Tentamen i Matematisk analys MVE045, Lösningsförslag

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

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

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

Kursens Kortfrågor med Svar SF1602 Di. Int.

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Lösningsförslag, preliminär version 0.1, 23 januari 2018

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.

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Lördagen den 11 januari, 2014

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

Lösningsförslag obs. preliminärt, reservation för fel

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

v0.2, Högskolan i Skövde Tentamen i matematik

Preliminärt lösningsförslag till del I, v1.0

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 12 januari 2015

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 12 januari 2016

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 11 januari 2016

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

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

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Tentamen SF e Januari 2016

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

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

LÖSNINGSFÖRSLAG TILL TENTAMEN 2 SF1664

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen

( ) = 2x + y + 2 cos( x + 2y) omkring punkten ( 0, 0), och använd sedan detta ( ).

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

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

x +y +z = 2 2x +y = 3 y +2z = 1 x = 1 + t y = 1 2t z = t 3x 2 + 3y 2 y = 0 y = x2 y 2.

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

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

x 2 5x + 4 2x 3 + 3x 2 + 4x + 5. d. lim 2. Kan funktionen f definieras i punkten x = 1 så att f blir kontinuerlig i denna punkt? a.

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

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

Namn Klass Personnummer (ej fyra sista)

Kontrollskrivning KS1T

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

1. Utan miniräknare, skissa grafen (bestäm ev. extrempunkter och asymptoter) y = x2 1 x 2 + 1

x 1 1/ maximum

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

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.

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Onsdagen den 5 juni, 2013

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

UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen Michael Melgaard. Prov i matematik Prog: Datakand., Frist. kurser Derivator o integraler 1MA014

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

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Måndagen den 16 mars 2015

Meningslöst nonsens. November 19, 2014

MAA7 Derivatan. 2. Funktionens egenskaper. 2.1 Repetition av grundbegerepp

Tentamen i Envariabelanalys 2

Tentamen: Lösningsförslag

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

x 2 5x + 4 2x 3 + 3x 2 + 4x + 5. d. lim 2. Kan funktionen f definieras i punkten x = 1 så att f blir kontinuerlig i denna punkt? a.

Blandade A-uppgifter Matematisk analys

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

Namn Klass Personnummer (ej fyra sista)

Planering för Matematik kurs D

Tentamen Matematisk grundkurs, MAGA60

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

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

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.

x 2 5x + 4 2x 3 + 3x 2 + 4x + 5. d. lim 2. Kan funktionen f definieras i punkten x = 1 så att f blir kontinuerlig i denna punkt? a.

Lösningsförslag till Tentamen, SF1629, Differentialekvationer och Transformer II (del 1) 24 oktober 2014 kl 8:00-13:00.

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

SAMMANFATTNING TATA41 ENVARIABELANALYS 1

MVE465. Innehållsförteckning

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

LMA515 Matematik, del B Sammanställning av lärmål

MA2001 Envariabelanalys

Bestäm ekvationen för det plan som går genom punkten (1,1, 2 ) på kurvan och som spänns

Tentamen : Lösningar. 1. (a) Antingen har täljare och nämnare samma tecken, eller så är täljaren lika med noll. Detta ger två fall:

Mer om generaliserad integral

Mälardalens högskola Akademin för utbildning, kultur och kommunikation

Meningslöst nonsens. December 14, 2014

Repetitionsuppgifter

TNA001- Matematisk grundkurs Tentamen Lösningsskiss

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

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 7 juni 2016

DERIVATA. = lim. x n 2 h h n. 2

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Torsdagen den 18 augusti 2016

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

Vi ska titta närmare på några potensfunktioner och skaffa oss en idé om hur deras kurvor ser ut. Vi har tidigare sett grafen till f(x) = 1 x.

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

201. (A) Beräkna derivatorna till följande funktioner och förenkla så långt som möjligt: a. x 7 5x b. (x 2 x) 4. x 2 +1 x + 1 x 2 (x + 1) 2 f.

