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

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

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Lördagen den 11 januari, 2014

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

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 12 januari 2015

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

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

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

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

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.

TNA004 Analys II Tentamen Lösningsskisser

SF1625 Envariabelanalys

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Christoffer Standard LMA515 Matematik KI, del B.

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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.

Studietips inför kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 11 januari 2016

Blandade A-uppgifter Matematisk analys

Högskolan i Skövde (SK, JS) Svensk version Tentamen i matematik Lösningsförslag till del I

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

Mer om generaliserad integral

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

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Jonny Lindström MVE475 Inledande Matematisk Analys

Lösningsförslag obs. preliminärt, reservation för fel

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

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

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)

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

Tentamen i matematik. f(x) = 1 + e x.

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

Lösningsförslag v1.1. Högskolan i Skövde (SK) Svensk version Tentamen i matematik

Repetitionsuppgifter

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) =

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

Studietips info r kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

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

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

Tentamen i Envariabelanalys 2

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Lösningsförslag, preliminär version 0.1, 23 januari 2018

Preliminärt lösningsförslag till del I, v1.0

Tentamen SF1626, Analys i flera variabler, Svar och lösningsförslag. 2. en punkt på randkurvan förutom hörnen, eller

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1664 Tillämpad envariabelanalys med numeriska metoder Lösningsförslag till tentamen DEL A

5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 12 januari 2005

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Christoffer Standar LMA033a Matematik BI

Lösningsförslag envariabelanalys

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Onsdagen den 5 juni, 2013

x ( f u 2y + f v 2x) xy = 24 och C = f

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

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

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Carl Lundholm MVE475 Inledande Matematisk Analys

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

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

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

Lösningsförslag till Tentamen i SF1602 för CFATE 1 den 20 december 2008 kl 8-13

4. Bestäm eventuella extrempunkter, inflexionspunkter samt horisontella och vertikala asymptoter till y = 1 x 1 + x, och rita funktionens graf.

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

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Tentamen IX1304 Matematik, Analys , lösningsidéer

Tentamen i Matematisk analys MVE045, Lösningsförslag

5B1134 Matematik och modeller Uppgifter från kontrollskrivningar och tentamina under läsåren och

v0.2, Högskolan i Skövde Tentamen i matematik

För startpopulationer lika med de stationära lösningarna kommer populationerna att förbli konstant.

LMA515 Matematik, del B Sammanställning av lärmål

Kap Generaliserade multipelintegraler.

Lösningar till Matematisk analys

Dugga 2 i Matematisk grundkurs

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

Planering för Matematik kurs E

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

Skrivtid: Lösningar ska åtföljas av förklarande text. Hjälpmedel: formelsamling och manuella skrivdon. 1. Lös ekvationen z 4 = 16i.

6. Räkna ut integralen. z dx dy dz,

SF1646 Analys i flera variabler Tentamen 18 augusti 2011, Svar och lösningsförslag

3. Skissa minst en period av funktionskurvan 3y = 4 cos(8x/7). Tydliggör i skissen på enklaste vis det som karakteriserar kurvan.

Tentamen: Lösningsförslag

(5 + 4x)(5 2y) = (2x y) 2 + (x 2y) ,

TATA42: Föreläsning 7 Differentialekvationer av första ordningen och integralekvationer

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

= = i K = 0, K =

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

Mälardalens högskola Akademin för utbildning, kultur och kommunikation

Institutionen för matematik KTH. Tentamensskrivning, , kl B1210 och 5B1230 Matematik IV, för B, M, och I.

SF1633, Differentialekvationer I Tentamen, torsdagen den 7 januari Lösningsförslag. Del I

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Matematik 5 svar. Kapitel Test Blandade uppgifter Kapitel a) dy

Namn Klass Personnummer (ej fyra sista)

x) 3 = 0. 1 (1 + 2x) Bestäm alla reella tal x som uppfyller att 0 x 2π och att tangenten till kurvan y = sin(cos(x)) är parallell med x-axeln.

