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

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

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

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

Uppgift 1. Bestäm definitionsmängder för följande funktioner 2. lim

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

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

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Thomas Erlandsson, Sebastian Pöder

Lösningsförslag obs. preliminärt, reservation för fel

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

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 12 januari 2015

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Prov i matematik Fristående kurs Analys MN1 distans UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen Anders Källström

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

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

v0.2, Högskolan i Skövde Tentamen i matematik

Studietips info r kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

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

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)

Moment Viktiga exempel Övningsuppgifter I

Lösningsförslag, preliminär version 0.1, 23 januari 2018

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.

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

Svar till tentan

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

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

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

= ye xy y = xye xy. Konstruera även fasporträttet med angivande av riktningen på banorna. 5. Lös systemet x

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

TENTAMEN HF1006 och HF1008

TENTAMEN HF1006 och HF1008

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

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 11 januari 2016

Preliminärt lösningsförslag till del I, v1.0

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

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

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

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Lördagen den 11 januari, 2014

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

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

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

(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.

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

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

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

LMA515 Matematik, del B Sammanställning av lärmål

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

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

TENTAMEN HF1006 och HF1008

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

SF1664 Tillämpad envariabelanalys med numeriska metoder Lösningsförslag till tentamen DEL A

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.

x 2 + x 2 b.) lim x 15 8x + x 2 c.) lim x 2 5x + 6 x 3 + y 3 xy = 7

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

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

cos( x ) I 1 = x 2 ln xdx I 2 = x + 1 (x 1)(x 2 2x + 2) dx

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

Tentamensuppgifter, Matematik 1 α

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

TENTAMEN HF1006 och HF1008

Prov 1 c) 1 a) x x x. x cos = + 2π 0 = 2 cos cos = + + = = = = 7 7 2,3. Svar a) 4 b) 7 c) 4 d) 9

Blandade A-uppgifter Matematisk analys

Denna tentamen består av två delar. Först sex enklare uppgifter, som vardera ger maximalt 2 poäng. Andra delen består av tre uppgifter, som

TENTAMEN TEN2 i HF1006 och HF1008

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

Lösningar kapitel 10

Planering för Matematik kurs E

Lösningar till tentamen i kursen Envariabelanalys

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

TENTAMEN HF1006 och HF1008 TEN2 10 dec 2012

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

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

TNA004 Analys II Tentamen Lösningsskisser

Studietips inför kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

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

Tentamen i Envariabelanalys 2

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

Moment 8.51 Viktiga exempel , 8.34 Övningsuppgifter 8.72, 8.73

x 1 1/ maximum

6. Samband mellan derivata och monotonitet

TENTAMEN HF1006 och HF1008

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

y = sin 2 (x y + 1) på formen µ(x, y) = (xy) k, där k Z. Bestäm den lösning till ekvationen som uppfyler begynnelsevillkoret y(1) = 1.

Lösningsförslag till TATA42-tentan

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

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

dy dx = ex 2y 2x e y.

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

Namn Klass Personnummer (ej fyra sista)

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

Transkript:

UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen Anders Källström Prov i matematik Distans, Matematik A Analys 2004 02 4 Skrivtid: 0-5. Hjälpmedel: Gymnasieformelsamling. Lösningarna skall åtföljas av förklarande tet och figurer. Varje problem ger högst 5 poäng. Vill du räkna din poäng från delprovet ska du ej lämna in lösning på problem och 2. Väljer du att redovisa lösning på något av dessa problem, räknas istället poängen från slutprovet för både problem och 2. För godkänt krävs minst 8 poäng, för väl godkänt minst 28 poäng (inklusive din poäng från delprovet, om du väljer att räkna den).. Beräkna gränsvärdena a) lim 2 3 2 3 + 3 2 4 b) lim 0 e 2 cos sin 3 2. a) Rita grafen till y med angivande av definitionsmängd, asymptoter och lokala etrempunkter. 2 2 b) Visa (t e med hjälp av grafen i a) att ekvationen e 2 2 har eakt två reella rötter. 3. Beräkna integralerna a) sin 3 + sin 2 d b) 4 ln( + ) 2 d 4. Beräkna volymen av den kropp som fås då området som begränsas av -aeln och kurvan y ( 2 ) 2/3, 0, roterar ett varv runt y-aeln. 5. Bestäm alla lösningar till differentialekvationerna a) y + e y e, b) y 4y + 5y sin + e 2. (V.g.v)

