1. Lös ut p som funktion av de andra variablerna ur sambandet

Relevanta dokument
Lösningsförslag till Tentamen: Matematiska metoder för ekonomer

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

Tentamensskrivning, Kompletteringskurs i matematik 5B1114. Onsdagen den 18 december 2002, kl

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

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

Institutionen för matematik KTH. Tentamensskrivning, , kl B1119, Vektoranalys, för Open.

= y(0) för vilka lim y(t) är ändligt.

y(0) = e + C e 1 = 1

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

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

Lösningsförslag till Tentamen: Matematiska metoder för ekonomer

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

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

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

Gripenberg. Mat Grundkurs i matematik 1 Tentamen och mellanförhörsomtagning,

Endast kommenterade svar!!! OBS: Inte alla delsteg är redovisade!

(y 2 xy) dx + x 2 dy = 0 y(e) = e. = 2x + y y = 2x + 3y 2e 3t, = (x 2)(y 1) y = xy 4. = x 5 y 3 y = 2x y 3.

KTH Matematik Tentamensskrivning i Differentialekvationer och transformer III, SF1637.

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

TMV036 Analys och linjär algebra K Kf Bt, del C

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

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

ÖVN 2 - DIFFERENTIALEKVATIONER OCH TRANSFORMMETODER - SF1683. Inofficiella mål

SF1625 Envariabelanalys

Föreläsning 7. SF1625 Envariabelanalys. Hans Thunberg, 13 november 2018

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

KTH Matematik Tentamensskrivning i Differentialekvationer I, SF1633.

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 11 januari 2016

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

Tentamensskrivning i Differentialekvationer I, SF1633(5B1206). Webbaserad kurs i differentialekvationer I, SF1656.

En normalvektor till g:s nivåyta i punkten ( 1, 1, f(1, 1) ) är gradienten. Lektion 6, Flervariabelanalys den 27 januari z x=y=1.

1 dy. vilken kan skrivas (y + 3)(y 3) dx =1. Partialbråksuppdelning ger y y 3

IV, SF1636(5B1210,5B1230).

SKRIVNING I VEKTORGEOMETRI

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

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

Studietips info r kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

Mat Grundkurs i matematik 3-II

TENTAMEN HF1006 och HF1008

Tentamen SF1633, Differentialekvationer I, den 23 oktober 2017 kl

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

x(t) I elimeringsmetoden deriverar vi den första ekvationen och sätter in x 2(t) från den andra ekvationen:

Mat Grundkurs i matematik 3-II

TENTAMEN HF1006 och HF1008

1. Rita in i det komplexa talplanet det område som definieras av följande villkor: (1p)

Tentamen i Analys B för KB/TB (TATA09/TEN1) kl 14 19

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 7 juni 2016

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

TENTAMEN Kurs: HF1903 Matematik 1, moment TEN2 (analys) Datum: 29 okt 2015 Skrivtid 8:15 12:15

= 1, fallet x > 0 behandlas pga villkoret. x:x > 1

Matematik D (MA1204)

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

(x + 1) dxdy där D är det ändliga område som begränsas av kurvorna

Tavelpresentation - Flervariabelanalys. 1E January 2017

Vi skalla främst utnyttja omskrivning av en matris för att löas ett system av differentialekvaioner. 2? Det är komplicerat att

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Torsdagen den 20 augusti 2015

= = i K = 0, K =

= 0 genom att införa de nya

SVAR: Det är modell 1 som är rimlig för en avsvalningsprocess. Föremålets temperatur efter lång tid är 20 grader Celsius.

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Lösningar till tentamen i Matematik 2, 5B1116, för E och ME samt 5B1136 för I den 1 mars 2004.

19. Spektralsatsen Spektralsatsen SPEKTRALSATSEN

Lösningsförslag till skrivningen i Vektorgeometri (MAA702) måndagen den 30 maj 2005

dy dx = ex 2y 2x e y.

Blandade A-uppgifter Matematisk analys

Tentamensskrivning i Differentialekvationer I, SF1633(5B1206).

