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



Samankaltaiset tiedostot
Täydennetään ja kerrataan Fitzpatrickin lukujen 18 ja 19 esitystä.

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

Matematiikan tukikurssi

MS-A0204 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (ELEC2) Luento 9: Muuttujanvaihto taso- ja avaruusintegraaleissa

(ks. kuva) ja sen jälkeen x:n ja y:n suhteen yli xy-tasossa olevan alueen projektion G:

Tilavuus puolestaan voidaan esittää funktiona V : (0, ) (0, ) R,

Määrätty integraali. Markus Helén. Mäntän lukio

Sovellutuksia Pinta-alan ja tilavuuden laskeminen Keskiö ja hitausmomentti

MS-A0202 Di erentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 8: Taso- ja avaruusintegraalit

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

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 1: Moniulotteiset integraalit

Matematiikan tukikurssi

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 1: Moniulotteiset integraalit

1. Integrointi n-ulotteisessa avaruudessa

Funktion raja-arvo ja jatkuvuus Reaali- ja kompleksifunktiot

Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (CHEM) MS-A0207 Hakula/Vuojamo Kurssitentti, 12.2, 2018, arvosteluperusteet

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Mallit laskuharjoitukseen 3 /

MS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 10: Napa-, sylinteri- ja pallokoordinaatistot. Pintaintegraali.

x n e x dx = n( e x ) nx n 1 ( e x ) = x n e x + ni n 1 x 4 e x dx = x 4 e x +4( x 3 e x +3( x 2 e x +2( xe x e x ))) = e x

5. Integrointi n-ulotteisessa avaruudessa

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

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

a) Mikä on integraalifunktio ja miten derivaatta liittyy siihen? Anna esimerkki = 16 3 =

DI matematiikan opettajaksi: Täydennyskurssi, kevät 2010 Luentorunkoa ja harjoituksia viikolle 11: ti klo 13:00-15:30

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 5. viikolle /

MS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 8: Newtonin iteraatio. Taso- ja avaruusintegraalit

MS-C1350 Osittaisdifferentiaaliyhtälöt Harjoitukset 5, syksy Mallivastaukset

saadaan kvanttorien järjestystä vaihtamalla ehto Tarkoittaako tämä ehto mitään järkevää ja jos, niin mitä?

ja B = 2 1 a) A + B, b) AB, c) BA, d) A 2, e) A T, f) A T B, g) 3A (e)

4.3 Moniulotteinen Riemannin integraali

Derivaatan sovellukset (ääriarvotehtävät ym.)

MS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (Chem) Tentti ja välikokeiden uusinta

12. Derivointioperaattoreista geometrisissa avaruuksissa

13. Taylorin polynomi; funktioiden approksimoinnista. Muodosta viidennen asteen Taylorin polynomi kehityskeskuksena origo funktiolle

Matematiikan perusteet taloustieteilijöille II Harjoituksia kevät ja B = Olkoon A = a) A + B b) AB c) BA d) A 2 e) A T f) A T B g) 3A

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

l 1 2l + 1, c) 100 l=0

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Mallit laskuharjoitusviikkoon 5 /

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

ja B = 2 1 a) A + B, b) AB, c) BA, d) A 2, e) A T, f) A T B, g) 3A (e) A =

Diplomi-insinööri- ja arkkitehtikoulutuksen yhteisvalinta 2018 Insinöörivalinnan matematiikan koe, , Ratkaisut (Sarja A)

peitteestä voidaan valita äärellinen osapeite). Äärellisen monen nollajoukon yhdiste on nollajoukko.

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

Analyysi 1. Harjoituksia lukuihin 4 7 / Syksy Tutki funktion f(x) = x 2 + x 2 jatkuvuutta pisteissä x = 0 ja x = 1.

Integrointi ja sovellukset

Analyysi 1. Harjoituksia lukuihin 1 3 / Syksy Osoita täsmällisesti perustellen, että joukko A = x 4 ei ole ylhäältä rajoitettu.

