UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

Vergelijkbare documenten
UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

Functies van één veranderlijke

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN

TENTAMEN ANALYSE 1. dinsdag 3 april 2007,

Tussentoets Analyse 1

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Tentamen Calculus C (2WCB1) op zaterdag 25 januari 2014, 9:00 12:00 uur

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Uitwerking Tentamen Calculus, 2DM10, maandag 22 januari 2007

20 OKTOBER y 2 xy 2 = 0. x y = x 2 ± 1 2. x2 + 8,

Radboud Universiteit Nijmegen Tentamen Calculus 1 NWI-NP003B 4 januari 2013,

1. (a) Gegeven z = 2 2i, w = 1 i 3. Bereken z w. (b) Bepaal alle complexe getallen z die voldoen aan z 3 8i = 0.

Tentamen Functies en Reeksen

3. Bepaal de convergentie-eigenschappen (absoluut convergent, voorwaardelijk convergent, divergent) van de volgende reeksen: n=1. ( 1) n (n + 1)x 2n.

== Uitwerkingen Tentamen Analyse 1, WI1600 == Maandag 10 januari 2011, u

college 6: limieten en l Hôpital

Wiskundige Technieken 1 Uitwerkingen Tentamen 4 november 2013

Wiskundige Technieken 1 Uitwerkingen Tentamen 3 november 2014

== Tentamen Analyse 1 == Maandag 12 januari 2009, u

Infi A oefententamen ψ

== Hertentamen Analyse 1 == Dinsdag 25 maart 2008, u

Inhoud college 5 Basiswiskunde Taylorpolynomen

Hertentamen Wiskundige Technieken 1 Donderdag 4 jan 2018, 9-12 uur

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica

Toets 3 Calculus 1 voor MST, 4501CALC1Y donderdag 20 oktober 2016; 13:30-15:30 uur

ax + 2 dx con- vergent? n ln(n) ln(ln(n)), n=3 (d) y(x) = e 1 2 x2 e 1 2 t2 +t dt + 2

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Tentamen Basiswiskunde, 2DL03, woensdag 1 oktober 2008, uur.

Tentamen Calculus 2 25 januari 2010, 9:00-12:00 uur

K.0 Voorkennis. Herhaling rekenregels voor differentiëren:

FACULTEIT ECONOMIE EN BEDRIJFSKUNDE Afdeling Kwantitatieve Economie

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Uitwerking Tentamen Basiswiskunde, 2DL03, woensdag 3 oktober 2007.

Functies van één veranderlijke

Functies van één veranderlijke

Functies van één veranderlijke

TWEEDE DEELTENTAMEN CONTINUE WISKUNDE. donderdag 13 december 2007,

Wiskundige Technieken 1 Uitwerkingen Hertentamen 2 januari 2014

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Functietheorie (2Y480) op 25 november 1998, uur.

OEFENOPGAVEN BIJ HET TENTAMEN ANALYSE 1 (COLLEGE NAJAAR 2006). (z + 2i) 4 = 16. y 4y + 5y = 0 y(0) = 1, y (0) = 2. { 1 + xc 1 voor x > 0.

Technische Universiteit Delft Tentamen Calculus TI1106M - Uitwerkingen. 2. Geef berekeningen en beargumenteer je antwoorden.

Definitie: Een functie f heeft een absoluut maximum f(x 0 ) in het punt. x 1 Domein(f) als voor alle x Domein(f) geldt:

Uitwerkingen tentamen Wiskunde B 16 januari 2015

1. Een van mijn collega s, liet een mooi verhaal zien: De opgave was: Los op ln(x + 2) ln(x + 1) = 1.

Functies van één veranderlijke

maplev 2010/7/12 14:02 page 157 #159 Taylor-ontwikkelingen

8. Differentiaal- en integraalrekening

(2) Bepaal de absolute waarde van (1 + i) 10 + ( x x 1 = 1. (4) Bepaal lim

Toets 3 Calculus 1 voor MST, 4051CALC1Y dinsdag 31 oktober 2017, 13:30 16:30 uur

K.1 De substitutiemethode [1]

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Uitwerking van het tentamen Functietheorie (2Y480) op ,

QuizAnalyseHoofdstuk3 - wv -Brackx

Functies van één veranderlijke

(x x 1 ) + y 1. x x 1 x k x x x k 1

Vergelijkingen oplossen met categorieën

15.0 Voorkennis. Herhaling rekenregels voor differentiëren: (somregel) (productregel) (quotiëntregel) n( x) ( n( x))

Vrije Universiteit Faculteit der Economische Wetenschappen en Bedrijfskunde Afdeling Econometrie

