GRADIENT OCH RIKTNINGSDERIVATA GRADIENT. Gradienten till en funktion f = f x, x, K, innehåller alla partiella derivator: def. Viktig egenskaper:

Relevanta dokument
1 av 9. vara en icke-nollvektor på linjen L och O en punkt på linjen. Då definierar punkten O och vektorn e r ett koordinataxel.

x=konstant V 1 TANGENTPLAN OCH NORMALVEKTOR TILL YTAN z = f ( x, LINEARISERING NORMALVEKTOR (NORMALRIKTNING) TILL YTAN.

sluten, ej enkel Sammanhängande område

=============================================== Plan: Låt π vara planet genom punkten P = ( x1,

Tentamen 1 i Matematik 1, HF1903, 22 september 2011, kl

===================================================

2012 Tid: läsningar. Uppgift. 1. (3p) (1p) 2. (3p) B = och. då A. Uppgift. 3. (3p) Beräkna a) dx. (1p) x 6x + 8. b) x c) ln. (1p) (1p)

TENTAMEN. Datum: 5 juni 2019 Skrivtid 14:00-18:00. Examinator: Armin Halilovic, tel

Lösningsförslag till tentamen i 5B1107 Differential- och integralkalkyl II för F1, (x, y) = (0, 0)

1 av 9 SKALÄRPRODUKT PROJEKTION AV EN VEKTOR PÅ EN RÄT LINJE. Skalärprodukt: För icke-nollvektorer u r och v r definieras skalärprodukten def

Uppgift 4. (1p) Beräkna volymen av den parallellepiped som spänns upp av vektorerna. ) vara två krafter som har samma startpunkt

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 8. Vi antar först att den givna bromsande kraften F = kx är den enda kraft som påverkar rörelsen och därmed också O

===================================================

LÖSNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 8

Matematisk statistik Kurskod HF1012 Skrivtid: 8:15-12:15 Lärare och examinator : Armin Halilovic

1 Två stationära lösningar i cylindergeometri

Kurs: HF1903 Matematik 1, Moment TEN1 (Linjär Algebra) Datum: 28 augusti 2015 Skrivtid 8:15 12:15

KURVOR OCH PÅ PARAMETER FORM KURVOR I R 3. En kurva i R 3 beskrivs anges oftast på parameter form med tre skalära ekvationer:

Potentialteori Mats Persson

Övning 3 Fotometri. En källa som sprider ljus diffust kallas Lambertstrålare. Ex. bioduk, snö, papper.

i) oändligt många lösningar ii) exakt en lösning iii) ingen lösning?

Föreläsning 1. Elektrisk laddning. Coulombs lag. Motsvarar avsnitten i Griths.

Grundläggande mekanik och hållfasthetslära

Datum: Tid:

14. Potentialer och fält

Mekanik för I, SG1109, Lösningar till problemtentamen,

I ett område utan elektriska laddningar satisfierar potentialen Laplace ekvation. 2 V(r) = 0

0 x 1, 0 y 2, 0 z 4. GAUSS DIVERGENSSATS. r r r r. r r k ut ur kroppen

Magnetiskt fält kring strömförande ledare Kraften på en av de två ledarna ges av

Datum: xxxxxx. Betygsgränser: För. Komplettering sker. Skriv endast på en. finns på omslaget) Denna. Uppgift Låt u och w. Uppgift 2x. Uppgift.

Räta linjer i 3D-rummet: Låt L vara den räta linjen genom som är parallell med r

=============================================== Plan: Låt vara planet genom punkten )

Rotation Rotation 187

MVE035. Sammanfattning LV 1. Blom, Max. Engström, Anne. Cvetkovic Destouni, Sofia. Kåreklint, Jakob. Hee, Lilian.

SF1626 Flervariabelanalys

Lösningar till övningsuppgifter. Impuls och rörelsemängd

SAMMANFATTNING OM GRADIENT, DIVERGENS, ROTATION, NABLAOPERATOR

ω = θ rörelse i två dimensioner (repetition) y r dt radianer/tidsenhet kaströrelse: a x = 0 a y = -g oberoende rörelse i x- respektive y-led

TENTAMEN VEKTORANALYS ED1110 Vektoranalys SI1143 MatematiskFysik, del 1

Tentamen 1 i Matematik 1, HF jan 2016, kl. 8:15-12:15

Flervariabelanalys I2 Vintern Översikt föreläsningar läsvecka 3

Mekanik Laboration 3

1. Gradient och riktningsderivata till funktioner av två variabler (2.7) 2. Gradient och riktningsderivata till funktioner av tre variabler (2.

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

1.1 Stokes sats. Bevis. Ramgard, s.70

Tentamen: Lösningsförslag

21. Boltzmanngasens fria energi

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

θ = M mr 2 LÖSNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 10 LP 10.1

Vi börjar med att dela upp konen i ett antal skivor enligt figuren. Tvärsnittsareorna är då cirklar.

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

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

Några viktiga satser om deriverbara funktioner.

