Workshop i differentialligninger

Størrelse: px
Starte visningen fra side:

Download "Workshop i differentialligninger"

Transkript

1 Workshop i differentialligninger Indholdsfortegnelse Eksempler på eksamensopgaver side 1 Opgave 1 7: side 1 Projekter: side 3 8. Isokliner side 3 9. Logistisk vækst med jagt/fiskeri side Romeo og Julie side Rygtespredning side En rovdyr byttedyr model side En epidemi model side 13 Eksempler fra fysik side Det matematiske pendul side Faldskærmsudspring side Standselængde for en bil side 17 Eksempler fra kemi side Reaktionskinetik side 18 Eksempler fra samfundsfag side Økonomiske vækstmodeller side

2 Eksamensopgaver: Differentialligninger Opgave 1 Velkommen til TI-Nspire CAS version 3.2 Workshop i differentialligninger: T3-kursuss i TI-Nspire CAS september m 2012 Opgave 2 Opgave

3 Opgave 4 Opgave 5 Opgave 6 Opgave

4 Projekter 8:Isokliner En isoklin er en kurve tegnet gennem de punkter, hvor løsningerne til en differentialligning har samme hældning dvs. punkter, hvor y er konstant. Isoklinerne for differentialligningen y' = x + y er således bestemt ved en ligning på formen x + y = k, dvs. rette linjer med hældning 1. a) Tegn linjeelementer for y' = x + y. Velkommen til TI-Nspire CAS version 3.2 b) Tegn en række isokliner for y' = x + y sammen med linjeelementerne. Det gør du ved at indtaste fx f1(x) = {-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5} - x i Grafer og Geometri-værkstedets indtastningslinje. Det kan også gøres ved at udnytte en skyder for konstanten k. Tegn nogle løsningskurver. En af isoklinerne er løsning. Hvilken? Det er iøvrigt noget som sjældent sker! c) Den lineære løsningskurve deler så at sige vandene: Over, har alle løsningskurver et minimum og under, er alle løsningskurver aftagende. Forklar dette. Hvor antager alle øvre løsningskurver deres minimum? d) Med en vis ret, kan den lineære løsningskurve til y' = x + y kaldes frastødende. Tegn linjeelementer og find lineære løsninger til differentialligningerne y' = x y, y' = x + y, y' = x y og retfærdiggør begreberne frastødende/tiltrækkende. e) Tegn linjeelementer for y' = y 2 x og et passende antal løsningskurver. Findes der tiltrækkende/frastødende kurver her? (Vink: Se på 0-isoklinen) 3 310

5 9: Logistisk vækst med jagt/fiskeri Som eksempler på anvendelser af differentialligninger kan vi se på vækstmodeller. Den logistiske vækst, her eksemplificeret ved y' = 2y y er et godt udgangspunkt. a) Tegn linjeelementer og tegn nogle typiske løsningskurver. Find de stationære (dvs. konstante) løsninger og marker, hvilken der er tiltrækkende og hvilken der er frastødende. b) Hvis der inkluderes jagt/fiskeri i modellen kan det gøres simpelt ved at trække en konstant fra: 1 2 y' = 2y 2 y a Konstanten a repræsenterer da den hastighed, hvormed der skydes/fiskes i populationen. Lav billeder af typiske løsningskurver for a = 3/2 og a = 3. Angiv de stationære løsninger i tilfældet a = 3/2 og marker, hvilken der er tiltrækkende og hvilken der er frastødende. Forklar, hvorfor der ikke kan være stationære løsninger i tilfældet a =3. Bestem den kritiske værdi af a (1 dec.), hvor de stationære løsninger forsvinder, og gør rede for, hvilke konsekvenser det har for populationen, hvis jagten/fiskeriet overstiger den kritiske værdi. c) Hvis der inkluderes sæsonsvingninger i modellen, kan differentialligningen fx ændres til denne: ( ) 1 2 y' = 2 + cos( x) y 2 y a Lav nogle løsningskurver for tilfældet a = 1. De konstante løsninger forsvinder, men i stedet dukker der nogle "periodiske" løsninger op, hvor den ene er tiltrækkende og den anden er frastødende. Lav også nogle løsningskurver for tilfældet a = 2, og forklar, hvorfor der ikke kan være periodiske løsninger i dette tilfælde. Find gennem eksperimenter den kritiske værdi af a (1 dec.), hvor de periodiske løsninger forsvinder, og gør rede for, hvilke konsekvenser det har for populationen, hvis jagten/fiskeriet overskrider denne værdi

