TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Like dokumenter
x n+1 = x n f(x n) f (x n ) = x n x2 n 3

I = (x 2 2x)e kx dx. U dv = UV V du. = x 1 1. k ekx x 1 ) = x k ekx 2x dx. = x2 k ekx 2 k. k ekx 2 k I 2. k ekx 2 k 1

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

Løsningsforslag: Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

UNIVERSITETET I BERGEN

x 3 x x3 x 0 3! x2 + O(x 7 ) = lim 1 = lim Denne oppgaven kan også løses ved hjelp av l Hôpitals regel, men denne må da anvendes tre ganger.

Nicolai Kristen Solheim

Løsningsforslag for Eksamen i MAT 100, H-03

EKSAMEN Løsningsforslag

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

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

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

Matematikk 1 Første deleksamen. Løsningsforslag

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Deleksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Første og andrederivasjons testen Anvendt optimering Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

TMA4100 Matematikk1 Høst 2008

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1101, 5.oktober 2010

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Løsningsforslag til eksamen i MAT 1100 H07

OPPGAVE 1 LØSNINGSFORSLAG

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

= x lim n n 2 + 2n + 4

Forelesning 10 MA0003, Tirsdag 18/ Asymptoter og skissering av grafer Bittinger:

OPPGAVESETT MAT111-H16 UKE 44. Oppgaver til seminaret 4/11

x, og du dx = w dy (cosh u) = sinh u H sinh w H x = sinh w H x. dx = H w w > 0, så h har ikke flere lokale ekstremverdier.

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2014

Flere anvendelser av derivasjon

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

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

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

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Løsningsforslag Eksamen M100 Våren 2002

Ekstremverdier Mellomverdisatsen Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

UNIVERSITETET I BERGEN

TMA4100 Matematikk1 Høst 2009

Fasit til obligatorisk oppgave i MAT 100A

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1100, uka 15/11-19/11

være en rasjonal funksjon med grad p < grad q. La oss skrive p(x) (x a)q(x) = A

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1100, H-14 DEL 1

x 2 = x 1 f(x 1) (x 0 ) 3 = 2 n x 1 n x 2 n 0 0, , , , , , , , , , , 7124

Løsningsforslag til eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

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

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

TMA4100: Repetisjon før midtsemesterprøven

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

Oppfriskningskurs i matematikk 2008

lny = (lnx) 2 y y = 2lnx x y = 2ylnx x = 2xlnx lnx

Anvendelser av derivasjon.

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

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

Litt om numerisk integrasjon og derivasjon og løsningsforslag til noen ekstraoppgaver MAT-INF 1100 uke 48 (22/11-26/11)

Løsningsforslag til underveisvurdering i MAT111 vår 2005

MET Matematikk for siviløkonomer

Repetisjon i Matematikk 1: Derivasjon 2,

x 2 = x 1 f(x 1) (x 0 ) 3 = 2 x 2 n n x 1 n 0 0, , , , , , , , , , , 7124

Krasjkurs MAT101 og MAT111

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

UNIVERSITETET I OSLO. Løsningsforslag

Institutionen för Matematik, KTH

Løsningsforslag. Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver teller like mye.

MA1102 Grunnkurs i Analyse II Vår 2015

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

Innlevering Matematikk forkurs HIOA Obligatorisk innlevering 3 Innleveringsfrist Onsdag 15. november 2017 kl 14:30 Antall oppgaver: 8

Løsningsforslag MAT102 Vår 2018

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA

Kortfattet løsningsforslag til ekstra prøveeksamen i MAT1100, høsten 2014

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

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

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

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

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

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.

Andre del av forelesningen om funksjoner bygger på dette notatet. Notatet bygger på læreboken og er noe mer utfyllende enn forelesningen.