NATIONELLT PROV I MATEMATIK KURS E HÖSTEN 1996

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

Transkript:

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA MATEMATIK TENTAMENSSKRIVNING ENDIMENSIONELL ANALYS A3/B2 26 3 7 kl. 8 3 INGA HJÄLPMEDEL. Lösningarna ska vara försedda med ordentliga motiveringar.. Beräkna a) x+4 x 3 +4x dx.5) b) e x ln+ e x ) dx.5) 2. a) Använd Maclaurinutveckling för att beräkna gränsvärdet lim x + x) /3 e x/3..6) cos x b) Bestäm absolutbeloppet av, samt ange ett argument för, det komplexa talet + i) 9 3 2 + 2 i ) 8 + i ) 4..4) 3. a) Lös differentialekvationen y +4y=2cos2x..5) b) Ett föremål i rörelse antas ha en retardation dvs. hastighetsminskning per tidsenhet) som är proportionell mot kvadraten av hastigheten. Ställ upp en differentialekvation som beskriver denna situation. Antag att det tar 2 sekunder för hastigheten att minska från 3 m/s till 2 m/s. Efter ytterligare hur lång tid har hastigheten minskat till m/s?.5) 4. a) Definiera vad som menas med att den generaliserade integralen a f x) dx är konvergent..2) b) Bestäm volymen av den oändligt utsträckta) rotationskropp som uppstår då kurvan y= e x x< ) roterar kring x-axeln..4) c) Samma uppgift som i b) men rotationen sker nu i stället kring y-axeln..4) 5. a) Formulera analysens huvudsats glöm ej eventuella förutsättningar). Bevisa sedan denna genom att utgå från integralkalkylens medelvärdessats..5) b) Bestäm alla kontinuerliga funktioner y som uppfyller integralekvationen yx)= x sin 2 t+ yt)tant ) dt, π 2 < x< π 2..5) VAR GOD VÄND!

6. a) Härled, med hjälp av en integral, formeln för arean av en sfär med radie R..4) b) I ett klot med radie 2 längdenheter) varierar innandömets densitet med avståndet till klotets medelpunkt. Densiteten ρ i en punkt på avståndet r från medelpunkten ges av ρr)= r r 2 + massenheter/volymenhet). Beräkna klotets massa..6) LYCKA TILL!

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA MATEMATIK SVAR OCH ANVISNINGAR ENDIMENSIONELL ANALYS A3/B2 26 3 7 kl. 8 3. a) x+4 x+4 x 3 +4x dx= p.bråksuppd. xx 2 dx = +4) x x x 2 +4 + ) x 2 +4 dx= = ln x 2 lnx2 +4)+ 4 x 2) 2+ dx= = ln x 2 lnx2 +4)+ 2 arctan x 2) + C. b) [ e x ln+ e x t= e x ) dx= dt= e x dx = tln+ t) t + t ] = ln+ t) dt part.int. = pol.div. dt = tln+ t) ) dt= + t = tln+ t) t+ln+ t)+c= + e x )ln+ e x ) e x + C. 2. a) Maclaurinutveckling av de ingående funktionerna ger + x) /3 e x/3 + 3 lim = lim x 9 x2 + B x)x 3 + 3 x+ 8 x2 + B 2 x)x 3) x cos x x 2 x2 + B 3 x)x 4) = 6 = lim x2 + B 4 x)x 3 x 2 x2 B 3 x)x = lim 4 x {}}{ 6 + B 4 x)x 2 B 3x)x }{{} Funktionerna B i x) är begränsade i en omgivning av x=. b) Vi utnyttjar omskrivning på polär form, och får + i) 9 3 2 + 2 i) 8 + i) 4 = 2e i π ) 9 4 e i π ) 8 6 2e i 3π ) 4 = 4 = 3. = 2 9 2 e i 9π 4 e i 8π 6 2 2 = 2 9 e i3π 2 2 e i 9π 4 + 4π 3 3π) = 2 5/2 e i7π/2. Absolutbeloppet ges därför av 2 5/2 = 4 2, och ett argument av 7π/2.

