2 4xy. and classify each of them with respect to the corresponding linearized system. x 2 dy + 2xy = y2

Relevanta dokument
1. Find, for x > 0, the general solution of the differential equation. dy/dt 4xy + 10y + 6y 2,

x 2 2(x + 2), f(x) = by utilizing the guidance given by asymptotes and stationary points. γ : 8xy x 2 y 3 = 12 x + 3

2(x + 1) x f(x) = 3. Find the area of the surface generated by rotating the curve. y = x 3, 0 x 1,

2. Find to the differential equation 2y + (y ) 2 = 0 the solution whose graph at the point with the coordinates (1, 0) has the tangent line x + y = 1.

f(x) = x2 + 4x + 6 x 2 4 by utilizing the guidance given by asymptotes and stationary points.

f(x) =, x 1 by utilizing the guidance given by asymptotes and stationary points. cos(x) sin 3 (x) e sin2 (x) dx,

S 1 11, S 2 9 and S 1 + 2S 2 32 E S 1 11, S 2 9 and 33 S 1 + 2S 2 41 D S 1 11, S 2 9 and 42 S 1 + 2S 2 51 C 52 S 1 + 2S 2 60 B 61 S 1 + 2S 2 A

2. Find an equation for and sketch the curve which begins at the point P : (3, 1) and which otherwise is given by the linear system 1 = 2

S 1 11, S 2 9 and S 1 + 2S 2 32 E S 1 11, S 2 9 and 33 S 1 + 2S 2 41 D S 1 11, S 2 9 and 42 S 1 + 2S 2 51 C 52 S 1 + 2S 2 60 B 61 S 1 + 2S 2 A

1. Find the 4-tuples (a, b, c, d) that solves the system of linear equations

2. For which values of the parameters α and β has the linear system. dy/dt x + y

1. Find an equation for the line λ which is orthogonal to the plane

1. Find the volume of the solid generated by rotating the circular disc. x 2 + (y 1) 2 1

Find an equation for the tangent line τ to the curve γ : y = f(4 sin(xπ/6)) at the point P whose x-coordinate is equal to 1.

(4x 12) n n. is convergent. Are there any of those x for which the series is not absolutely convergent, i.e. is (only) conditionally convergent?

S 1 11, S 2 9 and S 1 + 2S 2 32 E S 1 11, S 2 9 and 33 S 1 + 2S 2 41 D S 1 11, S 2 9 and 42 S 1 + 2S 2 51 C 52 S 1 + 2S 2 60 B 61 S 1 + 2S 2 A

S 1 11, S 2 9 and S 1 + 2S 2 32 E S 1 11, S 2 9 and 33 S 1 + 2S 2 41 D S 1 11, S 2 9 and 42 S 1 + 2S 2 51 C 52 S 1 + 2S 2 60 B 61 S 1 + 2S 2 A

1. The sum of two non-negative numbers x and y equals 4. Which is the smallest interval that surely contains the number x 3 + 3y 2?

sin(x 2 ) 4. Find the area of the bounded region precisely enclosed by the curves y = e x and y = e.

2. Find, for each real value of β, the dimension of and a basis for the subspace

2. Let the linear space which is spanned by the functions p 1, p 2, p 3, where p k (x) = x k, be equipped with the inner product p q = 1

is a basis for M. Also, find the coordinates of the matrix M = with respect to the basis M 1, M 2, M 3.

1. Find for each real value of a, the dimension of and a basis for the subspace

for M, the matrix of the linear transformation F : R 3 M defined as x1 + x F ((x 1, x 2, x 3 )) = 2 + x 3 2x 1 + x 2 + 3x 3

2. Find the area of the bounded region precisely enclosed by the curves y = 3 x 2 and y = x + x.

x + 9y Skissa sedan för t 0 de två lösningskurvor som börjar i punkterna med koordinaterna

8 < x 1 + x 2 x 3 = 1, x 1 +2x 2 + x 4 = 0, x 1 +2x 3 + x 4 = 2. x 1 2x 12 1A är inverterbar, och bestäm i så fall dess invers.

