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

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

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

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

Tentamen TMA044 Flervariabelanalys E2

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

12.6 Heat equation, Wave equation

Tentamen MVE085 Flervariabelanalys

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

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

Tentamen MVE085 Flervariabelanalys

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Jonny Lindström LMA222a Matematik DAI1 och EI1

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

Omtentamen MVE085 Flervariabelanalys

TMV036 Analys och Linjär Algebra K Kf Bt, del C

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

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,

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

Tentamen TMA044 Flervariabelanalys E2

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

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

Omtentamen (med lösningar) MVE085 Flervariabelanalys

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

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

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

Repetitionsuppgifter

Lösning till tentamen i SF1633 Differentialekvationer I för BD, M och P, , kl

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

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

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

Lösningar till tentamen i Transformmetoder okt 2007

Module 6: Integrals and applications

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

Lösningsförslag till tentamen MVE465, Linjär algebra och analys fortsättning K/Bt/Kf

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Institutionen för matematik KTH. Tentamensskrivning, , kl B1202/2 Diff och Trans 2 del 2, för F och T.

Tentamen (med lösningar) MVE085 Flervariabelanalys

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

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

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) =

TMV036/MVE350 Analys och Linjär Algebra K Kf Bt KI, del C

Hjälpmedel: utdelad ordlista, ej räknedosa Chalmers tekniska högskola Datum: kl

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

Tentamen TMA043 Flervariabelanalys E2

Tentamen i Matematik 2: M0030M.

5B1134 Matematik och modeller

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

Några saker att tänka på inför dugga 2

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen

Tentamen i Envariabelanalys 2

5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 13 januari T = 1 ab sin γ. b sin β = , 956 0, 695 0, 891

Kryssproblem (redovisningsuppgifter).

Isometries of the plane

Preliminärt lösningsförslag till del I, v1.0

Kontrollskrivning 1A

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

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

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Sammanfattning av föreläsningarna 11-14, 16/11-28/

v0.2, Högskolan i Skövde Tentamen i matematik

Tentamen i Matematisk analys, HF1905 exempel 1 Datum: xxxxxx Skrivtid: 4 timmar Examinator: Armin Halilovic

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

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

Solutions to exam in SF1811 Optimization, June 3, 2014

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.

Lösningsförslag, preliminär version 0.1, 23 januari 2018

Dagens ämnen. Entydighet hos Taylor- och Maclaurinpolynom

TENTAMEN 8 jan 2013 Tid: Kurs: Matematik 1 HF1901 (6H2901) 7.5p Lärare:Armin Halilovic

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

TENTAMEN. Ten2, Matematik 1 Kurskod HF1903 Skrivtid 13:15-17:15 Fredagen 25 oktober 2013 Tentamen består av 4 sidor

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

Lösningsförslag, version 1.0, 13 september 2016

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

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

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Fredag 17 mars 2017

Del I. Modul 1. Betrakta differentialekvationen

Tentamen i Matematik 2: M0030M.

Tentamen del 1 SF1511, , kl , Numeriska metoder och grundläggande programmering

MVE520 Linjär algebra LMA515 Matematik, del C

Anteckningar för kursen "Analys i en Variabel"

Kompletterande räkneuppgifter i Spektrala Transformer Komplex analys, sampling, kvantisering, serier och filter Laura Enflo & Giampiero Salvi

Tentamen, SF1629, Differentialekvationer och Transformer II (del 2) 11 april 2017 kl. 8:00-13:00

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

Kontrollskrivning KS1T

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

Planering för Matematik kurs D

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

Lösningsförslag till tentamen TMA043 Flervariabelanalys E2

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

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

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

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

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

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

Deltentamen. TMA044 Flervariabelanalys E2

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

Kursens Kortfrågor med Svar SF1602 Di. Int.

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.

