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



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

SF1625 Envariabelanalys

Institutionen för matematik Envariabelanalys 1. Jan Gelfgren Datum: Fredag 9/12, 2011 Tid: 9-15 Hjälpmedel: Inga (ej miniräknare)

Kryssproblem (redovisningsuppgifter).

SF1620 Matematik och modeller

Kapitel 6. f(x) = sin x. Figur 6.1: Funktionen sin x. 1 Oinas-Kukkonen m.fl. Kurs 6 kapitel 1

a n = A2 n + B4 n. { 2 = A + B 6 = 2A + 4B, S(5, 2) = S(4, 1) + 2S(4, 2) = 1 + 2(S(3, 1) + 2S(3, 2)) = 3 + 4(S(2, 1) + 2S(2, 2)) = = 15.

Modul 6: Integraler och tillämpningar

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

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

Ekvationssystem, Matriser och Eliminationsmetoden

3.1 Linjens ekvation med riktningskoefficient. y = kx + l.

Introduktion till Komplexa tal

Lösningar och kommentarer till uppgifter i 3.2

4-6 Trianglar Namn:..

Förberedelser inför lektion 1 (första övningen läsvecka 1) Lektion 1 (första övningen läsvecka 1)

Möbiustransformationer.

Algebra, polynom & andragradsekvationer en pampig rubrik på ett annars relativt obetydligt dokument

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.

Övningshäfte Algebra, ekvationssystem och geometri

Tentamen i Linjär algebra (TATA31/TEN1) ,

Volymer av n dimensionella klot

Lathund, procent med bråk, åk 8

x 2 + px = ( x + p 2 x 2 2x = ( x + 2

SEPARABLA DIFFERENTIALEKVATIONER

Träning i bevisföring

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

Övningshäfte i matematik för. Kemistuderande BL 05

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

1. Frekvensfunktionen nedan är given. (3p)

Kontrollskrivning i Linjär algebra ,

OM KOMPLEXA TAL. 1 Om a är ett positivt reellt tal så betecknar a det positiva reella tal vars kvadrat är a men det är

Facit till Några extra uppgifter inför tentan Matematik Baskurs. x 2 x

Tentamen i matematisk statistik (9MA241/9MA341/LIMAB6, STN2) kl 08-13

MATEMATIK Datum: Tid: förmiddag Hjälpmedel: inga. Mobiltelefoner är förbjudna. A.Heintz Telefonvakt: Christo er Standar, Tel.

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

Observera att alla funktioner kan ritas, men endast linjära funktioner blir räta linjer.

SF1625 Envariabelanalys

5B1816 Tillämpad mat. prog. ickelinjära problem. Optimalitetsvillkor för problem med ickelinjära bivillkor

LMA515 Matematik, del B Sammanställning av lärmål

Facit med lösningsförslag kommer att anslås på vår hemsida Du kan dessutom få dem via e-post, se nedan.

Flervariabelanalys E2, Vecka 2 Ht08

FÖRELÄSNING 1 ANALYS MN1 DISTANS HT06

Har du förstått? I De här talen är primtal a) 29,49 och 61 b) 97, 83 och 89 c) 0, 2 och 3.

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

Exempel på tentamensuppgifter i LMA100, del 1

I den här delen används inte räknare. Motivera alltid din slutsats med matematiska uttryck, figurer, förklaring el.dyl.

För teknologer inskrivna H06 eller tidigare. Skriv GAMMAL på omslaget till din anomyna tentamen så att jag kan sortera ut de gamla teknologerna.

Sammanfattning på lättläst svenska

Vi skall skriva uppsats

x 1 1/ maximum

Matematik E (MA1205)

DOP-matematik Copyright Tord Persson. Bråktal Läs av vilka tal på tallinjen, som pilarna pekar på. Uppgift nr

Tentamen TAIU07 Matematiska beräkningar med MATLAB för MI

4-3 Vinklar Namn: Inledning. Vad är en vinkel?

Statistik 1 för biologer, logopeder och psykologer

Kurvlängd och geometri på en sfärisk yta

2. (a) Skissa grafen till funktionen f(x) = e x 2 x. Ange eventuella extremvärden, inflektionspunkter

Föreläsning 8: Räkning. Duvhålsprincipen. Kombinatorik

SF1625 Envariabelanalys

m 1 + m 2 v 2 m 1 m 2 v 1 Mekanik mk, SG1102, Problemtentamen , kl KTH Mekanik

Snabbslumpade uppgifter från flera moment.