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

5. Förklara varför sannolikheten att en slumpvis vald lottorad har 7 rätt är x + x 2 innehåller termen 14x. Bestäm

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

x sin(x 2 )dx I 1 = x arctan xdx I 2 = x (x + 1)(x 2 2x + 1) dx

Transkript:

Tentamen i Matematisk analys MVE5 26-8-23 Lösningsförslag Kl. 8.3 2.3. Tillåtna hjälpmedel: Mathematics handbook for science and engineering (BE- TA) eller CRC Standard Mathematical Tables. Indexeringar i formelsamlingarna är tillåtet. Inga räknare. För godkänt på tentamen krävs minst 2 poäng. Upp till bonuspoäng från duggan 5926 kan räknas in. För betyg eller 5 krävs minst 3 respektive poäng. Ge kortfattade men tydliga lösningar; enbart svar eller hänvisning till formelsamling ger normalt inga poäng.. Beräkna följande gränsvärden eller visa att de inte existerar. (a) (b) x 3 + log lim 2 (x 2 + 2 x ) x 2 x + 2 x (3 p) Notera att logaritmen i täljaren inte ingår bland våra standardfunktioner och därför ställer till det lite för oss. Att direkt förkorta med den term som är dominant (2 x ) går inte utan att först visa att den är dominant. Däremot fungerar följande: x3 + log 2 (x 2 + 2 x ) 2 x + 2 x x3 + log 2 (2 2 x ) 2 x + 2 x = x3 + x + 2 x + 2 x = x3 2 x + x2 x + 2 x + 2 2x då x där (vi måste påtala att) första olikheten följer av att både täljare och nämnare är positiva för tillräckligt stora x och andra olikheten följer av att 2 x > x 2 för tillräckligt stora x. Gränsövergången följer av standardgränsvärden (jämförelser mellan exponentialfunktioner och polynom). Instängningssatsen ger att det sökta gränsvärdet är. lim t + t2 t + t 2 (3 p) t Gränsvärdet kan beräknas med konjugatkomplettering. Vi får t + t2 ( t + t2 t + t 2) ( t + t 2 + t + t 2) t + t 2 = ( t + t2 + t + t 2) 3t = ( t + t2 + t + t 2) = 3 ( t+t 2 t 2 + 3 3 = ( ) då t t + + t + 2 där den tredje likheten förutsätter t >. ) t+t 2 t 2

2. Bestäm alla primitiva funktioner till f(x) = x cos(x 2 ) sin ( π sin(x 2 ) ). (6 p) Genomför variabelsubstitutionen t = sin(x 2 ) med dt = 2x cos(x 2 )dx. Det ger x cos(x 2 ) sin ( π sin(x 2 ) ) sin(πt) dx = dt 2 för godtycklig konstant C R. = C cos(πt) = C cos ( π sin(x 2 ) ) 3. Låt A = {(x y) R 2 y x y 2 x 2 }. Alternativt uttryckt så är A den yta som utgörs av snittet av y x och y 2 x 2. Bestäm volymen av den kropp som bildas då A roteras runt x-axeln. (6 p) Sätt f(x) = x och g(x) = 2 x 2. Ekvationen f(x) = g(x) då x ger x = 2 x 2 vilket endast löses av x = ; x = 2 är ingen lösning då x. Ekvationen f(x) = g(x) då x ger x = 2 x 2 vilket endast löses av x = ; x = 2 är ingen lösning då x. Området A är alltså denierat endast för x [ ]. Därmed ges den volym som söks av π g(x) 2 f(x) 2 dx vilket av symmetriskäl kan förenklas till g(x) 2 f(x) 2 dx = = (2 x 2 ) 2 x 2 dx = [ x 5 3 x3 + ] 5 x5 = 76 x= 5 π. 5x 2 + x dx. Lös begynnelsevärdesproblemet y y = ( x 2 )e 2x y() =. (6 p) Det är en separabel dierentialekvation som löses enligt 2 ydy = 2 ( x 2 )e 2x dx = 2e 2x dx 8x 2 e 2x dx y 2 = C e 2x + x 2 e 2x 8xe 2x dx y 2 = C e 2x + x 2 e 2x + xe 2x e 2x dx y 2 = C e 2x + x 2 e 2x + xe 2x + 2e 2x y 2 = C + ( e x (2x + ) ) 2 för godtycklig konstant C R. (Förenklingarna av högerledet från första till andra och till tredje raden har skett via partialintegreration.) Begynnelsevillkoret y() = (y()) 2 = ger C =. Nu ser y = ±e x (2x+) ut som potentiella lösningar men begynnelsevillkoret y() = ger att y = e x (2x + ) är den enda lösningen.

