Preliminärt lösningsförslag till del I, v1.0

Relevanta dokument
Lösningsförslag obs. preliminärt, reservation för fel

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

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

v0.2, Högskolan i Skövde Tentamen i matematik

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

Lösningsförslag, preliminär version 0.1, 23 januari 2018

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

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

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

Lösningsförslag: Preliminär version 8 juni 2016, reservation för fel! Högskolan i Skövde. Tentamen i matematik

Lösningsförslag, version 1.0, 13 september 2016

SF1625 Envariabelanalys 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.

TATA42: Föreläsning 7 Differentialekvationer av första ordningen och integralekvationer

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Lösningsförslag v1.1 /SK (med reservation för eventuella fel)

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 12 januari 2015

Preliminärt lösningsförslag

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

LMA515 Matematik, del B Sammanställning av lärmål

Lösningsförslag, preliminär version 0.3, 29 december 2017

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

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

TENTAMEN HF1006 och HF1008

Lösningsförslag, preliminär version april 2017(reservation för fel) Högskolan i Skövde

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Lördagen den 11 januari, 2014

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

Studietips inför kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

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

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Thomas Erlandsson, Sebastian Pöder

TENTAMEN HF1006 och HF1008

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

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

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

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

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

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

1. Antag att g är en inverterbar funktion definierad på intervallet [0, 4] och att f(x) = g(2x).

SF1664 Tillämpad envariabelanalys med numeriska metoder Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

TATA42: Föreläsning 9 Linjära differentialekvationer av ännu högre ordning

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

= e 2x. Integrering ger ye 2x = e 2x /2 + C, vilket kan skrivas y = 1/2 + Ce 2x. Här är C en godtycklig konstant.

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

TENTAMEN HF1006 och HF1008 TEN2 13 jan 2014

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

TENTAMEN HF1006 och HF1008

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

5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 29 augusti 2005

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

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

KTH Matematik Tentamensskrivning i Differentialekvationer och transformer III, SF1637.

Kontrollskrivning 1A

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

TENTAMEN HF1006 och HF1008

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 12 januari 2016

Tentamen i Matematisk analys MVE045, Lösningsförslag

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Studietips info r kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 11 januari 2016

TENTAMEN HF1006 och HF1008

TENTAMEN TEN2 i HF1006 och HF1008

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

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Onsdagen den 5 juni, 2013

Lösningsförslag till Tentamen, SF1629, Differentialekvationer och Transformer II (del 1) 24 oktober 2014 kl 8:00-13:00.

( ) = 2x + y + 2 cos( x + 2y) omkring punkten ( 0, 0), och använd sedan detta ( ).

Lösningsförslag, v0.4

Lösningsförslag envariabelanalys

MATEMATIK OCH MAT. STATISTIK 6H3000, 6L3000, 6H3011 TEN

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

Preliminär version 2 juni 2014, reservation för fel. Tentamen i matematik. Kurs: MA152G Matematisk Analys MA123G Matematisk analys för ingenjörer

4. Bestäm arean av det begränsade område som precis innesluts av kurvorna. och y = x 2. h(x) = e 2x 3,

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

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

TENTAMEN HF1006 och HF1008

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

a) Ange alla eventuella punkter där f är diskontinuerlig. b) Ange alla eventuella punkter där f är kontinuerlig men inte deriverbar.

MVE500, TKSAM-2. (c) a 1 = 1, a n+1 = 4 a n för n 1

Program: DATA, ELEKTRO

Tentamen i matematik. Högskolan i Skövde

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

TENTAMEN HF1006 och HF1008

Lösningsförslag till tentamen Torsdag augusti 16, 2018 DEL A

5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 13 januari T = 1 ab sin γ. b sin β = , 956 0, 695 0, 891

Blandade A-uppgifter Matematisk analys

Meningslöst nonsens. December 14, 2014

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

Uppgift 1. Bestäm definitionsmängder för följande funktioner 2. lim

x) 3 = 0. 1 (1 + 2x) Bestäm alla reella tal x som uppfyller att 0 x 2π och att tangenten till kurvan y = sin(cos(x)) är parallell med x-axeln.