Anna jokaisen kohdan vastaus kolmen merkitsevän numeron tarkkuudella muodossa

Tehtävänanto oli ratkaista seuraavat määrätyt integraalit: b) 0 e x + 1

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

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

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)

1 Määrittelyjä ja aputuloksia

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

Matematiikan tukikurssi

Differentiaali- ja integraalilaskenta

Tällaisessa tapauksessa on usein luontevaa samaistaa (u,v)-taso (x,y)-tason kanssa, jolloin tason parametriesitys on *** VEKTORIANALYYSI.

Osittaisdifferentiaaliyhtälöt

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA

2. Todista Lause 1.2 : Jos I on ylinumeroituva indeksijoukko ja a i > 0kaikillai 2 I, niin P i2i a i = 1.

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

Pyramidi 10 Integraalilaskenta harjoituskokeiden ratkaisut sivu 298 Päivitetty

Preliminäärikoe Tehtävät Pitkä matematiikka / 3

Differentiaalilaskennan tehtäviä

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

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

JATKUVUUS. Funktio on jatkuva jos sen kuvaaja voidaan piirtää nostamatta kynää paperista.

Differentiaalilaskenta 1.

MATEMATIIKAN KOE PITKÄ OPPIMÄÄRÄ

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Pisteessä (1,2,0) osittaisderivaatoilla on arvot 4,1 ja 1. Täten f(1, 2, 0) = 4i + j + k. b) Mihin suuntaan pallo lähtee vierimään kohdasta

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

Polkuintegraali yleistyy helposti paloitain C 1 -poluille. Määritelmä Olkoot γ : [a, b] R m paloittain C 1 -polku välin [a, b] jaon

Hyvä uusi opiskelija!

Toisen asteen käyrien ja pintojen geometriaa Ympyrän ja pallon ominaisuuksia

1. a) Laske lukujen 1, 1 ja keskiarvo. arvo. b) Laske lausekkeen. c) Laske integraalin ( x xdx ) arvo. MATEMATIIKAN MALLIKOE PITKÄ OPPIMÄÄRÄ

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.

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

y = 3x2 y 2 + sin(2x). x = ex y + e y2 y = ex y + 2xye y2

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 5 Maanantai

MATEMATIIKAN PERUSKURSSI II

IV. TASAINEN SUPPENEMINEN. f(x) = lim. jokaista ε > 0 ja x A kohti n ε,x N s.e. n n

1 sup- ja inf-esimerkkejä

2 Funktion derivaatta

Preliminäärikoe Pitkä Matematiikka

Sarjat ja integraalit

π( f (x)) 2 dx π(x 2 + 1) 2 dx π(x 4 + 2x 2 + 1)dx ) = 1016π 15

Helsingin, Itä-Suomen, Jyväskylän, Oulun, Tampereen ja Turun yliopisto Matematiikan valintakoe klo 10 13

3 = Lisäksi z(4, 9) = = 21, joten kysytty lineaarinen approksimaatio on. L(x,y) =

Matematiikka B1 - avoin yliopisto

F dr = F NdS. VEKTORIANALYYSI Luento Stokesin lause

9. Epäoleelliset integraalit; integraalin derivointi parametrin suhteen. (x + y)e x y dxdy. e (ax+by)2 da. xy 2 r 4 da; r = x 2 + y 2. b) A.

Mat Matematiikan peruskurssi K2

Helsingin, Itä-Suomen, Jyväskylän, Oulun, Tampereen ja Turun yliopisto Matematiikan valintakoe klo Ratkaisut ja pisteytysohjeet

w + x + y + z =4, wx + wy + wz + xy + xz + yz =2, wxy + wxz + wyz + xyz = 4, wxyz = 1.

