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

Relevanta dokument
SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Tentamen: Lösningsförslag

Problem inför KS 2. Problem i matematik CDEPR & CDMAT Flervariabelanalys. KTH -matematik

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A. 1. En svängningsrörelse beskrivs av

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

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 12 januari 2016

x f x + y f y x. 2 Funktionen f(x, y) uppfyller alltså given differentialekvation.

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA MATEMATIK. LÖSNINGAR FLERDIMENSIONELL ANALYS, FMA kl 8 13

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen 14 mars 2011,

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

har ekvation (2, 3, 4) (x 1, y 1, z 1) = 0, eller 2x + 3y + 4z = 9. b) Vi söker P 1 = F (1, 1, 1) + F (1, 1, 1) (x 1, y 1, z 1) = 2x + 3y + 4z.

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Måndagen den 16 mars 2015

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

Institutionen för matematik SF1626 Flervariabelanalys. Lösningsförslag till tentamen Måndagen den 5 juni 2017 DEL A

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Torsdagen den 20 augusti 2015

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Tentan , lösningar

Lösning till kontrollskrivning 1A

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

x ( f u 2y + f v 2x) xy = 24 och C = f

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

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

Övningstenta: Lösningsförslag

SF1669 Matematisk och numerisk analys II Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

Lösningsförslag till tentamen Onsdagen den 15 mars 2017 DEL A

Tentamen i Analys B för KB/TB (TATA09/TEN1) kl 8 13

Tentamen i Analys B för KB/TB (TATA09/TEN1) kl 08 13

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)

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Torsdagen den 18 augusti 2016

Tentamen i tmv036c och tmv035c, Analys och linjär algebra C för K, Kf och Bt A =, = det(a λi) = e 2t + c 2. x(t) = c 1. = c 1.

Inlämningsuppgift nr 2, lösningar

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

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

Tentamen: Lösningsförslag

2.5 Partiella derivator av högre ordning.

Lösningsförslag till tentamen Torsdag augusti 16, 2018 DEL A

TMV036 Analys och Linjär Algebra K Kf Bt, del C

Övningar till Matematisk analys III Erik Svensson

1. För vilka värden på konstanterna a och b är de tre vektorerna (a,b,b), (b,a,b) och (b,b,a) linjärt beroende.

Tentamen TMA044 Flervariabelanalys E2

= 0 genom att införa de nya

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

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

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen 18 augusti 2011, Svar och lösningsförslag

Tentamen i Flervariabelanalys, MVE , π, kl

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Tentamen: Lösningsförslag

Tentamen SF1626, Analys i flera variabler, Svar och lösningsförslag. 2. en punkt på randkurvan förutom hörnen, eller

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Måndagen den 26 maj, 2014

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

6. Räkna ut integralen. z dx dy dz,

Kontrollskrivning 1A

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Onsdagen den 15 mars 2017

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 7 juni 2016

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

MMA127 Differential och integralkalkyl II

1.1 Stokes sats. Bevis. Ramgard, s.70

För studenter i Flervariabelanalys Flervariabelanalys MA012B ATM-Matematik Mikael Forsberg

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

Vektoranalys, snabbrepetition. Vektorfält

Lösningsförslag till tentamen Tisdagen den 10 januari 2017 DEL A

SF1669 Matematisk och numerisk analys II Lösningsförslag till tentamen DEL A. r cos t + (r cos t) 2 + (r sin t) 2) rdrdt.

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

= y(0) för vilka lim y(t) är ändligt.

Repetition, Matematik 2 för lärare. Ï x + 2y - 3z = 1 Ô Ì 3x - y + 2z = a Ô Á. . Beräkna ABT. Beräkna (AB) T

Tentamen i Flervariabelanalys F/TM, MVE035

A = D. r s r t dsdt. [(1 + 4t 2 ) 3/2 1]dt (1) där det sista steget fås genom variabelbytet u = 1 + 4s 2. Integralen. (1 + 4t 2 ) 3/2 dt

Lösningar till Matematisk analys

Tentamen i TATA43 Flervariabelanalys

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Måndagen den 27 maj, 2013

1 x. SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

1. Bestäm definitionsmängden och värdemängden till funktionen f(x,y) = 1 2x 2 3y 2. Skissera definitionsmängden, nivålinjerna och grafen till f.

Dubbelintegraler och volymberäkning

dx x2 y 2 x 2 y Q = 2 x 2 y dy, P dx + Qdy. Innan vi kan använda t.ex. Greens formel så måste vi beräkna de vanliga partiella derivatorna.

1. Beräkna hastigheten, farten och accelerationen vid tiden t för en partikel vars rörelse beskrivs av r(t) = (2 sin t + cos t, 2 cos t sin t, 2t).

