Kuva 1: Tehtävä 1a. = 2π. 3 x3 1 )

Samankaltaiset tiedostot
a(t) = v (t) = 3 2 t a(t) = 3 2 t < t 1 2 < 69 t 1 2 < 46 t < 46 2 = 2116 a(t) = v (t) = 50

dx = L2 (x + 1) 2 dx x ln x + 1 = L 2 1 L + 1 L ( = 1 ((L + 1)ln(L + 1) L) L k + 1 xk+1 = 1 k + 2 xk+2 = 1 10k+1 k + 2 = 7.

y 1 x l 1 1 Kuva 1: Momentti

x + 1 πx + 2y = 6 2y = 6 x 1 2 πx y = x 1 4 πx Ikkunan pinta-ala on suorakulmion ja puoliympyrän pinta-alojen summa, eli

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

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

A B = (1, q, q 2 ) (2, 0, 2) = 2 2q q 2 = 0 q 2 = 1 q = ±1 A(±1) = (1, ±1, 1) A(1) A( 1) = (1, 1, 1) (1, 1, 1) = A( 1) A(1) A( 1) = 1

lnx x 1 = = lim x = = lim lim 10 = x x0

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

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

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 5. viikolle /

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

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

(a) Potentiaali ja virtafunktiot saadaan suoraan summaamalla lähteen ja pyörteen funktiot. Potentiaalifunktioksi

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

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

Jakso 1: Pyörimisliikkeen kinematiikkaa, hitausmomentti

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

Pyramidi 10 Integraalilaskenta harjoituskokeiden ratkaisut sivu 298 Päivitetty

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

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

normaali- ja leikkaus jännitysten laskemiseen pisteessä Määritetään ne tasot, joista suurimmat normaali- ja leikkausjännitykset löytyvät

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

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Laskuharjoitus 7 /

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

Integrointi ja sovellukset

y + 4y = 0 (1) λ = 0

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

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 9: Greenin lause

MS-A0107 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (CHEM)

f (28) L(28) = f (27) + f (27)(28 27) = = (28 27) 2 = 1 2 f (x) = x 2

1. Olkoot f ja g reaalifunktioita. Mitä voidaan sanoa yhdistetystä funktiosta g f, jos a) f tai g on rajoitettu? b) f tai g on jaksollinen?

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Mallit laskuharjoitukseen 3 /

Matematiikan johdantokurssi, syksy 2017 Harjoitus 8, ratkaisuista

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

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 10: Moninkertaisten integraalien sovelluksia

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

Ratkaisut vuosien tehtäviin

2 dy dx 1. x = y2 e x2 2 1 y 2 dy = e x2 xdx. 2 y 1 1. = ex2 2 +C 2 1. y =

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 10: Moninkertaisten integraalien sovelluksia

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Mallit laskuharjoitusviikkoon 5 /

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

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

z 1+i (a) f (z) = 3z 4 5z 3 + 2z (b) f (z) = z 4z + 1 f (z) = 12z 3 15z 2 + 2

MATEMATIIKAN KOE PITKÄ OPPIMÄÄRÄ

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

y (0) = 0 y h (x) = C 1 e 2x +C 2 e x e10x e 3 e8x dx + e x 1 3 e9x dx = e 2x 1 3 e8x 1 8 = 1 24 e10x 1 27 e10x = e 10x e10x

BM20A5800 Funktiot, lineaarialgebra ja vektorit Harjoitus 4, Syksy 2016

z Im (z +1) 2 = 0. Mitkä muut kompleksitason pisteet toteuttavat tämän yhtälön? ( 1) 0 z ( 1) z ( 1) arg = arg(z 0) arg(z ( 1)), z ( 1) z ( 1)

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

Matematiikan peruskurssi 2

PYÖRÄHDYSKAPPALEEN PINTA-ALA

Luento 3: Käyräviivainen liike

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 8: Divergenssi ja roottori. Gaussin divergenssilause.

sin x cos x cos x = sin x arvoilla x ] π

Talousmatematiikan perusteet: Luento 16. Integraalin käsite Integraalifunktio Integrointisääntöjä

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

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 10: Stokesin lause

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 2 / vko 45

Sijoitusmenetelmä Yhtälöpari

Derivaatan sovellukset (ääriarvotehtävät ym.)

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

3 Määrätty integraali

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 3, ratkaisut Maanantai

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Harjoitus 4/ Syksy 2017

MATP153 Approbatur 1B Ohjaus 2 Keskiviikko torstai

Luento 5: Käyräviivainen liike. Käyräviivainen liike Heittoliike Ympyräliike Kulmamuuttujat θ, ω ja α Yhdistetty liike

(a) Järjestellään yhtälöitä siten, että vasemmalle puolelle jää vain y i ja oikealle puolelle muut

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Malliratkaisut 4 / vko 47

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 3: Vektorikentät

1. Piirrä kompleksitasoon seuraavat matemaattiset objektit/alueet.

Differentiaalilaskennan tehtäviä

Oletetaan sitten, että γ(i) = η(j). Koska γ ja η ovat Jordan-polku, ne ovat jatkuvia injektiivisiä kuvauksia kompaktilta joukolta, ja määrittävät

BM20A5810 Differentiaalilaskenta ja sovellukset Harjoitus 5, Syksy 2016

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

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.

