Eksamen i TMA4122 Matematikk 4M

Like dokumenter
Eksamen i TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/N

Eksamen i TMA4130 Matematikk 4N

Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamen i TMA4122 Matematikk 4M

Eksamensoppgåve i TMA4135 Matematikk 4D

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

Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamen i TMA4135 Matematikk 4D

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

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MATEMATIKK 4N,

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.

Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D

TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N Vår 2013

Eksamen i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamensoppgave i TMA4130/35 Matematikk 4N/4D

TMA4135 Matematikk 4D Høst 2014

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.

TMA Matematikk 4D Fredag 19. desember 2003 løsningsforslag

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

Løsningsforslag eksamen i TMA4123/25 Matematikk 4M/N

Eksamensoppgave i TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N

EKSAMEN I NUMERISK MATEMATIKK (TMA4215)

Eksamen i TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N

Eksamen TMA desember 2009

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.

Eksamen i TMA4135 Matematikk 4D

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

Eksamensoppgave i MA1102/6102 Grunnkurs i analyse II

Eksamensoppgave i TMA4125 BARE TULL - LF

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

TMA4120 Matematikk 4K Høst 2015

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

TMA4122/TMA4130 Matematikk 4M/4N Høsten 2010

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TMA4125 EKSEMPELEKSAMEN - LF

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D: Løysing

MA2501 Numeriske metoder

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

MA2501 Numeriske metoder

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

Fasit MAT102 juni 2016

Viktig informasjon. 1.1 Taylorrekker. Hva er Taylor-polynomet av grad om for funksjonen? Velg ett alternativ

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

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

TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N Vår 2013

Eksamensoppgave i TMA4125 Matematikk 4N

Fasit til eksamen i emnet MAT102 - Brukerkurs i matematikk II Mandag 21.september 2015

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I TMA4180 OPTIMERINGSTEORI

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

UNIVERSITETET I OSLO

Viktig informasjon. 1.1 Taylorrekker. Hva er Taylor-polynomet av grad om for funksjonen? Velg ett alternativ

EKSAMEN BOKMÅL STEMMER. DATO: TID: OPPG. SIDER: VEDLEGG: 3 desember :00-13: FAGKODE: IR Matematikk 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 FAG SIF5045 NUMERISK LØSNING AV DIFFERENSIALLIGNINGER

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

(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)

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO

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

EKSAMEN I NUMERISK LØSNING AV DIFFERENSIALLIGNINGER MED DIFFERANSEMETODER (TMA4212)

Numerisk løsning av PDL

Fasit eksamen i MAT102 4/6 2014

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 for eksamen i brukerkurs i matematikk A (MA0001)

Forelesning Matematikk 4N

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

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

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Matematikk 1000, 2012/2013. Eksamensaktuelle numerikk-oppgåver

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

Numerisk integrasjon

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

EKSAMEN I FAG TMA4220 NUMERISK LØSNING AV PARTIELLE DIFFERENSIALLIGNINGER VED HJELP AV ELEMENTMETODEN

UNIVERSITETET I BERGEN

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

UNIVERSITETET I OSLO

TMA4135 Matematikk 4D Kompendium i numerikk. Eirik Refsdal

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

UNIVERSITETET I BERGEN

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

9 + 4 (kan bli endringer)

Matematikk Eksamensaktuelle numerikk-oppgåver

UNIVERSITETET I BERGEN

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

Eksamensoppgave i TMA4110/TMA4115 Calculus 3

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

EKSAMEN I NUMERISK LINEÆR ALGEBRA (TMA4205)

= x lim n n 2 + 2n + 4

Eksamensoppgave i MA2501 Numeriske metoder

UNIVERSITETET I OSLO

Numerikk. TMA Matematikk 4N. Einar Baumann

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

Løsningsførslag i Matematikk 4D, 4N, 4M

Transkript:

Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag Side av 6 Faglig kontakt under eksamen: Yura Lyubarskii: mobil 9647362 Anne Kværnø: mobil 92663824 Eksamen i TMA422 Matematikk 4M Bokmål Mandag 20. desember 200 Tid: 09.00 3.00 Hjelpemidler (kode C: Enkel kalkulator (Hewlett Packard HP30S eller Citizen SR-270X Rottmann: Matematiske formelsamling Alle svar skal begrunnes og det skal gå klart frem hvordan svarene er oppnådd. Oppgave datasettet Finn polynomet av lavest mulig grad som interpolerer punktene i x i 0 2 f(x i 3 0.5.5. Oppgave 2 La en 2π-periodisk funksjon f bli gitt ved f(x = e x, π < x < π. a Skisser grafen til den 2π periodiske utvidelsen til f, og finn dens komplekse Fourierrekke. b Finn summen av rekkene n=2 ( n + n 2 og n=2 + n 2.

