Juuri 12 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

Samankaltaiset tiedostot
Juuri 12 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

jakokulmassa x 4 x 8 x 3x

Harjoituskokeiden ratkaisut Painoon mennyt versio.

Tee kokeen yläreunaan pisteytysruudukko. Valitse kuusi tehtävää seuraavista kahdeksasta. Perustele vastauksesi!

n. asteen polynomilla on enintään n nollakohtaa ja enintään n - 1 ääriarvokohtaa.

5 Differentiaalilaskentaa

Muutoksen arviointi differentiaalin avulla

Juuri 6 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 6 Maanantai

Kertaus. x x x. K1. a) b) x 5 x 6 = x 5 6 = x 1 = 1 x, x 0. K2. a) a a a a, a > 0

Schildtin lukio

Tekijä Pitkä matematiikka a) Ratkaistaan nimittäjien nollakohdat. ja x = 0. x 1= Funktion f määrittelyehto on x 1 ja x 0.

Kun yhtälöä ei voi ratkaista tarkasti (esim yhtälölle x-sinx = 1 ei ole tarkkaa ratkaisua), voidaan sille etsiä likiarvo.

Juuri 6 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Vastaus: Määrittelyehto on x 1 ja nollakohta x = 1.

Vastaus: 10. Kertausharjoituksia. 1. Lukujonot lim = lim n + = = n n. Vastaus: suppenee raja-arvona Vastaus:

A = (a 2x) 2. f (x) = 12x 2 8ax + a 2 = 0 x = 8a ± 64a 2 48a x = a 6 tai x = a 2.

Kertaus. x x x. K1. a) b) x 5 x 6 = x 5 6 = x 1 = 1 x, x 0. K2. a) a a a a, a > 0

Juuri 7 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty c) sin 50 = sin ( ) = sin 130 = 0,77

Juuri 2 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

Preliminäärikoe Tehtävät A-osio Pitkä matematiikka kevät 2016 Sivu 1 / 4

2 Raja-arvo ja jatkuvuus

Preliminäärikoe Tehtävät A-osio Pitkä matematiikka kevät 2016 Sivu 1 / 4

Derivaatan sovellukset (ääriarvotehtävät ym.)

PRELIMINÄÄRIKOE. Pitkä Matematiikka

MAA7 7.1 Koe Jussi Tyni Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin!

Mikäli funktio on koko ajan kasvava/vähenevä jollain välillä, on se tällä välillä monotoninen.

Matematiikan peruskurssi (MATY020) Harjoitus 7 to

Matematiikan taito 9, RATKAISUT. , jolloin. . Vast. ]0,2] arvot.

Integrointi ja sovellukset

mlnonlinequ, Epälineaariset yhtälöt

Matematiikan tukikurssi

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

B-OSA. 1. Valitse oikea vaihtoehto. Vaihtoehdoista vain yksi on oikea.

Maksimit ja minimit 1/5 Sisältö ESITIEDOT: reaalifunktiot, derivaatta

Differentiaalilaskenta 1.

PRELIMINÄÄRIKOE. Pitkä Matematiikka

11 MATEMAATTINEN ANALYYSI

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA

Muista tutkia ihan aluksi määrittelyjoukot, kun törmäät seuraaviin funktioihin:

Harjoitus 7 -- Ratkaisut

VASTAA YHTEENSÄ KUUTEEN TEHTÄVÄÄN

x 7 3 4x x 7 4x 3 ( 7 4)x 3 : ( 7 4), 7 4 1,35 < ln x + 1 = ln ln u 2 3u 4 = 0 (u 4)(u + 1) = 0 ei ratkaisua

A-osa. Ratkaise kaikki tämän osan tehtävät. Tehtävät arvostellaan pistein 0-6. Taulukkokirjaa saa käyttää apuna, laskinta ei.

1. a. Ratkaise yhtälö 8 x 5 4 x + 2 x+2 = 0 b. Määrää joku toisen asteen epäyhtälö, jonka ratkaisu on 2 x 1.

Matematiikan tukikurssi

x = π 3 + nπ, x + 1 f (x) = 2x (x + 1) x2 1 (x + 1) 2 = 2x2 + 2x x 2 = x2 + 2x f ( 3) = ( 3)2 + 2 ( 3) ( 3) = = 21 tosi

Luku 4. Derivoituvien funktioiden ominaisuuksia.

