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

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

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)

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

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

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

Lösningsförslag obs. preliminärt, reservation för fel

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

TENTAMEN TEN2 i HF1006 och HF1008

Studietips info r kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Lördagen den 11 januari, 2014

TENTAMEN Kurs: HF1903 Matematik 1, moment TEN2 (analys) Datum: 29 okt 2016 Skrivtid 9:00-13:00

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

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

TENTAMEN HF1006 och HF1008

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 12 januari 2015

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.

Uppgift 1. Bestäm definitionsmängder för följande funktioner 2. lim

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

TENTAMEN HF1006 och HF1008

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

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

10x 3 4x 2 + x. 4. Bestäm eventuella extrempunkter, inflexionspunkter samt horizontella och vertikala asymptoter. y = x 1 x + 1

1. (a) Lös ekvationen (2p) ln(x) ln(x 3 ) = ln(x 6 ). (b) Lös olikheten. x 3 + x 2 + x 1 x 1

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

Tentamen i Matematik 1 HF aug 2012 Tid: Lärare: Armin Halilovic

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

UPPSALA UNIVERSITET Envariabelanalys IP1/Hösten L.Höglund, P.Winkler, S. Zibara Ingenjörsprogrammen Tel: , ,

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

Preliminärt lösningsförslag till del I, v1.0

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.

TENTAMEN HF1006 och HF1008

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

TENTAMEN HF1006 och HF1008

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

MATEMATIK Chalmers tekniska högskola Tentamen , kl och v 4 =

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

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

Lösningsförslag, preliminär version 0.1, 23 januari 2018

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

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

v0.2, Högskolan i Skövde Tentamen i matematik

Skriv väl, motivera och förklara vad du gör. Betygsgränser: p. ger betyget 3, p. ger betyget 4 och 40 p. eller mer ger betyget

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

= y(0) för vilka lim y(t) är ändligt.

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.

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Thomas Erlandsson, Sebastian Pöder

TENTAMEN HF1006 och HF1008

KTH Matematik Tentamensskrivning i Differentialekvationer I, SF1633.

INGA HJÄLPMEDEL. Lösningarna skall vara försedda med ordentliga och tydliga motiveringar. f(x) = arctan x.

Studietips inför kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

Crash Course Envarre2- Differentialekvationer

6. Samband mellan derivata och monotonitet

Tentamen i Envariabelanalys 2

Lösningar till tentamen i kursen Envariabelanalys

konstanterna a och b så att ekvationssystemet x 2y = 1 2x + ay = b

TENTAMEN HF1006 och HF1008

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

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

TENTAMEN HF1006 och HF1008

Namn Klass Personnummer (ej fyra sista)

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),

(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.

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.

TENTAMEN TEN2 i HF1006 och HF1008

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 11 januari 2016

Tentamensuppgifter, Matematik 1 α

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

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

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

III. Analys av rationella funktioner

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

Program: DATA, ELEKTRO

Tentamen i Envariabelanalys 1

KTH Matematik Tentamensskrivning i Differentialekvationer och transformer III, SF1637.

TNA004 Analys II Tentamen Lösningsskisser

Studietips infö r kömmande tentamen TEN1 inöm kursen TNIU22

Lösningar kapitel 10

SF1664 Tillämpad envariabelanalys med numeriska metoder Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

Lösningar till tentamen TEN1 i Envariabelanalys I (TNIU 22)

IV, SF1636(5B1210,5B1230).

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

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

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

Lösningsförslag till TATA42-tentan

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

Meningslöst nonsens. November 19, 2014

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

LMA515 Matematik, del B Sammanställning av lärmål

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

LÖSNINGSFÖRSLAG TILL TENTAMEN 2 SF1664

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

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

Kontrollskrivning 25 nov 2013

Transkript:

Högskolan i Halmstad Tentamensskrivning ITE/MPE-lab MA Envariabelanalys 6 p Mikael Hindgren Tisdagen den januari 6 Skrivtid: 9.-3. Inga jälpmedel. Fyll i omslaget fullständigt oc skriv namn på varje papper. Skriv läsligt oc ögst en uppgift per sida. För att erålla full poäng på ett problem krävs en kortfattad men fullständig motivering samt ett tydligt oc eakt angivet svar på enklaste form. Betygsgränserna är 5 p för 3 oc godkänd, p för 4 oc 5 p för 5. e ( + ) cos. (a) Beräkna gränsvärdet lim sin arctan. (p) 4 (b) Beräkna integralen + d. (3p). Bestäm eventuella lokala etrempunkter oc terasspunkter till f() = 3 samt eventuella asymptoter till kurvan y = f(). Rita också kurvan i grova drag. (5p) 3. Lös begynnelsevärdesproblemet (5p) { y + y + y = 6e, y() =, y () =. 4. (a) Härled derivatan av e. (p) (b) Bestäm den lösning y() till differentialekvationen ( + )y + y =, för vilken lim y() = π. 5. (a) För vilka värden på talet α är den generaliserade integralen (4p) α d konvergent? (b) Beräkna volymen av den rotationskropp som uppkommer då kurvan (p) y = ln,, roterar kring -aeln. (3p) 6. (a) Härled en lösningsformel för differentialekvationer av typen y + g()y = (). (p) (b) Ett mord ar begåtts i en liten stad i södra Sverige. När kriminalingenjören Pärlock Holm kommer till brottsplatsen kl. är kroppens temperaturen 9 C. När Pärlock två timmar senare lämnar brottsplatsen ar kroppens temperatur sjunkit till 5 C. På brottsplatsen är temperaturen konstant C. En levande människas normaltemperatur är 37 C oc en död kropps temperatur följer Newtons avsvalningslag dvs temperaturen avtar med en astiget som är proportionell mot skillnaden mellan kroppens temperatur oc omgivningens temperatur. När skedde mordet? (4p) Lycka till!

Högskolan i Halmstad Tentamensskrivning ITE/MPE-lab MA Envariabelanalys 6 p Mikael Hindgren Tisdagen den januari 6 Skrivtid: 9.-3. Lösningsförslag. (a) Vi börjar med Maclaurinutveckling av nämnaren: sin arctan = 3 3! + 5 5!... ( 3 3 + 5 5...) = 3 6 + O(5 ). Eftersom den första icke-försvinnande termen i nämnaren är av ordning 3 så utvecklar vi täljaren t om ordning 3. Pga entydigeten os Maclaurinutvecklingen får vi ( då ): e ( + ) cos = ( + ( ) + ( )! Vi får till slut = 3 3 + O(4 ). e ( + ) cos sin arctan + ( )3 3! 3 = 3 + O(4 ) 3 6 + O(5 ) = (b) Substitutionen t = = t, t, ger d = tdt oc vi får 4 + d = = t + t tdt = + O( 4 ) ) ( + ) (! + O(4 ) ) 3 + O() 6 + då. O( ) t + t dt = pol.div [ t + t + ln + t ] = ln 3. ( + t + ) dt + t. Vi bestämmer först eventuella stationära punkter till f(): f() = 3 = eller = 3. f () = (4 3)( ) ( 3) ( ) = 8 + 6 ( )( 3) ( ) = ( ) = Sedan undersöker vi derivatans tecken oc förutom de stationära punkterna tar vi även med punkten = där f oc f inte är definierade: 3 f () + + f() f() f(3) Till sist bestämmer vi eventuella asymptoter till kurvan y = f(). Eftersom f() är en rationell funktion där nämnaren är noll medan täljaren är skild från noll för = ar f() den lodräta asymptoten =. Pga att f() är rationell ger en enkel polynomdivision direkt eventuell sned asymptot: f() = 3 = + }{{} +. Sned asymptot Sammanfattning: Funktionen f() ar en lokal maimipunkt i = med värdet f() = oc en lokal minimipunkt i = 3 med värdet f(3) = 9. Kurvan y = f() ar den lodräta asymptoten = samt den sneda asymptoten y = + då ±.

