235. 236. 237. 238. 239. 240. 241. 8. Sovellutuksia. 8.1. Pinta-alan ja tilavuuden laskeminen. 8.2. Keskiö ja hitausmomentti



Samankaltaiset tiedostot
Pythagoraan polku

Pinta-alojen ja tilavuuksien laskeminen 1/6 Sisältö ESITIEDOT: määrätty integraali

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

Preliminäärikoe Tehtävät Pitkä matematiikka / 3

Todista suoraan integraalin määritelmään perustuen tasointegraalin ominaisuus. λ f = λ f,

[MATEMATIIKKA, KURSSI 9]

Lataa ilmaiseksi mafyvalmennus.fi/mafynetti. Valmistaudu pitkän- tai lyhyen matematiikan kirjoituksiin ilmaiseksi Mafynetti-ohjelmalla!

Kun pallojen keskipisteet yhdistetään, muodostuu neliöpohjainen, suora pyramidi (kuva 3), jonka sivusärmien pituudet ovat 2 pallon säde eli 2 1 = 2.

Preliminäärikoe Pitkä Matematiikka

MATEMATIIKKA 5 VIIKKOTUNTIA

Täydennetään ja kerrataan Fitzpatrickin lukujen 18 ja 19 esitystä.

1 2 x2 + 1 dx. (2p) x + 2dx. Kummankin integraalin laskeminen oikein (vastaukset 12 ja 20 ) antaa erikseen (2p) (integraalifunktiot

a) on lokaali käänteisfunktio, b) ei ole. Piirrä näiden pisteiden ympäristöön asetetun neliöruudukon kuva. VASTAUS:

Kertausosan ratkaisut. 1. Kulma α on 37 suurempi kuin kulma eli 37. Koska kulmat α ja β ovat vieruskulmia, niiden summa on 180 eli

DYNAMIIKKA II, LUENTO 5 (SYKSY 2015) Arttu Polojärvi

Mb02 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) sivu 1/1

Lieriö ja särmiö Tarkastellaan pintaa, joka syntyy, kun tasoa T leikkaava suora s liikkuu suuntansa

Pitkä matematiikka Suullinen kuulustelu (ma00s001.doc) Tehtävät, jotka on merkitty (V), ovat vaativia.

Toisen asteen käyrien ja pintojen geometriaa Ympyrän ja pallon ominaisuuksia

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA

Kenguru 2016 Student lukiosarjan ratkaisut

C. Montako prosenttia pinta-ala kasvaa, jos mittakaava suurenee 5%? a) 5 % b) 7 % c) 9 % d) 10 % e) 15 %

Aluksi. Avaruuskappaleista. Lieriö. MAB2: Avaruuskappaleita

Geometrian kertausta. MAB2 Juhani Kaukoranta Raahen lukio

a) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3.

Tasogeometria. Tasogeometrian käsitteitä ja osia. olevia pisteitä. Piste P on suoran ulkopuolella.

2 Pistejoukko koordinaatistossa

C. Montako prosenttia pinta-ala kasvaa, jos mittakaava suurenee 5%? a) 5 % b) 7 % c) 9 % d) 10 % e) 15 %

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Mallit 2 (alkuviikko) / Syksy 2016

Määrätty integraali. Markus Helén. Mäntän lukio

Solmu 3/2001 Solmu 3/2001. Kevään 2001 ylioppilaskirjoitusten pitkän matematiikan kokeessa oli seuraava tehtävä:

Koordinaatistot 1/6 Sisältö ESITIEDOT: reaaliluvut

MATEMATIIKKA 5 VIIKKOTUNTIA. PÄIVÄMÄÄRÄ: 8. kesäkuuta 2009

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Mallit laskuharjoitukseen 3 /

y=-3x+2 y=2x-3 y=3x+2 x = = 6

1. a) b) Nollakohdat: 20 = c) a b a b = + ( a b)( a + b) Derivaatan kuvaajan numero. 1 f x x x g x x x x. 3. a)

3.1 Funktion käsite. Ensiasteen polynomifunktio

Laudatur 4 MAA4 ratkaisut kertausharjoituksiin

2.1 Yhdenmuotoiset suorakulmaiset kolmiot

( ) ( ) ( ) ( ( ) Pyramidi 4 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 271 Päivitetty a) = keskipistemuoto.

Differentiaalilaskennan tehtäviä

MAA3 HARJOITUSTEHTÄVIÄ

3 Avaruusgeometria. Lieriö a) V = = (cm 3 ) cm 3 = 7,2 dm 3 = 7,2 l. b) V = A p h = = 450 (cm 3 )

cos x cos 2x dx a) symbolisesti, b) numeerisesti. Piirrä integroitavan funktion kuvaaja. Mikä itse asiassa on integraalin arvo?