6 10. Romeo og Julie (et studie i ulykkelig kærlighed) Første akt. De elskende plages af en manglende tilpasning af deres gensidige følelser overfor hinanden. Romeo (kølig): "Min kærlighed til Julie falder i takt med hendes følelser for mig!" Juliet (varmblodet): "Min kærlighed til Romeo vokser i takt med hans følelser for mig!" Vi lader x repræsentere Romeo's følelser for Julie og y repræsentere Julies følelser for Romeo. Tiden måles i dage (0-60), og deres følelser måles på en skala fra -5 til 5, hvor 0 er ligegyldighed: Følelse Hysterisk had Begyndende afsky Ligegyldighed Spirende forelskelse Ekstatisk kærlighed Værdi Ligningerne til modellen for deres kærlighedsaffære ser således ud dx = 0.2y dt dy = 0.8x dt Vi antager nu, at Romeo ser Julie for første gang til tidspunktet t = 0, og at han straks bliver tiltrukket af hende (dvs. x(0) = 2). Julie derimod er naturligvis i første omgang ligeglad (y(0) = 0), men situationen er selvfølgelig ustabil! Eleverne vil få grafer som de følgende: 5 312

7 Fortolkning: Julie oplever langt større følelsesmæssige udsving end Romeo. Hun begynder at blive svimmel på grund af sine følelsesmæssige rutsjeture og beslutter sig for at søge hjælp fra en studievejleder. Anden akt: Julie er dybt påvirket af hendes kærlighedsaffære, hun distraheres nemt, begynder at ligge søvnløs om natten, og hun glemmer alt om sine lektier. Studievejlederen foreslår derfor at hun tager noget beroligende, der dæmper hendes følelsesmæssige reaktioner. Den beroligende effekt inddrages i modellen ved at tilføje et nyt led i differentialligningen for Julies følelser for Romeo (dvs.-0.1y). Startværdierne og ligningen for Romeo's følelser antages at være de samme. De nye ligninger ser derfor således ud dx dy = 0.2 y, = 0.8x 0.1y dt dt 6 313

8 Fortolkning: De beroligende midler har en dæmpende virkning på hele kærlighedsaffæren. Både Romeo og Julie er rystet over deres forsvindende forhold. De beslutter sig derfor for at søge en anden rådgivning. Tredje akt: Julie stopper med de beroligende midler og sammen søger hun og Romeo en ny rådgiver. De bliver begge sendt til behandling for at lære at ændre deres reaktionsmønstre overfor hinanden. Romeo lærer at acceptere Julies kærlighed, og nu begynder hans følelser derfor først at falde, hvis hun bliver alt for kærlig (y > 2): dx 0.2 ( y 2) dt = Julie lærer tilsvarende at styre sine reaktioner, hendes kærlighed vokser nu kun når Romeo bliver meget kælen (x > 2): dy 0.8 ( x 2) dt = 7 314

9 Tag nu udgangspunkt i de samme begyndelsesbetingelser x(0) = 2 og y(0) = 0. Har de endelig fundet lykken? Der er selvfølgelig mange muligheder for variationer! Tilsvarende er der mulighed for at omskrive differentialligningssystemerne i de tre akter til førsteordens differentialligninger i x og y, henholdsvis anden ordens differentialligninger i t og x eller t og y. Det giver mulighed for at undersøge de analytiske løsninger for kærlighedsdramaet. Øvelse 7: Opstil for hver af de tre akter de tilhørende førsteordens differentialligninger i x og y og find de eksakte ligninger for faseplotskurverne. Kontroller overensstemmelsen med de grafiske løsningskurver. Øvelse 8: Opstil for hver af de tre akter de tilhørende andenordens differentialligninger i (t,x) henholdsvis (t,y) og find de eksakte ligninger for parameterkurverne. Kontroller overensstemmelsen med de grafiske løsningskurver