LYCKA TILL! kl 8 13

Lösningsförslag till tentamensskrivning i SF1633 Differentialekvationer I. Tisdagen den 7 januari 2014, kl

eller uttryckt med funktionerna Lektion 5, Flervariabelanalys den 26 januari 2000 t + f t = f

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

(2xy + 1) dx + (3x 2 + 2x y ) dy = 0.

TENTAMEN TEN2 i HF1006 och HF1008

TENTAMEN HF1006 och HF1008

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)

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

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

= 0 vara en given ekvation där F ( x,

Tentamen i Envariabelanalys 1

Lektion 3. Partiella derivator, differentierbarhet och tangentplan till en yta, normalen i en punkt till en yta, kedjeregeln

TENTAMEN TEN2 i HF1006 och HF1008

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

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

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

1. Vi skriver upp ekvationssystemet i matrisform och gausseliminerar tills vi når trappstegsform,

Vektorgeometri för gymnasister

z = z 2. z = z 2 z /z 2 = 1 1 z = x + c z(x) = x + c = ln x + c + c 2 y(x) = ln y = 0 y(x) = c 2

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

Kapitel 5: Primitiva funktioner

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

, x > 0. = sinx. Integrera map x : x 3 y = cosx + C. 1 cosx x 3. = kn där k är. k = 1 22 ln 1 2 = 1 22 ln2, N(t) = N 0 e t. 2 t 32 N 1.

av envariabelfunktionen g(t) och flervariabelfunktionen t = h(x, y) = x 2 + e y.)

Studietips inför kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

INGA HJÄLPMEDEL. Lösningarna ska vara försedda med ordentliga motiveringar. xy dxdy,

Tentamen i Analys B för KB/TB (TATA09/TEN1) kl 14 19

(4 2) vilket ger t f. dy och X = 1 =

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

11 Dubbelintegraler: itererad integration och variabelsubstitution

Transkript:

Matematiska institutionen Stockholms universitet Avd matematik Eaminator: Torbjörn Tambour Tentamensskrivning i Matematik för kemister K den 0 december 2003 kl 9.00-4.00 LÖSNINGAR. Lös ut p som funktion av de andra variablerna ur sambandet µ = µ 0 + RT ln γp. (Formeln uttrycker den kemiska potentialen µ för en gas som funktion av trycket p och temperaturen T. De andra parametrarna är konstanter.) Lösning: µ = µ 0 + RT ln γp ln γp = µ µ 0 RT γp = e µ µ0 RT p = γ e µ µ0 RT Kommentar: För principfel i användning av potens- och logaritmlagar drog jag 4 p. 2. Derivera funktionen Lösning: Kedjeregeln ger f() = sin 2. f () = 2 sin 2 D( sin 2) = 2 ( 2 cos 2) sin 2 = cos 2. sin 2 Kommentar: För principfel i användning av kedjeregeln drog jag 4 p. 3. Bestäm alla egenvärden och egenvektorer till matrisen ( ) 3.

Lösning: Kalla matrisen A; då skall vi bestämma alla kolonnmatriser sådana att ( ) ( ) A = λ () y y för något tal λ. Om E 2 betecknar enhetsmatrisen av storlek 2 2 så kan ekvationen skrivas ( ) (A λe 2 ) = 0. y För att det skall finnas en icke-trivial lösning (dvs en lösning i vilken inte både och y är 0) måste determinanten det(a λe 2 ) = 0, dvs λ 3 λ = 0. Utveckling av determinanten ger ( λ)( λ) 3 = λ 2 4 = 0, så egenvärdena är λ = ±2. Vi bestämmer egenvektorerna: λ = 2: Systemet () blir { + 3y = 2 + y = 2y y = 0. Egenvektorerna är tydligen t(, ). λ = 2: Vi får på samma sätt + 3y = 0, så att egenvektorerna är t(3, ). Kommentar: Flera hade angett t(, 3) som egenvektorer till egenvärdet 2 och för det drog jag p. 4. Beräkna den generaliserade integralen ln 2 d. 2