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

Fö. 3: Ytspänning och Vätning. Kap. 2. Gränsytor mellan: vätska gas fast fas vätska fast fas gas (mer i Fö7) fast fas fast fas (vätska vätska)

Grundläggande mekanik och hållfasthetslära

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Storhet SI enhet Kortversion. Längd 1 meter 1 m

FFM234, Klassisk fysik och vektorfält - Föreläsningsanteckningar

Integranden blir. Flödet ges alltså av = 3

1 av 9. vara en icke-nollvektor på linjen L och O en punkt på linjen. Då definierar punkten O och vektorn e ett koordinataxel.

Lösningar till Matematisk analys

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

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

= 0 vara en given ekvation där F ( x,

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 7 juni 2016

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen 18 augusti 2011, Svar och lösningsförslag

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

TMV166 Linjär algebra för M. Datorlaboration 4: Geometriska transformationer och plottning av figurer

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

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

1 av 12. Armin Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen

Ylioppilastutkintolautakunta S t u d e n t e x a m e n s n ä m n d e n

Flervariabelanalys I2 Vintern Översikt föreläsningar läsvecka 3

16. Spridning av elektromagnetisk strålning

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

2 S. 1. ˆn E 1 ˆn E 2 = 0 (tangentialkomponenten av den elektriska fältstyrkan är alltid kontinuerlig)

b) (2p) Bestäm alla lösningar med avseende på z till ekvationen Uppgift 3. ( 4 poäng) a ) (2p) Lös följande differentialekvation ( y 4) y

En normalvektor till g:s nivåyta i punkten ( 1, 1, f(1, 1) ) är gradienten. Lektion 6, Flervariabelanalys den 27 januari z x=y=1.

Lösningsförslag till tentamen TMA043 Flervariabelanalys E2

Figur 5.1. En triangel där nedre högra hörnet har en rät vinkel (90 ).

SF1625 Envariabelanalys

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

10 Dimensionering av balkar med varierande tvärsnitt och krökta balkar

6 2D signalbehandling. Diskret faltning.

Tentamen, Matematik påbyggnadskurs, 5B1304 fredag 20/ kl

Lektion 1. Kurvor i planet och i rummet

Serier. egentligen är ett gränsvärde, inte en summa: s n, där s n =

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

Den geocentriska världsbilden

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

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

Tentamen i Mekanik I del 1 Statik och partikeldynamik

För att bestämma virialkoefficienterna måste man först beräkna gasens partitionsfunktion då. ɛ k : gasens energitillstånd.

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.

Gravitation och planetrörelse: Keplers 3 lagar

Transkript:

Amin Haliloic: EXTRA ÖVNINGAR GadientRiktningsdeiata GRADIENT OCH RIKTNINGSDERIVATA GRADIENT Gadienten till en funktion f = f,, K, ) i en punkt P,, K, ) ä ekto som innehålle alla patiella deiato: gad def ( 1 n ( 1 n ( f (, f (,, f ( ) ) f ( = P 1 K n Viktig egenskape: 1 I punkten P äe funktionen snabbast om i föända obeoende aiable i gadientens iktning ds i iktning gad f ( I punkten P ata funktionen snabbast i iktningen gad f ( Uppgift 1 Beäkna gadienten till nedanstående funktione a) f (, = ln(1 + + y ), i punkten (, y b) f (, = actan( ), i punkten ( 1,1 ) c) d) f (, + f = 3 4 = + y, i punkten (, (, ye, i punkten,1,0 ) ( Sa: a) gad ( y f, = (, ) + y + y b) gad y / 1/ 1 1 f (, = (, ) gad f (1,1) = (, ) ( y / ) ( y / ) c) gad 3 f (, = (,3y,4 ) d) gad f (, = ( ye, e, ye ) gad f (,1,0) = (1,,) 1 a 6

Amin Haliloic: EXTRA ÖVNINGAR GadientRiktningsdeiata Uppgift I ilken iktning ska i föända obeoende aiable i punkten P så att funktionen f äe snabbast a) f (, = + ln(1 + + y ), P = (1,1 ) b) f (, = + actan( + y ) P = (1,,3 ) Lösning: Funktionen äe snabbast i iktningen gad f ( a) ( y gad f, = (, ) gad f (1,1) = (, ) + y + y 3 3 b) gad f y 1, = (,, gad f (1,,3) = (,,6) ( + y ) ( + y ) 13 13 ( 1 Sa: a) I iktningen (, ) b) I iktningen (,,6) 3 3 13 13 RIKTNINGSDERIVATA Riktningsdeiata till en funktion f i en punkt P och i en gien iktning isa funktionens föänding om obeoende aiable föändas i iktningen och betecknas f ( Om = 1 0 = ( a1, a, K, an ) då definieas iktningsdeiatan enligt följande f ( = lim f ( + ta,, + ta deff 1 1 n n 1 n t 0 t ) f (,, ) Riktningsdeiatan i punkten P i iktningen beäknas enklast med hjälp a följande skaläpodukt f ( = gadf ( 1 = 0, dä 0 a 6