Figur : Kurvan f() = 3. 3. Den allmänna lösningen ges av y = y + y p där y är den allmänna lösningen till motsvarande omogena ekvation oc y p en partikulärlösning till L(y) = y + y + y = L(y) = 6e. () Lösning till omogena ekvationen: Det karaktäristiska polynomet p(r) = r + r + = (r + ) ar nollställena r = r = oc den allmänna lösningen till L(y) = är därför y = (C + C )e. Partikulärlösning: Eftersom 6e är ett polynom multiplicerat med en eponentialfunktion inför vi jälpfunktionen z oc gör standardansatsen: Insättning i () ger nu y p = ze y p = (z z)e y p = (z z + z)e. y + y + y = (z z + z + (z z) + z)e = z e = 6e z = 6. Integrering ggr ger direkt att z = 3 är en lösning oc vi får y p = 3 e. Den allmänna lösningen till () är därför Från begynnelsvillkoren får vi y() = + C + = C = y = y + y p = (C + C + 3 )e. y () = (C + 3 )e + (C + C + 3 )e ( ) = (C C C + 3 3 )e y () = C C + = C C = C = C =. Den sökta lösningen är alltså y() = ( + 3 )e. 4. (a) Derivatan av en deriverbar funktion f() i en godtycklig punkt ges av Med f() = e får vi differenskvoten f f( + ) f() () = lim. dvs De = e. f( + ) f() = e+ e = e e e = e e e = e då }{{ } 3

(b) Detta är en separabel differentialekvation: ( + )y + y = y dy d = + y() = arctan + C Enligt gränsvärdesvillkoret i uppgiften ar vi: y() = Den sökta lösningen är alltså arctan + C π + C = π ( ) dy = y Allmän lösning y() = arctan + π. 5. (a) Vi beräknar den generaliserade integralen för olika värden på α: R α d = Resultatet visar att + d y = arctan + C då C = π α = : [ln ] R = ln R ln = ln R då R [ ] R α : α (α ) = R α α + α (b) Volymen ges av den generaliserade integralen: π d är konvergent omm α >. α ( ) ln (ln ) d = π d { α då R om α >. då R om α <. Substitutionen t = ln = e t ger d = e t dt oc med två partiella integrationer får vi: R (ln ) d = ln R t R e t et dt = ln R=R = [ t e t te t] R + Den sökta volymen är alltså π v.e. R t e t dt = [ t e t] R R + e t dt = [ (t + t + )e t] R = (R + R + )e R + då R dvs då R. }{{} då R te t dt 6. (a) Multiplikation med den integrerande faktorn e G() där G () = g() gör att vänsterledet kan skrivas som derivatan av en produkt: y + g()y = () y e G() + ye G() g() = D(ye G() ) = ()e G() ye G() = ()e G() d y() = e G() ()e G() d. 4

(b) Kroppens temperatur följer Newtons avsvalningslag dvs om T (t) är dess temperatur vid tiden t ar vi T (t) = k(t (t) T b ) T (t) + kt (t) = kt b där T b är temperaturen på brottsplatsen oc k > en konstant. Detta är en linjär differentialekvation av :a ordningen som kan lösas på vanligt sätt genom multiplikation med den integrerande faktorn e kt : T (t)e kt + T (t)e kt k = D(T (t)e kt ) = kt b e kt T (t)e kt = kt b e kt dt = T b e kt + C T (t) = Ce kt + T b där C är en konstant. Om begynnelsetemperaturen (dvs kroppens temperatur då Pärlock kommer till brottsplatsen) är T ar vi: oc vi får T () = Ce + T b = T C = T T b T (t) = (T T b )e kt + T b. Eftersom kroppens temperatur sjunker från 9 C till 5 C på timmar vid temperaturen T b = C får vi T () = (9 )e k + = 5 k = ln dvs T (t) = 8e ln t + = 8 t +. Vid tidpunkten för mordet, t m, var kroppstemperaturen 37 C vilket ger T (t m ) = 8 tm + = 37 tm =. Mordet skedde alltså timmar innan Pärlock anlände dvs kl.. 5