Preliminäärikoe Tehtävät Pitkä matematiikka / 3

1 Rationaalifunktio , a) Sijoitetaan nopeus 50 km/h vaihtoaikaa kuvaavan funktion lausekkeeseen.

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 1 / vko 44

10. Toisen kertaluvun lineaariset differentiaaliyhtälöt

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Laskuharjoitusviikko 5 /

Insinöörimatematiikka D

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 2. viikolle /

MATEMATIIKAN KOE, LYHYT OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

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

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO. Integraalilaskenta 2 Harjoitus Olkoon A := {(x, y) R 2 0 x π, sin x y 2 sin x}. Laske käyräintegraali

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

derivaatta pisteessä (YOS11) a) Näytä, että a n+1 > a n, kun n = 1, 2, 3,.

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

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Ratkaisut viikko 3

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

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 6 Maanantai

4. Käyrän lokaaleja ominaisuuksia

Nopeus, kiihtyvyys ja liikemäärä Vektorit

Yleisiä integroimissääntöjä

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

LUKU 3. Ulkoinen derivaatta. dx i 1. dx i 2. ω i1,i 2,...,i k

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Transkriptio:

BMA58 - Integraalilaskenta ja sovellukset Harjoitus 3, Kevät 6 = Kuva : Tehtävä a. a Slinterinkuorelle tässä h = ja r = ja kä läpi välin [,], joka johtaa lausekkeeseen: V = π 6 / 3 d 3 3 3 = 3 Kuva : Tehtävä b b Slinterinkuorelle tässä h = 3 ja r = ja kä läpi välin [,], joka johtaa lausekkeeseen:

V 3 d / = 6 5 π 5 5 8 3 5. a TAPA, alkuperäisestä tilannekuvasta: 3 d Slinterinkuorelle tässä h = ja r = ja kä läpi välin [,], joka johtaa lausekkeeseen: TAPA, koordinaatiston siirto: V = π d. = = = = a Tehtävä a, TAPA = Kuva 3: Tehtävä a = = 3 b Tehtävä a, TAPA Muunnetaan funktiota ja rajoja niin, että saadaan pörähdsakseliksi -akseli ks. kuva 3b. V / 3 = 67 6 π 8 d 8 3 3 + 8 3 8 + 6d 7 + 7 63 + 3

b TAPA, alkuperäisestä tilannekuvasta: Slinterinkuorelle tässä h = ja r = ja kä läpi välin [,], joka johtaa lausekkeeseen: V = TAPA, koordinaatiston siirto: π d. = = 5 = 3 = = a TAPA b TAPA Kuva : Tehtävä b Muutetaan funktioita ja rajoja niin, että pörähdsakseliksi saadaan -akseli. 5 V 3 d 5 5 + 6 9d 3 + 7 d

= 3 + = 3 Kuva 5: Tehtävä 3 3. Levjen metodi: kä läpi välin [,] ja levn säde on joka siis periaatteessa ratkaistaan lausekkeesta = 3 + joka johtaa lausekkeeseen: V = π d = π 3 3d = π = π / = 7 π 3 3 3 3 Kuorien metodi: Slinterinkuorelle tässä h = ja säde r = ja kä läpi välin [,3], joka johtaa lausekkeeseen: V / 3 = 7 π d 3 3 3 d 3 7 8 3 3 d. a Slinterinkuorimenetelmä, TAPA :

Slinterinkuorelle tässä h = ja r = 6 ja kä läpi välin [,], joka johtaa lausekkeeseen: V = Slinterinkuorimenetelmä TAPA : π6 d. = = 6 = = 6 = 6 a TAPA b TAPA Kuva 6: Tehtävä a Muokataan funktiota ja rajoja niin, että pörähdsakseliksi tulee -akseli. 6 V 6 d Levjen metodi, TAPA : Tässä kä läpi välin [, ] ja kappaleen voidaan ajatella muodostuvan ohuista paksuus d levrenkaista joiden ulkokehän säde on r = 6 joka saadaan htälöstä = ja sisäkehän säde on r = 6 =. Tälläisen renkaan tilavuus on dv = πr d πr d = πr r d. Tilavuus on siis V = πr r d = π6 d. Levjen metodi, TAPA: Muokataan funktiota ja rajoja niin, että pörähdsakseliksi tulee -akseli. V = π = π d 6 d

