ENDIMENSIONELL ANALYS DELKURS A3/B kl HJÄLPMEDEL. Lösningarna skall vara försedda med ordentliga motiveringar.

Relevanta dokument
ENDIMENSIONELL ANALYS A3/B kl INGA HJÄLPMEDEL. Lösningarna ska vara försedda med ordentliga motiveringar. lim

e x x + lnx 5x 3 4e x (0.4) x 0 e 2x 1 a) lim (0.3) b) lim ( 1 ) k. (0.3) c) lim 2. a) Lös ekvationen e x = 0.

1. (a) Beräkna gränsvärdet (2p) e x + ln(1 x) 1 lim. (b) Beräkna integralen. 4 4 x 2 dx. x 3 (x 1) 2. f(x) = 3. Lös begynnelsevärdesproblemet (5p)

Modul 5: Integraler. Det är viktigt att du blir bra på att integrera, så träna mycket.

Matematiska Institutionen L osningar till v arens lektionsproblem. Uppgifter till lektion 9:

Lösningsförslag obs. preliminärt, reservation för fel

2x 2 3x 2 4x 2 5x 2. lim. Lösning. Detta är ett gränsvärde av typen

Institutionen för Matematik. SF1625 Envariabelanalys. Modul 5 Integraler

1. (a) Los ekvationen z 2 4iz 7 + 4i = 0: Rotterna ska ges pa formen a + bi. (b) Rita i det komplexa talplanet alla komplexa tal z som uppfyller

Crash Course Envarre2- Differentialekvationer

MA2001 Envariabelanalys 6 hp Mikael Hindgren Tisdagen den 12 januari 2016 Skrivtid:

+ 5a 16b b 5 då a = 1 2 och b = 1 3. n = 0 där n = 1, 2, 3,. 2 + ( 1)n n

v0.2, Högskolan i Skövde Tentamen i matematik

med angivande av definitionsmängd, asymptoter och lokala extrempunkter. x 2 e x =

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Lördagen den 11 januari, 2014

Lösningar till MVE017 Matematisk analys i en variabel för I x 3x y = x. 3x2 + 4.

Lösningsförslag, preliminär version 0.1, 23 januari 2018

Prov i Matematik Prog: NV, Lär., fristående Analys MN UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen Michael Melgaard, tel

KOMPLETTERANDE UPPGIFTER TILL MATEMATISK ANALYS - EN VARIABEL AV FORSLING OCH NEYMARK

Lösningsförslag envariabelanalys

5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 11 oktober 2004

Kap 5.7, Beräkning av plana areor, rotationsvolymer, rotationsareor, båglängder.

x 2 5x + 4 2x 3 + 3x 2 + 4x + 5. d. lim 2. Kan funktionen f definieras i punkten x = 1 så att f blir kontinuerlig i denna punkt? a.

Studietips info r kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

Tentamen SF e Januari 2016

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Mer om generaliserad integral

Högskolan i Skövde (SK, YW) Svensk version Tentamen i matematik

SF1625 Envariabelanalys

Studietips inför kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

motiveringar. Lämna tydliga svar. 1 (arcsin x) 2 dx: (0.6)

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

en primitiv funktion till 3x + 1. Vi får Integralen blir

Typexempel med utförliga lösningar TMV130. Matem. Analys i En Var.. V, AT.

TENTAMEN HF1006 och HF1008

MATEMATIK Chalmers tekniska högskola Tentamen , kl och v 4 =

4x 2 dx = [polynomdivision] 2x x + 1 dx. (sin 2 (x) ) 2. = cos 2 (x) ) 2. t = cos(x),

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Frågorna 1 till 6 ska svaras med sant eller falskt och ger vardera 1

Tentamen i Envariabelanalys 1

MA2001 Envariabelanalys 6 hp Mikael Hindgren Tisdagen den 9 januari Skrivtid:

Lösningar till MVE016 Matematisk analys i en variabel för I yy 1 + y 2 = x.

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 11 januari 2016

Institutionen för Matematik, KTH Lösningar till tentamen i Analys i en variabel för I och K (SF1644) 1/ e x h. (sin x) 2 1 cos x.