, m 3 = 3. Determine for each real α and for each real β 0 the geometric meaning of the equation x 2 + 2y 2 + αz 2 + 2xz 4yz = β.

For which values of α is the dimension of the subspace U V not equal to zero? Find, for these values of α, a basis for U V.

. Bestäm Rez och Imz. i. 1. a) Låt z = 1+i ( b) Bestäm inversen av matrisen A = (3p) x + 3y + 4z = 5, 3x + 2y + 7z = 3, 2x y + z = 4.

is introduced. Determine the coefficients a ij in the expression for, knowing that the vectors (1, 0, 1), (1, 1, 1), (0, 1, 1) constitute an ON-basis.

6. a) Visa att följande vektorer är egenvektorer till matrisen A = , och ange motsvarande

dx/dt x y + 2xy Ange även ekvationerna för de mot de stationära punkterna svarande linjariserade systemen.

1. Talföljden {t n } n=0 24, n = 13, då den för n 2 satisfierar differensekvationen 12t n 8t n 1 + t n 2 =

the standard scalar product, i.e. L E 4. Find the orthogonal projection of the vector w = (2, 1, 2, 1) on the orthogonal complement L of L (where

(4x 3 + y)y + x(x 3 + 2y) dy dx = 0

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

Tentamen i Matematik 2: M0030M.

a) Ange alla eventuella punkter där f är diskontinuerlig. b) Ange alla eventuella punkter där f är kontinuerlig men inte deriverbar.

4. Bestäm arean av det begränsade område som precis innesluts av kurvorna. och y = x 2. h(x) = e 2x 3,

2. För vilka värden på parametrarna α och β har det linjära systemet. som satisfierar differensekvationen

Tentamen i Matematik 2: M0030M.

2 + i 2 z = 1 + i, 2. I xy-planet är Ω det begränsade område som precis innesluts av kurvorna. och sin(x) = 6 3

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

1. Compute the following matrix: (2 p) 2. Compute the determinant of the following matrix: (2 p)

1 Find the area of the triangle with vertices A = (0,0,1), B = (1,1,0) and C = (2,2,2). (6p)

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

(D1.1) 1. (3p) Bestäm ekvationer i ett xyz-koordinatsystem för planet som innehåller punkterna

2. Lös ekvationen z i = 2 z + 1 och ge i det komplexa talplanet en illustration av lösningsmängden.

denna del en poäng. 1. (Dugga 1.1) och v = (a) Beräkna u (2u 2u v) om u = . (1p) och som är parallell

7 n + 8 n 3 2n. converges or not. Irrespective whether the answer is yes or no, give an explanation

= x 2 y, med y(e) = e/2. Ange även existens-

Tentamen i Matematik 3: M0031M.

{ (1 + i)z iw = 2, iz + (2 + i)w = 5 + 2i, där i är den imaginära enheten. Ange rötterna z och w på rektangulär form.

Bestäm den matris B som löser ekvationen = 1 2

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Institutionen för Elektro- och Informationsteknik

3i)z 2013(1 ) och ge i det komplexa talplanet en illustration av lösningsmängden.

2. Vilka taltripler (x, y, z) satisfierar ekvationssystemet x + 2y 13z = 4 4x y + 17z = 5

a3 bc 5 a 5 b 7 c 3 3 a2 b 4 c 4. Förklara vad ekvationen (2y + 3x) = 16(x + 1)(x 1) beskriver, och skissa grafen.