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

RATKAISUT a + b 2c = a + b 2 ab = ( a ) 2 2 ab + ( b ) 2 = ( a b ) 2 > 0, koska a b oletuksen perusteella. Väite on todistettu.

Tee konseptiin pisteytysruudukko! Muista kirjata nimesi ja ryhmäsi. Valitse 6 tehtävää!

f x da, kun A on tason origokeskinen yksikköympyrä, jonka kehällä funktion f arvot saadaan lausekkeesta f (x, y) = 2x 3y 2.

MAA10 HARJOITUSTEHTÄVIÄ

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

YLIOPPILASTUTKINTO MATEMATIIKAN KOE - PITKÄ OPPIMÄÄRÄ

Piste ja jana koordinaatistossa

f(x, y) = x 2 y 2 f(0, t) = t 2 < 0 < t 2 = f(t, 0) kaikilla t 0.

A Lausekkeen 1,1 3 arvo on 1,13 3,3 1,331 B Tilavuus 0,5 m 3 on sama kuin 50 l 500 l l C Luvuista 2 3, 6 7

4 (x 1)(y 3) (y 3) (x 1)(y 3)3 5 3

2 x 5 4x + x 2, [ 100,2].

1 Kertausta geometriasta

Juuri 3 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

Tekijä Pitkä matematiikka

MATEMATIIKAN KOE, LYHYT OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Lauseen erikoistapaus on ollut kevään 2001 ylioppilaskirjoitusten pitkän matematiikan kokeessa seuraavassa muodossa:

Vanhoja koetehtäviä. Analyyttinen geometria 2016

c) Määritä paraabelin yhtälö, kun tiedetään, että sen huippu on y-akselilla korkeudella 6 ja sen nollakohdat ovat x-akselin kohdissa x=-2 ja x=2.

Tee konseptiin pisteytysruudukko! Muista kirjata nimesi ja ryhmäsi. Lue ohjeet huolellisesti!

OSA 2: TRIGONOMETRIAA, AVARUUSGEOMETRIAA SEKÄ YHTÄLÖPARI

Suorien ja tasojen geometriaa Suorien ja tasojen yhtälöt

l 1 2l + 1, c) 100 l=0 AB 3AC ja AB AC sekä vektoreiden AB ja

Tekijä Pitkä matematiikka Pisteen (x, y) etäisyys pisteestä (0, 2) on ( x 0) Pisteen (x, y) etäisyys x-akselista, eli suorasta y = 0 on y.

Integrointi ja sovellukset

Juuri 3 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

yleisessä muodossa x y ax by c 0. 6p

x (t) = 2t ja y (t) = 3t 2 x (t) + + y (t) Lasketaan pari käyrän arvoa ja hahmotellaan kuvaaja: A 2 A 1

Juuri 3 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

3 x 1 < 2. 2 b) b) x 3 < x 2x. f (x) 0 c) f (x) x + 4 x Etsi käänteisfunktio (määrittely- ja arvojoukkoineen) kun.

Harjoitustehtävät, syys lokakuu Helpommat

Osoita, että kaikki paraabelit ovat yhdenmuotoisia etsimällä skaalauskuvaus, joka vie paraabelin y = ax 2 paraabelille y = bx 2. VASTAUS: , b = 2 2

Lukion. Calculus. Paavo Jäppinen Alpo Kupiainen Matti Räsänen Otava PIKATESTIN JA KERTAUSKOKEIDEN TEHTÄVÄT RATKAISUINEEN

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

MS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 11: Taso- ja tilavuusintegraalien sovellutuksia

a b c d

Perusopintojen Laboratoriotöiden Työselostus 1

Tehtävien ratkaisut

M 1 ~M 2, jos monikulmioiden vastinkulmat ovat yhtä suuret ja vastinsivujen pituuksien suhteet ovat yhtä suuret eli vastinsivut ovat verrannolliset

Avainsanat: geometria, kolmio, ympyrä, pallo, trigonometria, kulma

MATEMATIIKAN PERUSKURSSI I Harjoitustehtäviä syksy Millä reaaliluvun x arvoilla. 3 4 x 2,

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 2: Usean muuttujan funktiot

Anna jokaisen kohdan vastaus kolmen merkitsevän numeron tarkkuudella muodossa

y 1 x l 1 1 Kuva 1: Momentti

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 7: Pintaintegraali ja vuointegraali

Differentiaali- ja integraalilaskenta

Vektoriarvoiset funktiot Vektoriarvoisen funktion jatkuvuus ja derivoituvuus

kartiopinta kartio. kartion pohja, suora ympyräkartio vino pyramidiksi

Aloita A:sta. Ratkaise osion (A, B, C, D, jne ) yhtälö vihkoosi. Pisteytä se itse ohjeen mukaan.

