Tentamensskrivning i matematik GISprogrammet MAGA45 den 23 augusti 2012 kl 14 19

Transkript

1 Karlstads universitet matematik Peter Mogensen Tentamensskrivning i matematik GISprogrammet MAGA45 den 23 augusti 2012 kl Tillåtna hjälpmedel: Godkänd räknare, bifogad formelsamling. Jourtelefon: Senast kl 18 skall lösningarna till uppgifterna 1 4 lämnas in. Först då får räknare användas. Om inget annat sägs, antas jordytan vara en sfär med omkrets 4000 mil. Lösningar skall vara motiverade i rimlig omfattning. Svara med exakta värden om inte annat framgår av uppgiften. Uppgifter som skall lösas utan räknare: 1 Grafen () = 1 skärs av den räta linjen + = 1 i punkterna A och B. I vilken punkt skär kurvans tangenter i A och B varandra? (3) 2 Genom Karlstad (K) drar vi en longitudcirkel från Nordpolen (N) till Sydpolen (S). Vi borrar också en tunnel i rät linje genom jordens inre från K till en punkt L som ligger rakt söder om K. Mittpunkten M på sträckan KL ligger på avståndet en halv jordradie från jordens medelpunkt O. a Bestäm vinkeln KOL. (2) b Bestäm vinklarna KNL och KSL. (1) 3a Använd trigonometriska samband för att bestämma ett uttryck i cosx för cos(3x) och ett uttryck i sinx för sin(3x). b Bestäm eventuella nollställen och extrempunkter till funktionen () = 3cos cos3. (4) 4 Bestäm eventuella stationära punkter och avgör deras karaktär för funktionen (, ) = 3 ( 3) + 3 (3) Då lösningar till ovanstående uppgifter lämnats in får räknare användas för att lösa de återstående.

2 5 Alldeles intill riksväg 50, ungefär mitt emellan Kopparberg och Grängesberg ligger punkten 15 E 60 N. Vi kallar den P. a Den punkt på jordytan som ligger längst från P kallar vi Q. Ange longitud och latitud för Q. b Från Q rör vi oss 100 mil mot Sydpolen. Då är vi i R. Vad är kortaste avståndet längs jordytan mellan R och P? c Vad är kortaste avståndet genom jordens inre mellan R och P? Hur mycket kortare är det mellan R och P än mellan Q och P (den raka vägen genom jordens inre). Avrunda svaren till hela mil. (3) 6 Du åker skidor nedför en plan backe som lutar 30 mot horisontalplanet. Du åker i brantaste riktningen. Om ditt spår svänger 45 i backens plan, vilken vinkel har det då mot horisontalplanet? Svara med exakt värde och ett närmevärde avrundat till tiondels grader. (3) 7 Visa att vektorn cos sin sin sin cos har längden 1 för alla reella x och y. (2) 8 Punkten P = (cost, sint) ligger i första kvadranten på enhetscirkeln. Punkten B = (0, sint). A är punkten (1, 0). Betrakta området som begränsas av sträckorna AB och BP samt cirkelbågen PA. För vilken vinkel t antar arean av det området sitt största värde (0 < t < )? (3)

3 Facit ("ganska säkra" svar) 1) (1/2, 3) 2a) 120 2b) Båda är 60 3a) cos3x = 4cos 3cos; sin3x = 3sin 4sin 3b) Nollställen x = + " Maxpkter ± + 2", 8 och + 2", 2, minpkter ± + 2", 8 och 2", 2 4) sadel (0, 1) lok max (0, 1) 5a) 165 E, 60 S b) 900 mil c) 1269 resp 4 mil. 6) arcsin 20,7 8) t = π/3

4 Karlstads universitet matematik Peter Mogensen Tentamensskrivning i matematik GISprogrammet MAGA45 den 24 februari 2012 kl Tillåtna hjälpmedel: Godkänd räknare, bifogad formelsamling. Jourtelefon: Senast kl 18 skall lösningarna till uppgifterna 1 4 lämnas in. Först då får räknare användas. Om inget annat sägs, antas jordytan vara en sfär med omkrets 4000 mil. Lösningar skall vara motiverade i rimlig omfattning. Svara med exakta värden om inte annat framgår av uppgiften. Uppgifter som skall lösas utan räknare: 1 Bestäm för vilka x som funktionen () = " ( 1) " har eventuella max-, min- eller terrasspunkter. Har funktionen något minsta värde? Det behöver i så fall inte bestämmas men svaret skall motiveras. (3) 2 Bestäm de stationära punkterna och avgör deras karaktär för funktionen (3) (, ) = Låt () = cos 3 sin 3 och () = cos 3 + sin 3 samt h() = () (). a Bestäm f'(x) och g'(x) samt ". b Bestäm och förenkla h'(x) samt h ". (3) 4 Bestäm de exakta avstånden längs jordytan mellan punkterna a A: 45 W 45 N och B: 45 E 45 S b C: 135 E 0 N och D: 45 E 30 N c E: 110 E 78 S och F: 70 W 12 S (3) Då lösningarna till ovanstående uppgifter lämnats in får räknare användas för de följande uppgifterna