6. Ett trästycke har formen av en rät cirkulär kon med höjden tre gånger så stor som basradien R. Av denna kon vill man tillverka en rät cirkulär cylinder med så stor begränsningsyta som möjligt. Bestäm cylinderns basradie och höjd. 7. Undersök för vilka reella tal a 0 serien k är konvergent, resp. absolut konvergent. ( ( ) k sin k ) a 8. a) Rita kurvan y 2 3 med angivande av definitionsmängd och eventuella asymptoter och lokala etrempunkter. b) Genom en punkt P på kurvan kan man, förutom tangenten i P, dra ytterligare linjer som tangerar kurvan (i andra punkter än P). Bestäm hur antalet tangenter varierar då P genomlöper kurvan. Visa speciellt att antalet tangenter är två för endast ett läge av P. Några MacLaurin-utvecklingar e + + 2 2! + 3 3! + + n (n )! + O(n ) sin 3 3! + 5 5! + ( )n (2n )! 2n + O( 2n+ ) cos 2 2! + 4 4! + ( )n (2n)! 2n + O( 2n+2 ) ln( + ) 2 2 + 3 3 ( )n n ( + ) a + a + a(a ) 2 + + 2! n + O( n+ ) a(a ) (a n + ) n + O( n+ ) n! arctan 3 3 + 5 5 + + ( )n 2n 2n + O( 2n+ ) f () f (0) + f (0) + f (0) 2! 2 + + f (n) (0) n + O( n+) ) n! 2

Lösning till problem a: Både täljare och nämnare är av storleksordning 3 för stora vilket ger 2 3 2 3 + 3 2 4 2/ 3 2 + 3/ 4/ 3 2. Lösning till problem b: Om vi MacLaurin-utvecklar de ingående funktionerna så får vi e 2 cos sin 3 + 2 + O(2 ) ( + O( 2 )) 3 + O( 3 ) 2 + O(2 ) 3 + O( 3 ) 2 + O() 3 + O( 2 ) 0 2 3. Lösning till problem 2: Definitionsmängden bestäms av 2 > 0 vilket ger att < 0 och >. Vi får en lodrät asymptot i men inte i 0, eftersom lim 0 2 2 0 men lim 2 + 2 + Vi noterar också att y > 0 för alla i definitionsmängden. Sned asymptot bestäms enklast via serieutveckling. Vi skriver Graf till funktionen 2 2 2 / ( ) /2 ( 2 ( ) + ( ) 2 ( 3) 2 2! + 2 sgn() + 3 8 + O(/2 ) Från detta ser vi att y + /2 är asymptot då och y /2 då. Derivering ger 2 + O(/3 ) y 2 2 2 2 2 2 2 4(2 ) 2 (2 ) 2( 2 ) 3/2 22 ( 3/2) 2( 2 ) 3/2 Graf till funktion och ep-funktion Detta ger följande teckenstudium för funktionen 0 3/2 y 0/ odef / 0 + y 0 odef / + 3 3/2 Detta ger grafen i den första figuren. Om vi också ritar y e i samma diagram så får vi den andra figuren. Man ser lätt att det endast finns två skärningspunkter. 3

Lösning till problem 3a: Via substitution och partialbråksuppdelning får vi [ ] sin 3 + sin 2 d sin 4 cos 2 d t cos dt dt sin d 4 t 2 dt (t 2)(t + 2) [ /4 t 2 /4 ] dt ( ) ln t 2 ln t + 2 [ t ] + 2 4 4 ln t 2 t + 2 ( 2 cos ) 4 ln (+ en konstant) 2 + cos tcos Lösning till problem 3b: Här får vi använda substitution, partiell integration och partialbråk i nu nämnd ordning. 4 ln( + ) 2 d t t t 2 4 t 2 d 2t dt [ ln( + t) ] 2 2 t 2 + 2 ln( + t) 2t dt 2 2 ln( + t) t 4 t 3 dt t 2 ( + t) dt 4 ln 3 + ln 2 + 2 ( t [ 4 ln 3 + ln 2 + ln t ] 2 t + ln( + t) 2 ln 2 + 3 ln 3. 4 + t 2 + ) dt + t Lösning till problem 4: Volymen beräknas enklast med skal -metoden. Vid rotation kring y-aeln blir volymen [ ] V 2π ( 2 ) 2/3 t 2 [ d π ( t) 2/3 dt 3π 0 dt 2 d 0 5 ( t)5/3] 3π 0 5. Lösning till problem 5a: Ekvationen är linjär med integrerande faktor e e. Multiplikation med den integrerande faktorn ger d ( ) e e y e e e d Integration av detta ger (högra ledet kan integreras med hjälp av substitutionen t e ) e e y e e + C y + Ce e. Lösning till problem 5b: Detta är en linjär differentialekvation av ordning 2 med konstanta koefficienter. Karakteristiska ekvationen m 2 4m + 5 0 har rötterna m 2 ± i. Lösningen till den homogena ekvationen är således y H Ae 2 cos + Be 2 sin. Vi bestämmer partikulärlösning i två steg. Först betraktar vi termen sin i högerledet. Vi ansätter en partikulärlösning av formen C cos + D sin. (Denna behöver ej modifieras med någon faktor eftersom den homogena ekvationen inte har lösningar av typ sin eller cos.) Insättning i ekvationen y 4y + 5y sin ger nu C sin D cos 4( C cos + D sin ) + 5(C cos + D sin ) sin (4C 4D) cos + (4C + 4D) sin sin vilket ger ekvationssystemet { { 4c 4D 0 C /8 4C + 4D D /8 4