Lataa ilmaiseksi mafyvalmennus.fi/mafynetti. Valmistaudu pitkän- tai lyhyen matematiikan kirjoituksiin ilmaiseksi Mafynetti-ohjelmalla!

30 + x ,5x = 2,5 + x 0,5x = 12,5 x = ,5a + 27,5b = 1,00 55 = 55. 2,5a + (30 2,5)b (27,5a + 27,5b) =

1.1. RATIONAALILUVUN NELIÖ

c) Määritä paraabelin yhtälö, kun tiedetään, että sen huippu on y-akselilla korkeudella 6 ja sen nollakohdat ovat x-akselin kohdissa x=-2 ja x=2.

Transkriptio:

8. Sovellutuksia 8.1. Pinta-alan ja tilavuuden laskeminen 235. Laske sen kappaleen tilavuus, jota rajoittavat pinnat z = xy, x = y 2, z = 0, x = 1. (Kappale sijaitsee oktantissa x 0, y 0, z 0.) 1/6. 236. Laske sen kappaleen tilavuus, jota rajoittavat pinnat z = xye y, z = 0, x + y = 1. 237. Laske sen kappaleen tilavuus, jota rajoittavat pinnat x = 0, x = 2, y = 0, y = 1, z = 0, z = 16 (x + 2) 2 (y + 1) 2. 238. Laske sen kappaleen massa, jota xy-tason yläpuolella rajoittavat pinnat z = 0, z = x 2 y 2, x 2 + y 2 = 1 ja jonka massatiheys on verrannollinen z-koordinaattiin. 239. Laske sen kappaleen massa, jota rajoittavat pinnat x = 0, y = 0, z = 4 ja z = e x+y ja jonka massatiheys on ρ = 1/z. 8.2. Keskiö ja hitausmomentti 240. Olkoon f (x) < g(x) välillä x [a, b]. Kirjoita levyn {(x,y) f (x) y g(x), a x b} keskiön koordinaatit (massakeskipisteen koordinaatit, jos levy oletetaan homogeeniseksi) kaksinkertaisina integraaleina ja sievennä nämä mahdollisimman pitkälle. 241. Ympyränsektorin keskuskulma on 2α. Laske sektorin keskiö.

242. Ympyräalueen neljännekselle {(x,y) x 0, y 0, x 2 +y 2 R} on levitetty massa, jonka pintatiheys on ρ(x,y) = x. Etsi massakeskipiste. 243. Käyrät y = x k ja x = y k (k > 0, k 1) rajoittavat tasoalueen ensimmäisessä neljänneksessä. Laske tämän keskiö. Miten keskiö käyttäytyy, kun k? 244. Olkoon k > 0. Määritä tasoalueen G = {(x,y) x 4 < y < kx2 + 1 k + 1 } keskiö ja tutki, millä parametrin k arvoilla se ei kuulu alueeseen G. 245. Etsi suorakulmion [0,a] [0,b] massakeskipiste, kun massan pintatiheys on ρ(x,y) = y. 246. Määritä sen tasokuvion keskiö, jota rajoittavat x-akseli ja sykloidin kaari r(t) = a(t sint)i + a(1 cost)j, t [0,2π]. 247. Laske ellipsialueen neljänneksen (rajoina pääakselit) keskiö. 248. Laske suorakulmion hitausmomentti keskipisteen suhteen. 249. Määritä paraabelien y 2 = x + 1 ja 4y 2 = x + 4 reunustaman äärellisen tasokuvion keskiö sekä hitausmomentit koordinaattiakselien ja origon suhteen. 250. Neljännesympyrän {(x,y) x 2 + y 2 R 2, x 0, y 0} muotoisella levyllä on massatiheys ρ(x,y) = x. Laske levyn massakeskipiste.