5. Skissa mängden komplexa tal z som uppfyller både z 3 i 5 och z z 3 i. (6 p) Villkoret z 3 i 5 motsvarar alla punkter (i det komplexa talplanet) på avstånd högst 5 från punkten 3 + i alltså en cirkelskiva (inkl. randen) med centrum i 3+i och radie 5. Notera att cirkelranden går genom origo. Villkoret z z 3 i motsvarar punkter närmre origo än punkten 3 + i. Låt p vara den punkt som ligger mitt mellan origo och 3 + i d.v.s. p = 3/2 + 2i. Dra nu en linje L genom p i rät vinkel mot den linje som går genom origo och 3 + i. Vi är då intresserade av punkterna nedanför L. (Formellt ges L av 6x + 8y = 25 där x är positionen längs reella talaxeln och y positionen längs imaginära talaxeln. Det måste ej anges för full poäng.) Området som söks är ett cirkelsegment se Figur. 8 7 6 5 Im 3 3 + i 2 3/2 + 2i + i 2 2 2 6 8 Re L Figur : Illustration till uppgift 5. Det är det markerade området som söks. Den röda linjen L skär den gröna sträckan i rät vinkel. 6. Låt f(x) = (x ) 2. Låt L t vara den linje som tangerar grafen till f(x) i punkten (t f(t)). Bestäm t i intervallet [ ] sådant att storleken på ytan begränsad av x-axeln y-axeln och L t maximeras. (7 p) Linjen ges av L t (x) = f (t)x + f(t) tf (t) = (2t 2)x + t 2 vilken skär y-axeln i t 2 och x-axeln i (t 2 )/(2t 2) = ( + t)/2.

Den area som ska maximeras med avseende på t är (enligt arean för en triangel) A(t) = ( t2 )( + t) = + t t2 t 3 vilken har derivatan A (t) = 2t 3t2. Genom att sätta A (t) till får vi t = eller t = /3. Potentiella maximum nns då t = t = /3 eller då t =. Vi har A( ) = A() = men A(/3) = 8/27 >. Alltså är det t = /3 som maximerar arean. 7. Betrakta ett nätverk datorer som kommunicerar via gossiping där datorerna väljer samtalspartner slumpmässigt och skickar över all information de har som samtalspartnern saknar. Då kommer hastigheten hos spridningen av ett stycke information att vara proportionell mot produkten av andelen datorer som har informationen och andelen datorer som inte har informationen. Vid tidpunkt har % av alla datorer information A och vid tidpunkt har 5 % av alla datorer information A. När kommer 95 % av alla datorer att ha information A? (7 p) Beteckna andelen datorer som har information A vid tiden t med p(t). Det vi fått veta om spridningshastigheten kan då skrivas som p (t) = kp(t)( p(t)) för något k >. Vid sidan av denna separabla dierentialekvation har vi fått begynnelsevillkoren p() =. och p() =.5. Nu är det bara att lösa den enligt p p( p) = k dp p( p) = kdt ( ) p ln = C + kt p där vi sluppit tänka på absolutbelopp i sista ledet eftersom p/( p) > för alla p ( ). (Naturligtvis kan p lösas ut som p = + e C+kt men det hjälper oss inte lösa uppgiften. Vi vill nna C k och ett specikt t och då har vi redan skrivit om dierentialekvationen på en utmärkt form.) Det första begynnelsevillkoret ger ( ). C = ln = ln 99.99 och det andra begynnelsevillkoret ger ( ).5 C + k = ln = ln 9..95

Vi får k = ln(99) ln(9). Vi vill nna t så att ( ).95 C + kt = ln = ln 9.5 vilket ger t = ln(99) + ln(9) ln(99) ln(9). (För dig som undrar är det ungefär.5675 men naturligtvis är det det exakta svaret som söks.) 8. Låt C = {(x y) y = f(x)} vara en kurva som kan parametriseras som x = g(t) y = h(t) t R där både g och h är deriverbara funktioner. Går det att dra slutsatsen att f är deriverbar? Om ja bevisa det. Om nej ge ett motexempel. (6 p) Nej den slutsatsen kan inte dras. Som motexempel låt g(t) = t 3 och h(t) = t 2 båda uppenbarligen deriverbara. Vi får f(x) = x 2/3 för x R med f (x) = 2 3 x /3 för x. Uppenbarligen kan f inte ha någon derivata i x =. (Speciellt har vi att högerderivatan av f då x = ges av lim f (x) = medan vänsterderivatan av f då x = ges av lim f (x) =. Då höger- och x + x vänsterderivatorna i x = inte överensstämmer ser vi att f även saknar tangent i x =.)