3. a) Lösningen till ekvationen ges av y= y h + y p, där y p är en partikulärlösning, och y h betecknar samtliga lösningar till motsvarande homogena ekvation. För att bestämma y h ställer vi upp och löser den karakteristiska ekvationen pr)= r 2 + 4= r=±2i. Detta ger oss y h = A cos2x+bsin2x, där A och B är godtyckliga konstanter. För att bestämma en partikulärlösning y p, hittar vi först en lösning till hjälpekvationen y + 4y = 2e i2x, där vi noterar att Re2e i2x = 2cos2x. Vi ansätter lösningen yx)= zx)e i2x, och upprepad användning av produktregeln ger oss y = z +2iz)e i2x, y = z +4iz 4z)e i2x. Insättning i hjälpekvationen leder till ekvationen z +4iz 4z)+4z ) e i2x = 2e i2x z +4iz = 2, och för att hitta en lösning till denna ansätter vi z = Ax z-term saknas), vilket ger z = A, z =, och 4iA= 2 A= i. Slutsatsen blir att 2 y = 2 ixei2x = 2 ixcos2x+ isin2x)= 2 xsin2x+ i 2 xcos2x) är en lösning till hjälpekvationen, och därmed är vår sökta partikulärlösning y p = Re y = 2 xsin2x. Sammafattningsvis ges samtliga lösningar till ekvationen av y= y h + y p = A cos2x+bsin2x+ 2 xsin2x. b) Om vi låter vt) beteckna föremålets hastighet i meter per sekund vid tiden t sekunder, så vill vi lösa differentialekvationen v t)= kvt) 2. Denna ekvation är separabel, och vi får v = kv 2 v v v 2 v = k v 2 dv= k dt = kt+c v= kt C. Villkoret y)=3 ger oss nu att 3= C C=, och av villkoret y2)=2 följer 3 det att 2= 2k+/3 k=. Den sökta lösningen är därför 2 vt)= 2 t+ 3 = 2 t+4. Vi ser nu att villkoret yt) = är uppfyllt då = 2 t+4 t = 8, så det tar alltså ytterligare 8 2=6 sekunder att minska hastigheten till m/s. 4. a) Se läroboken sidan 32.

b) Här kan vi direkt använda formeln för volymen av en rotationskropp. Med f x)= e x, x<, så ges volymen V av X V = π f x) 2 dx=π lim e 2x dx= = π lim [ 2 e 2x] X ) = π lim 2 e 2X + 2 = π 2. c) Vi använder nu i stället rörformeln, återigen med beteckningen f x)= e x : X V = 2π xf x) dx=2π lim xe x dx part.int. = [ ] = 2π lim xe x X X ) + e x dx = = 2π lim X e X ++ [ e x] X ) = 2π lim X e X e X + ) = 2π. Alternativt använder vi formeln i a) med inversen f y)= ln y, < y. 5. a) Se läroboken sidorna 35 36. b) Ledvis derivering med hjälp av analysens huvudsats ger yx)= x sin 2 t+ yt)tant ) dt y x)= d dx x sin 2 t+ yt)tant ) dt y x)=sin 2 x+ yx)tan x y tanx)y=sin 2 x. Denna sista ekvation är linjär av första ordningen, som vi kan lösa med integrerande faktor. Eftersom tanx dx = sin x cos x dx = lncos x)+c notera att absolutbelopp ej behövs i det aktuella intervallet), så blir den integrerande faktorn e lncos x) = cos x. Vi får då y tanx)y=sin 2 ) d x dx y cos x = sin 2 xcos x y cos x= sin 2 xcos x dx y cos x= 3 sin3 x+c y= sin 3 x 3 cos x + C cos x. För att få ekvivalens i det allra första steget *), sätter vi x= i ursprungsekvationen och får y)= sin 2 t+ yt)tant ) dt=. Med detta villkor tillämpat på den allmänna lösningen följer det att C =. Den enda funktion som löser vår ekvation är alltså yx)= sin 3 x 3 cos x.

6. a) En sfär med radie R får vi t.ex. om vi roterar grafen till f x)= R 2 x 2, x R den övre halvcirkeln med radie R), kring x-axeln. Vi kan nu direkt tillämpa formeln för arean av en rotationsyta: R R A= 2π f x) + f x) 2 dx=2π R 2 x + 2 R R = 2π R 2 x 2 + x2 dx=2π R 2 x 2 R 2 x 2 ) x R 2 x 2 ) 2 dx= ) + x2 dx= R 2 x 2 R R R = 2π 2 x 2 )+ x dx=2π 2) R dx=2π R 2R= 4πR 2. b) Då densiteten varierar med avståndet till medelpunkten, studerar vi ett tunt sfäriskt skal, med tjocklek dr, på avståndet r från medelpunkten. Låt d A, dv och dm beteckna skalets area, volym respektive nassa. För små dr kan vi använda oss av approximationen dm=ρr) dv = ρr) da dr= r r 2 + 4πr2 dr= 4πr3 r 2 + dr. Vi integrerar sedan dessa massbidrag, då radien varierar mellan och 2: 2 m= [ 4πr 3 s= r 2 r 2 + dr= + = 2π 2 ds= r dr 5 ] 5 2πs ) = ds= s Massan ges alltså av 8 3 5+) massenheter). s ) [ ds=2π 2 s 3 s3/2 2 ] 5 s =...= 8π 3 5+).