KOKBOKEN 3. Håkan Strömberg KTH STH

Transkript:

Chalmers tekniska högskola Datum: 7--9 kl. 8.3.3 Tentamen Telefonvakt: Milo Viviani MVE5, TKSAM- Tentan rättas och bedöms anonymt. Skriv tentamenskoden tydligt på placeringlista och samtliga inlämnade papper. Fyll i omslaget ordentligt. För godkänt krävs 5 poäng på del. För betyget 4 krävs 35 poäng totalt, varav minst 6 poäng på del. För betyget 5 krävs 45 poäng totalt, varav minst 8 poäng på del. Varje godkänd dugga ger.5 bonuspoäng till del. ösningar läggs ut på kursens hemsida. Resultat meddelas via adok. Part (godkäntnivå). Avgör om följande serier är divergenta eller konvergenta. Om konvergent, beräkna summan. (6p) ( ) n x n+ (a), för x R [Tips: bifogat formelblad kan vara till hjälp] (n)! n= 5 n (b) (c) 6 n n 76 77 n= Solution: (a) It is enough to see that it is convergent because ( ) n x n+ n= (n)! x cos(x), for all x R. (b) The series is a p-series n with p = 76 p 77, therefore is divergent. (c) The series is a geometric series, therefore convergent. Moreover : n= 5 n 6 n = 5 n 6 n 5 6 = 5 6 n= 5 6 = 5 6. =. (a) Bestäm Maclaurinserie till f(x) = arctan x. (3p) (b) Bestäm konvergensradien för Maclaurinserien till f. (p) Solution: (a) Using the known formula for the Maclaurin series of arctan x, we can substitute x with x to get: arctan x = x k ( ( ) )k k k= = ( ) k x 4k k (k ). (b) The radius of convergence of the Maclaurin series of arctan x is. Therefore in our case it has to be: x x. Therefore the radius of convergence is R =. k= 3. Betrakta kurvan r(t) = t cos(t), t sin(t), för t > : (a) Bestäm hastighetvektorn v(t) vid t = π. (p)

(b) Skriv formeln för längden av r(t) för t [, π] i den mest förenklade formen. (du behöver inte beräkna integralen) (c) Skissa kurvan för t [, π]. Solution: (a) We have that v(t) = r (t) = cos t t sin t, sin t + t cos t, and so v(π) =, π. (b) We have to calculate: r (t) = + t. Therefore we get: (p) (p) (c) (, π) = π + t dt - - -3-4 -5-4 - 4 6 8 4. åt f(x, y) = x y, för x, y R: (a) Hitta den tangentplanet av f i punkten (x, y ) = (, ). (b) Skissa några av nivåkurvorna till f för x, y. Solution: (a)when both x, y, we have that: (3p) (3p) f(x, y) = x y. Hence we have that f(x, y ) =. Therefore the tangent plane to the graphic of f (x, y ) = (, ) is z = x y.

(b).8.6.4. -. -.4 -.6 -.8 - - -.8 -.6 -.4 -...4.6.8 5. (a) Visa att ( π, ), ( π, ), ( π, ) är stationära punkterna till f(x, y) = cos(xy) + sin(x) (4p) och använd andraderivatatestet för bestämma deras karaktär. (b) Hitta de andra stationära punkterna till f inuti cirkeln x + y < π och använd andraderivatatestet för att om möjligt bestämma deras karaktär. Solution: Stationary point means f(x, y) = [ y sin(xy) + cos x, x sin(xy)] =. This gives the system of equations: { y sin(xy) + cos x = x sin(xy) = (p) From there we get six possible solutions in x + y < π : (± π, ), (± π, ±), (± π, ). To classify them we calculate the Hessian matrix: [ y H(x, y) = ] cos(xy) sin x sin(xy) xy cos(xy) sin(xy) xy cos(xy) x. cos(xy) From there we find ( π, ) maximum, ( π, ) saddle, ( π, ) saddle, ( π, ) minimum, ( π, ) saddle, ( π, ) minimum.

- - 4 3 - - -3-4 -4-3 - - 3 4 6. Hitta sinusserier till f(x) = och g(x) = x och sen använda dem för att lösa vågekvationen: (6p) u tt (x, t) = 3u xx (x, t) for < x <, t > u(, t) = u(, t) = for t u(x, ) = for x u t (x, ) = x for x Solution: The sine series of f and g in [, ] are, respectively: and f(x) = g(x) = (( ) n+ + ) nπ sin nπx ( ) n sin nπx. nπ The wave equation is homogeneous with Dirichlet boundary conditions. From the theory we know that the solution has the following expression: u(x, t) = ( a n cos nπ 3t + b n sin nπ ) 3t sin nπx. It is a perfectly fine solution if considered a general interval [, ], instead of [, ].

From the sine-series of f and g we get: and a n = (( )n+ + ) nπ b n = ( )n 3n π. Var god vänd blad!