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

TENTAMEN HF1006 och HF1008 TEN2 10 dec 2012

Transkript:

Preinärt lösningsförslag till del I, v1. Högskolan i Skövde SK) Tentamen i matematik Kurs: MA152G Matematisk Analys MA123G Matematisk analys för ingenjörer Tentamensdag: 215-8-18 kl 8.3-13.3 Hjälpmedel : Inga hjälpmedel utöver bifogat formelblad. Ej räknedosa. Tentamen bedöms med betyg 3, 4, 5 eller underkänd, där 5 är högsta betyg. För godkänt betyg 3) krävs minst 14 poäng från uppgifterna 1 9, varav minst 3 poäng från uppgifterna 7 9. Var och en av dessa nio uppgifter kan ge maximalt 3 poäng. För var och en av uppgifterna 1 6 kan man välja att i stället för att lämna svar utnyttja sitt resultat från motsvarande dugga från kurstillfället vt 215 duggaresultatlista bifogas). Markera detta genom att skriva ett D istället för ett kryss i uppgiftsrutan på omslaget. För betyg 4 krävs utöver godkänt resultat från 1 9 minst 5% 12 poäng) från uppgift 1 13, för betyg 5 minst 75% 18 poäng). Lämna fullständiga lösningar till alla uppgifter, om inte annat anges. Skriv inte mer än en uppgift på varje blad. Numeriska värden kan anges som uttryck där faktorer som π och logaritmer ingår utöver rena siffror om så behövs. Del I. Uppgift 1 9 räknas för godkänt betyg. Varje uppgift kan ge upp till 3 poäng. För godkänt betyg 3 5) krävs minst 14 poäng, varav minst 3 poäng på uppgift 7 9. Uppgift 1 6 kan en och en ersättas av duggapoäng. 1. Antag att g är en inverterbar funktion definierad på intervallet, 4] och att fx) = g2x). a) Vad är definitionsmängden för funktionen f? b) Om g4) = 2 g8) = 2, vad är värdet av f 1 2)? Här har en ändring gjorts från tentamenstesen, för framtida referens, eftersom gx) enligt a) inte är definierat för x = 8. Det var ett misstag att använda g8). Lösningsförslag: a) Eftersom 2x 4 x 2, så är definitionsmängden för f intervallet, 2]. b) x = f 1 2) fx) = 2 g2x) = 2 2x = 4 x = 2 2x = 8 x = 4. * eftersom g är inverterbar. ) Alltså är f 1 2) = 2 f 1 2) = 4. 2

2. Bestäm följande gränsvärden, om de existerar. a) x 2 x + 2 x 2 4 b) c) x + x + 3x 2 + 2 5x 2 4x x x Lösningsförslag: a) Notera att täljaren går mot 4 medan nämnaren går mot noll då x 2. Mer bestämt b) x + 2 x 2 4 = x + 2 x 2)x + 2) = 1 x 2 Gränsvärde existerar alltså inte. x + c) Eftersom x = x fr x > så är 3. Ekvationen x + 3x 2 + 2 5x 2 4x = + då x 2 +, då x 2. 3 + 2x 2 x + 5 4x 1 = 3 5. x x = x x + x = 1 = 1. x + x 3 + y 4 = x 2 + y 5 + 2 definierar en kurva i xy-planet. Hur stor är kurvans tangentlutning i punkten x, y) = 1, 1)? Lösningsförslag: Vi löser problemet enklast genom implicit derivering, genom att derivera båda led med avseende på x och sedan lösa ut : d x 3 + y 4) = d x 2 + y 5 + 2 ) 3x 2 + 4y 3 = 2x + 5y4 4y 3 5y 4) = 2x 3x2 2x 3x2 = 4y 3 5y 4. Med x, y) = 1, 1) har vi då x,y)=1, 1) = 1 9 = 1 9. Kurvans tangentlutning i punkten x, y) = 1, 1) är alltså 1/9. 3

4. Antag att fx) = x 4 4x 2 + 1. a) På vilket eller vilka intervall är f avtagande? b) Har fx) några lokala extrema minima eller maxima), i så fall vilka? c) Har fx) något största respektive minsta värde på intervallet, )? I så fall, vad är detta värde/dessa värden och för vilka x antas de? Lösningsförslag: Vi studerar derivatan av f: f x) = 4x 3 8x = 4xx 2 2) = 4xx 2)x + 2). Vi har här faktoriserat polynomet för att lättare kunna studera teckenväxlingen, och kan sammanfatta i en tabell. x 2 + 2 + x 2 + x + 2 + + + + + f x) + + fx) lok.min. lok.max. lok.min. Från teckentabellen kan vi utläsa att a) f är växande på intervallen 1, ] och 1, ), men avtagande på intervallen, 1] och, 1]; b) fx) har två lokala minima, f 2) = 3 och f 2) = 3 samt ett lokalt maximum f) = 1. c) Har då fx) något absolut globalt) maximum respektive minimum? Eftersom fx) + då x ±, så har inte fx) något största värde. Däremot måste f 2) = f 2) = 3 vara det minsta värdet, eftersom f är kontinuerlig och varierar enligt tabellen. 5. Bestäm värdet av integralen 1 x 3 1 + x 4 ) 5. Lösningsförslag: Det passar bra att göra variabelsubstitutionen u = 1 + x 4, vi har då att du = 4x3, så x 3 = 1 4du och 1 2 x 3 1 + x 4 ) 5 1 1 = 1 4 u5 du = 4 1 ] u=2 6 u6 = 1 u=1 24 26 1) = 63 24 = 21 8. 6. a) 2p] Utveckla den obestämda integralen 4x + 1)e x/5. b) 1p] Är integralen konvergent, och i så fall, vad är dess värde? 4x + 1)e x/5 4