Opgaven Functies en Reeksen. E.P. van den Ban

Tentamen WISN101 Wiskundige Technieken 1 Ma 7 nov :30 16:30

1 WAAM - Differentiaalvergelijkingen

tentamen Analyse (deel 3) wi TH 21 juni 2006, uur

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica Tentamen Functietheorie (2Y480) op 22 november 1999,

Uitwerkingen analyse op de lijn tweede deel

Calculus TI1 106M. I.A.M. Goddijn, Faculteit EWI 1 september 2014

Functies van één veranderlijke

(10 pnt) Bepaal alle punten waar deze functie een relatief extreem of een zadelpunt heeft. Opgave 3. Zij D het gebied gegeven door

In dit college bekijken we een aantal technieken om integralen te bepalen van trigonometrische functies en van rationale functies.

integreren is het omgekeerde van differentiëren

TRILLINGEN EN GOLVEN HANDOUT FOURIER

11.0 Voorkennis. Optellen alleen bij gelijknamige termen: 3a 3 + 4a 3 = 7a 3. Bij macht van een macht exponenten vermenigvuldigen: (a 5 ) 4 = a 20

OF (vermits y = dy. dx ) P (x, y) dy + Q(x, y) dx = 0

Technische Universiteit Delft. ANTWOORDEN van Tentamen Gewone differentiaalvergelijkingen, TW2030 Vrijdag 30 januari 2015,

Wiskundige Technieken 1 Uitwerkingen Hertentamen 23 december 2014

Analyse I. 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen Academiejaar ste semester 12 januari 2010

Inhoud college 6 Basiswiskunde

Analyse 1 November 2011 Januari 2011 November 2010

V.4 Eigenschappen van continue functies

Proeftoets 3 Calculus 1 voor MST, 4051CALC1Y dinsdag 31 oktober (Leids) studentnummer: A (Keijzer) / B (Kooij) / C (Weber) / D (van den Dries)

Je mag Zorich deel I en II gebruiken, maar geen ander hulpmiddelen (zoals andere boeken, aantekeningen, rekenmachine etc.)!

4051CALC1Y Calculus 1

Hoofdstuk 3: Tweede orde lineaire differentiaalvergelijkingen

10.0 Voorkennis. Herhaling van rekenregels voor machten: a als a a 1 0[5] [6] Voorbeeld 1: Schrijf als macht van a:

Tentamen WISN101 Wiskundige Technieken 1 Ma 2 nov :30 16:30

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Tentamen Functietheorie (2Y480) op 23 januari 2002,

Centrale Commissie Voortentamen Wiskunde Uitwerkingen Voortentamen Wiskunde B 11 juni 2012

Functies van één veranderlijke

CALCULUS 2. najaar Wieb Bosma (naar aantekeningen van Arno van den Essen) Radboud Universiteit Nijmegen

Hertentamen WISN101 Wiskundige Technieken 1 Do 5 jan :30 16:30

Het uitwendig product van twee vectoren

Inverse functies en limieten

Analyse I. 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen Academiejaar ste semester 10 januari 2008

== Modeluitwerking tentamen Analyse 1 == Maandag 14 januari 2008, u

Reeksnr.: Naam: t 2. arcsin x f(t) = 2 dx. 1 x

Primitieve functie Als f : R --> R continu is op een interval, dan noemt men F : R --> R een primiteive functie of

(x x 1 ) + y 1. x x k+1 x k x k+1

Transcriptie:

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica Uitwerking tentamen Functies van één veranderlijke (5260) op donderdag 2 oktober 200, 3.45 6.45 uur. De uitwerkingen van de opgaven dienen duidelijk geformuleerd en overzichtelijk opgeschreven te worden. Bovendien dient U in alle gevallen uw antwoord te beargumenteren!. a) Bereken de volgende afgeleide d dx [ ( cos e sin(x)) sin (e cos(x))] Als we differentiëren krijgen we: d [ ( cos dx = sin (e cos(x))] e sin(x)) sin ( e sin(x)) e sin(x) cos(x)+ cos ( e cos(x)) e cos(x) sin(x) b) Vereenvoudig zo veel mogelijk: x We hebben: x = x x+ x = + x x+ Voor de volgende stap concluderen we dat: + x x+ = x+ 2x+ x = + x+ 2x+ = ()(2x+ ) = 2x+ 2. Ga na of voor de functief :[, 5] [0, 54] gedefinieerd door: f(x)=x 3 3x 2 + 4 de inverse functie bestaat.