5 Uppgift 5 8 får lösas med hjälp av räknare 5 Du står på en plan sluttning. Går man österut lutar det 15 uppåt, går man norrut lutar det 10 uppåt. a I vilken bäring (räknat medurs från norr) är den brantaste nedförsbacken? b Är det upp- eller nedförsbacke åt nordväst? Hur mycket? (3) Svara med en decimals noggrannhet. 6 En cirkelformad oljefläck sprider sig på havet. Då dess area är kvadratmeter så ökar den med 6600 kvadratmeter per minut. Hur fort ökar radien i detta ögonblick? (3) Det är tillåtet att använda närmevärdet =. 7 Bestäm vinkeln mellan egenvektorerna till A = (2) Svara exakt och ge närmevärde i grader avrundat till heltal. 8 Karlstad ligger på 13,50 E 59,38 N och Melbourne på 144,58 E 38,47 S. Hur långt är det kortaste avståndet längs jordytan mellan orterna? Avrunda till hela mil. (2) 9 Du följer en nivåkurva som går rakt österut längs en bergssida. Bergssidan är ett plan som lutar 30 mot horisontalplanet. Du kommer till ett vägskäl där en väg går rakt åt nordost och en går rakt åt sydost. På kartan bildar dessa vägar 90 vinkel med varandra, men vilket är vinkeln mellan vägarna i verkligheten? (2) Svara med både exakt värde och med närmevärde avrundat till tiondels grader.

6 Facit Stor reservation för fel 1) terrass för x = 0 och x = 1, min för x = Ja det finns ett minsta värde för x = 0,49 eftersom funktionen avtar till vänster och växer till höger om det värdet. 2) (0, 2) min; (0, 2) max; (±3, 1) sadelpunkter. 3) () = 6cos6 = (); h () = 6sin12; 3 3 4a) 4000/3 b) 1000 c) 1000 (mil) 5a) 236,7 b) nedåt 3,7 6) 15 m/minut 7) arccos 8) 1589 mil 9) 2arctan 117 (alt. 63 ) 98,2 " = 3 3; h " =

7 Karlstads universitet matematik Peter Mogensen Tentamensskrivning i matematik Lantmäteri- och GISprogrammet MAGA45 den 28 februari 2013 kl Tillåtna hjälpmedel: Godkänd räknare, bifogad formelsamling. Jourtelefon: (Det kan vara dålig täckning; i fall av bestående osäkerhet rörande formuleringar, redovisa hur du tänkt.) Senast kl 12 skall lösningarna till uppgifterna 1 3 lämnas in. Först då får räknare användas. Om inget annat sägs, beräknas avstånd kortaste vägen längs jordytan som antas vara en sfär med omkrets 4000 mil. Lösningar skall vara motiverade i rimlig omfattning. Svara med exakta värden om inte annat framgår av uppgiften. Uppgifter som skall lösas utan räknare: 1 Derivera med avseende på x och förenkla om möjligt: a cos (10x) b cos " c "# (") "# (") (3) 2 Bestäm eventuella stationära punkter för funktionen (, ) = och avgör deras karaktär. (3) 3 Låt (,, ) = " + 2" + "# samt P = (1, 1, 1) och Q = (3, 2, 3). a Bestäm gradienten i P. b Bestäm riktningsderivatan i P i riktning mot Q. c Bestäm ekvationen för tangentplanet till nivåytan som går genom P. (3) Då lösningar till ovanstående uppgifter lämnats in får räknare användas för att lösa de återstående. 4 Från en punkt A på 30 nordlig latitud går vi till en punkt B på ekvatorn, sådan att avståndet AB är 1000 mil. Punkt C ligger rakt norr om B, på samma latitud som A. Bestäm avståndet mellan A och C a längs latituden b kortaste vägen längs jordytan c raka vägen genom jordens inre. (3)

8 5 Fyra stigar korsar varandra på en plan sluttning. Följer man stigen rakt österut går det uppför i 30 vinkel mot horisontalplanet. Följer man stigen rakt norrut så är stigningen 60. a Den tredje stigen går i brantast möjliga riktning. I vilket väderstreck rör man sig då man följer den stigen och vad är vinkeln mot horisontalplanet? b Vilken vinkel mot horisontalplanet är det i rakt nordostlig riktning? Svara gärna med exakta värden. Närmevärden avrundas till tiondels grad. (4) 6 Från Arlanda (17 55'E, 59 38'N) flyger du kortaste vägen till Honolulu (157 55'W, 21 20'N). a Vilket är ditt minsta avstånd till Nordpolen under färden? Avrunda till hela mil. b Du flyger på en mils höjd. Hur långt från polen får du högst vara om du skall kunna ha den inom synhåll? Kommer du ha möjlighet att se den under flygningen (vid goda siktförhållanden)? (4) 7 Bestäm den linje som, i minsta kvadratmetodens mening, bäst ansluter sig till punkterna (2, 2), (3, 1), (4, 1). (2) 8 Grafen till f(x) har i skärningspunkten med y-axeln tangenten y = 3x+4. Grafen till g(x) har i skärningspunkten med y-axeln tangenten y = 2x+5. Vad är tangenten till grafen h(x) = f(x) g(x) där den skär y-axeln? (2)

9 1a) 10 sin(10x) b) 10cos sin c) 2) lok min i (0, 1); sadel (±2, 1) " "# (") 3a) b) 5 c) = 4 4a) " c) = mil mil b) Rarccos mil mil (alt. 2 sin "##$% ) 5a) Bäring arctan ( 18.4 öst om nord), lutning arctan " b) arctan a) Normalv har längd ; cosv = Vinkel från polen ca 2.004, ger d = mil b) Från 1 mils höjd ser man ca 35 mil, polen bör vara i sikte. 7) = + " 8) h(0) = f(0) g(0) = 4 5 = 20 h'(0) = f'(0) g(0) + f(0) g'(0) = = 23 Tangentens ekvation är y = 23x+20