Dugga 2 i Matematisk grundkurs

ÖVN 2 - DIFFERENTIALEKVATIONER OCH TRANSFORMMETODER - SF1683. Inofficiella mål

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Ledtrådar till lektionsuppgifter

SF1600, Differential- och integralkalkyl I, del 1. Tentamen, den 9 mars Lösningsförslag. f(x) = x x

1. Ange samtliga uppsättningar av heltal x, y, z som uppfyller båda ekvationerna. x + 2y + 24z = 13 och x 11y + 17z = 8.

601. (A) Bestäm MacLaurinutvecklingarna av ordning 2 till följande uttryck. Resttermen ges på ordoform.

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A. e 50k = k = ln 1 2. k = ln = ln 2

x 2 5x + 4 2x 3 + 3x 2 + 4x + 5. d. lim 2. Kan funktionen f definieras i punkten x = 1 så att f blir kontinuerlig i denna punkt? a.

INGA HJÄLPMEDEL. Lösningarna skall vara försedda med ordentliga och tydliga motiveringar. f(x) = arctan x.

1 Primitiva funktioner

8.4. Integration av trigonometriska uttryck

Lösningsförslag till tentan i 5B1115 Matematik 1 för B, BIO, E, IT, K, M, ME, Media och T,

11 Dubbelintegraler: itererad integration och variabelsubstitution

Övning 11 Bestäm ett närmevärde till serien. Övning 12 Visa att. sin 3 x cos 5 x dx,

Tentamen i matematik. f(x) = ln(ln(x)),

Blandade A-uppgifter Matematisk analys

Rita även grafen till Fourierserien på intervallet [ 2π, 4π]. (5) 1 + cos(2t),

forts. Kapitel A: Komplexa tal

Prov i matematik Distans, Matematik A Analys UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen

UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen Michael Melgaard. Prov i matematik Prog: Datakand., Frist. kurser Derivator o integraler 1MA014

MVE465. Innehållsförteckning

För att uttrycka den primitiva funktionen i den ursprungliga variabeln sätter vi in θ = arcsin 2x. Lektion 14, Envariabelanalys den 23 november 1999

Lösningsförslag till TATA42-tentan

Tentamensuppgifter, Matematik 1 α

Lösningsförslag. Högskolan i Skövde (JS, SK) Svensk version Tentamen i matematik

= 0. Båda skärningsvinklarna är således π/2 (ortogonala riktningsvektorer).

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

1.1 Den komplexa exponentialfunktionen

k=0 kzk? (0.2) 2. Bestäm alla holomorfa funktioner f(z) = f(x + iy) = u(x, y) + iv(x, y) sådana att u(x, y) = x 2 2xy y 2. 1 t, 0 t 1, f(t) =

i utvecklingen av (( x + x ) n för n =1,2,3º. = 0 där n = 1,2,3,

TENTAMEN TEN2 i HF1006 och HF1008

Maclaurins och Taylors formler. Standardutvecklingar (fortsättning), entydighet, numerisk beräkning av vissa uttryck, beräkning

MMA127 Differential och integralkalkyl II

Lösningsförslag TATM

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SAMMANFATTNING TATA41 ENVARIABELANALYS 1

Kap Generaliserade multipelintegraler.

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 7 juni 2016

TENTAMEN HF1006 och HF1008

5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 29 augusti 2005

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A. e x2 /4 2) = 2) =

x 2 5x + 4 2x 3 + 3x 2 + 4x + 5. d. lim 2. Kan funktionen f definieras i punkten x = 1 så att f blir kontinuerlig i denna punkt? a.

Tentamen : Lösningar. 1. (a) Antingen har täljare och nämnare samma tecken, eller så är täljaren lika med noll. Detta ger två fall:

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

TENTAMEN HF1006 och HF1008 TEN2 10 dec 2012

x (t) = 2 1 u = Beräkna riktnings derivatan av f i punkten a i riktningen u, dvs.

Dubbelintegraler och volymberäkning

x 2 = lim x 2 x 2 x 2 x 2 x x+2 (x + 3)(x + x + 2) = lim x 2 (x + 1)

Skriv väl, motivera och förklara vad du gör. Betygsgränser: p. ger betyget 3, p. ger betyget 4 och 40 p. eller mer ger betyget

Planering för Matematik kurs E

a) Bestäm samtliga asymptoter (lodräta/vågräta/sneda). b) Bestäm samtliga stationära punkter och deras karaktär (min/max/terrass). c) Rita grafen.