2 Yhtälöitä ja epäyhtälöitä

Rationaalilauseke ja -funktio

MATEMATIIKAN KOE PITKÄ OPPIMÄÄRÄ Merkitään f(x) =x 3 x. Laske a) f( 2), b) f (3) ja c) YLIOPPILASTUTKINTO- LAUTAKUNTA

4 Polynomifunktion kulku

KERTAUSHARJOITUKSIA. 1. Rationaalifunktio a) ( ) 2 ( ) Vastaus: a) = = 267. a) a b) a. Vastaus: a) a a a a 268.

3.1 Väliarvolause. Funktion kasvaminen ja väheneminen

Numeeriset menetelmät Pekka Vienonen

määrittelyjoukko. 8 piirretään tangentti pisteeseen, jossa käyrä leikkaa y-akselin. Määritä tangentin yhtälö.

Matematiikan tukikurssi

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 4: Derivaatta

MAA02. A-osa. 1. Ratkaise. a) x 2 + 6x = 0 b) (x + 4)(x 4) = 9 a) 3x 6x

Kevään 2011 pitkän matematiikan ylioppilastehtävien ratkaisut Mathematicalla Simo K. Kivelä /

x j x k Tällöin L j (x k ) = 0, kun k j, ja L j (x j ) = 1. Alkuperäiselle interpolaatio-ongelmalle saadaan nyt ratkaisu

Johdatus reaalifunktioihin P, 5op

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

MS-A0102 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1

MAA7 7.3 Koe Jussi Tyni Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin!

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 2. viikolle /

MITEN RATKAISEN POLYNOMIYHTÄLÖITÄ?

Lisätehtäviä. Rationaalifunktio. x 2. a b ab. 6u x x x. kx x

4. Kertausosa. 1. a) 12

f(x) f(y) x y f f(x) f(y) (x) = lim

, c) x = 0 tai x = 2. = x 3. 9 = 2 3, = eli kun x = 5 tai x = 1. Näistä

Tekijä MAA2 Polynomifunktiot ja -yhtälöt = Vastaus a)

5 Rationaalifunktion kulku

3. Laadi f unktioille f (x) = 2x + 6 ja g(x) = x 2 + 7x 10 merkkikaaviot. Millä muuttujan x arvolla f unktioiden arvot ovat positiivisia?

MS-A0104 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (ELEC2) MS-A0106 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (ENG2)

Pitkän matematiikan Preliminäärikokeen ratkaisut 2019

määrittelyjoukko. log x piirretään tangentti pisteeseen, jossa käyrä leikkaa y-akselin. Määritä millä korkeudella tangentti leikkaa y-akselin.

2 Funktion derivaatta

3 Määrätty integraali

Pyramidi 10 Integraalilaskenta harjoituskokeiden ratkaisut sivu 298 Päivitetty

2 Funktion derivaatta

Diplomi-insinööri- ja arkkitehtikoulutuksen yhteisvalinta 2017 Insinöörivalinnan matematiikan koe , Ratkaisut (Sarja A)

3.4 Rationaalifunktion kulku ja asymptootit

A-osio. Ilman laskinta. MAOL-taulukkokirja saa olla käytössä. Maksimissaan yksi tunti aikaa. Laske kaikki tehtävät:

Huippu 7 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

Kertaus. Integraalifunktio ja integrointi. 2( x 1) 1 2x. 3( x 1) 1 (3x 1) KERTAUSTEHTÄVIÄ. K1. a)

Sinin jatkuvuus. Lemma. Seuraus. Seuraus. Kaikilla x, y R, sin x sin y x y. Sini on jatkuva funktio.

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

10 %. Kuinka monta prosenttia arvo nousi yhteensä näiden muutosten jälkeen?

Matematiikan tukikurssi

Ratkaisuehdotus 2. kurssikokeeseen

MATP153 Approbatur 1B Ohjaus 2 Keskiviikko torstai

Transkriptio:

Kertaus K. a) Polynomi P() = 3 + 8 on jaollinen polynomilla Q() = 3, jos = 3 on polynomin P nollakohta, eli P(3) = 0. P(3) = 3 3 3 + 8 3 = 54 08 + 54 = 0. Polynomi P on jaollinen polynomilla Q. b) Jaetaan polynomit P ja Q ensimmäisen asteen tekijöihin. P() = 3 + 8 = ( 6 + 9) = ( 3) Q() = 6 = ( 3) Polynomi P on jaollinen polynomin P kummallakin tekijällä ja 3, joten se on jaollinen polynomilla Q. c) Q() = + 6 = ( + 3) Polynomi P ei ole jaollinen polynomin Q tekijällä + 3, koska P( 3) 0. Tällöin P ei ole jaollinen polynomilla Q. K. a) 5 4 ( 5) 3 0 ( 5) ( 5) ( 5) 5 5 ( 5) b) c) 3 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 4) ( 4) ( 4)( ) 4 3 4 8

K3. Jaetaan polynomi P polynomilla Q. (6 ) 3 (6 3 5):(3 ) 4 3 3 35 ( 3 ) 5 ( 4) Jakoyhtälö on 6 3 3 5 = (3 + )( 4) K4. Koska polynomi 3 7 + 6 on jaollinen sekä binomilla että binomilla +, on se jaollinen niiden tulolla ( )( + ) = +. Polynomi 3 7 + 6 on kolmannen asteen polynomi, joten sillä voi olla vain yksi ensimmäisen asteen tekijä tekijän + lisäksi. Tarvitaan yksi jakolasku. 3 ( 76):( ) 3 3 ( 4 ) 3 3 6 ( 3 36) 0 Kolmas tekijä on 3.

K5. Polynomi P on jaollinen polynomilla Q, jos ja vain jos se on jaollinen binomin Q tekijöillä. Q ( ) ( )( ) Tulee siis olla P( ) 0 ja P( ) 0. 4 P( ) ( ) q( ) 4 q 4 P( ) ( ) q( ) 4 q + q = 0 q = K6. Koska P( 7) = 0, on + 7 polynomin P tekijä. Selvitetään toinen tekijä jakolaskulla. 3 ( 404):( 7) 6 3 ( 7 ) 6 40 ( 6 4 ) 4 ( 4) 0 P() = 3 + 40 + 4 = ( + 7)( 6 + ) P ( ) 0 7 6 0 6 364 6 8 6 7 3 7 tai 7 Yhtälön P() = 0 ratkaisu on = 7, 3 7 tai 3 7

K7. a) b) 3 450 4 645 4 4 4i i i tai i 90 9 tai 0 9 3i ( 9) 0 = 0, = 3i tai = 3i c) 3 6 40 ( 3) 4( 3) 0 ( 4)( 3) 0 4 0 tai 3 0 3 i = 3, i tai i

K8. a) Kirjoitetaan yhtälö ln = sin muotoon ln sin = 0. Etsitään puolitusmenetelmällä funktion f() = ln sin nollakohta. Kuvaajan perusteella funktion ainoa nollakohta on välillä ]; 3[. b) f() väli välin keskikohta f() 0, f(3) 0,96 ], 3[,5 f(,5) 0,3 ];,5[,5 f(,5) 0,03 ];,5[,5 f(,5) 0, ],5;,5[,875 f(,875) 0,03 ],875;,5[,875 f(,875) 0,0004 ],875;,5[,34375 f(,34375) 0,0 ],875;,34375[,6565 f(,6565) 0,008 ],875;,6565[,6565 f(,6565) 0,004 ],875;,6565[ Funktion f nollakohta ja siten myös yhtälön ratkaisu on,. f() väli f() 0, f(3) 0,96 ], 3[ f(,5) 0,3 ];,5[ f(,) 0,0 ],;,5[ f(,) 0,00 ],;,[ f(,5) 0,004 ],5;,[,

K9. a) Kirjoitetaan yhtälö muotoon 5 = 0. Tutkitaan jatkuvan funktion f() = 5 kulkua derivaatan avulla. f () = 5 4 5 4 5, kun, joten 5 4 > 0, kun >. Koska f () > 0 välillä [, ], on funktio f tällä välillä kasvava ja sillä on korkeintaan yksi nollakohta. f() = < 0 f() = 9 > 0 Koska funktio f saa välin [, ] päätepisteissä erimerkkiset arvot, on sillä Bolzanon lauseen mukaan välillä ], [ vähintään yksi nollakohta. Funktiolla f on siten täsmälleen yksi nollakohta ja siis yhtälöllä 5 = täsmälleen yksi ratkaisu välillä [, ]. b) Newtonin menetelmän mukainen rekursiokaava funktion f() = 5 nollakohdan etsimiselle on f ( n ) n n, missä f () = 5 f 4. ( ) 0 = f (),5 f () =,7845 3 =,6753 4 =,6730,67 n