BM20A5840 Usean muuttujan funktiot ja sarjat Harjoitus 1, Kevät 2018

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

y x1 σ t 1 = c y x 1 σ t 1 = y x 2 σ t 2 y x 2 x 1 y = σ(t 2 t 1 ) x 2 x 1 y t 2 t 1

Funktiot. funktioita f : A R. Yleensä funktion määrittelyjoukko M f = A on jokin väli, muttei aina.

Tilastomatematiikka Kevät 2008

MS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (CHEM) Luento 2: Usean muuttujan funktiot

Transkriptio:

7. Taso- ja avaruusintegraali 7.1. Tasointegraalin määrittely 205. Tarkastellaan funktiota f (x,y) = x+y neliössä {(x,y) 0 x 1, 0 y 1}. Neliö jaetaan suorilla x = a ja y = b neljään osasuorakulmioon; 0 < a < 1, 0 < b < 1. Muodosta tähän jakoon p liittyvä alasumma S p ja yläsumma S p. Määritä sup p S p ja inf p S p tällaisille jaoille. Seuraako lukujen erisuuruudesta, että funktio ei ole integroituva ko. neliössä? 206. Olkoot T 1 ja T 2 kaksi perussuorakulmiota, joille pätee T 1, T 2. Osoita, että jos funktion f nollajatko f 0 on integroituva yli joukon T 1, niin se on integroituva myös joukon T 2 yli ja integraalit ovat yhtä suuret: f 0 = f 0. T 1 T 2 7.2. Tasointegraalin perusominaisuudet 207. Todista suoraan integraalin määritelmään perustuen tasointegraalin ominaisuus λ f = λ f, missä λ on vakio. 208. Todista funktioiden nollajatkoille: ( f + g) 0 = f 0 + g0. 209. Olkoon joukko jaettu kahteen osaan = 1 2, missä 1 2 = /0. Osoita: f 0 = f 0 1 + f 0 2. 210. Osoita vastaesimerkillä, että tasointegraalin väliarvolauseen oletusta integrointijoukon yhtenäisyydestä ei voida jättää pois.

7.3. Tasointegraalin laskeminen 211. Funktio f (x,y) olkoon jatkuva joukossa {(x,y) a 1 x a 2, b 1 (x) y b 2 (x)}, missä funktiot b 1 (x) ja b 2 (x) ovat jatkuvia välillä [a 1,a 2 ]. Todista, että funktio on jatkuva välillä [a 1,a 2 ]. b2 (x) g(x) = f (x,y)dy b 1 (x) 212. Laske kun on suorakulmio [a,b] [c,d]. f xy (x,y)dxdy, 213. Laske seuraavat integraalit: a) x 2 da, = {(x,y) x + y 1}; x b) da, = {(x,y) x 1, 1 y 2}. y a) 3 1 ; b) 0. 214. Laske xyda, kun on a) kolmio, jonka kärjet ovat (0,0), (1,1), (1,2); b) kuvio, jonka määrittelevät ehdot x [0,1], 0 y x; c) segmentti, jota rajoittavat suora y = 2(x p) ja paraabeli y 2 = 2px. 215. Etsi funktion f : R 2 R, f (x,y) = 1 1 suhteelliset ääriarvot. Ovatko nämä maksimeja vai minimejä? 0 0 (10 xu yv 2 ) 2 dudv, 216. Laske integraali y 1 + 2x dxdy, = {(x,y) 0 x y 1 x 2 }. 1 4 2.

