, 2 R hvor 2 slik at f( ) = f( 2 ). Det betyr at 3 = 3 2 3 = 3 2 = 2 men vi har antatt at 2 følgelig har vi en selvmotsigelse, og dermed er f() en-til-en. 5. august 202 Side av 5

For å nne den inverse funksjonen, f (), så ser vi at f() = 3 = y gir Vi bytter og y og får at = 3 y + = f (y) f () = 3 + Fra denisjonen har vi at D f = V f og V f = D f b) Denisjonsmengden til f() = + er D f (, ) (, ), som gir at En skisse av funksjonen kan se slik ut: V f (, 0) (0, ) f() 3 2 4 3 2 2 2 3 5. august 202 Side 2 av 5

Siden f() er en-til-en, så har f() en invers. Dette ser vi ved å bruke den horisontale linjetesten. For å nne den inverse funksjonen, f (), så ser vi at f() = + = y gir Vi bytter og y og får at = y = f (y) f () = Fra denisjonen har vi at D f = V f og V f = D f c) Denisjonsmengden til f() = + 2 er D f (, ), som gir at En skisse av funksjonen kan se slik ut: V f (0, ] f() 3 2 2 3 Siden f() ikke er en-til-en, så har ikke f() en invers. Som vi altså ser ved bruk av den horisontale linjetesten. Eventuelt kan man igjen bruke denisjonen av enentydige funksjoner ved å observere at når man velger = og 2 = så får man at f( ) = f( 2 ). d) Denisjonsmengden til f() = + 2, 0 er D f [0, ), som gir at V f (0, ] På grunn av funksjonens denisjonsmengde, så er f() en-til-en (f( ) f( 2 ) der 2 ). Følgelig har den en invers. 5. august 202 Side 3 av 5

En skisse av funksjonen kan se slik ut: f() 3 2 2 3 For å nne den inverse funksjonen, f (), så ser vi at gir f() = + 2 = y = ± y = f (y) Vi er her bare interessert i 0. Dermed har vi at f (y) = y Vi bytter og y og får at Fra denisjonen har vi at f () = D f = V f og V f = D f e) Denisjonsmengden til f() = 2 + 2, er D f (, ], som gir at V f [, ) 5. august 202 Side 4 av 5

En skisse av funksjonen kan se slik ut: f() 3 2 3 2 2 3 På grunn av funksjonens denisjonsmengde, så er f() en-til-en. Følgelig har den en invers. Ved å fullføre kvadratet så får vi at Dermed har vi at f() = 2 + 2 = ( + ) 2 = y = ± y + = f (y) Vi er her bare interessert i. Dermed har vi at Vi bytter og y og får at Fra denisjonen har vi at f (y) = y + f () = + D f = V f og V f = D f 2 Oppgitt er f() = 2 og g() =, dermed er f (g()) = f( ) = ( ) 2 = 0 og g (f()) = g( 2 ) = 2 = Siden f() ikke er en-til-en, så har ikke f() noen invers. g() er dermed ingen invers til f(). Vi merker oss forøvrig at hvis 0 for f() så hadde g() vært den inverse til f(). 5. august 202 Side 5 av 5

3 Oppgitt er f() = 2 og g() =, dermed er (f g)() = f(g()) = f( ) = ( ) 2 og Vi ser da at og (g f)() = g(f()) = g( 2 ) = 2 = D f g [0, ) og V f g [0, ) D g f (, ) og V g f (, ] 4 For g() = 5 og f() = så har vi at (f g)() = f(g()) = f( 5) = 5 For g() = + og f() = 2 så har vi at (f g)() = f(g()) = f( + ) = ( + ) 2 = 2 + 2 For f() = 3 og (f g)() = 4 3 så har vi at 4 3 = f(g()) = g() 3 g() = 4 For g() = og f() = f(g()) = f( ) = så har vi at = ( ) = For f() = + og (f g)() = så har vi at f(g()) = + g() = g() = For g() = og (f g)() = så har vi at f(g()) = g() = f () f() = g () f() = For f() = og (f g)() = så har vi at f(g()) = g() = = 2 g() = 2 Dermed blir den utfyllte tabellen seende slik ut: g() f() (f g)() 5 5 + 2 2 + 2 4 3 4 3 + 2 5. august 202 Side 6 av 5