Module 1: Functions, Limits, Continuity

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.

a5 bc 3 5 a4 b 2 c 4 a3 bc 3 a2 b 4 c

3. Lös ekvationen 3 + z = 3 2iz och ge i det komplexa talplanet en illustration av lösningsmängden.

Tentamen i matematik. Högskolan i Skövde

1. Beräkna determinanten

This exam consists of four problems. The maximum sum of points is 20. The marks 3, 4 and 5 require a minimum

Module 6: Integrals and applications

MVE500, TKSAM Avgör om följande serier är divergenta eller konvergenta. Om konvergent, beräkna summan. (6p) ( 1) n x 2n+1 (a)

3. Vilka taltripler (x, y, z) satisfierar ekvationssystemet 3x + 2y 3z = 3 2x + y + 4z = 7

7. Ange och förklara definitionsmängden och värdemängden för funktionen f definierad enligt. f(x) = ln(x) 1.

log(6). 405 så mycket som möjligt. 675

Pre-Test 1: M0030M - Linear Algebra.

Beräkna determinanten för produkten MMM Skissa, och bestäm arean av, det i det komplexa talplanet belägna området

Lösningsförslag, version 1.0, 13 september 2016

and u = och x + y z 2w = 3 (a) Finn alla lösningar till ekvationssystemet

12.6 Heat equation, Wave equation

5. Förklara och ange definitionsmängden och värdemängden för funktionen f definierad enligt. f(x) = x 2

1. Antag att g är en inverterbar funktion definierad på intervallet [0, 4] och att f(x) = g(2x).

Kurskod: TAIU06 MATEMATISK STATISTIK Provkod: TENA 31 May 2016, 8:00-12:00. English Version

Kurskod: TAMS28 MATEMATISK STATISTIK Provkod: TEN1 05 June 2017, 14:00-18:00. English Version

Kurskod: TAIU06 MATEMATISK STATISTIK Provkod: TENA 15 August 2016, 8:00-12:00. English Version

2. Skissa minst en period av funktionskurvan y 1 = 2 sin(4x/3). Tydliggör i skissen på enklaste vis det som karakteriserar kurvan.

Lösningsförslag: Preliminär version 8 juni 2016, reservation för fel! Högskolan i Skövde. Tentamen i matematik

and Mathematical Statistics Gerold Jäger 9:00-15:00 T Compute the following matrix

2. Förklara vad ekvationen 4x(x + 1) = 8y + 11 beskriver, och gör en skiss av detta.

State Examinations Commission

Kurskod: TAMS11 Provkod: TENB 28 August 2014, 08:00-12:00. English Version

Hjälpmedel: Inga, inte ens miniräknare Göteborgs Universitet Datum: 2018 kl Telefonvakt: Jonatan Kallus Telefon: ankn 5325

Lösningsförslag, preliminär version 0.3, 29 december 2017

x 2 4 (4 x)(x + 4) 0 uppfylld?

Kurskod: TAMS11 Provkod: TENB 07 April 2015, 14:00-18:00. English Version

Lösningsförslag obs. preliminärt, reservation för fel

Studiehandledning till. MMA022 Differentialekvationer för lärare. läsåret 2010/11

Module 4 Applications of differentiation

Solutions to exam in SF1811 Optimization, June 3, 2014

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Inst. for Elektro- och Informationsteknik. SIGNALBEHANDLING I MULTIMEDIA, ETI265 Inlämningsuppgift 1 (av 2), Task 1 (out of 2)

Kurskod: TAIU06 MATEMATISK STATISTIK Provkod: TENA 17 August 2015, 8:00-12:00. English Version

och v = 1 och vektorn Svar 11x 7y + z 2 = 0 Enligt uppgiftens information kan vi ta vektorerna 3x + 2y + 2z = 1 y z = 1 6x + 6y + 2z = 4

Komplettering: 9 poäng på tentamen ger rätt till komplettering (betyg Fx).

