Løsningsforslag til eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I



Like dokumenter
UNIVERSITETET I BERGEN

Løsningsforslag: Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Deleksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

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

OPPGAVE 1 LØSNINGSFORSLAG

Løsningsforslag eksamen MAT111 Grunnkurs i Matematikk I høsten 2009

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

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

Løsningsforslag eksamen i TMA4100 Matematikk desember Side 1 av 7

EKSAMEN Løsningsforslag

Løsningsforslag til Eksamen i MAT111

Løsningsforslag Eksamen M001 Våren 2002

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

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA

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

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

Eksamensoppgave i MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I. LØSNINGSFORSLAG

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

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Ekstremverdier Mellomverdisatsen Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

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

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag, eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

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

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1101, 5.oktober 2010

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

Løsningsforslag. f(x) = 2/x + 12x

Løsningsforslag for eksamen i brukerkurs i matematikk A (MA0001)

Første og andrederivasjons testen Anvendt optimering Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Løsningsforslag Eksamen M100 Høsten 1998

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

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

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

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

OPPGAVE 1 NYNORSK. LØYSINGSFORSLAG Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i matematikk I onsdag 16. mai 2012 kl. 09:00-14:00. a) La z 1 = 3 3 3i, z 2 = 4 + i,

Løsningsforslag. og B =

EKSAMEN. Ingeniør- og Fleksibel ingeniørutdanning.

DEL 1 Uten hjelpemidler

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

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

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:

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

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 Vår 2013

Matematikk 1 Første deleksamen. Løsningsforslag

Flere anvendelser av derivasjon

SIF5003 Matematikk 1, 5. desember 2001 Løsningsforslag

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

TMA4100 Matematikk1 Høst 2008

LYØSINGSFORSLAG Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i matematikk I onsdag 18. mai 2011 kl. 09:00-14: i( 3 + 1) = i + i + 1

Løsningsforslag Eksamen M100 Våren 2002

UNIVERSITETET I OSLO

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

Løsningsforslag til Obligatorisk innlevering 7

= x lim n n 2 + 2n + 4

Eksamen i emnet MAT111/M100 - Grunnkurs i matematikk I Mandag 15. desember 2003, kl (15) LØYSINGSFORSLAG OPPGÅVE 2:

Løsningsforslag til utvalgte oppgaver i kapittel 10

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

EKSAMEN. Ingeniørstudenter som tar opp igjen eksa- men (6stp.).

EKSAMEN. TILLATTE HJELPEMIDLER: John Haugan: Formler og tabeller. Rottmanns formelsamling (tillatt som overgangsordning)

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

TMA4100 Matematikk1 Høst 2009

MA1101 Grunnkurs Analyse I Høst 2017

Heldagsprøve R

Areal mellom kurver Volum Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Løsningsforslag til eksamen i TMA4105 matematikk 2,

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I BERGEN Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. Obligatorisk innlevering 3 i emnet MAT111, høsten 2016

3x + 2y 8, 2x + 4y 8.

Eksamen R2, Høsten 2015, løsning

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

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

Eksamensoppgavehefte 1. MAT1012 Matematikk 2: Mer funksjonsteori i en og flere variabler

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

Oppsummering TMA4100. Kristian Seip. 26./28. november 2013

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

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

Oppsummering MA1101. Kristian Seip. 23. november 2017

TMA4100: Repetisjon før midtsemesterprøven

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

UNIVERSITETET I BERGEN

Eksamen i MAT1100 H14: Løsningsforslag

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

Løsningsforslag til underveisvurdering i MAT111 vår 2005

Eksamen R2, Våren 2009

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

Emnenavn: Eksamenstid: Faglærer: Christian F Heide

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag MAT102 Vår 2018

R2 - Funksjoner, integrasjon og trigonometri

OPPGAVESETT MAT111-H17 UKE 38. Oppgaver til gruppene uke 39

Prøve i R2 Integrasjonsmetoder

TMA4100 Matematikk 1 for MTDESIG, MTIØT-PP, MTMART og MTPROD høsten 2010

R2 eksamen høsten 2017 løsningsforslag

Oppsummering TMA4100. Kristian Seip. 17./18. november 2014

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Newtons metode - Integrasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

UNIVERSITETET I OSLO

Transkript:

Universitetet i Bergen Matematisk institutt Bokmål Løsningsforslag til eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I Mandag 17. desember 2007, kl. 09-14. Oppgave 1 Gitt f(x) = x + x 2 1, 1 x 1. a) Finn og klassifiser alle kritiske punkt. Bestem absolutt maksimum og minimum til f(x). Løsning: f (x) = x 2 + 2x = x(x + 2), kritiske punkt er dermed ved x = 2, y = 2 og x = 0, y = 1. f (x) = 6x + 2 f ( 2 ) = 2 < 27 0, f (0) = 2 > 0, dermed er ( 2, 2 ) et maksimum, mens (0, 1) er 27 minimum. Kandidater for absolutt maksimum er singulære punkt (finnes ikke for f(x)), endepunktene ( 1, 1) og (1, 1), og de kritiske punktene. Det er delt førsteplass om å være absolutt minimum mellom ( 1, 1) og (0, 1), begge disse punktene er absolutt minimum. Høyre endepunkt (1, 1) er absolutt maksimum. b) Finn eventuelle vendepunkt og avgjør konkaviteten til funksjonen. Løsning: f (x) = 6x + 2, mulig vendepunkt ved x = 1, bekreftes som vendepunkt av at f ( 1 ) = 6 0.a f (x) < 0 (konkav ned) for x < 1, f (x) > 0 (konkav opp) for x > 1. c) Finn Taylor-polynomene av 1. orden (T 1 (x)) og 2.orden (T 2 (x)) rundt x = 1. Løsning: f(1) = 1, f (1) = 5, f (1) = 8. Dermed er T 1 (x) = 1+5(x 1) = 5x 4; T 2 (x) = 1 + 5(x 1) + 4(x 1) 2 = 4x 2 x. d) Vis at f(x) har minst et nullpunkt i intervallet (0, 1). Finn nullpunktet til T 1 (x). Vi kan betrakte det som en tilnærming av nullpunktet til f(x). Hvilken iterativ metode for lokalisering av nullpunkt har man nå gjennomført en iterasjon med? Løsning: f(x) er kontinuerlig på 0 < x < 1, og f(0) = 1 og f(1) = 1 har motsatt fortegn, da følger det av skjæringssetningen at der er minst et nullpunkt på 0 < x < 1. 1

Nullpunktet til T 1 (x): T 1 (x) = 5x + 4 = 0 x = 4 5. Setter vi T 1 (x) = 0 får vi: f(x 0 ) + (x x 0 )f (x 0 ) = 0 x = x 0 f(x 0) f (x 0 ) som vi gjenkjenner som Newton-Raphsons metode. e) Skisser grafen til f(x). Oppgave 2 Bestem disse grenseverdiene: x2 x 6 a) lim, x x Løsning: Faktoriserer og forenkler: lim x x2 x 6 x = lim x (x + 2)(x ) x = lim x x + 2 = 5. ln x b) lim x 1 x 2 1, Løsning: Både teller og nevner deriverbar om x = 1. Bruker L Hopitals 1. regel: ln x lim x 1 x 2 1 = lim 1 x 1 2x = 1 2 2. 2

c) lim x (1 1 x + 1 )2x+1 Løsning: Setter L = (1 1 x+1 )2x+1 og tar ln på begge sider. Da er Bruker L Hopitals 2. regel og får videre lim ln L = lim (2x + 1) ln( x x x x + 1 ). lim ln L = x lim x (2x + 1) 2 2x(x + 1) 8x + 4 = lim x 4x 2 = 2. Da er lim x (1 1 x+1 )2x+1 = lim x L = e 2. Oppgave Regn ut: a) x cos(x 2 )dx, Løsning: Substitusjon u = x 2 du = 2x. Gir integralet 1 dx 2 u cosudu. Denne kan løses med delvis integrasjon, og etterfulgt av tilbakesubstitusjon får vi: x cos(x 2 )dx = 1 2 u cosudu = 1 2 (cosu+u sinu+c) = 1 2 (cosx2 +x 2 sin x 2 +C). b) 2x 2 + x + 2 dx. x + x Løsning: Delbrøksoppspalting: 2x2 +x+2 = A + Bx+C. x +x x x 2 +1 Finner at A = 2, B = 0, C = 1, dermed blir integralet 2 x + 1 dx = 2 ln x + arctanx + C. x 2 + 1

