Prov 1 c) 1 a) x x x. x cos = + 2π 0 = 2 cos cos = + + = = = = 7 7 2,3. Svar a) 4 b) 7 c) 4 d) 9

Transkript

1 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad 9.5. Prov c a b 8+ d / 8 + / d / 5 5 ( d π sin d π sin d u( s s' π / cos U( s π cos cos ( ( ln ln e d e d u( s s' ln / e e e ( e e 9, ln 7 e Svar a b 7 c d 9, 5

2 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad 9.5. a ( sin d cos + C F ( 7 8 d b cos d cos sin d + C u( s U( s s c Vi får ekvationen sin tan d d ( sin d cos cos u( s s C 7 + C F 7 + C ln cos + C U( s ln( cos + C π π < <, vilket ger cos > Dvs. F 7. C Svar F 7 lncos + C Svar a cos + C b sin + C c ln cos + C

3 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad 9.5. Arean är Skärningspunkterna mellan kurvorna y och y + : y y Vi ritar en figur. + + ± ( ± eller A da y y d y y, när ( + d + d + / Svar Arean är 6.

4 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad Rotationskroppens volym är Skärningspunkterna mellan parabeln y 6 och linjen y : 6 ( eller eller Vi ritar en figur. V dv πr d π 6 d π d π/ r y ( 6 r y 9 π π 5 9 π, 5 Svar 9 π, 5

5 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad så får vi ekvationen Eftersom funktionen f är kontinuerlig så har den en + C + D primitiv funktion. D 9 + C Funktionen f kan inte integreras direkt, utan vi måste först skriva om den som en styckvis definierad funktion., när f (,när < +, när, när > De primitiva funktionerna till funktionen f kan skrivas på formen + + C, F + D, > Eftersom den primitiva funktionen F är kontinuerlig, får vi speciellt att den är kontinuerlig för. Detta ger att lim F lim F. + Eftersom lim F lim + + C + C lim F lim + D + D + + De primitiva funktionerna till funktionen f är + + C, F C, > Eftersom F får vi ekvationen + + C C Dvs. Svar F F, + + > 5,, + + > 5,

6 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad a Skärningspunkterna mellan kurvorna y, och y, y, dvs. mellan kurvorna y, och y, : y n:te rotens definition ( eller Volymen av rotationskroppen får vi som differensen av två rotationskroppar. Vi ritar en figur. ( ( π π V dv y y d π d π d y y

7 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad 9.5. π/ 5 5 Rotationskroppens volym är differensen mellan två rotationskroppar. 5 π 5 5 π 5 π (,9 b Vi bestämmer y-koordinaterna för skärningspunkterna mellan kurvorna y, och y, y, dvs. mellan, kurvorna y y och y, y. Enligt a-fallet är dessa y-koordinater y och y ( π π V dv dy π y y dy π y y dy π/ y y 5 π 5 5 y y π (,9 Svar a b π,9 π,9

8 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad Vi bestämmer först hur grafen till funktionen i förhållande till -aeln. Funktionen intervallet e ln ( ln f 6 e eftersom ln f är strängt avtagande i ligger f ln ln ln ln 6 När e e, så är ln ( ln >, ln lne lne > och ln <. Arean av ett ytelement är da yd, vilket ger att arean är e e e ln A da yd d e e e 6 <, när e e Dessutom är (lne 9 f (e e e > 6 6 (lne 6 f (e > 6 6 e e vilket ger att grafen till funktionen f ligger ovanför -aeln i 6 intervallet e,e. Vi ritar en figur. e 6 ( ln e u( s 6 ( ln / e ( e U s s d s ln och u s och U

9 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad 9.5. ( 6 ( lne lne loga a 6 89 ( Svar Arean är 6. 9 a Kurvan y 9 är den nedre halvcirkeln i en cirkel med medelpunkten i origo och radien, eftersom Vi får y 9 y y + y 9 9 π 9π 9, d d halvcirkelns area r är A π [ ] b Funktionen f :,, f 9 är udda eftersom f ( 9( ( (9 (9 f Eftersom integrationsintervallet [, ] avseende på origo, så är Svar a b (9 f d 9π är symmetrisk med

10 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad 9.5. e g f d ur tabellbok: f gd fg g f d e e d f g g f e + e + e + C e e + C 9 e d Svar e e + C 9

11 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. Prov 5 5 a e e a ( d b C C b c d d d + 5 6ln + C > + 5 6ln+ C e d + C 5 d 5 5 e 5 e 5 d + C 5 u( s s U( s 5 5 d d + C 5 ln5 u( s s U( s C 5ln C ln5 s 5 och u e s 5 och U e s 5 och u 5 5 s 5 och U ln5 5 Svaret kan också ges på denna form. Svaret kan också ges på denna form.