We kijken naar de afgeleide vanf en zien dat: f (x)=3x 2 6x= 3x(x 2) Voorx [0, 2] is de afgeleide positief en de functie is stijgend. Maar voorx [, 0] of x [2, 5] is de afgeleide negatief en de functie is dus dalend. Hieruit volgt dat de functie nooit injectief kan zijn. Hiervoor is het nodig dat de functie of alleen maar stijgend of alleen maar dalend is. Dus bestaat de inverse functie niet. 3. Bereken de volgende twee ieten: ( ) a) sin, x ln(+2x) We merken op dat de sinus continu is Voor sin ( ) ( = sin x ln(+2x) x ln(+2x) ) x ln(+2x) merken we op dat de teller en noemer beide naar nul convergeren en dus kunnen we de stelling van l Hôpital toepassen: x ln(+2x) = 2π sin(x) cos(x) ln(+2x)+ 2x +2x We dat de teller en noemer nog steeds beide naar nul convergeren en dus kunnen we de stelling van l Hôpital nog een keer toepassen: en dus sin b) 2π sin(x) cos(x) ln(+2x)+ 2x +2x ( ) ( = sin x ln(+2x) [ ] x 2 + 3x x. arctan x 2π[cos 2 (x) sin 2 (x)] = 2 +2x + 2 = π 2 (+2x) 2 We zien dat de noemer de eigenschap heeft dat: arctanx= π 2 0 [ ] x 2 + 3x x = arctan x ) = x ln(+2x) [ ] x 2 + 3x x arctanx = 2 [ ] π x 2 + 3x x

Dit is een iet waarvoor de zogenaamde worteltruc het beste werkt: 2 π x 2 + 3x x= 2 π ( x 2 + 3x x)( x 2 + 3x +x) x 2 + 3x +x = 2 π (x 2 + 3x) x 2 x 2 + 3x +x = 2 π = 2 π = 2 π 3x x 2 + 3x +x 3 + 3 x + 3 + = 3 π waarbij we bij de 4de gelijkheid teller en noemer door x hebben gedeeld. Hierbij moet je opletten met de wortel: als je de wortel doorx deelt moet je binnen de wortel door x 2 delen. 4. Bepaal de globale en lokale maxima/minima van de functief gedefinieerd door: f(x)=3x 4 + 8x 3 48x 2 + 2. op het interval[ 3, 3]. We gaan eerst de kandidaatextremen bepalen. We hebben direct de randpuntenx= 3 en x = 3. De functie is overal differentieerbaar dus resteren punten waar de afgeleide gelijk is aan nul. We hebben: f (x)=2x 3 + 24x 2 96x= 2x(x 2 + 2x 8)=2x(x+ 4)(x 2) en uit f (x) = 0 volgen twee extra kandidaatextremen: x = 0 en x = 2. Merk op dat x = 4 geen kandidaatextreem is omdat het niet in het interval [ 3, 3] ligt. We berekenen de functiewaarde in alle kandidaatextremen: f( 3)= 393 f(0)=2 f(2)= 68 f(3)=39 Volgens de extreme waarde stelling is er op dit gesloten interval een globaal maximum en een globaal minimum. We vinden een (globaal) maximum 39 in 3 en een (globaal) minimum 393 in 3. Om te controleren of 0 en 2 lokale minima/maxima zijn nemen we de tweede afgeleide. We krijgen: f (x)=36x 2 + 48x 96 We hebbenf (0)<0 en dus is 0 een lokaal maximum. Verder isf (2)>0en dus is 2 een lokaal minimum. 5.

Bepaal de volgende integraal 0 ( x( x)(x) sin πx πx 2) dx. We gaan een substitutie toepasseny=πx πx 2. We krijgen: dy dx =π 2πx dy=π(x)dx Voor de grenzen zien we dat x = 0 en x = 2 opleveren y = 0 en y = π respectievelijk. We krijgen: π 2 π 0 y sin(y) dy. Om dit verder uit te rekenen gaan we partieel integreren: π π 2 y sin(y) dy= [ ] π 0 π 2 ycos(y) + π 0 π 2 0 = 2 π + [ ] π π 2 sin(y) 0 = 2 π cos(y) dy 6. Bepaal de volgende integraal x 2 + 2x+ dx. We gaan breuksplitsen. De graad van de teller is niet kleiner dan de graad van de noemer dus daar moeten we mee beginnen: x 2 + 2x+ = 3(x2 + 2x+ )+2x+ 2x+ x 2 = 3+ + 2x+ x 2 + 2x+ We krijgen: en krijgen x 2 + 2x+ x 2 + 2x+ dx= = 3+ 2x+ (x+ ) 2 = 3+ 2 x+ (x+ ) 2 3+ 2 x+ (x+ ) 2 dx Merk op dat dit een oneigenlijke integraal is wegens een pool in. We krijg x 2 + 2x+ dx 3+ 2 x+ (x+ ) 2 dx = 3+ 2 s x+ dx+ (x+ ) 2 t t [ = ln x+ + ] s [ + ln(x+ )+ s x+ t x+ [ = 7+3s+ 2 ln s+ + ] + s s+ t = = ] 2 [ 6+2 ln(3)+ 2 ln t+ 3 t+ t ]