F ξ (x) = f(y, x)dydx = 1. We say that a random variable ξ has a distribution F (x), if. F (x) =

Transkript:

MÄLARDALEN UNIVERSITY School of Education, Culture and Communication Department of Applied Mathematics Examiner: Lars-Göran Larsson EXAMINATION IN MATHEMATICS MAA316 Differential Equations, foundation course Date: 016-06-0 Write time: 5 hours Aid: Writing materials, ruler This examination consists of eight randomly ordered problems each of which is worth at maximum 5 points. The pass-marks 3, 4 and 5 require a minimum of 18, 6 and 34 points respectively. The minimum points for the ECTS-marks E, D, C, B and A are 18, 0, 6, 33 and 38 respectively. Solutions are supposed to include rigorous justifications and clear answers. All sheets of solutions must be sorted in the order the problems are given in. 1. Solve, for t 0, the integral equation t 0, 0 t <, y(t) + 9 (ξ t) y(ξ) dξ = 1, t < 5, 0 0, t 5.. At time 0, there are 100 grams of a substance which decays with a rate proportional partly to the cube of the remaining amount of substance (in grams counted) at time t (in minutes counted) and partly to an environmental factor e t. At time ln(5/4) minutes there remains 50 grams of the substance. How many grams of the substance will never decay? 3. Find, in terms of a power series in x, the solution of the initial-value problem y + (x 1)y + y = 0, y(0) = 0, y (0) = 1 in a neighbourhood of 0. In the series solution, specify explicitly the terms up to at least order 4. 4. Find all stationary points of the system ( ) ( ) dx/dt 6x 3x = 4xy dy/dt 3xy y and classify each of them with respect to the corresponding linearized system. 5. Find to the differential equation x dy + xy = y dx the solution whose graph contains the point with the coordinates (1, 3 ). Also, determine the interval of existence of the solution. 6. Find to the differential equation y + y = 1 cos 3 (x) the solution whose graph at the point with the coordinates (0, 1 ) has the tangent line x + 1 = y. 7. Find, for x > 3, the general solution of the differential equation (x + 3)y + (x + )y y = 0. 8. Find the general solution of the linear system ( ) dx/dt = dy/dt ( x + y 4x + y and sketch the two solution curves γ A and γ B obtained with the initial values (x(0), y(0)) = (, ) and (x(0), y(0)) = (, 1) respectively. ), Om du föredrar uppgifterna formulerade på svenska, var god vänd på bladet.

MÄLARDALENS HÖGSKOLA Akademin för utbildning, kultur och kommunikation Avdelningen för tillämpad matematik Examinator: Lars-Göran Larsson TENTAMEN I MATEMATIK MAA316 Differentialekvationer, grundkurs Datum: 016-06-0 Skrivtid: 5 timmar Hjälpmedel: Skrivdon, linjal Denna tentamen består av åtta stycken om varannat slumpmässigt ordnade uppgifter som vardera kan ge maximalt 5 poäng. För godkänd-betygen 3, 4 och 5 krävs erhållna poängsummor om minst 18, 6 respektive 34 poäng. För ECTS-betygen E, D, C, B och A krävs 18, 0, 6, 33 respektive 38. Lösningar förutsätts innefatta ordentliga motiveringar och tydliga svar. Samtliga lösningsblad skall vid inlämning vara sorterade i den ordning som uppgifterna är givna i. 1. Lös, för t 0, integralekvationen t 0, 0 t <, y(t) + 9 (ξ t) y(ξ) dξ = 1, t < 5, 0 0, t 5.. Vid tidpunkten 0 finns det 100 gram av ett ämne som sönderfaller i en takt som är proportionell mot dels kuben av återstoden av ämnet (i gram räknad) vid tidpunkten t (i minuter räknad) och dels en miljöfaktor e t. Vid tiden ln(5/4) minuter återstår 50 gram av ämnet. Hur många gram av ämnet kommer aldrig att sönderfalla? 3. Bestäm, uttryckt som en potensserie i x, lösningen till begynnelsevärdesproblemet y + (x 1)y + y = 0, y(0) = 0, y (0) = 1 i en omgivning till 0. Specificera explicit i serielösningen termerna upp till och med åtminstone ordning 4. 4. Bestäm alla stationära punkter till systemet ( ) ( ) dx/dt 6x 3x = 4xy dy/dt 3xy y och klassificera var och en av dem med avseende på motsvarande linjariserade system. 5. Bestäm till differentialekvationen x dy + xy = y dx den lösning vars graf innehåller punkten med koordinaterna (1, 3 ). Bestäm även existensintervallet för lösningen. 6. Bestäm till differentialekvationen y + y = 1 cos 3 (x) den lösning vars graf i punkten med koordinaterna (0, 1 ) har tangenten x+1 = y. 7. Bestäm, för x > 3, den allmänna lösningen till differentialekvationen (x + 3)y + (x + )y y = 0. 8. Bestäm den allmänna lösningen till det linjära systemet ( ) ( ) dx/dt x + y =, dy/dt 4x + y och skissa de två lösningskurvor γ A och γ B som fås med begynnelsevillkoren (x(0), y(0)) = (, ) respektive (x(0), y(0)) = (, 1). If you prefer the problems formulated in English, please turn the page.