K0. Tehtävänä on ratkaista yhtälö f() =, eli 4 + 3 3 3 =. Kirjoitetaan yhtälö muotoon 4 + 3 3 3 = 0. Tutkitaan funktion g() = 4 + 3 3 3 nollakohtia. Kuvan perusteella nollakohtia on kaksi. Toinen on lähellä kohtaa = ja toinen lähellä kohtaa = 3. Newtonin menetelmän mukainen rekursiokaava funktion g nollakohdan etsimiselle on g( n ) n n, missä g () = 4 g 3 + 6 6 3. ( ) Käytetään alkuarvoa 0 = = 5 = 3,79335 3 =,8367 4 =,790 5 =,7806 6 =,583857 7 =,53678 8 =,584 9 =,586 0 =,586,583 Käytetään alkuarvoa 0 = 3 =,79487 =,7460 3 =,743373 4 =,743365,74337 n

K. Kirjoitetaan yhtälö muotoon cos = 0 ja tutkitaan jatkuvaa funktiota f() = cos. f () = sin Koska sin, niin 3 sin. Funktion f derivaatta f on kaikkialla negatiivinen, joten funktio f on vähenevä ja siten sillä on korkeintaan yksi nollakohta. f(0) = > 0 f() =.45 < 0 Funktio f saa välin [0, ] päätepisteissä erimerkkiset arvot, joten sillä on Bolzanon lauseen mukaan vähintään yksi nollakohta välillä ]0, [. Funktiolla f on siis täsmälleen yksi nollakohta ja siten yhtälöllä cos = yksi ratkaisu. Kirjoitetaan yhtälö kiintopistemenetelmää varten muotoon cos ja merkitään g( ) cos. 0 = = g() = 0,705 = 0,4886 3 = 0,44306 4 = 0,457 5 = 0,44984 6 = 0,4505 7 = 0,4506 8 = 0,4508 0,450

K. a) Kirjoitetaan yhtälö e kiintopistemenetelmää varten muotoon ja merkitään g( ). e e Piirretään kuva. Kiintopiste näyttäisi olevan lähellä kohtaa =. 0 = = g() = 0,735 = 0,890 3 = 0,798 4 = 0,85 5 = 0,80 5 = 0,839 6 = 0,87 7 = 0,834 0,83 b) Kirjoitetaan yhtälö muotoon e 0, merkitään f( ) e ja arvioidaan funktion f nollakohtaa Newtonin menetelmällä. f( n ) n n, missä f( ) e e. f( n ) 0 = = 0,854 = 0,83 3 = 0,83 0,83

K3. Käytetään Newtonin menetelmää funktion f() = ln + sin e nollakohdan etsimiseen. f( n ) Newtonin menetelmän mukainen lauseke on n n, missä f( ) '( ) f cos e. n Valitaan 0 = 0,5 f( 0 ) 0 0,5346673 f( 0 ) = 0,535596 3 = 0,535596 Funktion f nollakohta on 0,535596. K4. Luku a, a > 0 on yhtälön = a positiivinen ratkaisu. Yhtälö = a voidaan kirjoittaa muotoon a = 0 ja arvioidaan funktion f() = a nollakohtaa Newtonin menetelmällä. Newtonin menetelmän avulla muodostettu iterointikaava on f( n) n a n n a a n n n n. f( ) n n n n

K5. Funktion f() = + 3 erotusosamäärän lauseke kohdassa = on f ( h) f ( ) h h f ( h) f ( ) h 0,, 0, 0,9 0,0,0 0,0 0,99 0,00,00 0,00 0,999 Funktion derivaatta kohdassa = näyttäisi olevan noin. Derivointikaavalla saadaan f () = + 3 f ( ) = + 3 =. K6. Funktion f ( ) e keskeisdifferenssin lauseke kohdassa = on f ( h) f ( h) h p h = 0 p f ( h) f ( h) h 0 - = 0, 0,437748 0,4377 0,0 0,496 0,40 3 0,00 0,4804 0,48 4 0,000 0,4803 0,48 5 0,0000 0,4803 0,48 K7. Koska f kasvaa lineaarisesti, sen kuvaaja välillä [,9995;,0005] on likimain suora. Funktion derivaatta kohdassa = on kuvaajalle piirretyn tangentin kulmakerroin tässä kohdassa. Koska kuvaaja on kohdan = ympäristössä likimain suora, voidaan kulmakerroin määrittää funktion arvojen avulla: f(, 0005) f() 3, 7458664 3, 7458053 k 0,., 0005 0, 0005 f () 0,