Lösningsförslag: a) För den här integralen passar det bra att göra en partiell integration e x/5 = 5e x/5]. Vi har då att 4x + 1)e x/5 = 4x + 1) 5e x/5)] d 4x + 1) 5e x/5) = 54x + 1) e x/5)] 4 5e x/5) = 54x + 1) e x/5) + 2 5)e x/5] = 2x + 15)e x/5]. b) Om fx) är ett polynom och k >, så gäller att x + fx)e kx =. Alltså har vi att b 4x + 1)e x/5 = 2x + 15)e x/5] x=b = 2b + x= 15)e b/5 + 15 15 då b +. Integralen 4x + 1)e x/5 är alltså konvergent med värdet 4x + 1)e x/5 = 15. 7. Bestäm den lösning y = yx) till differentialekvationen som uppfyller villkoret y) = 2. = x2 + 4x y 2 Lösningsförslag: Differentialekvationen är separabel, så vi separerar och integrerar med avseende på x respektive y: = x2 + 4x y 2 1) y 2 = x 2 + 4x) 2) 1 3 y3 = 1 3 x3 + 2x 2 + C 1 3) y 3 = x 3 + 6x 2 + 3C 1 4) y = x 3 + 6x 2 + 3C 1 ) 1/3 5) Den allmänna lösningen till differentialekvationen är alltså y = x 3 + 6x 2 + C) 1/3, där C är en allmän konstant. Vi bestämmer konstanten så att villkoret y) = 2 uppfylls, lämpligen från ekvation 4), där C = 3C 1 : Den sökta lösningen är alltså y 3 = x 3 + 6x 2 + C x,y)=,2) 8 = C. y = x 3 + 6x 2 + 8) 1/3. 5

8. Bestäm den allmänna lösningen till differentialekvationen + 4xy = 8x. Lösningsförslag: Differentialekvationen är linjär dessutom separabel, men det utnyttjar vi inte i detta lösningsförslag). Vi löser den genom att multiplicera med en integrerande faktor e 4x = e 2x2. + 4xy = 8x d 4xe 2x2) = 8xe 2x2 e 2x2 y = 8xe 2x2 e 2x2 y = 2e 2x2 + C y = 2 + Ce 2x2. Den allmänna lösningen till differentialekvationen + 4xy = 8x är alltså y = 2 + Ce 2x2, där C är en allmän konstant. 9. a) Bestäm den allmänna lösningen y = yx) till den homogena differentialekvationen y + 4y + 2y =. b) Bestäm lösningen y = yx) till begynnelsevärdesproblemet y + 4y + 2y = 8e 2x, y) = 1, y ) =. Lösningsförslag: y = e rx löser y + 4y + 2y = om r 2 + 4r + 2 =. Vi har r 2 + 4r + 2 = r = 2 ± 4 2 = 2 ± 16 = 2 ± 4i, dvs två konjugerade komplexa rötter. a) Den allmänna lösningen till y + 4y + 2y = är då y = C 1 e 2+4i)x + C 2 e 2 4i)x = e 2x A cos 4x + B sin 4x), där A och B är två allmänna konstanter. b) Den allmänna lösningen till y + 4y + 2y = 8e 2x är y = y p + e 2x A cos 4x + B sin 4x), där y p är en partikulärlösning. Vi prövar att ansätta y p = ce 2x. Då är y p + 4y p + 2y p = 4ce 2x + 4 2ce 2x ) + 2ce 2x = 16ce 2x. Med 16c = 8, dvs c = 1 2 har vi alltså en partikulärlösning y p = 1 2 e 2x, och därmed den allmänna lösningen y = 1 2 e 2x + e 2x A cos 4x + B sin 4x) = e 2x 1 2 + A cos 4x + B sin 4x ). 6

Vi vill nu bestämma A och B så att begynnelsevillkoren är uppfyllda. Vi har, med hjälp av produktregeln, att y = 2e 2x 1 2 + A cos 4x + B sin 4x ) + e 2x 4A sin 4x + 4B cos 4x) = e 2x 1 + 2A + 4B) cos 4x + 2B 4A) sin 4x), så y) = 1 y ) = Den sökta lösningen är alltså 1 2 + A = 1 1 + 2A + 4B) = y = e 2x 1 2 + 1 2 cos 4x + 1 2 sin 4x ). A = 1 2 B = 1+2A 4 = 1 2. SK, 27 augusti 215 7