5 a) For Q P har vi at y 600 50 = 20 0 = 45 Altså har vi at stigningstallet til sekanten Q P er 45m/s. For Q 2 P har vi at y 600 294 = 20 4 = 5 Altså har vi at stigningstallet til sekanten Q 2 P er 5m/s. For Q 3 P har vi at y 600 382 = 20 6 = 54.5 Altså har vi at stigningstallet til sekanten Q 3 P er 54.5m/s. For Q 4 P har vi at y 600 488 = 20 8 = 56 Altså har vi at stigningstallet til sekanten Q 4 P er 56m/s. b) Siden y 600 0 20 0 = 60 så har bilen altså fått en fart på omtrent 60m/s etter 20 sekunder. 6 a) Vi ser på funksjonen som gir oss tabellen f() = sin f() 0. 0.9983 0.0 0.999983 0.00 0.99999983 Det er dermed ikke så vanskelig å overbevise seg om at b) Fra funksjonen sin lim 0 = f() = sin 0 2 0.999 så ser vi fra følgende tabell f() 0. 0.9883 0.0 0.989937 0.00 0.9899305 0 7 0.989767 0 4 0.003276 0 30 0.00759 0 0000 9.99999 0 7 0 000000 00000 0 998 5. august 202 Side 7 av 5

at lim f() = 0 7 a) Den deriverte til funksjonen f() = 3 er gitt ved f f( + h) f() 3( + h) 3 3( + h) + 3 () = lim = lim h 0 h h 0 h 3( + h) + 3 ( 3( ) 2 ( ) 2 + h) 3 3( + h) 3 = lim ( ) 3h + h + = lim h 0 h 3( + h) + 3 = 3 lim h 0 h ( + h + ) = 3 2 h 0 b) Vi har at y y = a( ) er likningen for en rett linje gjennom punktet (, y ). Siden stigningstallet a er gitt ved a = f ( ), så har vi at 3 a( ) = a(3) = 2 3 = 2 Dermed har vi at er en likning for den rette linjen. y = 2 ( 3) + 3 = 2 + 3 2 8 a) Sant, uttrykket oppfyller kravene for en grenseverdi. b) Usant, en grenseverdi kan eksistere i et punkt selv om funksjonensverdien ikke er lik grenseverdien. c) Usant, denne greseverdien eksisterer ikke, siden grensen fra høyre () er forskjellig fra grensen fra venstre (2). d) Sant, funksjonen er ikke denert for verdier størren enn 3. e) Sant, uttrykket oppfyller kravene for kontinuitet (spesielle krav for endepunkt). 9 lim 8 5 + 2 4 5 + 3 4 + 0 + 2 = lim 8 + 3 4 + 3 + 0 4 + 2 5 = 8 4 = 2 5. august 202 Side 8 av 5

0 For funksjonen f() = (2 ) 2 eksisterer det ingen utvidelse i = og = slik at f() blir kontinuerlig. Uansett hvilke verdier vi legger til for = ±, så vil ikke grenseverdien fra høyre gå mot grenseverdien fra venstre i = ±, følgelig tilfredsstilles ikke alle krav for kontinuitet. Dette ser vi ved observasjon av grafen nedenfor: f() 2 2 2 2 2 2 sin 2 For 0 har vi at sin som stemmer siden sinusfunksjonen er en begrenset funksjon fra - til. = 0 er ikke relevant siden vi ikke kan dele på null. 5. august 202 Side 9 av 5

Vi har at g() = 2, f() = 2 sin og h() = 2, som gir g() f() h(). Vi ser også at lim g() = lim h() = 0 0 0 Da gir skviseteoremet oss at lim 0 f() = 0. 0.0 0. 0. 0.0 2 Vi må ha at lim 2 f() = f( 2). Vi ser at og lim f() = lim = 2 2 2 f( 2) = b( 2) 2 = 4b Dermed får vi likheten 4b = 2 som gir at b = 2 3 f er ikke kontinuerlig på [, 3]. Diskontinuitetspunkt: = 2 og = Dette ser vi ved å bruke kontinuitetstesten: En funksjon f() er kontinuerlig i = c hvis og bare hvis den oppfyller følgende krav:. f(c) eksisterer 2. lim c f() eksisterer 3. lim c f() = f(c) 5. august 202 Side 0 av 5

4 lim ( 2 + 2 ) = lim ( 2 + 2 ) = lim 2 + ( 2 ) 2 + + 2 = lim = 2 lim + + 2 + + 2 2 + + 2 = 2 2 = 2 2 + + 2 5 a) f () = 4(2 + 3) 3(2) ( 2 + 3) 2 = 42 + 2 8 2 ( 2 + 3) 2 = 2 42 ( 2 + 3) 2 b) Stigningstallet i tangentligningen y y = a ( ) er gitt ved a = f () = : Dermed har vi at f () = 2 4 ( 3) 2 = 2 y = a ( ) + y = 2 ( ) + = 2 + 2 c) Det nye stigningstallet a 2 nner vi ut ifra følgende likning: a 2 a = a 2 = a = 2 Dermed har vi at y = 2( ) + = 2 + 3 5. august 202 Side av 5