12 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. a b d d ln + C < ln ( + C + + d d ( + ( d u s s s och u s och U ln d 6 c d d d d ln + C > 6 7 ln + C 6 Alternativt lösningssätt: d d d d d d d 6 ln ln ln + C > ln + C >, vilket ger > ln ln 6ln ln ln 6ln + C + C U( s ln 7 ln( + C + C ln + C 6 6

13 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. Svaret kan också ges på en annan form: F sin( + π d s + π och u sin s och U cos sin( π [ cos ( π ] + d + + C u( s s U( s cos ( + π + C Eftersom F π får vi ekvationen cos( π+ π + C cosπ + C + C C cosinus för F cos( + π supplementvinkeln: cosα cos( π α Svar cos( π ( + π cosinus för den motsatta vinkeln: cos ( cos( α cosα cos F cos( + π F cos Dvs. F cos( + π.

14 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. 5 y + + y + är kontinuerliga, vilket ger att kurvorna kan byta Vi bestämmer tangentens ekvation för funktionen f + + i : Derivatan är f +. De funktioner som svarar mot kurvorna och ordning endast i skärningspunkterna. Vi bestämmer kurvornas ordning i intervallet med hjälp av några testpunkter. 8 y + + y + kommentar y y, när Tangentens riktningskoefficient i är k f. Eftersom f så går tangenten genom punkten (,. t Vi ritar en figur. Tangentens ekvation är y y y k y + Skärningspunkterna för kurvorna y + + och y + : y y ( eller o

15 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. Arean är 6 A da y y d y y, när ( d + d / Skärningspunkterna mellan kurvorna y och y + : y y + Vi ritar en figur. + Svar Arean är.

16 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. Arean är 7 A da y y d y y, kun ( + d En pärla i pärlbandet uppstår när kurvan y sin, π roterar kring -aeln. / ( + d ( Volymen av en pärla är Svar Arean är. V π π y d π π(sin d ur tabellbok: sin cos

17 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. π π cos d π π π cos d d π π π / cos d π π π / sin π π π π ( sinπ sin π π Svar Pärlans volym är. 8 a d u s ( ( d u( s s' U s' b / ( (( ( 6 (( 6 ( 7 6 d d u( s s' / ( U( s ( ( Svar a b

18 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. 9 Volymen är a Vi bestämmer nollställena för funktionen f : ± Vi ritar en figur. V dv f är en jämn funktion. dv πy d ( π ( π + d d 5 π/ + 5 π + 5 Svar 6 π (,5 5 6 π,5 5

19 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. b Nollställena för funktionen f är ±. Toppens y- koordinat i parabeln är f. Vi ritar en figur. V dv π dy ( y π + dy y y + π / y + y π + π (,57 Volymen är c Området roterar kring linjen y, som går genom parabelns topp. Vi får volymen för den kropp som uppstår genom att från en rak cirkulär cylinder (basradien, höjden subtrahera volymen av det ihåliga innandömet (se figur.

20 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. πr d r y ( + π ( d π d / π 5 5 Volymen av det ihåliga innandömet är 5 π 5 π 5 V dv dv symmetri Rotationskroppens volym är 8 V Vcylinder V π V π π π 5, 5 5 Svar a 6 π,5 5 π 8 b,57 π 5, c 5

21 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. t + Vi betecknar f( t 5t. Funktionen f är kontinuerlig när t >, vilket gör att den har en primitiv funktion som vi 5 t + betecknar Ft ( dt, t>. 5t 5 Integralkalkylens huvudsats ger att + f ( tdt F( + F(, och då är d d + d f( t dt F( + F( d d d F + F d d ( 5( + ( d F'( + ( + F ( t f( t d t + f( + f( t 5t Svar

22 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. Prov b a ( + ( + u( s s 5 ( + + C 5 U( s 5 ( + + C d d s + och u s och U d ( 6 d ( 6 d u( s s ( 6 + C U( s ( 6 ( 6 + C ( C Svar a ( C b ( C s 6 och u s och U

23 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. Funktionen F( sin + cos + 8 är en primitiv funktion 5 till funktionen f ( cos sin om F f för 5 alla. Påstående: F f för alla Bevis: F D sin + cos Dsin + Dcos + 5 cos + sin 5 5 cos sin 5 f för alla Parabeln y öppnar sig till höger och parabeln öppnar sig till vänster. Vi bestämmer y-koordinaterna för skärningspunkterna mellan kurvorna y och y +. y + y Insättning i ekvation (. y + y y ± Vi ritar en figur. y y +

24 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. Ytelementets area är A da dy, vilket ger att arean är ( ( ( y / y + y da dy y + y dy Svar Arean är. dy Anmärkning Man skulle också ha kunnat beräkna arean genom att först spegla kurvorna med avseende på linjen y, eftersom arean som begränsas av kurvorna bevaras vid spegling. Då är ytelementet da ( y y d och kurvorna är och y +. y a d + + u( s d + s u( s ln C + + ( d ln + + C s + och u s och U ln >, vilket ger + >