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

David Wessman, Lund, 30 oktober 2014 Statistisk Termodynamik - Kapitel 5. Sammanfattning av Gunnar Ohléns bok Statistisk Termodynamik.

Repetition av cosinus och sinus

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Måndagen den 27 maj, 2013

Diskussionsfrågor till version 1 och 2

Idag: Dataabstraktion

Mälardalens högskola Akademin för utbildning, kultur och kommunikation

Utveckla arbetsmiljö och verksamhet genom samverkan

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

MA2001 Envariabelanalys

6. Samband mellan derivata och monotonitet

Studiehandledning till. MMA121 Matematisk grundkurs. Version

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Några viktiga satser om deriverbara funktioner.

ATT KUNNA TILL. MA1050 Matte Grund Vuxenutbildningen Dennis Jonsson

Har vi lösningen för en bättre hemtjänst? Självklart.

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

ANVÄNDARHANDLEDNING FÖR

20 Gamla tentamensuppgifter

NATIONELLT KURSPROV I MATEMATIK KURS B HÖSTEN Tidsbunden del

Bedömningsanvisningar Del I vt 2010 Skolverket har den beslutat att provet i matematik A för vt 2010 inte ska återanvändas.

Erfarenheter från ett pilotprojekt med barn i åldrarna 1 5 år och deras lärare

Matematik och modeller Övningsuppgifter

Tentamen i Matematik 1 HF1901 (6H2901) 22 aug 2011 Tid: :15 Lärare:Armin Halilovic

Lösningar till Tentamen i Matematisk Statistik, 5p 22 mars, Beräkna medelvärdet, standardavvikelsen, medianen och tredje kvartilen?

Finaltävling i Uppsala den 24 november 2007

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

SF1625 Envariabelanalys

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.

Gissa det hemliga talet

Webb-bidrag. Sök bidrag på webben Gäller från

SF1625 Envariabelanalys

MATEMATIK 5 veckotimmar

Hävarmen. Peter Kock

Modul 4 Tillämpningar av derivata

Enkätresultat för elever i åk 9 i Borås Kristna Skola i Borås hösten Antal elever: 20 Antal svarande: 19 Svarsfrekvens: 95% Klasser: Klass 9

Gemensam problemlösning. Per Berggren och Maria Lindroth

Transkript:

Tentamen i Inledande matematik för V och AT, (TMV25), 20-0-26. Till denna uppgift skulle endast lämnas svar, men här ges kortfattade lösningar. a) Bestäm { konstanterna a och b så att ekvationssystemet x 2y = får oändligt många lösningar? 2x + ay = b Lösning: Den utökade koefficientmatrisen övergår genom radoperationer till trappstegsform: [ 2 2 a b ] [ 2 0 a + 4 b 2 För att få oändligt många lösningar, måste man ha färre pivotelement än antalet obekanta. För att få lösbarhet kan vi inte ha något pivotelement i högerledskolonnen. Därigenom tvingas hela andra raden vara en nollrad, dvs a = 4, b = 2. ] b) Funktionen f(x) = e x + arctan x är inverterbar. Beräkna (f ) (). Lösning: Eftersom f(0) =, så har vi: (f ) () = f (0) = e x + +x 2 x=0 = 2 c) Bestäm alla komplexa lösningar till ekvationen z 4 + 4 = 0. Lösning: Med z = re iθ får vi r 4 e i4θ = 4 = 4e i(π+n 2π) och r = 4 /4 = 2, θ = π 4 + n π 2, n = 0,, 2, n = 0 ger z = + i, av symmetri (regelbunden fyrhörning) får vi lätt resterande rötter. Svar: +i, -+i, --i, -i