Lösning: Vi bestämmer först en primitiv funktion till ln / 2. Substitutionen = e t ger d = e t dt, så att ln t d = 2 e 2t et dt = te t dt = te t + e t dt Integralen är alltså lika med lim ln a = te t e t + C = ln Det går även bra att partialintegrera direkt: ln d = ln ] + 2 ] a + C ( = lim ln a a a ) a + =. 2 d = ] = 5. I en kemisk reaktion omvandlas ämnet A till andra ämnen. Koncentrationen av A vid tiden t betecknas c(t) och man har funnit att reaktionen är av andra ordningen, dvs att c(t) uppfyller en differentialekvation c (t) = kc(t) 2 där k är en konstant (hastighetskonstanten). a) Härled den allmänna lösningen till differentialekvationen. (2p) b) I ett eperiment var koncentrationen vid tiden t = 0 lika med 0, mol/dm 3 och man fann att koncentrationen av A sjönk till hälften av den ursprungliga efter 30 minuter. Bestäm hastighetskonstanten k. (Etra fråga: Vad har k för enhet?) (p) c) Efter hur lång tid har koncentrationen sjunkit till 0,0 mol/dm 3? (p) Lösning: Separation av variablerna ger dc c 2 = k dt varav /c = kt + C. Den allmänna lösningen är således c(t) = kt + C = 3 C kt,

där C är en konstant (liksom C = C). Sätter vi t = 0 så får vi c(0) = /C och insättning ger c(t) = I det aktuella fallet får vi (/c(0)) kt = c(30) = 0, 05 = c(0) c(0)kt. 0, 0, k 30, vilket ger k = 3 0, 33 M min. (Enheten för k får man lättast ur differentialekvationen. Derivatan c (t) har enheten M/min, så enheten för k är (M/min)/M 2.) Den sista frågan ger ekvationen 0, 0 = 0,, varav t = 270 min. + 0, t/3 Kommentar: Det här visade sig vara en svår uppgift, bara några få hade hittat rätt lösning på differentialekvationen. De som hade fått fel lösning, men räknat rätt med hjälp av denna i del b och c fick + p. 6. En metallplatta täcker området 0, 0 y i planet. Temperaturen T (i grader C) i en punkt (, y) ges av formeln T (, y) = 200y( )( y). a) Vad är den högsta respektive den lägsta temperaturen i plattan? I vilka punkter antas de? (2p) Lösning: Funktionen T (, y) är 0 längs hela randen på kvadraten. De partiella derivatorna är T = 200( 2)y( y), T y = 200( )( 2y). Om T = 0 så måste = /2, y = 0 eller y = och om T y = 0 så måste = 0, = eller y = /2. Vi ser att det finns en enda stationär punkt som inte ligger på randen, nämligen (/2, /2). Temperaturen där är T (/2, /2) = 200(/2) 4 = 2, 5 grader. Eftersom T = 0 på randen, så är den högsta temperaturen 2,5 grader. Ett annat sätt att hitta den högsta temperaturen är så här: Kvadratkomplettering ger ( ) = 2 = /4 ( /2) 2, som har det största värdet /4. Alltså är T (, y) = 200 ( 2 ) (y y 2 ) 200 (/4) 2 = 2, 5 grader. 4

b) En insekt sitter i punkten (/4, /3) och fryser. I vilken riktning skall den krypa för att bli varm så fort som möjligt? (2p) Lösning: Insekten skall krypa i gradientens riktning, som är grad T (/4, /3) = (T (/4, /3), T y (/4, /3)) = (200/9, 25/2). Kommentar: Här sitter nog en skolrefle kvar hos många: så fort man ser en produkt, så skall man multiplicera ihop! I den här uppgiften leder emellertid det till ganska trassliga uttryck för de partiella derivatorna och det blir svårt att hitta de stationära punkterna. Lärdomen är alltså att man måste hejda sig när man ser en produkt!! 7. Uttryck + y i / u och / v om = u + v och v = u v. Lösning: Vi har u = ( + y)/2 och v = ( y)/2. Sätt g(u, v) = z(, y) = z(u + v, u v). Det uppgiften går ut på är att beräkna / + / y i punkten = u + v, y = u v uttryckt i derivator av g med avseende på u och v. Kedjeregeln ger = g u u + g v v = g 2 u + g 2 v = g u y u y + g v v y = g 2 u g 2 v. Adderar vi de här två sambanden så får vi + y = g u. Lite slarvigt skriver man ofta g(u, v) = z(u, v) och g/ u = / u. 5