25 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. b c + d d + d ( + ( + d + + d d d + ( d d d + d + + d + u( s s + och u s och U ln d + u( s s d s + och u s och U ln + d + u s s + ln + + C >, vilket ger + > + ln( + + C ln + + C <, vilket ger + < ln( + C ( Svar a ln + + C b ln C c ln( + C

26 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. 5 a Rotation kring -aeln. Vi ritar en figur. Vi ger kurvan y i styckvis definierad form: Nollställen: y > +, när,när > +, när,när < > +,när, när eller y Volymen är ± V π r d symmetri π y d y π d

27 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. ( π ( π d d 5 8 π/ π π ( 7 5 b Rotation kring y-aeln. Integrationsgränserna är y och y y Vi ritar en figur. Volymen är V dv y, π dy y + π y dy π/ y y π 8π 5, y Svar a 5 π ( 7 5 8π 5, b

28 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. 6 Ytelementets area är da yd, vilket ger att arean är Parabeln y a a öppnar sig uppåt, eftersom a >. Grafen till parabeln ligger under -aeln mellan nollställena. Parabelns nollställen: a Vi ritar en figur. a a a : a ( > a ± a a a ± a> a ± a Svar a a a a a A da y d a a ( a + a d + a a a a a a a + + a a a a a a + a a + + Arean är. Anmärkning I uppgiften skulle vi också ha kunnat utnyttja att funktionen är jämn och att integrationsintervallet är symmetrisk med avseende på origo. a a A a + a d a + a d... ( (. a /

29 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad ,89t cm Insulinet avges med hastigheten vt (,5e. dygn Mängden avgivet insulin under de första dagarna är då [,] Vi delar in intervallet i fyra lika långa delintervall. Varje delintervall har då längden. Vi ritar en figur. Svar:,58 cm It ( vtdt (,5e,89t,5,89t e (,89,89 dt,5,89 u( s s' /,89t e U( s,5 e e,89,5 ( e 6,7,89 (,89,89,58 cm dt [, ], vilket ger att Funktionen f är strängt väande i intervallet den i varje delintervall antar sitt största värde i intervallets högra ändpunkt och sitt minsta värde i intervallets vänstra ändpunkt. Funktionen är strängt avtagande i intervallet [, ], vilket ger att den i varje delintervall antar sitt största värde i intervallets vänstra ändpunkt och sitt minsta värde i intervallets högra ändpunkt. Vi uppskattar arean med under- och översummorna s och S.

30 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. Ytelementets area är är A da yd ( d / da yd, vilket ger att areans eakta värde Undersumman är s f + f + f + f och översumman är S f + f + f + f Vi bestämmer vilketdera värdet som är noggrannare. A s 6 och A S vilket ger att översumman är noggrannare. vilket ger att 6< A < Svar s 6 och S. Översumman är noggrannare eftersom arean är.

31 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. 9 Vi ritar en figur. π π h ( h h / π d d π h h π Skärningsstället är s : Paraboloidens volym är V s dv s π V h dv h π y d y

32 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. Vi får ekvationen s h π π s h h s > s ± h > h s f a F a d a + C a + C Eftersom F så får vi ekvationen Delarnas höjder är h h s och h s h h a + C 8a + C Svar h och h Dvs. C 8a F a + 8a. Minsta värdet för funktionen F är. Vi gör ett teckenschema för derivatan av funktionen F. F a

33 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. Derivatans nollställen: a ( a eller a a Eftersom funktionen F är kontinuerlig antar funktionen F, enligt teckenschemat, sitt minsta värde i. Vi får ekvationen F + 8 a a 8a ± a a ± a a ± a Dvs. a duger. Om a så har derivatan endast ett nollställe. Teckenschema: Om a >, så har derivatan till funktionen F nollställena och ± a. + Teckenschema: F + a + + a F F + + F a a globalt minimiställe a

34 Ellips Integralkalkyl lösningar till övningsproven uppdaterad.5. Eftersom funktionen F är kontinuerlig så antar funktionen F, Om a < så har derivatan till funktionen F nollställena enligt teckenschemat, sitt minsta värde i a eller i a. och ± a. Teckenschema: + + Eftersom a + + F( a ( a a ( a + 8a a a F + + a 8a + 8a F a + 8a a a F a a a a + 8a Eftersom funktionen F är kontinuerlig, så antar funktionen F, enligt teckenschemat, sitt minsta värde i a eller i a + 8a a. så antar funktionen F sitt minsta värde i ± a. Eftersom det minsta värdet är noll, får vi ekvationen F ± a Eftersom F a a + 8a F a a + 8a a + 8a ( a a + a eller a + a eller a a eller a± a> så antar funktionen F sitt minsta värde i ± a. Eftersom det minsta värdet är noll, får vi ekvationen F ± a Se punkt. a eller a± a< a Punkterna, och ger att a eller a ±. a Svar a eller a ±