= = + 3 Kuva 7: Tehtävä b 5. a b Levjen metodi: Muodostetaan tilavuus kaden kappaleen tilavuuksien erotuksena. Toisessa säde r = + ja kä läpi välin [,3] ja toisessa r = ja kä läpi välin [,3]: V = π = π + d π d + d π d Kuorien metodi: kä läpi välin [,], säde r = ja korkeus h = +, josta saadaan V + d s = ds = 3 + d = ln = = + 6 + d = + + 6 d = + d ds = + d = / + ln = 6 + ln

b { t = e t/ cost t = e t/ sint { t = e t/ sint + et/ cost t = e t/ cost et/ sint ds = t + t dt = e t/5 sin t 5 sintcost + cos t + cos t + 5 sintcost + = e t/5 + dt = s = et/ dt et/ dt = / e t/ = e e sin t Huom! Jos huomaisi kärän olevan n.k. polaarikärä niin voisi kättää valmiiksi sievennettä versiota ds:lle. dt 6. a v = 8 =. b TAPA : Jos ajanhetkellä t ollaan pisteessä t niin tällöin tietsti t = vt, eli t = vtdt = 5 t 5/ 3 t3/ +C. Koska =, saadaan C =. Nt saadaan suoraan sijoittamalla mitä on ja. TAPA: Voimme ajatella että kuljettu matka s eteenpäin positiivisena, taaksepäin negatiivisena muuttuu ajan mötä, ja merkitä ds dt = vt, josta ds = vtdt. Nt kun t kä läpi välin [,] niin matkaa kert vtdt verran. Koska hetkellä t = olimme kohdassa, on uusi paikkamme hetkellä t = summa =

+ s, eli = + vtdt = + = + / = + 5 3 = 5 Samoin laskien saataisiin paikka hetkellä t = : = + vtdt = + = + / t 3/ t / dt 5 t5/ 3 t3/ t 3/ t / dt 5 t5/ 3 t3/ c Jos ajateltaisiin kohdan TAPA, laskutapaa niin joutuisimme jakamaan tätä integraalia niin moneen osaan kuin missä vt vaihtaa merkkiään ja laskemaan sitten lopputuloksia hteen, pakittaessa kun matkamittarimme ei vähene. TAPA on ehkäpä intuitiivisempi: matkamittarin nättämälle matkalle m pätee dm dt = vt, eli aikavälillä [, 3] matkamittariin tulee lisää vt dt verran, eli m = / 3 t 3/ t / dt = 5 t5/ 3 t3/ = 3 3 + 8 7 5 3.39 d s = t 3/ t / dt

b 3 = = = 9 a Kuva 8: Tehtävä 7 a ja 7 b 7. a Pinta-ala-alkio ds rds. Nt ds kannattaa antaa :n avulla ja r = ja kä läpi välin [,9]: ds = + f d = + d = + d S ds / 9 + d + / d + 3/ 3 = 3 π 9 + 3/ = π 6 37 37 7 7 + d + 3/ b Muuten sama kuin edellä mutta nt r =, eli 9 S ds + d + d c Muuten sama kuin edellä mutta nt r =, eli 9 S ds + d

d Muuten sama kuin edellä mutta nt r = 3, eli S + 3ds + 3 + d = = 3, = Kuva 9: Tehtävä 8a 8. a Tämä ei eroa edellisestä tehtävästä mitenkään muutein kuin että kä läpi välin [, ] ja säde on r = 3. ds = + f d = + 3 d = + 9 d S 3 + 9 d 3 + 9 d + π 3 + 9 d Itseisarvojen poistaminen ei ole kovinkaan oleellista, jollei nt käsin näitä joutuisi loppuun vääntämään. r = + cosθ Kuva : Tehtävä 8b

b Kärä { = cosθ + cosθ = θ = sinθ + cosθ = θ on itseasiassa niinkutsuttu polaarikärä, mutta eipä se ole nt niin oleellista, muutoin kuin siinä suhteessa että sen huomaamalla olisi helppo varmistaa ettei kärä piirr kahteen kertaan missään vaiheessa. Laskemalla :n ja :n arvot muutamilla θ:n arvoilla, saadaan oheisen kaltainen kuva hahmoteltua. Luennolla esitettn tapaan, kärän pituusalkioksi saadaan tarvittavat derivaatat laskemalla ja sitten sieventämällä: ds = θ + θ dθ = + cosθ dθ. Sieventäminen tosin ei ole tässä mitenkään vaadittua huom! jos tunnistaisit kärän polaarikäräksi niin sille ds:lle lötisi jo valmiiksi sievennett versio. Siten pörähdspinnan ala on θ=π S ds θ= π missä toki sieventämätönkin ds:n lauseke kelpaisi. sinθ + cosθ + cosθ dθ,