d) Ange i vilket/vilka intervall som kurvan y = e x2 2 är konkav (=concave down). Lösning: Vi deriverar två ggr och får y = ( + x 2 )e x2 2. Kurvan är konkav då y < 0, vilket motsvarar att x tillhör intervallet (, ). e) Beräkna gränsvärdena: i) lim x ex x2, ii) lim x ( x + x 2 x + 2 ) Lösning: (i) Då t = x x 2 då x, och då e t 0 då t, så är gränsvärdet 0. (ii) Genom att faktoruppdela nämnaren och göra uttrycket liknämnigt, ser vi lätt vad gränsvärdet blir: x + x 2 x + 2 = x + (x )(x 2) = x (x )(x 2) = = då x x 2 f) Låt f(x) = cos x, π x 2π. Inversen f till denna strängt växande funktion är inte arcus cosinus, men kan uttryckas med hjälp av denna funktion. Gör detta! Lösning: Att invertera innebär att vi löser ut x som funktion av y ur vårt funktionsuttryck: y = cos x, π x 2π x = ± arccos y + n 2π Det enda val som ger π x 2π är minustecken kombinerat med n =. Alltså har vi f (y) = arccos y + 2π, eller med omkastade variabelnamn: f (x) = 2π arccos x.

2. a) Bestäm en ekvation för det plan som går genom de tre punkterna (,, 0), (,, 2) samt (2, 5, ). Lösning: En normal till planet ges (t.ex) av u v där u = AB och v = AC om vi sätter A = (,, 0), B = (,, 2) och C = (2, 5, ). Detta ger u v = 2 4 2 6 = 8 4 6 Vi väljer normalen n som är /4 gånger denna vektor och får att planet har ekvationen 2x y + 4z = d. Eftersom det går genom A har vi 2 + = d. Svar: 2x y + 4z =. b) Bestäm konstanten a så att linjen med ekvationer är parallell med planet i a). x a + = y 2 = z a Lösning: Vi parametriserar linjen genom att uttrycka x, y och z med hjälp av t utgående från Detta ger t = x a + = y 2 = z a. så linjen har riktningsvektorn x = + (a + )t y = 2t z = + ( a)t w = a + 2 a För att linjen ska vara parallell med planet krävs att w och n är vinkelräta, vilket ger ekvationen 0 = v n = 2(a+) 2+4( a), dvs 0 = 2a+4 eller a = 2..

. Rita grafen till funktionen f(x) = x2 2 x. Ange alla eventuella lokala x extrempunkter och asymptoter. Du behöver inte utreda var kurvan är konvex/konkav. Lösning: Vi börjar med att konstatera att f(x) är definierad för all x. Vi söker asymptoter: Då f(x) + då x och f(x) då x +, kan vi dra slutsatsen att linjen x = är en lodrät asymptot - den enda. Vi letar sneda/vågräta asymptoter. f(x) lim x x = lim x 2 + 2x x x(x ) = f(x) lim x + x = lim x 2 2x x + x(x ) = Om asymptoter y = kx + m finns i x = ±, så är de alltså sneda med k =. Vi undersöker vidare: lim (f(x) x) = lim x lim (f(x) x) = lim x + + 2x x (x2 x) = lim x x 2x x + (x2 x) = lim x x x x = x x = Härav ser vi att det finns en asymptot y = x + då x, och en annan asymptot y = x då x +. Vi letar nu lokala extrempunkter. Vi konstaterar att f saknar derivata då x = 0 (intressant punkt därför!), att derivatan är f (x) = x2 2x 2 (x ) 2 för x < 0 f (x) = x2 2x + 2 (x ) 2 = (x )2 + (x ) 2 för x > 0 Det senare uttrycket är alltid > 0, men för negativa x har vi ett nollställe x =. Vi sammanställer fynden i en teckentabell. x 0 f (x) + 0 odef + odef + f(x) 4 2 0 odef Vi ser också att funktionens nollställen är x = ±2, vilket har underordnad betydelse för konstruktionen. Tabellen visar i alla fall att det finns ett lokalt maximum i x = (stationär punkt) och ett lokalt minimum i x = 0 (singulär punkt). Med stöd av tabellen, ritas grafen (nästa sida):