10 11 Rygtespredning En fremmed kommer til en by med indbyggere og sætter et rygte i gang. Hvordan vil rygtet spredes? På ethvert tidspunkt under rygtespredningen vil der være tre slags personer tilstede i byen: ignoranterne sprederne uinteresserede dem, som endnu ikke har hørt rygtet dem, som har hørt rygtet og fortæller det videre til alle dem, som er tidligere spredere, men nu har mistet interessen i at sprede rygtet. Antag, at så snart en spreder videregiver rygtet til en, der allerede har hørt rygtet, bliver vedkommende uinteresseret i at sprede rygtet. Antage endvidere, at møder mellem alle tre persontyper finder sted helt tilfældigt. Betegn antal ignoranter med i, antal spredere med s og antal uinteresserede med u. Ændringer, der sker i værdierne for i, s og u ved et møde mellem en spreder og en anden person, kan så beskrives: En spreder møder en ignorant og videregiver rygtet: Totalt kan der arrangeres i s møder mellem en spreder og en ignorant. Hvis rygtet videregives ved et møde, vil der være en ignorant mindre og en spreder mere, altså i i 1, s s + 1. En spreder møder en spreder og prøver at videregive rygtet Totalt kan der arrangeres K(s,2) = ½ s (s 1) møder mellem to spredere. Hvis rygtet forsøges videregivet ved et møde, vil der være to spredere mindre og to uinteresserede mere, altså s s 2, u u + 2. En spreder møder en uinteresseret og prøver at videregive rygtet Totalt kan der arrangeres u s møder mellem en spreder og en uinteresseret. Hvis rygtet forsøges videregivet ved et møde, vil der være en spreder mindre og en uinteresseret mere, altså s s 1, u u + 1. Rygtet kan kun spredes når en spreder møder en ignorant. Det vil derfor være rimeligt at antage, at den hastighed, hvormed rygtet spredes vil være proportional med antallet af møder mellem spredere og ignoranter. Dette fører til differentialligningen di k i s dt = hvor k > 0 er en konstant. Minusset skyldes, at antallet af ignoranter er aftagende. Antallet af spredere kan ændres på tre måder og hastigheden, hvormed dette sker, kan udtrykkes således ds Velkommen til TI-Nspire CAS version 3.2 ( ) dt = k i s k s s k s u Her kommer det første led fra møder mellem spredere og ignoranter, det andet led fra møder mellem spredere og spredere 2-tallet skyldes at antallet af 9 316

11 spredere reduceres med 2 ved den slags møder og det tredje led fra møder mellem spredere og uinteresserede 1. Da i + s + u = (husk den fremmede), er u = i ss. Dette indsættesi i differentialligningen ovenfor, der herefter reduceres til ds k (2 dt = 2 i s s) di = k i s dt ds = k (22 i s s) dt Dette giver følgende differentialligningssystem til beskrivelse aff rygtesprednin- gen Denne gang åbner vi derforr graftypen for numerisk løsning af systemer af differentialligninger! Til at begynde med (t0=0) er der ignoranter (x0= 10000) og én spreder (y0= =1). Konstanten k tildeles værdien : Faseplottet med ignoranterne ud aff x-aksen og sprederne op af y-aksen viser hvordan vi fra startpunktett nede i højre hjørne bevæger os op mod et toppunkt for antallet af spredere, hvorefter rygte-epidemien dør ud omkring de ignoranter. 1 Læg mær ke til, at det er det samme k der benyttes i alle led. Dette er en e antagelse, der kun har til formål at simplificere modellen

12 Workshop i differentialligninger: T3-kursuss i TI-Nspire CAS september 2012 På den følgendee skærm ser vi de to løsninger, hver for sig: Her har vi sat sporing på så man tydeligt kan se såvel toppunktet for antallet af spredere, der topper omkring tidspunktet t = 20, som den asymptotiske opfør- sel for antallet af ignoranter, der nærmer sig ca Det betyder, at ca personer aldrig hører rygtet. Vi ser også at antallet af spredere ignoranter halveres. topper, omtrent samtidigt med at antallet af Øvelsee 6: Det kan man faktisk f godtgøre mere præcist ud fra differentiallig- ikke fa- ningssystemet: Hvordan? Man kan også prøve at ændre på værdien af konstanten k. Det ændrerr seplottet, men nok på det tidslige forløb af rygtespredningen! Også dette kan man forklare ud fra differentialligningssystemet. Hvordan?