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2017

Funksjonsdrøfting MAT111, høsten 2017

UNIVERSITETET I OSLO

TMA4100 Matematikk 1, 4. august 2014 Side 1 av 12. x 2 3x +2. x 2

UNIVERSITETET I OSLO

Heldagsprøve i matematikk. Svar og løsningsforslag

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2017

Løsningsforslag til eksamen i fag MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I Høst 2008

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

Løsningsforslag til eksamen i TMA4105 matematikk 2,

UNIVERSITETET I BERGEN Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. Eksamen i MAT111 Grunnkurs i matematikk I Løsningsforslag

Oversikt over Matematikk 1

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

Oppfriskningskurs i Matematikk

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

Newtons metode - Integrasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Enkel matematikk for økonomer. Del 1 nødvendig bakgrunn. Parenteser og brøker

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

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

SIF5003 Matematikk 1, 5. desember 2001 Løsningsforslag

Funksjonsdrøfting MAT111, høsten 2016

Potensrekker Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Transkript:

Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag TMA4 Matematikk Høst 24 Løsningsforslag Øving 9 4.3.4 Vi bruker Taylor-polynom til å løse denne oppgaven. Taylor-polynomet (Maclaurinpolynomet) til sin om = er gitt som (side 278 i boka) sin = 3 3! + 5 5! + O(7 ). Vi setter dette inn i grenseuttrykket og får sin 3 ( ) 3 3! + 5 5! + O( 7 ) 3 3 3! 5 5! + O( 7 ) 3 ( ) 3! 2 5! + O(4 ) = 3! = 6. Denne oppgaven kan også løses ved hjelp av l Hôpitals regel, men denne må da anvendes tre ganger. 4.5.36 Vi er gitt funksjonen f() = { 2 for, 2 for <. Punktet = er et kritisk punkt hvis f () =. Vi finner derfor den deriverte til f, { f 2 for >, () = 2 for <. For å finne den deriverte i =, må vi bruke definisjonen på den deriverte (se side i boka), f f(h) f() (). h h Vi ser at denne grensen er avhengig av om h er større eller mindre enn null. Vi ser derfor på høyre og venstre grenseverdi, f(h) f() h + h h f(h) f() h h 2 h + h h h 2 h h + h =, ( h) =. h 3. oktober 24 Side av 5

Siden høyre og venstre grenseverdi er like, konkluderer vi med at f () =, slik at = er et kritisk punkt. Vi bruker deretter definisjonen på vendepunkt (side 24 i boka) for å undersøke om = er et slikt. Vi må sjekke to betingelser: (a) Har kurven y = f() en tangentlinje i =? Vi vet at den deriverte i punktet = eksisterer og at f () = og f() =. Derfor er y = en tangentlinje til y = f() i =. (b) Har f motsatt konkavitet på motsatte sider av =? Vi følger definisjonen på konkavitet, side 24 i boka. For > er f () = 2, altså stigene. Det vil si at f er konveks (concave up) for >. For < er f () = 2, altså synkende. Det vil si at f er konkav (concave down) for <. Vi ser at begge betingelsene er oppfylt. Altså er = et vendepunkt. Vi observerer så at f () har en knekk i =. Det vil si at f () ikke eksisterer her. Vi kan derfor konkludere med at selv om en funksjon har en ikke-vertikal tangentlinje i et vendepunkt, så trenger ikke den dobbeltderiverte gå mot null her. 4.8.32 Gitt kurven y = + 3 2. Vi vet at avstanden, l, mellom et vilkårlig punkt på kurven, (, y), og (8,) er gitt som l 2 = ( 8) 2 + (y ) 2 = ( 8) 2 + 3. Vi ønsker å finne den -verdien som minimerer l. Siden f er kontinuerlig og begrenset nedenfra, vil kandidater til minimum være kritiske punkter, altså der dl =. Vi argumenterer først for at l og l 2 har de samme kritiske punktene. Vi vet at kritiske punkter til l 2 oppfyller d(l 2 ) dl = 2l =. Så lenge l er dette det samme som å kreve at dl =. Altså har vi vist at l og l2 har de samme kritiske punktene. Grunnen til at vi gjør dette, er at det er enklere å derivere l 2. Dette er derfor en mye brukt teknikk. Vi vet at d(l 2 ) = 2( 8) + 32 = 3 2 + 2 6 = = 2 eller = 8 3. d 2 (l 2 ) 2 = 6 + 2, slik at = 2 er et lokalt minimum, mens = 8 3 er et lokalt maksimum. Den eneste kandidaten til minimum er derfor = 2, og vi konkluderer med at dette er et globalt minimum. I = 2 har vi at l = (2 8) 2 + 2 3 = 44 = 2. Den minste avstanden fra kurven y = + 3 2 er altså 2. 3. oktober 24 Side 2 av 5