6 Langs funksjonen y = 2 = f() har vi for en hver at stigningstallet er gitt ved den deriverte av f: f () = 2 I et eventuelt tangeringspunkt må stigningstallet der være gitt ved a = y = y ( 2) = 2 + 2 0 Dermed har vi to likninger for stigningstallet uttrykkt ved. Kombinerer vi disse så får vi at 2 + 2 = 2 Dette gir oss andregradslikningen 2 + 2 = 2 2 som har løsningene = ± 2. Dermed er stigningstallet a = ±2 2. Altså har vi to tangentlinjer som går igjennom punktet (0, 2): y = 2 2 2 og y 2 = 2 + 2 2 f() 6 5 4 3 2 3 2 2 3 y = 2 + 2 2 = 5. august 202 Side 2 av 5

7 a) Ved å bruke en substitusjon så har vi at ( y = ) 3 = u 3 = f(u) 5 der g() = 5 = u Dermed gir kjerneregelen oss at dy ( d = 3u 4 g () = 3 ) ( 4 ) = 3 5 5 5 ( ) 4 5 b) Tilsvarende: der Som til slutt gir y = e 2 + 3 = e u = f(u) g() = 2 + 3 = u ( ) dy d = eu g () = + 3 2 e 2 + 3 8 a) Når v = 0 så har vi at som har løsningene t 2 4t + 3 = 0 t = ( 4) ± ( 4) 2 4 3 2 Farten er dermed lik null når t = og når t = 3. Siden a(t) = v (t) = 2t 4 = 2 ± så har vi at a() = 2 og a(3) = 2 b) Faktorisering gir at v = t 2 4t + 3 = (t )(t 3) Partikkelen beveger seg bakover når v < 0 og forover når v > 0. Dermed vil partikkelen bevege seg forover for 0 t < og t > 3, mens den beveger seg bakover for < t < 3. Et fortegnsskjema kan her være nyttig: 0 2 3 c) Ved å sette (t ) (t 3) (t )(t 3) a(t) = 2t 4 = 0 så nner vi at akselerasjonen er null når t = 2. Hastigheten er økende hvis a(t) > 0 og avtagende hvis a(t) < 0. Altså har vi at hastigheten er økende for t > 2 og avtagende for 0 t < 2. t 5. august 202 Side 3 av 5

9 Den deriverte av y = ((f()) 2 + ((g()) 2 er gitt ved dy d = ((f()) 2 + ((g()) 2 2 (2f()f () + 2g()g ()) Med de oppgitte verdiene for = 2 så har vi dermed følgende verdi for den deriverte i = 2: dy 9 = (4 + 3 5) = d =2 4 2 + 32 5 20 Derivasjon av (t) og y(t) med hensyn på t gir at dy dt = 2 t og d dt = 2 t + Vi kan da nne uttrykk for stigningstallet: dy d = 2 t 2 t+ = t + t = a Likningen for en rett linje er fremdeles y y = a( ), så t + y = ( 2) + t I punktet (, y) = ( 2, ) har vi at t =. Tangentlinjen er derfor gitt ved y = 2 2 Deriverer vi funksjonene får vi at dy d = 2 + a og dy 2 d = 2 + c Siden (, 0) er punktet hvor funksjonene har en felles tangentlinje, så må vi hat at Dette gir oss likningen Videre må vi også ha at dy d = dy 2 = d = (2 + a) = = ( 2 + c) = c a = 4 y (0) = () 2 + a() + b = 0 og y 2 (0) = c() () 2 = 0 5. august 202 Side 4 av 5

Vi har nå skaet oss tre likninger med tre ukjente: c a = 4, a + b + = 0, c = som har løsningen a = 3, b = 2, c = 4 3 2 2 2 3 4 2 22 Vi påstår at utsagnet er sant. Anta strikken okkuperer intervallet [a, b] før strekking. For [a, b] la f() være posisjonen til punktet etter strekking. Vi må nne et punkt c [a, b] som er slik at f(c) = c. Vi antar at strikken ikke brister, f blir da en kontinuerlig funksjon. Sett g() = f(). Siden striken strekkes til begge sider, har vi at f(a) a og f(b) b, dvs., g(a) 0 og g(b) 0. Skjæringssetningen gir nå eksistensen av et punkt c [a, b] slik at g(c) = f(c) c = 0, dvs., f(c) = c. 23 Vi bruker samme triks som i forrige oppgave og innfører funksjonen g() = f(). Siden f avbilder intervallet [0, ] inn i seg selv, har vi at f(0) 0 og f(). Men det betyr at g(0) = f(0) 0 = f(0) 0 og g() = f() 0. Skjæringssetningen gir så eksistensen av et punkt c [0, ] slik at g(c) = f(c) c = 0, dvs., f(c) = c. 5. august 202 Side 5 av 5