7.4. varuusintegraali 217. Olkoon V = {(x,y,z) x 0, y 0, z 0, x + y + z 1}. Laske a) V (1 x y)5 dv, b) V xyz4 dv. a) 1/56; b) 1/15120. 218. Tutki, millä muuttujan t arvoilla funktio saa pienimmän arvonsa. 2 2 t f (t) = xy(z 1)ln(1 + z 4 )dxdydz x=0 y=0 z=2 7.5. Muuntaminen sijoituksella 219. Laske integraali (x + 2y) 4 (x 2y) 6 dxdy, kun integroimisjoukkona on tasoalue = {(x,y) x + 2y 1, x 2y 2}. 128/35. 220. Laske sopivan muuttujanvaihdon avulla integraali (2x + 3y) 2 (x 5y) 2 dxdy, missä = {(x,y) 2x + 3y 4, x 5y 3}. 768/13. 221. Laske käyrien y 3 = ax 2, y 3 = bx 2, x 4 = cy 3, x 4 = dy 3 (0 < a < b, 0 < c < d) ensimmäisessä neljänneksessä rajoittaman alueen pinta-ala. Valitse uusiksi muuttujiksi u ja v, jotka määräytyvät yhtälöistä y 3 = ux 2, x 4 = vy 3. 222. Laske muotoa x = ascost, y = bssint (a ja b vakioita) olevaa muunnosta käyttäen tasointegraali ) ln (1 + x2 4 + y2 da, = {(x,y) x 0, y 0, 9x 2 + 4y 2 36}. 9

223. Laske sen kappaleen tilavuus, jota rajoittavat xy-tason yläpuolella pinnat a) x 2 + y 2 = a 2, x 2 + y 2 = az, z = 0 (a > 0); b) z = x 2 y 2, x 2 + y 2 = 1, z = 0. 224. Laske sen kappaleen tilavuus, jota rajoittavat paraboliset lieriöt z 2 = y, z 2 = 2y, x 2 = z, x 2 = 2z, y 2 = x, y 2 = 2x. Siirry aluksi yhtälöiden x = uy 2, y = vz 2, z = wx 2 määräämiin uusiin muuttujiin u,v,w. 225. Laske V x2 ydv, kun V = {(x,y,z) z 2 x 2 + y 2 1}. 226. Laske V xyzdv, kun V on pallon oktantti {(x,y,z) x 2 + y 2 + z 2 1, x 0, y 0, z 0}. 227. Muunna integraali f (x,y,z)dxdydz pallokoordinaatteihin, kun funktio f oletetaan integroituvaksi ja integroimisjoukko on R-säteinen origokeskinen pallo. Laske sovellutuksena R-säteisen pallon tilavuus. 228. Laske sekä pallon x 2 +y 2 +z 2 = R 2 että kartion 3z = x 2 + y 2 sisään jäävän avaruuden osan tilavuus avaruusintegraalina siirtymällä a) lieriö-, b) pallokoordinaatistoon. 229. Pisteen P 0 = r 0 keskietäisyys kappaleen B pisteistä on integraali 1 r r 0 dv. v(b) B Laske pisteen (0,0,c) keskietäisyys pallon r R pisteistä, kun c > R.

230. Laske pallokoordinaateissa integraali dv f (t) = B r 2 2tr cosϑ +t, t > 0, 2 missä B on origokeskinen R-säteinen pallo. Piirrä funktion f kuvaaja. 231. Laske tasa-arvokäyrien avulla integraali sin(x 2 + y 2 )dxdy, = {(x,y) 1 x 2 + y 2 4}. 232. nna differentiaaligeometrinen perustelu a) lieriökoordinaatiston tilavuusalkiolle dv = ρ dρdϕdz, b) pallokoordinaatiston tilavuusalkiolle dv = r 2 sinϑdrdϕdϑ. 7.6. Integraali avaruudessa R n 233. Olkoon B n (r) avaruuden R n r-säteinen pallo: B n (r) = {x R n x r }. Olkoon µ(b n (r)) tämän mitta (pituus, pinta-ala, tilavuus, etc.). Johda yksikköpallojen B n (1) = B n mitoille seuraava rekursio: µ(b 1 ) = 2, µ(b 2 ) = π, µ(b n ) = 2π n µ(b n 2), n = 3,4,... 234. Tutki, minkä ulotteisen avaruuden yksikköpallo on mitaltaan suurin. Millainen tilanne on r-säteisen pallon tapauksessa? 5-ulotteisen; riippuu säteestä r.