6.2. Vi ser at integranden er en rasjonal funksjon der nevneren er av høyere orden enn telleren. Vi bruker derfor delbrøkoppspalting. Telleren, 3 2 + 8 3, har røttene = 3 og = 3, slik at vi kan skrive integranden som 3 2 + 8 3 = Vi søker nå å skrive dette på formen 3 ( ) = 3 ( + 3) (3 )( + 3) = A 3 + B + 3, (3 )( + 3). der A og B er konstanter. Vi multipliserer begge sider med felles faktor, og får at Vi må altså kreve at = A( + 3) + B(3 ) = (A + 3B) + (3A B). A + 3B =, 3A B =. og Den andre ligningen gir B = 3A, som innsatt i den første ligningen gir at Dette gir igjen A + 3 3A = A =. B = 3A = 3. Vi er nå klare til å evaluere integralet, ( ) (3 )( + 3) = (3 ) + 3 ( + 3) = 3 + 3 + 3 = 3 ln(3 ) + 3 ln( + 3) + C = (ln(3 ) + 9 ln( + 3)) + C 3 Her har vi brukt at d ln(a + b) = a+b a slik at a+b = a ln(a + b) + C. 6.5.6 Vi gjenkjenner integralet som et uegentlig integral av type (Definisjon, side 362 i boka). Vi bestemmer først det ubestemte integralet ln. Ved å gjøre substitusjonen u = ln, har vi at du =, slik at du ln = = ln u + C = ln(ln ) + C. u 3. oktober 24 Side 3 av 5

Vi har nå at e R ln R e ln [ln(ln R) ln(ln e)] R ln(ln R). R Siden ln R = må også ln(ln R) =, slik at integralet divergerer. R R 6.6.2 Vi bruker midtpunktsmetoden (The Midpoint Rule, side 372 i boka), og deler integrasjonsintervallet, [, 9], opp i n = 8 intervaller med størrelse h =. Midtpunktene i hvert intervall er da gitt som m j = 2 + j, for j =, 2,..., 8. Vi leser av funksjonsverdien i midtpunktene fra figuren så nøyaktig som mulig. Da har vi at 9 f() M 8 = h 8 f(m j ) j= (3,4 + 4,3 + 5,8 + 7,5 + 8,2 + 7,6 + 6,2 + 4,) = 47,. 6.7.2 Vi evaluerer først integralet eksakt, 3 = 4 4 = 4. Vi anvender så Simpsons metode (Simpson s Rule, side 377 i boka) med n = 2 på intervallet [,]. Det vil si at h = 2 og y i = 3 i, for i =,,2, der =, = 2 og 2 =. Vi har da at Vi har altså vist at 3 = S 2. S 2 = h 3 (y + 4y + y 2 ) = h 3 (3 + 4 3 + 3 2) ( = ( ) 3 + 4 + ) 6 2 = ( ) 6 2 + = 6 3 2 = 4. 6.8. Vi ønsker å finne konstanter A og u (, ) slik at f() = Af( u) + Af(u), for alle kubiske polynomer f() = a 3 + b 2 + c + d, det vil si for alle a, b, c, d. 3. oktober 24 Side 4 av 5

Vi starter med å evaluere integralet på venstre side av ligningen over. Siden integrasjonsintervallet er symmetrisk om =, og siden a 3 og c er odde funksjoner, mens b 2 og d er like funksjoner, kan vi forenkle intergralet, Vi ser så på høyresiden, f() = = 2 = 2 (a 3 + b 2 + c + d) (b 2 + d) ( ) b 3 3 + = 2 3 b + 2d. Af( u) + Af(u) = A ( a( u) 3 + b( u) 2 + c( u) + d ) + A ( au 3 + bu 2 + cu + d ) = A ( au 3 + bu 2 cu + d + au 3 + bu 2 + cu + d ) = A ( 2bu 2 + 2d ) = 2Au 2 b + 2Ad. Vi setter så uttrykkene lik hverandre og får at 2 3 b + 2d = 2Au2 b + 2Ad ( ) 3 Au2 b + ( A)d =. Husk at dette skal gjelde for alle a, b, c, d. Uttrykket over er bare avhengig av b og d, slik at vi må kreve at A =, og 3 Au2 =. Den første ligningen gir A =, mens den andre gir 3 u2 = u = 3 3 = 3. 3. oktober 24 Side 5 av 5