MÄLARDALEN UNIVERSITY School of Education, Culture and Communication Department of Applied Mathematics Examiner: Lars-Göran Larsson Examination TEN1 016-06-0 EXAMINATION IN MATHEMATICS MAA316 Differential Equations, foundation course EVALUATION PRINCIPLES with POINT RANGES Academic Year: 015/16 Maximum points for subparts of the problems in the final examination 1. y( t) cosh(3( t )) U( t ) cosh(3( t 5)) U( t 5) 1p: Correctly interpreted the integral in the left-hand side of the differential equation as a certain convolution 1p: Correctly Laplace transformed the differential equation 1p: Correctly prepared for an inverse transformation p: Correctly found the solution of the differential equation. 5 grams 100 x( t), where [t] min t 16 15e 1p: Correctly formulated an equation for the amount of substance x at time t 1p: Correctly solved the DE 1p: Correctly adapted the solution of the DE to the given conditions p: Correctly found the amount of substance which never decay 1 3 1 4 3. y x 1 x 6 x x 6 1p: Correctly worked out the derivatives of the power series assumption for the solution, and correctly inserted all terms into the DE 1p: Correctly shifted the indices of summation of the series so that the sum of the series are brought into one series, and correctly identified the iteration relations for the coefficients of the power series of the solution 1p: Correctly adapted to the initial values p: Correctly found the terms up to at least order 4 4. P 1 : (0,0) is a saddle point P : (,0) is a saddle point P (,1) is a stable spiral point 3 : 3 of the corresponding linearized system of differential equations. p: Correctly found the stationary points of the system of differential equations 3p: Correctly classified the stationary points with respect of the corresponding linearized systems of differential equations (1p for each correctly classified stationary point) 5. 3x y x 3 1 I E ( 1, ) 1p: Correctly identified the DE as either a homogeneous equation or a Bernoulli equation, and correctly worked out a suitable substitution, preferable y( x) xu( x) or 1 y ( x) u( x) respectively p: Correctly solved the DE 1p: Correctly found the solution of the IVP 1p: Correctly found the interval of existence 1 1 6. y sin( x) cos( x) 1p: Correctly found the solution of the associated homogeneous equation 3p: Correctly, by variation of parameters, found the general solution of the nonhomogeneous equation 1p: Correctly adapted the general solution to the (implicitly given) initial values 1 ()

x 7. y C e C x ) ( 1 x 1p: Correctly found e.g. the solution y1 e of the differential equation (DE) p: Correctly performed a reduction of order in the DE, and correctly solved the reduced DE p: Correctly compiled the general solution of the DE 8. X 1 1 1 e 4 3t ( t) c1 e c t 1p: Correctly determined one of the eigenvalues and the corresponding eigenspace 1p: Correctly determined the other of the two eigenvalues and the corresponding eigenspace 1p: Correctly compiled the general solution of the DES 1p: Correctly sketched the curve A 1p: Correctly sketched the curve B ()