Lösningsförslag till Tentamen: Matematiska metoder för ekonomer

SF1669 Matematisk och numerisk analys II Lösningsförslag till tentamen DEL A

Tentamensuppgifter, Matematik 1 α

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 10 januari 2017

SF1626 Flervariabelanalys Bedömningskriterier till tentamen Onsdagen den 15 mars 2017

a) Bestäm samtliga asymptoter (lodräta/vågräta/sneda). b) Bestäm samtliga stationära punkter och deras karaktär (min/max/terrass). c) Rita grafen.

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

d dx xy ( ) = y 2 x, som uppfyller villkoret y(1) = 1. x, 0 x<1, y(0) = 0. Bestäm även y( 2)., y(0) = 0 har entydig lösning.

MMA127 Differential och integralkalkyl II

Lösningsförslag till tentamen TMA043 Flervariabelanalys E2

AB2.4: Kurvintegraler. Greens formel i planet

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Tentamen MVE085 Flervariabelanalys

Tentamen i Flervariabelanalys F/TM, MVE , kl

Transkript:

LUNS TEKNISKA HÖGSKOLA MATEMATIK TENTAMENSSKRIVNING FLERIMENSIONELL ANALYS --3 kl. 8 3 INGA HJÄLPMEEL. Lösningarna ska vara försedda med ordentliga motiveringar.. Beräkna dubbelintegralen y ddy, där är det (begränsade) område i y planet som avgränsas av parabeln y = och linjen y =.. Bestäm alla lösningar f(, y) till den partiella differentialekvationen genom att göra variabelbytet f f y = ( + y) u =, v = y +. Bestäm också en lösning som uppfyller f(, y) = y. 3. Bestäm största och minsta värde av funktionen f(, y) = y + 3 + y i området = (, y) : + y,, 3 y }. Har funktionen några lokala etrempunkter i det inre av det givna området? Ange i så fall karaktären av dessa.. Låt K vara den (begränsade) kropp som avgränsas av ytorna z = + y, + y + z =, och som innehåller punkten (,, ). Beräkna ( + y )z ddydz. K 5. a) Låt f(, y) vara differentierbar. I vilken riktning från punkten (a, b) har f(, y) sin maimala tillväthastighet, och hur stor är denna? Bevisa dina påståenden. (.) V.g. vänd!

b) Myran Ida befinner sig i punkten (, ) på den kvadratiska plattan (, y) :, y }. Hon förnimmer en ytterst delikat doft av honung. oftstyrkan i punkten (, y) ges av funktionen (, y) = 3 y 3 +. 3 Ida vandrar åt det håll åt vilket doftstyrkan ökar snabbast. Hon rör sig med en fart som är proportionell mot tillväthastigheten av doftstyrkan (proportionalitetskonstanten är.). I vilken riktning och med vilken fart börjar Ida vandra? Finns det någon riktning utifrån punkten (, ) där tillväthastigheten av doftstyrkan är? Finns det någon punkt (a, b) i hela plattan och någon riktning v där tillväthastigheten av doftstyrkan är (eventuella punkter och riktningar behövs ej anges)? (.). Låt I = y d + dy + y, där är den positivt orienterade randen till kvadraten med hörnen (, ), (, ), (, ) och (, ). a) Beräkna I genom att parameterframställa. (.) b) Beräkna I genom att använda Greens formel. (.) c) Är fältet y F = ( + y, + y ) konservativt i R \ (, )}, dvs R utom origo? Motivera ordentligt! (.) GO JUL OCH GOTT NYTT ÅR!

LUNS TEKNISKA HÖGSKOLA MATEMATIK LÖSNINGAR FLERIMENSIONELL ANALYS --3. Vi hittar först skärningspunkterna. Vi löser följande system: y = y = Vi får = + = =, =. Området kan beskrivas som y,. et är lämpligt att börja med att integrera med avseende på y. ( ) ] yddy = ydy d = [ y d = = ( 5 + )d = = ( 5 + ) 8 + = 9 8. [ 5 + ] =. Enligt kedjeregeln blir f = f u u + f v v = f u + f v och f y = f u u y + f v v y = f v. Insatt i ekvationen får vi f f y = ( + y) f u + f v f v = v f u = v f = uv + g(v), där g är en godtycklig (C -)funktion i en variabel. Återgång till och y ger f(, y) = ( + y) + g( + y). Från villkoret f(, y) = y följer att f(, y) = g(y) = y, dvs. g(t) = t. en lösning vi söker är alltså f(, y) = ( + y) + ( + y). 3. Vi börjar med att rita upp området. Området är kompakt, funktionen f(, y) är kontinuerlig, därför finns både ett största och ett minsta värde. Vi letar först efter stationära punkter: f = + 3 + y = f y = + = y - 3 β -3 α en andra ekvationen har lösningen =, som insatt i den första ger y =. Vi får den enda stationära punkten (, ), som ligger i. f(, ) = Vi parametriserar nu randen: α : y = 3, 3, och f(, 3) = 3 5 + = g (). Vi får att g () = 3 5 5 =, = ±. Punkten 5 ligger inte i intervallet. Punkten 3 3 är av intresse. Funktionsvärdet blir 5 g ( ) = 5. 3 9 5 3

