Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Thomas Erlandsson, Sebastian Pöder

Relevanta dokument
SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

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

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

Preliminärt lösningsförslag till del I, v1.0

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

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

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

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Lördagen den 11 januari, 2014

x 1 1/ maximum

v0.2, Högskolan i Skövde Tentamen i matematik

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen

Svar till tentan

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 11 januari 2016

Lösningsförslag, preliminär version 0.1, 23 januari 2018

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

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

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.

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

Lösningsförslag envariabelanalys

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

Lösningsförslag obs. preliminärt, reservation för fel

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

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

MAA7 Derivatan. 2. Funktionens egenskaper. 2.1 Repetition av grundbegerepp

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

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

TNA004 Analys II Tentamen Lösningsskisser

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

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.

SF1625 Envariabelanalys

TENTAMEN HF1006 och HF1008 TEN2 13 jan 2014

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

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

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

Studietips infö r kömmande tentamen TEN1 inöm kursen TNIU22

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

Moment 8.51 Viktiga exempel , 8.34 Övningsuppgifter 8.72, 8.73

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

Lösningar till Matematisk analys

LÖSNINGSFÖRSLAG TILL TENTAMEN 2 SF1664

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

e x x + lnx 5x 3 4e x (0.4) x 0 e 2x 1 a) lim (0.3) b) lim ( 1 ) k. (0.3) c) lim 2. a) Lös ekvationen e x = 0.

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 12 januari 2015

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

LMA515 Matematik, del B Sammanställning av lärmål

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

Studietips inför kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

MA2001 Envariabelanalys

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

k=0 kzk? (0.2) 2. Bestäm alla holomorfa funktioner f(z) = f(x + iy) = u(x, y) + iv(x, y) sådana att u(x, y) = x 2 2xy y 2. 1 t, 0 t 1, f(t) =

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)

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Lösningar till kryssproblemen 1-5. Uppgifter till lektion 1: = 10 x. = x 10.

Lösningsförslag till TATA42-tentan

Lösningar kapitel 10

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

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

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

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

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

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

Studietips info r kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU22

SAMMANFATTNING TATA41 ENVARIABELANALYS 1

Tentamen IX1304 Matematik, Analys , lösningsidéer

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Genomgånget på föreläsningarna

Tentamensuppgifter, Matematik 1 α

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Tentamen i Envariabelanalys 2

Instuderingsfrågor i Funktionsteori

Modul 4 Tillämpningar av derivata

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Tentamen i Envariabelanalys 1

Lösningsmetodik för FMAF01: Funktionsteori

TENTAMEN TEN2 i HF1006 och HF1008

DOP-matematik Copyright Tord Persson. Gränsvärden. Uppgift nr 10 Förenkla bråket h (5 + h) h. Uppgift nr 11 Förenkla bråket 8h + h² h

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

1. Utan miniräknare, skissa grafen (bestäm ev. extrempunkter och asymptoter) y = x2 1 x 2 + 1

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

Mälardalens högskola Akademin för undervisning, kultur och kommunikation

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Sammanfattning av föreläsningarna 11-14, 16/11-28/

Studietips info r kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

Meningslöst nonsens. December 14, 2014

Skrivtid: Lösningar ska åtföljas av förklarande text. Hjälpmedel: formelsamling och manuella skrivdon. 1. Lös ekvationen z 4 = 16i.

MVE465. Innehållsförteckning

Lösningar till tentamen TEN1 i Envariabelanalys I (TNIU 22)

Namn Klass Personnummer (ej fyra sista)

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

Transkript:

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Thomas Erlandsson, Sebastian Pöder Tentamen ENVARIABELANALYS M 204-2-08 SVAR OCH ANVISNINGAR UPPGIFTER. e 3x2 lim = e x2 ( 3x 2 +...) = lim ( x 2 +...) = lim 3x 2 +... 3 +... x 2 = lim +... +... = 3. Även en beräkning som stöder sig på en metod uppkallad efter en viss fransk markis godtas. Ytterligare en metod är att använda a 3 = ( a)(+a+a 2 ) för att faktorisera täljaren e 3x2 = ( e x2 )( + e x2 + e 2x2 ) och därefter förkorta. Gränsvärdet blir då det enkla lim ( + e x2 + e 2x2 ) = 3. 2. Eftersom funktionen f(x) är kontinuerlig på det slutna intervallet x e så har funktionen ett största värde enligt en sats i Adams Calculus. Det största värdet finns i en punkt x 0 där antingen f (x 0 ) = 0, dvs i en kritisk punkt, eller där f (x 0 ) inte existerar, dvs i en singulär punkt, eller i någon av intervallets ändpunkter. Några singulära punkter finns inte i detta fall. f (x) = x 2 ln x x ln2 x x 2 = ln x (2 ln x). x2 De kritiska punkterna är alltså x 0 =, som är intervallets ena ändpunkt, samt x 0 = e 2 som dock ligger utanför intervallet. Funktionens största värde antas därför i någon av ändpunkterna. Eftersom f() = 0 och f(e) = e är alltså e det största värdet. 3. 0 x dx ] [x = 2 du = u, 2x dx = du = x 4 0 2 = u 2 2 sin u = 2 (π 2 0) = π 4. 0