Voor de eerste iet gebruiken we dat de tweede iet hebben we dat t+ hier dus tegengesteld teken. We hebben echter dat s+ en ln s+ alss. Voor en ln t+ alst. Ze hebben veel sneller naar oneindig gaat als ln t+. Dat kunnen we bijvoorbeeld zien uit het feit dat we in het college vaker hebben gezien dat en dus (t+ ) ln t+ =0 t t + 2 ln t+ = t+ t t+ ( ) +2(t+ ) ln t+ =. t+ 7. a) Bepaal voor de functie We hebben: f(x)=πe x het Taylorpolynoom van de graad 3 rondx= 0. f () (x)=πe x f (2) (x)=πe x f (3) (x)=πe x f(0)=π f () (0)=π f (2) (0)=π f (3) (0)=π en dus wordt het Taylorpolynoom gegeven door: f(0)+ f() (0)! x+ f(2) (0) 2! b) Bepaal voor de functie g(x)=cos[f(x)]=cos(πe x ) x 2 + f(3) (0) x 3 =π+πx+ 3! 2 πx2 + 6 πx3 het Taylorpolynoom van de graad 3 rondx= 0. Hint: gebruik deel a Als we y = f(x) = πe x definiëren dan zien we dat voor x 0 dat y π. Dus we beginnen met een Taylorreeks voor h(y) = cos y rond π. We hebben: h () (y)= sin(y) h (2) (y)= cos(y) h (3) (y)=sin(y)

h(π)= h () (π)=0 h (2) (π)= h (3) (π)=0 en dus wordt het Taylorpolynoom gegeven door: h(π)+ h() (π)! We weten echter (y π)+ h(2) (0) 2! (y π) 2 + h(3) (0) (y π) 3 = 3! 2 (y π)2 y π πx+ 2 πx2 + 6 πx3 en dus krijgen we als benadering voor de oorspronkelijke functie: [πx+ 2 2 πx2 + 6 πx3] 2 Omdat we een Taylor approximatie van orde 4 zoeken gooien we alle machten van x groter dan 4 weg: + π2 2 en we krijgen: [x 2 +x 3] + π2 2 x2 + π2 2 x3 8. a) Bepaal de algemene oplossing van de lineaire differentiaalvergelijking: ẍ ẋ 6x= 0 We proberen een oplossing van de vormx(t)=e rt. We vinden: 0=(r 2 r 6)e rt =(r 3)(r+ 2)e rt We vinden twee reële oplossingen r = 3 en r =. Dit levert twee onafhankelijke oplossingen van de homogene vergelijking: x (t)=e 3t en x 2 (t)=e t. We vinden de algemene oplossing: αe 3t +βe t b) Bepaal de algemene oplossing van de volgende differentiaalvergelijking: ẍ ẋ 6x= 6t 2 + 8t+ 5

We proberen een oplossing van de vorm x(t)=a+bt+ct 2 om een particuliere oplossing te vinden. We krijgen: 2c (b+ 2ct) 6(a+bt+ct 2 )=6t 2 + 8t+ 5 en we krijgen: 2c b 6a=5, c 6b=8, 6c= 6 door de, t ent 2 termen aan elkaar gelijk te stellen. De derde vergelijking levert op c=. Uit de tweede vergelijking krijgen we danb= en de eerste vergelijking levert dana=. Dit levert een particuliere oplossing (+t+t 2 ) en dus wordt de algemene oplossing gegeven door: αe 3t +βe t (+t+t 2 ). 9. Bepaal de oplossing van de differentiaalvergelijking: ẋ= tet 2x metx()=. We gebruiken separatie van variabelen en krijgen: 2x dx= te t dt De eerste integraal levert op: 2x dx=x 2 +C en de tweede integraal levert op: [ te t dt= te t] e t dt=(t )e t +C 2 We krijgen: x 2 +C =(t )e t +C 2 metc enc 2 als twee constanten.x()= levert op:c 2 C = x 2 = +(t )e t Hieruit volgt: x= +(t )e t x(t)= +(t )e t