13 12: En rovdyr - byttedyr model På en ø, hvor der er gulerødder nok, udsættes x kaniner og y ræve. Hvis der ingen ræve var tilstede, ville ændringen i kaninbestanden kunne beskrives ved differentialligningen x' = a x, a >0 dvs, en eksponentiel vækst. Var der ingen kaniner tilstede, ville ændringen i rævebestanden kunne beskrives ved y' = c y, c >0 dvs, rævene vil uddø eksponentielt. Nu er der heldigvis både kaniner og ræve til stede. Tilstedeværelsen af ræve vil begrænse kaninbestandens vækst og tilstedeværelsen af kaniner vil sikre, at rævene ikke dør af sult. Som model til beskrivelse af denne vekselvirkning opstillede Lotka og Volterra i 1925 følgende model: hvor a, b, c og d er positive konstanter. Velkommen til TI-Nspire CAS version 3.2 dx = a x b x y dt dy = c y + d x y dt a) Forklar de enkelte led i differentialligningerne, idet x y i analogi med rygtespredningsmodellen tolkes som det totale antal møder mellem ræve og kaniner. b) Sæt a =0.5, b =0.02, c =0.2 og d =001, og antag der fra starten af er 50 kaniner og 10 ræve. Indtast differentialligningerne med begyndelsesbetingelser og tegn de to løsningskurver i et passende vindue. Eksperimentér med begyndelsesbetingelserne og værdierne af a, b, c og d. c) Lav et faseplot, der har antal kaniner som x-akse og antal ræve som y-akse

14 13: En epidemi model Spedningen af en smitsom sygdom som fx røde hunde, hvor man blive immun for fremtidig smitte så snart man er kommet sig over sygdommen, kan beskrives ved differentialligningssystemet dr = a r s dt ds = a r s b s dt hvor r er antallet af raske på dag t og s er antallet af syge på dag t. a) Sammenlign modellen med rygtespredningsmodellen og forklar specielt betydningen af konstanterne a og b. b) Sæt a = og b = 0.1,, og lad begyndelsesbetingelserne være som i rygtespredningsmodellen. Tegn løsningskurverne. Bliver alle smittet af sygdommen?

15 Eksempler fra fysik 14 Det matematiske pendul Velkommen til TI-Nspire CAS version 3.2 Du skal nu lave en numerisk løsningg af differentialligningen g α '' = sin( α ) L med bibetingelserne α(0) =αα 0 og α' (0) = 0, og fandt gældende for små vinkler. sammenligne medd den løsning du Start med at tildele værdierne 9.82 til tyngdeaccelerationen g og 1 til længden af pendulet L. Startudsvinget sætes til π /3. Differentialligningen indskrives i graftypen til numerisk løsningng af sytemer af differentialligninger. For små vinkler gælder tilnærmelsenn (med g = 9.82 og L = 1): α () t = cos g α0 t L Den har vi tilføjet i Grafer-værkstedet til sammenligning (den punkterede graf). Som forventet stemmer de to kurver overens for små s vinkler, men øges startudsvinget, bliver fejlen større ogg større

16 Svingningstiden (perioden) for den tilnærmede løsning kan bestemmes vha. formlen: T L 1 = 2π = 2π g 9.82 For at bestemme svingningstiden for den numeriske løsning, må du arbejde lidt mere. Svingningstiden kan fx bestemmes som den dobbelte afstand mellem to på hinanden følgende skæringspunkter med x-aksen, men desværre virker skæringsværktøjet ikke på punktplot. Men i Lister og regneark-vinduet kan vi finde tabeller for punktplottet: De viser at det første nulpunkt ligger mellem 0.52 og Det andet nulpunkt ligger tilsvarende mellem 1.6 og Overføre disse punktpar til en ny opgave kan man hurtigt benytte lineær interpolation til at inde mere præcise værdier for nulpunkterne og dermed svingningstiden: Med 3 decimaler bliver de to første nulpunkter: og Svingningstiden bliver dermed 2 ( ) = 2.152, hvilket giver ca. 7% i relativ fejl for et startudsving på

