TNA004 Analys II Tentamen Lösningsskisser

Relevanta dokument
TNA004 Analys II Tentamen Lösningsskisser

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

Tentamen i Envariabelanalys 2

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.

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.

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Lördagen den 11 januari, 2014

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

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

Lösningsförslag envariabelanalys

TNA004 Analys II. för ED, KTS, MT. Litteraturkommentarer till föreläsningarna

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

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 12 januari 2015

Lösningsförslag till TATA42-tentan

y + 1 y + x 1 = 2x 1 z 1 dy = ln z 1 = x 2 + c z 1 = e x2 +c z 1 = Ce x2 z = Ce x Bestäm den allmänna lösningen till differentialekvationen

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

Studietips inför kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

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

Repetitionsuppgifter

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

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

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

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Thomas Erlandsson, Sebastian Pöder

Besökstider: ca och 17.00

Mer om generaliserad integral

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

= e 2x. Integrering ger ye 2x = e 2x /2 + C, vilket kan skrivas y = 1/2 + Ce 2x. Här är C en godtycklig konstant.

Tentamen IX1304 Matematik, Analys , lösningsidéer

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

SF1664 Tillämpad envariabelanalys med numeriska metoder Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 11 januari 2016

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

Tillämpningar av integraler: Area, skivformeln för volymberäkning, båglängd, rotationsarea, integraler och summor

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

Lösningar till Matematisk analys

KTH Matematik Tentamensskrivning i Differentialekvationer I, SF1633.

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

Studietips info r kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

= y(0) för vilka lim y(t) är ändligt.

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

Repetition, Envariabelanalys del

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

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Lösningsmetodik för FMAF01: Funktionsteori

Lösningsförslag obs. preliminärt, reservation för fel

Lösningar till Matematisk analys 4,

Kap 3.7, 17.8 Linjära differentialekvationer med konstanta koefficienter.

KTH Matematik Tentamensskrivning i Differentialekvationer och transformer III, SF1637.

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

= = i K = 0, K =

BEGREPPSMÄSSIGA PROBLEM

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

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

TNA004 Analys II, 6 hp för ED, KTS och MT Kursinformation VT Sixten Nilsson,

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

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

TATA42: Föreläsning 6 Potensserier

Tentamensskrivning i Differentialekvationer I, SF1633(5B1206).

Lösningsförslag, preliminär version 0.1, 23 januari 2018

Blandade A-uppgifter Matematisk analys

ÖVN 6 - DIFFERENTIALEKVATIONER OCH TRANSFORMMETODER - SF Nyckelord och innehåll. a n (x x 0 ) n.

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

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Genomgånget på föreläsningarna

Lösningsförslag envariabelanalys

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

1. (4p) Para ihop följande ekvationer med deras riktingsfält. 1. y = 2 + x y 2. y = 2y + x 2 e 2x 3. y = e x + 2y 4. y = 2 sin(x) y

TNA001- Matematisk grundkurs Tentamen Lösningsskiss

Lösningar till tentamen i Transformmetoder okt 2007

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

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

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Milo Viviani MVE500, TKSAM-2

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

Svar till tentan

Ledtrådar till lektionsuppgifter

TATA42: Föreläsning 9 Linjära differentialekvationer av ännu högre ordning

Preliminärt lösningsförslag till del I, v1.0

MVE500, TKSAM-2. (c) a 1 = 1, a n+1 = 4 a n för n 1

M0043M Integralkalkyl och Linjär Algebra, H14,

Lösningar till tentamen i kursen Envariabelanalys

Serier. egentligen är ett gränsvärde, inte en summa: s n, där s n =

MVE500, TKSAM Avgör om talserierna är konvergenta eller divergenta (fullständig motivering krävs). (6p) 2 n. n n (a) n 2.

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen

Numeriska serier Definition av konvergens J amf orelsesatser Vad skall vi j amf ora med? Absolutkonvergens Leibniz kriterium Dagens amnen 1 / 19

v0.2, Högskolan i Skövde Tentamen i matematik

Visa att vektorfältet F har en potential och bestäm denna. a. F = (3x 2 y 2 + y, 2x 3 y + x) b. F = (2x + y, x + 2z, 2y 2z)

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)

Transkript:

TNA004 Analys II Tentamen 20-06-0 Lösningsskisser. a) De båda kurvorna skär varandra i x 0 och x. På intervallet 0 x är x x. Området D är då det skuggade i figuren nedan, där även en tunn rektangel är utritad. Då denna rektangel roterar ett varav kring x-axeln får vi en cirkulär skiva med hål. Skivans tjocklek är dx, dess yttre radie är R(x) x och dess inre radie (hålets radie) är r(x) x. Volymelementets volym är alltså dv π x x dx π(x x )dx Den sökta volymen är då Svar: Volmen är v.e. V π (x x )dx π 6 b) Då området D roterar ett varv kring linjen x kommer motsvarande rektangel som i a) att generera ett cylindriskt skal (rör) vars volym är dv 2π( x) x xdx 2π x x x x + x dx Den sökta volymen är alltså Svar: Volmen är v.e. π V 2π x x x x + x dx 2. a) e cos x lim x lim + x + O(x ) x 2 + O(x ) x lim 2 x + O(x ) x lim 2 + O(x ) 2 + 0 2 Svar: Gränsvärdet är. b) Maclaurinutvecklingar ger oss cos x 2 ln( + x ) (sin x) arctan(x ) x 2 + x 24 + O(x ) 2 x x 2 + O(x ) (x + O(x ) x + O(x ) 24 x + O(x ) x + O(x ) 24 + O(x ) + O(x ) 24 + 0 + 0 då x 0 24 Svar: Gränsvärdet är.