5 y 4 2 y = x + x = 0 x 2 y = f(x) 4 y = x 5 5 0 5

4. Utred antalet rötter till ekvationen (x 2 x + )e x = K för alla reella värden på konstanten K. Studera lämpligen grafen till funktionen given i vänsterledet! Lösning: Sätt f(x) = (x 2 x + )e x. Vi behöver veta hur f(x) varierar, och deriverar därför: f (x) = (x 2 + x)e x Derivatan har nollställena x = och x = 0, f(x) 0 då x, f(x) då x +. x - 0 f (x) + 0-0 + f(x) 0 e 5 y 4 2 y = K y = /e 0 y = x 2 0 2 Vi vet att varje värde > 0 antas, men aldrig värdet 0. Vi tänker oss att vi drar linjen y = K i vår figur, och räknar antalet skärningspunkter med y = f(x). Dessa motsvarar ju rötterna till vår ekvation f(x) = K. Vi ser då: För < K 0: 0 rötter För 0 < K < : rot För K = : 2 rötter För < K < /e: rötter För K = /e: 2 rötter För /e < K < : rot

5. En rät cirkulär kon (alltså en vanlig kon) är inskriven i en sfär med radie R, som i figuren. Vilken är den största möjliga volymen som konen kan ha? (Volymen av en kon ges av (basens area) höjden/.) Lösning: Sätt konens höjd till H = R + x (se figuren), där R är sfärens radie. R x R r Radien i konens basyta beräknas med Pythagoras sats till r = R 2 x 2. Vi kan nu teckna konens volym som funktion av x: V (x) = BH = πr2 (R + x) = π(r2 x 2 )(R + x) = π (R +R 2 x Rx 2 x ) Denna volym ska maximeras då 0 x R. Vi tar reda på derivatans nollställen: v (x) = 0 R 2 2Rx x 2 = 0 x 2 + 2R x R2 = 0

Enda nollstället i det aktuella intervallet är x = R. Att detta är ett lokalt maximum (och därmed maximum över [0, R]) kan man t ex se med andraderivatan V (x) = π ( 2R 6x), som är negativ i punkten. Vi har därmed största möjliga värdet av volymen: V ( R ) = π(r2 ( R )2 )(R + R ) (vilket utgör 8/27 av klotets volym). = 2πR 8 6. Avgör vilka av följande påståenden som är sanna respektive falska. a) Funktionen f(x) = ln ln x är definierad för alla x 0. Lösning: Påståendet är falskt, eftersom ln = 0, och logaritmen (yttre funktionen här) ej är definierad för 0. f(x) är ej definierat för x =. b) Om a och b är vektorer i R så gäller att a b 2 + a b 2 = a 2 b 2. Lösning: Detta är sant, eftersom om vinkeln mellan vektorerna är α, så är a b 2 + a b 2 = ( a b cos α) 2 + ( a b sin α) 2 = = a 2 b 2 (cos 2 α + sin 2 α) = a 2 b 2 c) Det existerar ett tal δ > 0 sådant att x < δ sin x x < Lösning: Olikheten kan, efter division med x, skrivas: sin x x < 000000 sin x Det faktum att lim x 0 x ϵ = 0 6 ) finns ett δ > 0 så att x < δ sin x x x < δ sin x x < ϵ x. Påståendet är sant. x 000000 = innebär just att till varje ϵ > 0 (t ex < ϵ, dvs

7. a) Bevisa att om en deriverbar funktion definierad i intervallet (a, b) har ett maximum i en punkt c (a, b), så är f (c) = 0. b) Formulera medelvärdessatsen (med alla förutsättningar). c) Ett tal a kallas en fixpunkt till funktionen f(x) om f(a) = a. Visa att om det för den deriverbara funktionen f(x) gäller att f (x) för alla x, så kan f(x) ha högst en fixpunkt. Lösning: För (a) och (b), se läroboken! Här är en lösning till (c). Antag att f uppfyller de givna förutsättningarna (deriverbar, f (x) för alla x), men har mer än en fixpunkt. Antag då att x och x 2 är två fixpunkter, x < x 2. Vi kan då använda medelvärdessatsen på intervallet [x, x 2 ]. Det ger att det finns en punkt c (x, x 2 ) så att f(x 2 ) f(x 2 ) = f (c)(x 2 x ) Eftersom f(x ) = x, f(x 2 ) = x 2, så får vi f (c) =. Detta motsäger vårt antagande om att derivatan aldrig är, och visar att det inte kan finnas mer än en fixpunkt.