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Onsdagen den 5 juni, 2013

Kapitel 5: Primitiva funktioner

Transkript:

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA MATEMATIK TENTAMENSSKRIVNING ENDIMENSIONELL ANALYS DELKURS A/B 5 6 5 kl 8 INGA HJÄLPMEDEL. Lösningarna skall vara försedda med ordentliga motiveringar.. a) Bestäm Maclaurinpolynomet p () av grad två till e cos. (.5) e / + b) Beräkna gränsvärdet lim. (.5). a) Lös ekvationen z 6 +. Svara på formen a + bi. (.6) b) Bestäm alla lösningar till differentialekvationen y (6) + y. (.4). a) Lös begynnelsevärdesproblemet (.5) ( + sin())y + cos()y ln( + ),, y(). b) En tunn homogen skiva beskrivs av olikheterna y +,. Bestäm -koordinaten för dess tyngdpunkt, dvs mc M dm. (.5) 4. Beräkna den generaliserade integralen + 6 ( + )( + + 5) d. 5. a) Formulera analysens huvudsats. Använd huvudsatsen för att bevisa insättningsformeln. (.5) b) Finn en lösning till integralekvationen y() + + y(t) dt,. (.5) 6. En kurva γ är definierad på parameterform y γ : { (t) t sin t, y(t) cos t, t, π]. 4 5 6 7 8 a) Beräkna längden av γ. (.5) b) Beräkna arean av den yta som bildas då γ roteras ett varv kring -aeln. (.5) LYCKA TILL!

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA MATEMATIK LÖSNINGAR ANALYS DELKURS A/B 5-6-5 kl 8-. a) Derivera f() e cos : f () e (cos sin ), f () e sin p () f() + f () + f () +. b) Skriv ner några första termer för Maclaurinutvecklingar till täljarens funktioner e t + t + t + t! +... t/ e / + + 8 +... ( + ) / + + ( ) +... + 8 +... för att se att det räcker med utvecklingen till ordning två (eftersom andragradstermer inte tar ut varandra), dvs e / ( ) + + B() 8 8 4 + B() då. 4. a) Vi löser den binomiska ekvationen z 6 på polär form. Ansats z re iθ ger { r 6 r 6 e i6θ e iπ, r, 6θ π + πk θ θ k π + πk. 6 Vi får 6 olika lösningar z k e iθ k cos θk + i sin θ k då k,,,, 4, 5, dvs z + i, z i, z + i, z 4 i, z 5 i, z 6 i. Svar: ±i, / ± i/ och / ± i/. b) Lösningar till den linjära dierentialekvationen bildas som y y p + y h. y p Man ser omedelbart att y p. y h Det karakteristiska polynomet för y (6) + y är p(r) r 6 + med par komplekonjugerande rötter (se ovan i a) som ger upphov till baslösningar: ± i A cos() + B sin(), / ± i/ e / (A cos(/) + B sin(/)), / ± i/ e / (A cos(/) + B sin(/)). Sammanlagd får vi y h A cos()+b sin()+e / (A cos(/)+b sin(/))+e / (A cos(/)+b sin(/)). Svar: y() + y h () där y h () ges ovan.

. a) Lägg märke till att vänsterledet är egentligen redan derivata av produkt ( + sin())y + cos()y ( + sin())y + ( + sin()) y ( ( + sin())y ) vilket ger direkt (OBS att F () + tas som en primitiv till f().) ( + sin())y ln( + ) d partialintegration med f(), g() ln( + )] ( + ) ln( + ) ( + ) d ( + ) ln( + ) + C. + För att bestämma konstanten sätter vi in och använder y() Svar: y() ( + ) + C C C. ( + ) ln( + ) +. + sin b) Eftersom skivan är homogen kan vi anta att dess densitet är, dvs ρ, och uttrycka massan dm av en liten bit av skivan mellan och + d som dm ρ da da + d. För att beräkna skivans massa M skall vi integrera dm M dm d ] + 4. + Nu använder vi formeln (OBS att vi byter gränser vid variabelbyte ) mc M dm t t dt t t +, t d + d t dt t (t ) dt ] ] t 8 + 4. 4. Enligt denitionen har vi att + 6 b + 6 d lim ( + )( + + 5) b ( + )( + + 5) d. För att beräkna den sista integralen skall vi använda insättningsformeln och måste således bestämma en primitiv till integranden. För rationella funktioner använder vi partialbråksuppdelning. Eftersom + + 5 ( + ) + 4 saknar reella nollställen har partialbråksuppdelning endast två termer + 6 ( + )( + + 5) A + + B + C + + 5 + 6 ( + + 5)A + ( + )(B + C) ( ) Det går även att följa standardreceptet med integrerande faktor som ger eakt samma vänsterled. Alternativt: partialintegrera eller använda omskrivningen + + + + +.