Part (överbetygsnivå) 7. Bestäm summan till följande serier, med hjälp av Parseval identitet till funktionen f(x) = x (6p) för x [ π, π]: (a) n (b) (n) (c) (n + ) Solution: (a) The Parseval identity for f(x) = x, with x [ π, π], says that: π x = π π where b n are the Fourier coefficients of f, which are b n = ( )n n. The integral on the HS is equal to π 3. Therefore we get (b) It is enough to notice that: (n) = 4 (c) Putting (a) and (b) together we have: (n + ) = n = π 6. b n n n = π 4. (n) = π 8. 8. I en butik säljs tre olika föremål. Deras kvantiteter anges med x, x, x 3 och deras priser (5p) med p, p respektive p 3. Med en fast budget x p + x p + x 3 p 3 = C, hitta maximivärdet för verktygsfunktionen U(x, x, x 3 ) = x x x 3, för x, x, x 3 och p, p, p 3 > fast. Solution: Using the agrange multipliers we get: x U(x, x, x 3 ) = x x 3 = λp x U(x, x, x 3 ) = x x 3 = λp x3 U(x, x, x 3 ) = x x = λp 3 x p + x p + x 3 p 3 C = We get then x x x 3 = λp x = λp x = λp 3 x 3. We can exclude λ = (otherwise all the quantities would be ) and taking λ, which gives p x = p x = p 3 x 3 = C/3. Therefore the maximum of the utility is U(x, x, x 3 ) =. C3 7p p p 3. 9. ös med hjälp av variabelseparation den modifierad homogen värmekvation: (5p) u t + u = 4u xx, < x <, t > u(, t) = u(, t) = u(x, ) = x.

Solution: The separation of variables gives us the ansatz u(x, t) = X(x)T (t). Substituting this expression in the heat equation we get: T (t) = (4k )T (t) t > X (x) + kx(x) = < x < X() = X() = The homogeneous conditions give us as possible solutions X n (x) = b n sin(nπx) and T n (t) = exp(( 4(nπ) + )t), for n =,, 3... Therefore the general formula for the solution is: u(x, t) = b n exp(( 4(nπ) + )t) sin nπx. Finally we have to calculate the coefficients b n. b n = x sin nπxdx = πn ( )n+. ycka till! Milo

Formelblad MVE5, HT-6 Trigonometri cos(x + y) = cos x cos y sin x sin y sin(x + y) = sin x cos y + cos x sin y tan(x + y) = Integraler x a dx sin x dx cos x dx e x dx tan x + tan y tan x tan y = xa+ a + + C, = cos x + C = tan x + C = e x + C a x + a dx = a arctan x a + C, a a x dx = arcsin x a + C, a > a + x dx = ln x + x + a + C, a cos x cos y = (cos(x y) + cos(x + y)) sin x sin y = (cos(x y) cos(x + y)) sin x cos y = (sin(x y) + sin(x + y)) x dx = ln x + C cos x dx = sin x + C sin x dx = cot x + C a x dx = ax ln a + C f (x) f(x) dx = ln f(x) + C a x dx = x a x + a arcsin x + C, a > a a + x dx = ( x a + x + a ln x + ) x + a + C Maclaurinutvecklingar e x = sin x = cos x = ( + x) α = ln( + x) = arctan x = k= x k k! ( ) k x k (k )! k= k= k= ( ) k xk = + x + x! + x3 3! +... = x x3 3! + x5 5! x7 7! +... = x! + x4 4! x6 6! +... (k)! ( ) α x k α(α ) = + αx + +... x <, k! ( ) k= ( ) k= k xk k k xk k = x x + x3 3 x4 4 +... < x = x x3 3 + x5 5 x7 7 +... x ( ) α α(α )... (α k + ) = k k(k )...

Fourierserier Jämn funktion f(x) = f( x) Udda funktion f(x) = f( x) Fourierserien av en -periodisk funktion f(x) ges av a + där Fourierkoefficienterna ges av a n = a n cos nπx + b n sin nπx f(x) cos nπx dx b n = f(x) sin nπx dx Den komplex Fourierserien av en -periodisk funktion f(x) ges av n= c n e inπx/ där de komplexa Fourierkoefficienterna ges av c n = f(x)e inπx/ dx Sinusserien av f(x) definierad på intervallet x [, ] ges av b n sin nπx, b n = f(x) sin nπx dx Cosinusserien av f(x) definierad på intervallet x [, ] ges av a + a n cos nπx, a n = f(x) cos nπx dx Parsevals identitet för en -periodisk funktion f(x) f(x) dx = a + a n + b n