251. Laske Guldinin säännöllä keskiö ympyrärenkaan puolikkaalle: {(x,y) b 2 x 2 + y 2 a 2, y 0}. 252. Kirjoita kaavat pyörähdyksestä x-akselin ympäri muodostuneen kappaleen keskiön koordinaateille yhden muuttujan integraalina. Laske erityisesti pyörähdyskartion keskiö. 253. Ympyrän y 2 + z 2 = R 2, x = a jokaisesta pisteetä asetetaan normaali z-akselille. Nämä muodostavat pinnan, jota kutsutaan konoidiksi. Laske konoidin ja em. ympyrän tason rajoittaman kappaleen tilavuus ja keskiö. 254. Pyramidissa, jota reunustavat tasot x = 0, y = 0, z = 0, x + y + z = a, on massatiheys ρ(x,y,z) = z. Laske massakeskipiste. Oletetaan a > 0. 255. Kolmion sivun pituus on b ja vastaava korkeus h. Laske kolmion hitausmomentti sivun suhteen. 256. Laske ellipsin muotoisen homogeenisen levyn hitausmomentti keskipisteen kautta kulkevan levyä vastaan kohtisuoran akselin suhteen. 257. Homogeenisen suorakulmaisen särmiön sivujen pituudet ovat a, b ja c sekä kokonaismassa m. Laske hitausmomentti ja hitaussäde särmän suhteen. 258. Homogeenisen prisman kokonaismassa on m. Sen kohtisuora poikkileikkaus on tasakylkinen suorakulmainen kolmio, jonka kateetin pituus on a. Prisman korkeus on c. Laske prisman hitausmomentit sivusärmien (pituudeltaan c) suhteen.

259. Homogeenisen tetraedrin kokonaismassa on m ja sitä rajoittavat koordinaattitasot ja taso x/a+y/b+z/c = 1, missä a > 0, b > 0, c > 0. Laske kappaleen hitausmomentti ja hitaussäde z-akselin suhteen. 260. Lieriön muotoista kappaletta rajoittavat pinnat y 2 + z 2 = 1, x = 0 ja x = 1. Kappaleen tiheys on ρ(x,y,z) = 1 + x 2. Laske kokonaismassa, massakeskipiste ja hitausmomentti symmetria-akselin suhteen. 261. Etsi homogeenisen pallon oktantin keskiö. 262. Etsi puolipallon massakeskipiste, kun tiheys on suoraan verrannollinen etäisyyteen keskipisteestä. 263. Määritä R-säteisen puolipallon massakeskipiste, kun tiheys pallokoordinaateissa on ρ(r,ϕ,ϑ) = k r + R (k vakio). 264. Pallon kokonaismassa on m, säde R ja tiheys suoraan verrannollinen keskipisteestä laskettuun etäisyyteen (verrannollisuuskertoimena α): ρ = αr. Laske pallon hitausmomentti J keskipisteen kautta kulkevan akselin suhteen. Laske myös hitaussäde r 0, so. esitä hitausmomentti muodossa J = mr 2 0. J = 4 9 mr2, r 0 = 2 3 R. 265. Laske homogeenisen suoran ympyrälieriön (korkeus = h, pohjan säde = r) hitausmomentti a) lieriön akselin, b) pohjan halkaisijan suhteen. Lausu tulos lieriön kokonaismassan m = πr 2 h avulla. (Massa = tilavuus, koska homogeenisen kappaleen massatiheydeksi voidaan ottaa 1.) 266. Laske homogeenisen suoran pyörähdyskartion (korkeus h, pohjan säde r) toinen momentti akselin kautta kulkevan tason suhteen ja pohjatason suhteen. Laske näiden avulla kappaleen hitausmomentit akselin ja pohjan halkaisijan suhteen. Lausu nämä kappaleen kokonaismassan avulla.

267. Laske homogeenisen pyörähdysellipsoidin hitausmomentti pyörähdysakselin suhteen. Lausu tulos kappaleen kokonaismassan avulla. 268. Kappale sijaitsee xy-tason yläpuolella; sitä rajoittaa ylhäältä pyörähdysparaboloidi z = 2 x 2 y 2 ja alhaalta pyörähdyskartio z 2 = x 2 +y 2. Laske lieriökoordinaattien avulla kappaleen tilavuus, keskiö ja hitausmomentti z-akselin suhteen. 269. Laske homogeenisen R-säteisen pallon hitausmomentti suoraan integroimalla a) halkaisijan, b) palloa sivuavan suoran suhteen. Lausu tulokset pallon kokonaismassan avulla. 270. Todista Guldinin ensimmäinen sääntö: Jos tasokuvio pyörähtää samassa tasossa olevan akselin ympäri, joka ei leikkaa kuviota, niin syntyvän pyörähdyskappaleen tilavuus on kuvion pinta-ala kerrottuna kuvion keskiön kulkemalla matkalla.