Side 2 av 6 Oppgave 3 Løs integralligningen f(x e 4 x t f(tdt = e x, < x <. Oppgave 4 a Gitt ligningen u t = 2 u + 2u, 0 < x < π, t > 0, x2 finn alle løsninger på formen u(x, t = X(x T (t som tilfredstiller randbetingelsene u x (0, t = 0, u x (π, t = 0. b Finn den løsningen av problemet i punkt a som i tillegg tilfredstiller startbetingelsen u(x, 0 = (cos x + 2, 0 < x < π. Oppgave 5 Gitt et system av første ordens differensialligninger y = f(x, y, y(x 0 = y 0. Vi har sett på flere mulige måter å løse slike ligninger numerisk, i denne oppgaven velger vi «trapes-metoden», gitt ved y n+ = y n + h 2 [ f(xn, y n + f(x n+, y n+ ] ( der h er skrittlengden og x n+ = x n + h. Vi antar at y n er kjent, og ( brukes til finne en tilnærmelse til y n+. Metoden er implisitt, siden funksjonen f også beregnes i den ukjente løsningen y n+. Vi ender altså med et ikke-lineært ligningssystem som må løses med hensyn på y n+ for hvert skritt. La y = y(x være funksjonen som tilfredstiller den andre ordens differensialligningen y = sin y, med startbetingelser y(0 = π/2, y (0 = 0. Skriv om ligningen til et system av første ordens differensialligninger. Hva blir startverdiene for dette systemet? Sett h = 0. og sett opp det ikke-lineære ligningssystemet du får når du ønsker utføre det første skrittet med trapesmetoden for dette systemet.

Side 3 av 6 Oppgave 6 Gjør en iterasjon med Newtons metode på ligningssystemet 20x x 2 0π = 0, sin x 20x 2 + = 0. Bruk x (0 = π/2 og x (0 2 = 0 som startverdier for iterasjonene. Oppgave 7 Gitt den partielle differensialligningen u t = κu xx + x( x, (t > 0, 0 < x <, u(0, t = u(, t = 0, (t > 0, u(x, 0 = sin(πx, (0 < x <. Bruk et gitter bestående av punktene t j = jk og x i = ih, h = /N, og sett opp et eksplisitt differanseskjema for denne ligningen, det vil si, bruk en sentraldifferanse for å approksimere u xx og en foroverdifferanse for å approksimere u t. La κ = 0.. Sett h = 0.25 og k = 0.2, og finn tilnærmelser til u(0.25, 0.2, u(0.5, 0.2 og u(0.75, 0.2. Oppgave 8 Gitt et integral på formen I = b a f(xdx. Følgende MATLAB-funksjon beregner en numerisk tilnærmelse Q til dette integralet: function Q = metode(a,b,f,m h = (b-a/(2*m; x = [a:h:b]; y = f(x; s0 = y(+y(2*m+; s = sum(y(2:2:2*m; s2 = sum(y(3:2:2*m-; Q = h*(s0+4*s+2*s2/3; a Hvilken metode er implementert her?

Side 4 av 6 b Anta at du utfører følgende kommandoer i MATLAB: >> f = @(x exp(x.^2; >> Q = metode(0,,f,2 Hva blir Q? Du får nå oppgitt at Q2 = metode(0,,f,4 resulterer i Q2 =.4627234. Bruk Q, Q2 og hintet under til å finne et estimat (tilnærmelse for feilen i Q2. Hint: For et gitt integral I vil feilen i tilnærmelsen Q gå som I Q C/m 4, C er en konstant.

Side 5 av 6 Formler i numerikk La p(x være et polynom av grad n som interpolerer f(x i punktene x i, i = 0,,..., n. Forutsatt at x og alle nodene ligger i intervallet [a, b], så gjelder f(x p(x = (n +! f (n+ (ξ n (x x i. Newtons dividerte differansers interpolasjonspolynom p(x av grad n: p(x = f[x 0 ] + (x x 0 f[x 0, x ] + (x x 0 (x x f[x 0, x, x 2 ] Numerisk derivasjon: i=0 + + (x x 0 (x x... (x x n f[x 0,..., x n ] f (x = [ ] f(x + h f(x + h 2 hf (ξ f (x = [ ] f(x + h f(x h 2h 6 h2 f (ξ f (x = [ ] f(x + h 2f(x + f(x h h 2 2 h2 f (4 (ξ Simpsons integrasjonsformel: x2 x 0 f(x dx h 3 (f 0 + 4f + f 2 Newtons metode for ligningssystemet f(x = 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 = a ii x (k+ i = ( a ii ( b i i j= b i i Heuns metode for løsning av y = f(x, y: k = hf(x n, y n j= a ij x (k j n k 2 = hf(x 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

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org Side 6 av 6 Tabell over noen Laplace-transformer f(t F (s = L {f(t} = t t n n! (n = 0,, 2,... s n+ e at s a s cos ωt s 2 + ω 2 sin ωt cosh at sinh at e at cos ωt e at sin ωt s s 2 0 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 f(t dt Tabell over noen Fourier-transformer f(x g(x = f(ax u(x u(x a ˆf(w = F(f = 2π ĝ(w = a ˆf 2π ( sin aw w ( w a f(xe iwx dx i cos aw w u(xe x 2π ( + w 2 i w + w 2 e ax2 e w2 4a 2a 2 a e a x π w 2 + a 2