4. Definitionsområdet är x. Eftersom täljaren är (x + ) 2 har funktionen det dubbla nollstället x =. Vertikal asymptot är x = där Vidare är lim y = + och lim x + y =. x lim (y (x + 3)) = 0± och det följer att y = x + 3 är en sned asymptot. x ± f (x) = ( 4 (x ) 2 = + 2 ) ( 2 ) (x + )(x 3) = x x x har nollstället x =, som ger en lokal maximipunkt, samt nollstället x = 3, som ger en lokal minimipunkt, t ex enligt derivatans teckenväxling. Kurvan tangerar x-axeln i x =. Detta ger att 3 x ln2 x dx = ln x ln 2 x e x ln2 x dx =, dvs 5. Partiell integration ln x 2 ln x x dx = 2 x ln2 x dx = 3. Substitution x ln2 x dx. x ln2 x dx = [ln x = u, ] x dx = du = u 2 du = 0 3 u3 = 0 3. 6. Den homogena ekvationen y y = 0 har karakteristiska ekvationen r 2 = 0 med rötterna r = och r 2 = så lösningarna till homogena ekvationen är y H = C e x + C 2 e x. För att bestämma en partikulärlösning y P till den inhomogena ekvationen y y = x ansättes y P = Ax + B. Derivering och insättning ger A =, B = 0 så den allmänna lösningen till den givna ekvationen ges av y = C e x + C 2 e x x. Man finner slutligen att villkoren y(0) = 0, y (0) = 0 ger C = 2, C 2 = 2 är y = 2 (ex e x ) x = sinh x x. så lösningen

En integrerande faktor är e x3 7. Integrerande faktor så ekvationen kan efter multiplikation med denna skrivas d dx (yex3 ) = 3x 2 e x3. Integration ger ye x3 = C + e x3 så den allmänna lösningen är y = + Ce x3. Begynnelsevillkoret y(0) = 0 ger C = så lösningen är y = e x3. Separera Ekvationen kan separeras om vi skriver den som y = 3x 2 3x 2 y. Detta ger dy y = 3x2 dx. Integration ger ln( y) = C +x 3, dvs ln( y) = C 2 x 3. Detta ger y = e C 2 x 3 = e C 2 e x3 = C 3 e x3. Slutligen får vi y = C 3 e x3 = + Ce x3. Begynnelsevillkoret y(0) = 0 ger C = så lösningen blir y = e x3. 8. Serien är geometrisk med kvoten r = x 2 och är därför konvergent då < x 2 <, dvs då x > och har summan ( x 2 ) = x2 + x 2. 9. Då konvergensradien är lika med 3 divergerar serien för alla x för vilka x > 3 och konvergerar absolut för alla x för vilka x < 3. Då x = 3 har vi serien som n= n 2 3 divergerar (p-serie). För x = 3 har vi den alternerande serien ( ) n som är n= n 2 3 konvergent enligt alternerande serietestet. Serien är dock endast villkorligt konvergent. 0. Då lim f(x) = lim x 2 2x + 2 x x ± x ± x 2 = lim + x 2 + x ± + =, x 2 f( ) = 2 > samt då f(x) är kontinuerlig på det öppna intervallet < x < har funktionen ett absolut maximum enligt en sats i Adams (Adams Gift). Då funktionen saknar singulära punkter finner vi detta största värde i en av de kritiska punkterna x =, x =. Då f() = 0 och f( ) = 2 är det största värdet lika med 2.

PROBLEM. Låt tangeringspunkterna vara P = (a, (a + ) 3 ) respektive Q = (b, (b ) 3 ). Definitionen av en linjes lutning och derivatans betydelse som lutning ger då sambanden (a + ) 3 (b ) 3 = 3(a + ) 2 = 3(b ) 2 ( ) 3(a + ) 2 = 3(b ) 2, dvs (a + ) 2 = (b ) 2 ger a + = ±(b ) ( ). Insättning av fallet a + = b i vänstra ledet i (*) ger 0 = 3(a + ) 2 = 3(b ) 2, dvs a =, b = vilket ger att x-axeln är gemensam tangent med tangeringspunkterna (, 0), (, 0). Det andra fallet i (**), dvs ger efter insättning i (*) a + = (b ) ( ) (b ) 3 (b ) 3 = 3(b ) 2 som efter förkortning med (b ) 2 ger 2(b ) = 3 ( ). Men från (***) följer att a = b, som efter insättning i (****) ger b = 2. Tangeringspunkternas x-koordinater är alltså i det andra fallet a = 2 respektive b = 2. 2. a) Eftersom cos för alla x 0 följer att x 2x 2 ( cos x ) 2x2 2 0 då x 0. Av detta följer att lim f(x) = 0 = f(0), dvs f(x) är kontinuerlig i x = 0. b) Med samma argument som i a) följer att f f(x) f(0) f(x) (0) = lim = lim x x = 0.

c) För värden på x 0 kan vi derivera som vanligt och vi finner att f (x) = 4x( cos x ) + 2x2 ( ) ( sin x ) ( x 2 ) = 4x( cos x ) 2 sin x. Då x 0 kommer första termen att gå mot 0 men 2 sin kommer att oscillera mellan 2 och +2 så lim f (x) existerar inte och därför är inte derivatan kontinuerlig x i x = 0. d) Genom att Maclaurinutveckla finner vi att cos x = 2! x 2 +... lim f(x) = lim [ +...] =, x ± x ± vilket betyder att y = är en horisontell asymptot till f(x) då x ±. e) Den välkända formeln för dubbla vinkeln ger att vi kan skriva vår funktion som cos θ = 2 sin 2 θ 2 f(x) = 4x 2 sin 2 2x. Vi kan nu använda den elementära olikheten sin θ θ, med likhet om och endast om θ = 0. Denna olikhet återges med bevis i Adams Chapter 2.5, Exercise 62, samt för θ > 0 i Chapter 2.8, EXAMPLE 2. Från denna olikhet följer att vår jämna funktion f(x) uppfyller den i uppgiften angivna olikheten.