K8. Funktion f() = cos erotusosamäärän lauseke kohdassa f h f 4 4. h Vasemmanpuoleinen erotusosamäärä: p h = 0 p f h f 4 4 h on 4 absoluuttinen virhe f h 4 f 4 f h 4 6 0 6 0,70706476336 3,53 0 7 7 0 7 0,7070674537899 3,58 0 8 8 0 8 0,707067733457 8,05 0 9 Tarkin, kun p = 8. Oikeanpuoleinen erotusosamäärä: p h = 0 p f h f 4 4 h absoluuttinen virhe f h 4 f 4 f h 4 6 0 6 0,70707347340 3,50 0 7 7 0 7 0,70706864336 3,5 0 8 8 0 8 0,7070679533903,4 0 8 Tarkin, kun p = 8. Keskeisdifferenssin lauseke kohdassa f ( h) f ( h) 4 4. h on 4 p h = 0 p f h f h 4 4 h absoluuttinen virhe f h 4 f h 4 f h 4 6 0 6 0,7070678836,86 0 7 0 7 0,70706780906,80 0 0 8 0 8 0.70706784368 3,05 0 9 Tarkin, kun p = 6.

K9. Pinta-ala on noin 3,4. K0. a) Välin pituus on 4 = 3. Koska osavälejä on 3, yhden osavälin pituus on. Osavälit ovat [, ], [, 3] ja [3, 4]. Välien keskipisteet ovat =,5, =,5 ja 3 = 3,5. Arvio pinta-alalle on ( f(,5) f(,5) f(3,5)) 4,94... 4,9. b) Välin pituus on 3 0,5. 6 Välien keskipisteet ovat =,5, =,75, 3 =,5, 4 =,75, 5 =3,5 ja 6 = 3,75. Arvio pinta-alalle on 0,5( f (, 5) f (, 75) f (, 5) f (, 75) f(3, 5) f(3, 75)) 4,63... 4,6

K. 3 3 d ( / ln ln 3 ln) ln 3 Merkitään f ( ). Välin [, 3] pituus on. Koska jakovälejä on neljä, yhden jakovälin pituus on 0,5. Arvio integraalille on 0,5 f () f (,5) f () f (,5) f (3),66666...,667 Määritetään suhteellinen virhe.,667 ln 3 0,064... ln 3 Virhe on,6 %. K. Aika t on tunteja keskiyöstä. Puolisuunnikassääntöä varten tarvittava osavälin pituus on 3,00 tuntia. 4 0 f ()d t t 3,00( f (0,00) f (3,00) f (6,00) f (9,00) f (,00) f (5,00) f (8,00) f (,00) f (4,00)) 345,6 4 ( )d 345,6 4, 4 4 f t t 4 0 Vuorokauden keskilämpötila on 4,4 C.

K3. Välin [0, 4] pituus on 4. Osavälejä on neljä, joten yhden osavälin pituus on. Merkitään f() =. 4 f f f f f 0 d ( (0) 4 () () 4 (3) (4)) 64 3 3 Lasketaan integraalin tarkka arvo. 4 4 3 3 0 d 4 0 64 / 0 3 3 3 Simpsonin sääntöä käytettäessä virhe on E n 80n 5 (4) ( b a) f ( t) 4. Simpsonin säännön virhe on 0, kun funktion f neljäs derivaatta f (4) (t) on 0. Jos funktio f on korkeintaan kolmannen asteen polynomifunktio, sen neljäs derivaatta on nolla. Simpsonin sääntö integroi tarkasti korkeintaan kolmannen asteen polynomifunktiot.

K4. Piirretään kuva. Alueen pinta-ala voidaan laskea integraalina f( ) g( ) d e sin d. 0 0 Merkitään h ( ) e sin Arvioidaan alueen pinta-alaa käyttäen neljää osaväliä ja Simpsonin sääntöä. Välin [0, ] pituus on. Koska osavälejä on neljä, yhden osavälin pituus on 0,5. e sin d 0 0,5 ( h (0) 4 h (0,5) h (0,5) 4 h (0,75) h ()) 3,537... Pinta-ala on noin,5.