Amin Haliloic: EXTRA ÖVNINGAR GadientRiktningsdeiata Anmäkning: Enligt Cauchy Schwa olikheten gälle gadf ( 0 gadf ( = gadf ( ds 0 ( gadf ( elle f gadf ( f ( gadf ( I R och R 3 kan i da samma slutsats diekt, med hjälp a egenskape fö skaläpodukt : f = gadf ( 0 = = gadf ( cosθ ( ) cos θ 0 = gadf P, dä θ ä inkeln mellan gadienten och iktningsekton Eftesom 1 cosθ 1 se i att : 1 Om funktionen f och punkten P ä gina så ä iktningsdeiatan stöst f = gadf ( om θ = 0 ( ds om ä paallell med gadienten och ha samma iktning Riktningsdeiatan ä minst = gadf ( f om θ = π ( ds i iktning som ä motsatt gadienten) Uppgift 3 3 Funktionen f ges a f (, = y + y Bestäm iktningsdeiatan a f i punkten P (1, 1) i iktning som bestäms a ekton = (1,3) Lösning: a) Riktingsdeiatan kan beäknas med hjälp a gadienten till f, gadf (, = ( + 3y ) gadf ( = (,5) Riktningsekton = (1,3 ) nomeas: 1 1 0 = = (1,3) 10 1 17 f = gadf ( 0 = (,5) (1,3) = 10 10 17 Sa: f = 10 Uppgift 4 Funktionen f ges a f (, = + ye a) Bestäm iktningsdeiatan a f i punkten P (1, 1, 0) i iktning mot punkten 3 a 6

Amin Haliloic: EXTRA ÖVNINGAR GadientRiktningsdeiata Q(,, 1) b) I ilken iktning ä f:s iktingsdeiata som stöst i punkten (1, 1, 0)? c) Bestäm stösta äde fö iktingsdeiata a f i punkten P d) I ilken iktning ä f:s iktingsdeiata som minst i punkten (1, 1, 0)? e) bestäm minsta äde fö iktingsdeiata a f i punkten P Lösning: a) Riktingsdeiatan kan beäknas med hjälp a gadienten till f, gadf (, = (, e, ye ) gadf ( = (,1,1) Riktningsekton = PQ = (1,1,1 ) nomeas: 1 1 0 = = (1,1,1) 3 1 4 f = gadf ( 0 = (,1,1) (1,1,1) = 3 3 b) Funktionens iktingsdeiata i punkten P ä stöst i iktningen u = gadf ( = (,1,1 ) c) Stösta äde fö iktingsdeiata a f i punkten P ä gadf ( = 6 d) Funktionens iktingsdeiata i punkten P ä minst i iktningen w = gadf ( = (, 1, 1) e) Minsta äde fö iktingsdeiata a f i punkten P ä gadf ( = 6 GRADIENT som en nomalekto till en kua i R Om en kua i R ä gien på eplicit fom F(,=0 ( elle F(,=k, dä k ä en konstant) då ä gad F( en nomalekto till kuan i punkten P som ligge på kuan ( unde föutsättning att gad F( 0 ) Uppgift 5 Bestäm en nomalekto i punkten P till nedansående kua a) = 8 y, P(,) b) 4 sin y =, P(,0) Lösning a) 4 a 6

Amin Haliloic: EXTRA ÖVNINGAR GadientRiktningsdeiata Föst skie i ekationen + y 8 = 0 = 8 y på fomen F(,=0, alltså Häa gad F = (,, och däfö gad F( = (4,4) ä en ekto ( bland oändligt många) som ä inkelät mot kuan (cikeln) i punkten (,) Lösning b) Vi skie ekationen + sin y 4 = 0 = 4 sin y på fomen F(,=0, ds Häa gad F = (,cos och gad F( = (4,1) som ä en nomalekto till kuan i punkten P GRADIENT som en nomalekto till en yta i R 3 Om en yta i R 3 ä gien på eplicit fom F(,=0 ( elle F(,=k, dä k ä en konstant) då ä gad F( en nomalekto till ytan i punkten P som ligge på ytan ( unde föutsättning att gad F( 0 ) F(,=0 gad F( P Uppgift 6 Bestäm en nomalekto i punkten P till nedansående yta a) + y = + 1, P(1,1,1) b) + y = 4 + e, P(1,,0) Lösning a) Kontollea själ att P ligge på ytan Vi skie ekationen på fomen F(,=0, ds + y 1 = 0 Vi ha gad F = (,4 4 ) och däfö gad F( = (,4, 4) som ä en nomalekto till ytan i punkten P 5 a 6

Amin Haliloic: EXTRA ÖVNINGAR GadientRiktningsdeiata b) Fån + y 4 e = 0 få i gad F = (, e ) och gad F( = (,4, 1) som ä en nomalekto till ytan i P Uppgift 6 Bestäm en ekation fö tangentplanet i punkten (1,1,1) till ellipsoiden 3 + y + = 6 Lösning: gad F = ( 6,4 En nomalekto ( bland oändligt många) ä gad F( = (6,4,) Vi kan äen anända N = (3,,1) som en nomalekto Tangentplanets ekation bli då 3 ( 1) + ( y 1) + 1( 1) = 0, elle 3 + y + 6 = 0 Sa: 3 + y + 6 = 0 6 a 6