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

Samankaltaiset tiedostot
Harjoitus 7 -- Ratkaisut

Mitä symbolilaskentaohjelmalta voi odottaa ja mitä ei? Tapaus Mathematica

Juuri 12 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

Derivaatan sovellukset (ääriarvotehtävät ym.)

Juuri 12 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

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

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Preliminäärikoe Tehtävät Pitkä matematiikka / 3

Anna jokaisen kohdan vastaus kolmen merkitsevän numeron tarkkuudella muodossa

dt 2. Nämä voimat siis kumoavat toisensa, jolloin saadaan differentiaaliyhtälö

Luku 4. Derivoituvien funktioiden ominaisuuksia.

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

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

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

Ratkaisuja, Tehtävät

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.

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

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

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

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

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA

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

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ (1 piste/kohta)

Yhtälön oikealla puolella on säteen neliö, joten r. = 5 eli r = ± 5. Koska säde on positiivinen, niin r = 5.

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

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

Preliminäärikoe Pitkä Matematiikka

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

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

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

läheisyydessä. Piirrä funktio f ja nämä approksimaatiot samaan kuvaan. Näyttääkö järkeenkäyvältä?

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

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

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.

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

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

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

5 Differentiaalilaskentaa

Korhonen s problem Ratkaisuja Hannu Korhonen

Funktio 1. a) Mikä on funktion f (x) = x lähtöjoukko eli määrittelyjoukko, kun 0 x 5?

PRELIMINÄÄRIKOE. Pitkä Matematiikka

Kokelaan sukunimi ja kaikki etunimet selväsi kirjoitetuna. Kaava 1 b =2a 2 b =0,5a 3 b =1,5a 4 b = 1a. 4 5 b =4a 6 b = 5a

Matematiikan tukikurssi

2 Raja-arvo ja jatkuvuus

Laudatur 4 MAA4 ratkaisut kertausharjoituksiin

Johdatus reaalifunktioihin P, 5op

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 6 Maanantai

plot(f(x), x=-5..5, y= )

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

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

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

mplperusteet 1. Tiedosto: mplp001.tex Ohjelmat: Maple, [Mathematica] Sievennä lauseke x 1 ( mplp002.tex (PA P1 s.2011)

Differentiaalilaskenta 1.

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

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 1: Parametrisoidut käyrät ja kaarenpituus

Tekijä Pitkä matematiikka

Harjoitus 5 -- Ratkaisut

Muista tutkia ihan aluksi määrittelyjoukot, kun törmäät seuraaviin funktioihin:

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

Matematiikan tukikurssi

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.

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 5. viikolle /

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 5: Taylor-polynomi ja sarja

Kertausosa. 5. Merkitään sädettä kirjaimella r. Kaaren pituus on tällöin r a) sin = 0, , c) tan = 0,

Matematiikan tukikurssi

LASKIN ON SALLITTU ELLEI TOISIN MAINITTU! TARKISTA TEHTÄVÄT KOKEEN JÄLKEEN JA ANNA PISTEESI RUUTUUN!

origo III neljännes D

Pyramidi 10 Integraalilaskenta harjoituskokeiden ratkaisut sivu 298 Päivitetty

k=0 saanto jokaisen kolmannen asteen polynomin. Tukipisteet on talloin valittu

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

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

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.

Ratkaisut vuosien tehtäviin

11 MATEMAATTINEN ANALYYSI

2 Funktion derivaatta

Matematiikan tukikurssi

Matematiikkaa kauppatieteilijöille

Matematiikan peruskurssi (MATY020) Harjoitus 7 to

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

VASTAA YHTEENSÄ KUUTEEN TEHTÄVÄÄN

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Monikulmiot 1/5 Sisältö ESITIEDOT: kolmio

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

Funktiojonot ja funktiotermiset sarjat Funktiojono ja funktioterminen sarja Pisteittäinen ja tasainen suppeneminen

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

Matematiikan tukikurssi

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

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

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Partikkelit pallon pinnalla

MAT Laaja Matematiikka 1U. Hyviä tenttikysymyksiä T3 Matemaattinen induktio

Pyramidi 9 Trigonometriset funktiot ja lukujonot HK1-1. Dsin3 x. 3cos3x. Dsinx. u( x) sinx ja u ( x) cosx. Dsin. Dsin

5 Rationaalifunktion kulku

Transkriptio:

Kevään 0 pitkän matematiikan ylioppilastehtävien ratkaisut Mathematicalla Simo K. Kivelä / 8.7.0 a) b) c) a) Tehtävä Yhtälö ratkaistaan yleensä Solve-funktiolla: Solve x 3 x, x x 4 Joissakin tapauksissa täydellisempi ratkaisu saadaan Reduce-funktiolla: Reduce x^ x, x x Tässä tapauksessa Solve on parempi, sillä Reduce ottaisi huomioon mahdollisuuden, että x on kompleksinen: Solve Abs 3 x 6 6, x Solve::ifun: Inverse functions are being used by Solve, so some solutions may not be found; use Reduce for complete solution information. x 0, x 8 Tehtävä Osakkeen arvo aluksi: a 35.50 35.5 Noussut arvo: b a 00 a 39.76 Laskenut arvo: c b 0 00 b 35.784 Nousuprosentti muutosten jälkeen: 00 c a a 0.8 b) Pisteet: p,, p 5, 3 5, 3 Kulmakertoimeen poimitaan koordinaatit indeksimerkintää käyttäen:

Mma_k0.nb k p p p p 4 7 c) Laskenta kahdessa vaiheessa: p 5 Log Log 8 Simplify Log 4 E^ p 4 Tehtävä 3 Määritellään aluksi funktiot: f x_ x E^ x^ x x g x_ E^ x^ x Ja sitten laskut: a) Solve f x g x, x x b) f' c) Integrate f x, x, 0, Tehtävä 4 Määritellään funktio, poistetaan aiemmin käytetyt muuttujat a, b ja c ja määritellään polynomi: f x_ ^x x Remove a, b, c p x_ a x^ b x c c b x a x Muodostetaan vaatimusten mukainen yhtälöryhmä ja ratkaistaan se (/. on sijoitusoperaattori, joka edellä olevaan lausekkeeseen sijoittaa esitetyt arvot; samalla kertaa voidaan tehdä useita sijoituksia): rtk Solve f x p x. x 0, x, x, a, b, c a, b, c Sijoitetaan arvot (yhtälön ratkaisuista ensimmäinen ja ainoa) polynomiin:

Mma_k0.nb 3 p x. First rtk x x Tehtävä 5 Määritellään polynomi ja ratkaistaan derivaatan nollakohdat: p x_ x x 3 5 x 5 x x 3 x rtk Solve p' x 0, x x 5, x 3 3 Sijoitetaan polynomiin tarkasteluväliin kuuluva nollakohta ja välin päätepisteet: p x. rtk, x, x 5 36,, 0 Saaduista arvoista suurin on maksimi ja pienin minimi, siis 36 ja -. Lopuksi kuvaaja: Plot p x, x,, 5, GridLines Automatic 30 0 0 3 4 5 0 Tehtävä 6 Lasketaan todennäköisyydet taulukkoon binomikertoimien avulla: pr Table Binomial 3, k Binomial 7, 3 k Binomial 0, 3, k, 0, 3 7 4, 40, 7 40, 0 Näiden summa on, kuten pitääkin: Apply Plus, pr Numeeriset arvot todennäköisyyksille: pr N 0.9667, 0.55, 0.75, 0.00833333 Tehtävä 7 Jos laatat asetetaan kiinni toisiinsa, muodostuu neljäkäs symmetriasyistä. Toinen sivun pituus on a : a Toinen sivun pituus olkoon x. Leijan toinen lävistäjä jakaa sen kahteen kolmioon, joissa lävistäjän vastaisena

4 Mma_k0.nb kulmana on toisaalta 7 :n, toisaalta 44 :n kulma. Lävistäjän pituus voidaan kosinilausetta käyttäen muodostaa kumpaankin kolmioon pohjautuen, jolloin saadaan yhtälö luvulle x. Tämä ratkaistaan: rtk Solve a^ a^ a a Cos 44 Degree x^ x^ x x Cos 7 Degree, x x 5 5 5 5, x 5 5 5 5 Sivun pituus on positiivinen ratkaisu, joka voidan vielä sieventää: b x. rtk FullSimplify 5 Numeerinen arvo: b N.6803 Laattojen alat sinilauseen avulla (kumpikin muodostuu kahdesta kolmiosta): leijanala a b Sin 7 Degree FullSimplify 5 5 leijanala N.53884 nuolenala a b Sin 36 Degree FullSimplify 5 8 5 8 nuolenala N 0.95057 Tehtävä 8 Muodostetaan vektorit: a 4, 5, 3 4, 5, 3 b,,,, u t b t, t, t v x, y, z x, y, z Muodostetaan vektoreita koskevat ehdot ja ratkaistaan näistä tuntemattomat kertoimet: rtk Solve a u v, b.v 0, x, y, z, t x 4 4, y 3 3, z 7 3, t 3 Sijoitetaan saadut arvot vektoreihin u ja v:

Mma_k0.nb 5 u, v. First rtk 3, 3, 4 4,, 3 3 3, 7 3 Tehtävä 9 Lukujonon määritelmä muodostaa differenssiyhtälön alkuehtoineen. Tämä voidaan ratkaista funtkiolla RSolve: rtk RSolve a 5 4, a n 3 4 a n, a n, n a n 5 4 n 3 n Rakaisun avulla voidaan määritellä lukujono eksplisiittisesti Mathematicalle (hieman tautologista!): a n_ a n. First rtk 5 4 n 3 n a 5 6 a 00 858 96 534 553 35 8 394 0 88 94 70 70 79 03 335 606 938 044 58 990 75 54 96 09 34 6 60 5 0 993 78 79 835 30 376 Sarjan summa: Sum a n, n,, Infinity 5 7 Tehtävä 0 Poistetaan funktion f aiempi määrittely ja määritellään funktio g: Remove f g x_ f x Sin x f x Sin x Pinta-ala saadaan integraalista: Integrate Abs f x g x, x, 0, Pi 4 a) Tehtävä Määritellään funktio paloittain: f x_ Piecewise a x^, x, x^ x^, x a x x x x x 0 True Jotta funktio olisi kaikkialla jatkuva, sen on oltava jatkuva kohdassa x (muualla jatkuvuus on ongelmatonta). Vaaditaan, että vasemman- ja oikeanpuolinen raja-arvo ko. kohdassa ovat samat, jolloin saadaan arvo kertoimelle a: vasen Limit f x, x, Direction a

6 Mma_k0.nb oikea Limit f x, x, Direction rtk Solve vasen oikea, a b) a Määritellään tätä a:n arvoa vastaava funktio g ja lasketaan sen derivaatta: g x_ f x. rtk x x x x x 0 True g' x x x3 x x x Indeterminate x x True Derivoituvuus on siis selvää muualla paitsi pisteessä x. Erotusosamäärän toispuoliset raja-arvot tässä pisteessä: dvasen Limit g h g h, h 0, Direction doikea Limit g h g h, h 0, Direction Nämä ovat eri suuria, joten funktio ei ole derivoituva kohdassa x. c) Raja-arvo äärettömyydessä: Limit f x, x Infinity Tehtävä Funktio Mod antaa jakolaskun jakojäännöksen. Koska tämä on 0, luku on jaollinen viidellä: Mod 46^78 89^67, 5 0 Tehtävä 3 Funktio Factor jakaa polynomin kokonaislukukertoimisiin tekijöihin: Factor x^4 x^3 x^ x x x x Tehtävä 4 Muodostetaan funktiot f ja g ja niiden erotus h: f x_ Cos x Cos x

Mma_k0.nb 7 g x_ x^ x h x_ f x g x x Cos x a) ja b) Lasketaan funktion h ensimmäinen ja toinen derivaatta sekä h:n ja sen derivaatan arvo origossa: h 0 0 h' x x Sin x h' 0 0 h'' x Cos x Koska h'' x 0 ja 0 vain yksittäisissä pisteissä, h' on kasvava. Koska h' 0 0, on h' x 0, kun x 0 ja h' x 0, kun x 0. Tällöin h on vähenevä, kun x 0, ja kasvava, kun x 0. Koska h 0 0, on h x 0 ja ainoa nollakohta on x 0. Kuvaajat (h punainen, h' vihreä, h'' sininen): Plot Tooltip h x, h' x, h'' x, x, Pi, Pi, PlotStyle Red, Thick, Green, Thick, Blue, Thick 3 3 3 c) d) Maksimiarvo päätepisteissä: max h Pi, h Pi Π max N, Π.9348,.9348 Väliin jäävän alueen pinta-ala: 3

8 Mma_k0.nb Integrate h x, x, Pi, Pi 3 Π 6 Π Tehtävä 5 f x_ x^ x a) Yleinen ympyrän yhtälö: ympyra x a ^ y b ^ r^ a x b y r Vaatimus, että ympyrä kulkee pisteiden O, A ja B kautta: ehdot Table ympyra. x u, y f u, u, 0, t, t a b r, a t b t r, a t b t r Ratkaistaan ehdoista kertoimet r, a ja b (t:n funktioina): kertoimet Solve ehdot, a, b, r r t, a 0, b t, r t, a 0, b t Valitaan positiivien r: r t_ r. kertoimet t b) Raja-ympyrän säde raja-arvona: r0 Limit r t, t 0 c) Raja-ympyrän yhtälö: ymp0 ympyra. kertoimet. t 0 x y 4 Ratkaistaan tästä y ja valitaan se lauseke, joka antaa alapuolisen kaaren: rtk Solve ymp0, y y 4 x, y 4 x g x_ y. rtk 4 x d) Toiset derivaatat:

Mma_k0.nb 9 f'' 0 g'' 0 Kuvio: Plot f x, g x, x,, 0.8 0.6 0.4 0..0