. För differentialekvationen y (x) + 2y (x) + y (x) (2x + 2)e får vi den karakteristiska ekvationen r + 2r + r 0 r(r + ) 0 r 0, r r, vilket ger oss ekvationens homogena lösning y C + (C + C x)e. För att finna en partikulärlösning för HL (2x + 2)e gör vi ansatsen som ger y z(x)e y (z z)e, y (z 2z + z)e, y (z z + z z)e Insättning i ekvationen y (x) + 2y (x) + y (x) (2x + 2)e ger, efter förenkling och division med e 0, differentialekvationen z z 2x + 2 ( ), och vi gör här ansatsen z x (Ax + Bx + C) Ax + Bx + Cx och får z 4Ax + Bx + 2Cx, z 2Ax + 6Bx + 2C, z 24Ax + 6B Insättning i ( ) ger 24Ax + 6B 2Ax 6Bx 2C 2x + 2 som ger villkoren 2A 2 A 24A 6B 0 B 4 6B 2C 2 C 8 vilket innebär att y ( x 4x 8x )e. Vi får därmed den allmänna lösningen: y(x) y + y C + (C + C x)e (x + 4x + 8x )e. Svar: y(x) C + (C + C x)e (x + 4x + 8x )e 4. a) Vi har Låt b, vilket innebär att Eftersom a k arctan k k k k + O k k + O k a 0 < lim lim b + O k < b k är konvergent (jämförelseserie med α > ), så är även den givna serien konvergent enligt Jämförelsekriteriet på gränsvärdesform. Svar: Serien är konvergent. b) Vi använder kvotkriteriet för att få villkor för absolutkonvergens. lim a a lim x (k + 2) k + x lim k + 2 x x x < (k + )

x < < x < Enligt kvotkriteriet är serien absolutkonvergent om < x < och divergent för x < eller x >. Vi undersöker seriens ev. konvergens för x resp. x. x ger oss serien ( ) (k + ) ( ) (k + ) ( ) k + som är alternerande. Enligt Leibniz konvergenskriterium för alternerande serier är serien konvergent ty 0 (monotont mot 0). x ger oss serien (k + ) k + + k + som är divergent, ty jämför med den harmoniska serien (testet skall utföras i sin helhet!) Svar: Den givna serien är konvergent för x [,[.. y y x cos x dy x cos xdx dy x cos xdx [Använd partiell integration i HL] y y () y x sin x sin xdx y x sin x + cos x + C y x sin x + cos x + C Det gäller att även y(x) 0 är lösning, ty då får vi y (x) 0 och insättning i ursprunglig ekvation ger oss likhet. a) Med villkoret y(0) får vi vilket ger oss lösningen 0 + + C C 0 y(x) x sin x + cos x b) Om y(0) 0 så gäller det enligt ovan att y(x) 0. Svar: a) y(x) b) y(x) 0 6. Vi har givet x(t) e cos(αt) y(t) e, < t <. sin(αt) För t a är avståndet från punkten (x(a), y(a)) till origo x(a) + y(a) e cos (αa) + e sin (αa) e e På samma sätt är avståndet från punkten (x(b), y(b)) till origo e. Alltså är differensen av punkternas avstånd till origo e e.

Vi skall visa att båglängden s mellan två punkter (x(b), y(b)) och (x(a), y(a)) på kurvan är proportionell mot e e, d.v.s. att s k(e e ), där k är en konstant Vi har att bågelementet (kurvelementet) för en parameterkurva är ds x (t) + y (t) dt och får då ds x (t) + y (t) dt (e (cos αt α sin αt)) + (e (sin αt + α cos αt)) dt e (cos αt 2 cos αt α sin αt + α sin αt + sin αt + 2 sin αt α cos αt + α cos αt)dt e ( + α )dt e + α dt Båglängden s mellan punkterna (x(b), y(b)) och (x(a), y(a)) är s ds e + α dt + α e dt + α [e ] + α (e e ) v. s. v. Svar: Båglängden s mellan två punkter på kurvan är + α (e e ), med den eftersökta proportionalitetskonstanten k + α 7. Vi gör ansatsen y(x) c x c + c x + c x + c x + och får y (x) kc x c + 2c x + c x + och y (x) k(k )c x < R konvergensradien (tills vidare okänd). De givna villkoren ger oss y(0) c 0, y (0) c. Insättning i den givna differentialekvationen ger oss: y (x) 2xy (x) 4y(x) 0 k(k )c x 2x kc x 4 c x 0 (k + 2)(k + )c x 2kc x 4c x 0 [(k + 2)(k + )c 2(k + 2)c ]x 0 [för alla k 0] c Vi har c 0, vilket ger oss (k + 2)(k + )c 2(k + 2)c 0 2(k + 2) (k + 2)(k + ) c c 2 k + c, k 0,, 2,, 4, c 2 0 + 0 0, vilket innebär att alla c med jämna index är 0. x 2c + 6c x +, där Med k får vi Med k får vi c 2 + c c 2 + c 2

På samma sätt får vi c!, c!, c! etc. Alltså (via ansatsen) för x < R. y(x) c + c x + c x + c x + 0 + x + 0 + x + 0 + x 2! + 0 + x! + 0 + x 4! Vi undersöker konvergensradien R via kvotkriteriet: x () a (k + )! a x Alltså är konvergensradien R. Vi ser även att y(x) x x x Svar: y(x) med konvergens mot xe för alla x R.! x + (k + )! x k + x 0(< ) då k för alla x R. x + x + x 2! + x! + x + xe 4!