Den första delen av partikulärlösningen blir således (cos + sin ). 8 För att få den andra delen gör vi sammaledes med termen e 2 i högerledet. Ansätt en partikulärlösning av formen Ee 2 (Behöver ej modifieras med någon faktor eftersom den homogena ekvationen y 4y + 5y 0 inte har någon lösning av formen e 2.) Insättning i ekvationen y 4y + 5y e 2 ger 4Ee 2 4 2Ee 2 + 5Ee 2 e 2 Ee 2 e 2 E. Den sökta lösningen den givna ekvationen fås nu som y H plus de två partikulärlösningarna dvs y Ae 2 cos + Be 2 sin + 8 (cos + sin ) + e2. Lösning till problem 6: Antag att basradien i konen är R och höjden således 3R. Om vi sätter basradien i den inskrivna cylindern till och höjden till h så blir på grund av likformiga trianglar 3R h R 3R h 3(R ). 3 Totala begränsningsytan på cylindern ges av A 2π 2 + 2πh 2π 2 + 2π 3(R ) 2π(3R 2 2 ), där 0 R. Vi söker dimensionerna för cylindern med den största begränsningsytan. För ändpunkterna till definitionsmängden finner vi A(0) 0 resp A(R) 2πR 2. Derivatan blir A () 2π(3R 4) 0 för 3R 4. Här blir h 3(R 3R/4) 3R/4 samt A(3R/4) 2π 9R 2 /8. Detta är uppenbarligen det största värdet och dimensionerna är alltså r h 3R/4. Lösning till problem 7: Termerna i serien är b k ( ) k( sin k ) a. Om a 0 blir termerna b k ( ) k vilket ger en divergent serie. För a > 0 är ( sin k ) a monotont avtagande mot 0 då k och Leibniz kriterium visar att serien är betingat konvergent. För a > gäller också att b k ( sin k ) a ( k + O(/k3 ) ) a k a ( + O(/k 2 ) ) a k a då k. Eftersom /k a är konvergent då a > så blir den givna serien till och med absolut konvergent för a >. Lösning till problem 8: Om vi skriver funktionen på formen y f () 2 3 2 2 så ser vi att definitionsmängden är 0. Vi har en lodrät asymptot i 0 och en asymptotisk kurva y 2 då ±. Derivatan beräknas till med enda nollställe i. y 2 2 2 2( + 3 ) 2 5

Vi kan nu rita grafen i vidstående figur (skalan olika på alarna). För att undersöka tangenterna kan vi anta att punkten P har koordinater (p, f (p)). Om X, Y är löpande kordinater på en linje, så har tangenten i punkten (, f ()) ekvationen Y f () f ()(X ) Denna ska gå genom punkten P vilket ger ekvationen f (p) f () f ()(p ) eller med uttrycken för f och f insatta Detta ger ekvationen 2 p 3 p 2 3 (2 p 3 ) p(2 3 ) p ( p)(2 + 2 + p 2 ) p 2 + 2 p + p 2 p 2( + 3 ) 2 (p ) 2( + 3 ) 2 (p ) 2( + 3 ) 2 (p ) 2( + 3 ) 2 2 + 3 p + 2 p 2 2p( + 3 ) 3 p 2 p 2 2 + 2p 0 ( p)( 2 p 2) 0 En lösning är alltså p, dvs tangeringspunkten är P. Om p > 0 fås två andra lösningar, ± 2/p, alltså tre olika tangenter. För p < 0 blir två rötter imaginära, dvs endast en tangent. Om någon av rötterna ± 2/p p, dvs om p 3 2 (med enda reella rot p 3 2) fås två tangenter. Vi ritar in tangenterna i fallet p 2 (svarande mot tangeringspunkterna (2, 3), (, ) och (, 3)) utmärkta i figuren). 6