β : =, 3 y, och f(, y) = y = g (y).funktionen g (y) är avtagande, dvs det finns inte några inre stationära punkter. : y =, 3, och f(, ) = 3 + 3 = g 3 (). Funktionen g 3 () är väande, ty g 3 () = 3 + 3 = 3(( 3 ) + 5 ) >, dvs det finns inte några inre 9 stationära punkter. I ändpunkterna får vi f(, ) = f(, 3) = f(3, 3) = 8 Efter jämförelse av de aktuella värdena får vi att det största värdet är 8 och det minsta värdet är. Vi har den stationära punkten (, ), som ligger i. För att undersöka karaktären behöver vi andraderivatorna f =, f yy = och f y =. en kvadratiska formen blir i vår punkt: Q(h, k) = f (a, b)h + f y(a, b)hk + f yy(a, b)k (, ) : Q(h, k) = h + hk+k = (h + hk) = ((h+ k 3 ) k) = (h+ k 9 3 ) k Formen är indefinit så vi har en sadelpunkt, alltså inga etrempunkter. 3.. Alternativ en övre begränsningsytan är z = ( + y ) och den undre z = + y. essa skär varandra då ( + y ) = + y + y =. Projektionen av kroppen på y-planet ges således av + y, vilken med variabelbytet = r cosϕ y = r sin ϕ övergår i E : r, ϕ π. Vi får också d(,y) = r, så d(r,ϕ) ( ) ( +y ) ( + y )zdzddy = ( + y ) zdz ddy = +y K [ ] = ( + y ) z ( +y ) ddy = +y = ( + y )( ( + y ) ( + y ))ddy = = E [ r = π r r ( r ) rdrdϕ = ] Alternativ Med rymdpolära koordinater: = r sin θ cos ϕ y = r sin θ sin ϕ, z = r cosθ = π 8 π ( ) = π 3 8. d(, y, z) d(r, θ, ϕ) = r sin θ dϕ (r 3 r 5 )dr =

K ( + y )zdzddy = = π π π dϕ [ sin = π π ] π r sin θ r cosθ r sin θdrdθdϕ = sin 3 θ cosθdθ [ r ] r 5 dr = = π = π 8. 5. a) Se läroboken sid. 79.. b) Ida vandrar i gradientens riktning. Vi får att grad (, y) = (, y ) grad (, ) = (, ). Ida börjar vandra i riktningen (, ). Tillväthastigheten av doftstyrkan är grad (, ) = + ( ) =. Vi får att Ida börjar vandra med farten.. Vi vet att tillväthastigheten av doftstyrkan varierar mellan grad (, ) och grad (, ). etta innebär att det minsta värdet för tillväthastigheten är. Men >, därför finns det ingen riktning utifrån punkten (, ) där tillväthastigheten av doftstyrkan är. I punkten (a, b) varierar tillväthastigheten av doftstyrkan mellan a + b och a + b, vilket innebär att i hela plattan varierar tillväthastigheten mellan och. I och med < < då finns det en punkt (a, b) och en riktning v där tillväthastigheten av doftstyrkan är. a) Vi delar upp vår kurvan i fyra delar och parametriserar varje del. = :, t : y = t = t : y =, t : = 3 :, t : y = t = t : y =, t : Vi får yd + dy + y = dt + t + yd + dy + + y dt t + + yd + dy + + y dt + t + b) Vi använder Greens formel. Vi beräknar 3 dt + t = Q = P y = y ( + y ). y yd + dy + 3 + y yd + dy = + y dt + t = [arctant] = π.

Eftersom P(, y) och Q(, y) inte är definierade i hela kvadraten får vi inte använda Greens formel direkt. Vi väljer σ som enhetscirkeln genomlupen medurs. y Så bildar och σ en positivt orienterad rand till. P(, y) och Q(, y) är definierade och C på en öppen omgivning till. Vi får därför yd + dy + y + yd + dy + y σ yd + dy + y = σ = yd + dy + y. Vi kan parametrisera σ enligt ((t), y(t)) = (cos(t), sin(t)), t : π, så yd + dy + y sin (t) + cos (t) = π cos (t) + sin (t) dt = π dt = π. c) Från a) har vi fått att yd+dy = π, där är en sluten kurva, vilket innebär att +y integralen inte är oberoende av vägen. ärför är fältet F inte konservativt i R \(, )}.