Insättning i (*) ger 4 4A + A. Nu kan (*) omskrivas som ( + )(B + C) + 6 ( + + 5) ( + )( ). Efter förkortning med + fås B+C +, dvs partialbråksuppdelningen blir + 6 ( + )( + + 5) + + + + + 5. Nu kan vi prova integrera bråket + 6 ( + )( + + 5) d + + + d ln(+)+ + + 5 + + + 5 d. ( ) För att beräkna den andra integralen behöver man jobba lite mer + t + d t + ] ( + ) + 4 t + 4 dt t t + 4 dt + ln(t + 4) + t + 4 dt ( t ) + dt ln t + 4 + arctan t + c ln + + 5 + arctan + + c. Tillsammans med (**) ger detta en primitiv till vår integrand då c ln( + ) ln + + 5 + arctan + ln + + + 5 + arctan + ln och integralen beräknas med hjälp av insättningsformeln + + + 5 + arctan + ] b ln + b ln + arctan b + + ln π + + 5 4 b b b + b + b + 5 + arctan b + ln arctan 8 b ln + π + ln π 4 π 4 + ln. 5. a) Se boken, sid 5, 7. b) Vi delar med och sedan deriverar m.h.a. analysens huvudsats y() + + y(t) dt y() + y () + + y() y() + y () + + y() ( y + ) y. }{{} g() Vi skall använda integrerande faktor. En primitiv till g() är G() således integrerande faktor kan väljas som ln, e G() e / ln e /. Alternativt: A, B och C kan fås genom att likställa koecienterna i höger- och vänsterledet av (*).

Efter att ha multiplicerat båda led av dierentialekvationen ovan med den integrerande faktorn får vi ( ) e / / y() e / e y() e / d e / + C y() + Ce /. Observera att insättning i den ursprungliga integralekvationen ger att y() + +, dvs y(). Med detta begynnelsevärde kan man bestämma konstanten + Ce / C e /, och lösningen blir då y() + e / e / ( e ( )/ ). 6. a) Intervallet, π] delas i små bitar med längd ds mellan t, t + dt] och integreras ds d + dy π (t) + y (t) dt L ds (t) + y (t) dt. Vi deriverar (t) cos t, y (t) sin t och beräknar uttrycket under rottecknet (t) + y (t) ( cos t) + sin t cos t + } cos t {{ + sin } t ( cos t). Eftersom vi behöver ta roten ur detta är det bekvämt att omskriva cos t som en kvadrat med hjälp av formeln för dubbelvinkel cos t sin (t/) (t) + y (t) 4 sin (t/) sin(t/) t π ] sin(t/). Nu blir integralen för kurvlängden lätt L π sin(t/) dt 4 π sin(t/) dt 4 cos(t/) ] π 4( + ) 8. b) Om man strimlar ytan i små remsor så kan en small remsa som motsvarar kurvstycket mellan t och t + dt approimeras med en rektangel πy ds med area 4 da πy ds πy(t) (t) + y (t) dt. Integrationen över alla remsor ger rotationsarean som integral π A da π y(t) π (t) + y (t) dt π ( cos(t)) sin(t/) dt. Vi använder först samma formel som ovan cos t sin (t/) A π π sin (t/) sin(t/) dt 8π π sin (t/) dt. Udda potenser av sinus integreras m.h.a. kedjeregeln efter omskrivningen π π ( A 8π sin (t/) sin(t/) dt 6π cos (t/) ) sin(t/) dt ] π ( 6π cos(t/) + cos (t/) 6π + ) 64π. 4 Detta är helt analogt med approimationen i boken, sid 5, där man har ett specialfall y(t) f().