Oppgave 4 Gitt et område avgrenset av funksjonen f(x) = e 2x, x aksen, samt x = 0 og x = Z, der Z kan være positiv eller negativ. a) Finn arealet, A, til dette området bestemt ved Z. Hva må Z være dersom A = 5? Løsning: For Z < 0 er arealet gitt av 0 Z e 2x dx = 1 2 (1 e2z ). For Z > 0 er arealet gitt av Z 0 e 2x dx = 1 2 (e2z 1). Med A = 5 og Z < 0 trenger vi løsning til 1(1 2 e2z ) = 5 e 2Z = 9, som ikke finnes for Z R). Dersom Z > 0 løser vi e 2Z 1 = 10, som har løsningen Z = 1 ln 11. 2 b) Hvor stort må arealet A være for at Z skal være entydig bestemt? Løsning: Merker oss at f(x) > 0. Dermed er A monotont økende når Z øker. Derfor finnes det maksimalt en løsning for Z < 0, og en løsning for Z > 0. For Z > 0 kan arealet bli vilkårlig stort, det er for Z < 0 at maksimalt areal er endelig. For å finne maksimalt areal på venstre side bruker vi at A er monotont økende når Z Dermed eksisterer løsningen for Z < 0 bare om A < lim Z A = 1 2. Oppgave 5 Løs differensialligningene: a) dy dx = 4x 1, y(0) =. 2y Løsning: Separabel differensialligning. 2y dy = (4x 1) dx. y 2 = 2x 2 x + C 4

y = ± 2x 2 x + C. For å oppfylle initialkravet må man bruke det negative svaret, og sette C = 9.. y(x) = 2x 2 x + 9 b) dy dx = 2y x +, y(1) = 0. ex Løsning: Lineær differensialligning. Integrerende faktor er e R µ(x)dx = e R 2 x dx = x 2. Dette gir Integrerer og får x 2 y = d dx (x2 y) = x 2 e x. x 2 e x dx = 1 ex + C. Her har vi brukt substitusjonen u = x. Dermed er generell løsning y(x) = ex + C x 2, der C = C. For å oppfylle initialkravet må C = e. Endelig svar blir dermed y(x) = ex e x 2. Oppgave 6 Du har et timeglass som består av to identiske glass, forbundet med et tynt rør som vann kan renne gjennom. Hvis alt vannet er i det ene glasset, og timeglasset snus, vil alt vannet renne ned i det nedre glasset på fem minutter. Vi antar at vannet renner med konstant fart gjennom hele denne tiden, slik at volum av vannet i øvre glass blir en lineær funksjon av tiden t. Hvert av glassene er paraboloideformet, med en radius ved høyde h gitt av r = h. Idet timeglasset blir snudd og alt vannet er i det øvre glasset, vil overflaten være 10 cm over utløpsrøret. Hvert av glassene har en høyde på 11 cm (se figuren). 5

a) Hva er volumet V (t) av vannet i øvre glass ved tid t (0 t 5)? Løsning: Timeglasset er et omdreiningslegemet beskrevet av funksjonen r = h. For å finne volumet ved vannstand v, må vi integrerere V (v) = v 0 πr 2 dh = v 0 πhdh = πv2 2. At volumet er en lineær funksjon i t betyr at det kan skrives V (t) = At+B. Ved t = 0 er v = 10 og vannstanden V (0) = 50π. Vi har også oppgitt at V (5) = 0, som gir oss 2 enkle ligninger for A og B. Løser disse, setter inn og får: V (t) = 10πt + 50π. b) Vannglasset snus ved t = 0. Vis at vannstanden v som en funksjon av tiden t er gitt ved v(t) = 20t + 100. Du skal sette et merke på det øvre glasset for å markere vannivået når det kun gjenstår et minutt før det øvre glasset er tomt. Hvor på glasset skal dette merket plasseres? Løsning: Om vi gjør den rimelige antagelsen at både v og V er positive størrelser blir V entydig og den inverse funksjonen v(v ) eksisterer. V (v) = π 2V 2 v2 v(v ) = π Setter inn V (t) = 10πt + 50π fra oppgave a) og får v(t) = 20t + 100. Med et minutt igjen er t = 4, setter derfor inn t = 4, og får 20, eller ca. 4.5 cm over utløpsrøret. 6

c) Etter alt vannet har rent ned i det nedre glasset, hvor langt er det mellom vannoverflaten og toppen av dette glasset? Løsning: Volumet av hele glasset er V (v = 11) = 121π, volumet av vannet 2 er 50π, så volumet av luft er 21π. v(v ) = 2V, gir v = 21 4.6 cm fra 2 π vannoverflaten til toppen av glasset. 7