17 15 Faldskærmsudspring Velkommen til TI-Nspire CAS version 3.2 Et faldskærmsudspring sker fra 4000 meters højde og faldskærmen udløses først i 1500 meters højde. Den maksimale fart, der opnås, er 50 m/s. I denne 2 situation gælder kraftligningen m v ' = m g k v hvor v er hastigheden til ti- der bl.a. afhænger af form og størrelse af den faldende genstand. Antag, at m = 80 kg. Når den maksimale fart (50 m/ s) nås, err v' = 0. Ved ind- den t, m er massen, g = 9.82 m/s 2 er tyngdeaccelerationen ogg k en konstant, sættelse af dette i kraftligningen fås k = kg/m: Omformet til en differentialligning i TI-NSpire CAS syntaks fås kraftligningen (divider med m på begge sider og skriv y i stedet for v): m 2 Differentialligningen y ' = g y indtastess sammenn med begyndelsesbetin- k gelsen x0=0 og y0=0 idet hastigheden er 0 ved udspringets start. I grafbille- det kan du se, at løsningskurven nærmer sig asymptotisk til 50 og at topha- stigheden nås efter ca. 15 sek

18 16 Standselængde for en bil En bil kører hen ad en landevej og sættes pludselig i frigear. Hvor langt et stykke tilbagelægger bilen før den standser? Der forudsættes, at landevejen er plan og uden krumninger, samt at det er vindstille. Bilens standselængde bestemmes da af rullemodstanden og luftmodstanden. Rullemodstanden er proportional med bilens tyngde: Frulle = b m g hvor m er bilens masse, g er tyngdeaccelerationen og b er en konstant, der erfaringsmæssigt sættes til b = for hastigheder mindre end 130 km/h. Luftmodstanden er proportional med kvadratet på hastigheden: F = ρ c A v luft 1 2 w 2 hvor ρ er luftens massefylde, c w er bilens formfaktor, mens A er bilens maksimale tværsnitsareal målt vinkelret på bevægelsesretningen. Formmodstanden er et dimensionsløst tal, som her kan regnes for at være konstant. Hvis s(t) betegner den tilbagelagte vej, målt fra det sted, hvor bilen blev sat i frigear, gælder kraftligningen: der kan omskrives til 1 2 ( ') 2 m s'' = b m g ρ c A s ρ cw A s'' = b g s 2 m W ( ') 2 Løs ligningen numerisk med følgende værdier af konstanterne: m =1200 kg A =2.3 m 2 g =9.82 m/s 2 c W =0.35 v 0 =80 km/h ρ=1.2 kg/m 3 Hvor langt kører bilen?

19 Et eksempel fra kemi Velkommen til TI-Nspire CAS version Reaktionskinetik Vi ser på reaktionen mellem nitrogenoxid og dichlor som fører til dannelsen af nitrocylchlorid: 2NO + Cl 2 2NOCl Vi ser da at hver gang der forsvinder 2 NO-molekyler og 1 Cl 2 -molekyle, dannes der 2 NOCl-molekyler. Det gør det nemt at holde styr på den indbyrdes omsætning af de tre molekyler. Vi kan fx oprette lister over deres antal, hvor vi sørger for at der i hvert trin forsvinder 2 NO-molekyler og 1 Cl 2 -molekyle, samtidig med at der opstår 2 NOCl-molekyler. Vi kan fx forestille os at der er 100 NOmolekyler og 100 Cl 2 -molekyler, men ingen NOCl-molekyler til start. Læg mærke til at vi kun behøver at taste de to første rækker ind. Derefter kan vi udfylde tabellen nedad, efter det system, der angives af de to første rækker. Læg også mærke til at vi har tilføjet en søjle for antallet af kemiske reaktioner. Vi kan derfor nu nemt oprette en graf i data og statistik-værkstedet der viser hvor de tre stoffer udvikler sig efterhånden som reaktionen skrider fremad:

20 Vi lægger mærke til at NO-molekylerne forsvinder dobbelt så hurtigt som Cl2- molekylerne. Vi kan nemt finde forbindelsen mellem de enkelte typer molekyler ved at oprette grafer og aflæse ligningerne: Der gælder altså sammenhængen NOCl = - NO NOCl + NO =

21 Altså er summen af antallet af NO-molekyler og antallet af NOCl-molekyler konstant, hvilket selvfølgelig ikke er så overraskende, eftersom der dukker 2 NOCl-molekyler op for hver gang der forsvinder 2 NO-molekyler. Den konstante sum kan så fastlægges alene ud fra startværdierne. Tilsvarende finder vi sammenhængen mellem de to reaktanter: NO = 2 Cl Antallet af NO-molekyler falder altså i den dobbelte takst af antallet af Cl 2 - molekyler.det er selvfølgelig heller ikke overraskende, idet der forsvinder 2 NOmolekyler for hver gang der forsvinder 1 Cl 2 -molekyle. Igen kan konstanten fastlægges alene ud fra startværdierne. Konklusionen er altså at der kun er én frihedsgrad i den kemiske reaktion. Hvis vi kender antallet af Cl 2 -molekyler, kender vi også de to andres antal: NO(t) = 2Cl 2 (t) + (NO(0) 2Cl 2 (0)) NOCl(t) = -2Cl 2 (t) + (NOCl(0) + 2Cl 2 (0)) Men vi har endnu ikke styr på dynamikken, dvs. vi ved ikke hvor hurtigt reaktionen forløber. Vi blot at jo færre NO-molekyler, der er jo langsommere kører reaktionen fordi møderne mellem NO-molekylerne og Cl 2 -molekylerne bliver sjældnere. For nu at håndtere dynamikken fornuftigt vil vi for det første håndtere et realistisk antal molekyler, som altså skal måles i mol og ikke i hundreder. Det æn

22 drer ikke de fundne relationer. Tilsvarende vil vi gå over til at regne på koncentrationer [NO], [Cl 2 ] og [NOCl] i stedet for absolutte antal indesluttet i et fast volumen. Det ændrer heller ikke på relationerne. Vi bemærker så at når der hele tiden forsvinder dobbelt så mange NO-molekyler som Cl 2 -molekyler, må der gælde sammenhængen d [NO] [Cl 2] = 2 d dt dt Tilsvarende må der gælde: d [NOCl] [Cl 2] = 2 d dt dt. Vi ind- d[cl 2] Vi skal så blot have fundet en relation for differentialkvotienten dt fører da som det er sædvane i kemi, reaktionens hastighed v således: v d[cl ] 1 d[no] 1 d[nocl] dt 2 dt 2 dt 2 = = = Reaktionshastigheden er altså positiv og den antages for almindelige kemiske reaktioner at opfylde en relation af formen: n v= k [Cl ] [NO] 2 m hvor n og m angiver reaktionens orden med hensyn til Cl 2 henholdsvis NO. En sådan relation kan begrundes ud fra massevirkningsloven om kemisk ligevægt. Men eksponenterne n og m kan kun findes eksperimentelt. Det er nemlig kun brutto reaktionen vi har skrevet op. Den kan godt være delt op i en kæde af delreaktioner. Det er så den langsomste af disse delreaktioner, der typisk fastlægger eksponenterne. Man finder ordenen ved at måle starthastigheden v 0 ved forskellige kombinationer af startkoncentrationer for dichlor og nitrogenoxid. Ved eksperimenter har man nu fundet (hvor vi i forsøg 1,2 holder [NO] 0 konstant, mens vi i forsøg 1, 3 holder [Cl 2 ] 0 konstant): Forsøg [Cl 2 ] 0 / M [NO] 0 / M v 0 / m s Reaktionen er altså af første orden med hensyn til dichlor og af anden orden med hensyn til Nitrogenoxid. Når vi nemlig fordobler koncentrationen af dichlor (forsøg 1 forsøg 2) fordobles også starthastigheden v 0. Når vi derimod fordobler koncentrationen af nitrogenoxid firdobles hastigheden (forsøg 1 forsøg 3). Sammenhængen ser derfor således ud:

23 d[cl 2] 1 2 = v = k [Cl 2] [NO] med k = 3.85 dt Læg mærke til at det er et smukt eksempel på variabelkontrol

24 Her har vi skiftet til Grafer-værkstedet, fordi vi så kan tegne familier af funktioner! Men så kan vi jo opstille en simpel differentialligning for dichlor-koncentrationen, når vi erstatter [NO] med 2[Cl 2 ] + ([NO] 0-2 [Cl2] 0 : dc = v= 3.85 c ( 2 c+ [NO] ) c(0), = [Cl 2] dt Hvis vi vedtager at startkoncentrationen for NO og Cl 2 skal være den samme, fx 0.18 M, mens startkoncentrationen for NOCl er sat til 0 M, så får vi altså den følgende differentialligning og de følgende sammenhænge: dc = 3.85 c ( 2c 0.18) 2 med c(0) = 0.18 dt Men denne differentialligning af tredje orden kan vi jo forsøge at løse symbolsk: Som det ses kan vi ikke isolere koncentrationen c, men vi kan godt isolere tiden t. Vi har altså fundet den omvendte funktion. Det kan vi i princippet udnytte til at finde lister, der repræsenterer tid og koncentration. Vi kan da frit vælge værdierne for koncentrationen af dichlor i intervallet fra startværdien 0.18 til den halve værdi 0.09 (der ikke må komme med). Derefter beregnes dels tiderne hørende til disse koncentrationer ved hjælp af den fundne løsningsfunktion fra differentialligningen dels de øvrige to stoffers koncentrationer ved hjælp af de tidligere fundne sammenhænge:

25 Læg mærke til at der er problemer med at få punkterne ordentligt spredt ud. Det kunne selvfølgelig løses ved at indskyde flere værdier for koncentrationen af dichlor i den sidste del af tabellen. Men det er nok nemmere at skifte til en grafisk løsning af differentialligningen

26 Efter at have skiftet vinduesgrænserne som vist (med passende valg af gitterinddelinger), så ser det ganske fornuftigt ud. Men vi har jo også adgang til lister over løsningspunkternes koordinater. Vi kan derfor plukke de tidsværdier i lx1, der svarer til intervallet fra 0 til 120 og tilsvarende for koncentrationen:

27 Når c nærmer sig sin ligevægtsværdi 0.09 kan vi erstatte det første c med 0.09 og ser da at c nærmer sig sin ligevægtsværdi som i en anden ordens proces, jfr. grafen for reaktionshastigheden som funktion af koncentrationen, der netop ikke krydser aksen i ligevægtspunktet 0.09! Vi kan derfor tilnærme med differentialligningen c' = (2c 0.18) appr appr 2 Løses denne differentialligning fås approksimationen Sætter vi konstanten c5 til -25 fås da en rimelig asymptotisk approksimation:

28 27 334

29 Et eksempel fra samfundsfag 18 Økonomiske vækstmodeller I makroøkonomiske modeller forsøger man at fastlægge den tidslige udvikling af kapitalapparatet K (maskiner og bygninger) og arbejdskraften L (Engelsk = Labour). Man tager da udgangspunkt i en produktionsfunktion, der angiver det økonomiske udbytte Y (Engelsk = Yield) af produktionen. Udgangspunktet er typisk en Cobb-Douglas funktion af typen α β Y = A K L, α + β = 1 Proportionalitetskonstanten A afhænger bl.a. af den teknologiske udvikling. I det følgende vil vi bruge produktionsfunktionen 1/3 2/3 Y = K L Læg mærke til den simple proportionalitet der er indbygget i modellen. Hvis både kapitalapparatet og arbejdskraften fordobles gælder det samme om det økonomiske udbytte Y. Men hvis kun én af de to faktorer fordobles så vokser det økonomiske udbytte langsommere. Vi skal nu opstille en differentialligning, der beskriver hvordan kapitalapparatet og arbejdskraften udvikles med tiden. Det nemmeste er arbejdskraften. Her antages ofte en simpel vækstmodel, hvor arbejdskraften, ligesom den øvrige befolkning, vokser eksponentielt, fx dl 0.01 L dt = Den kunne vi selvfølgelig bare løse direkte, men lad den få lov til at stå et øjeblik! Om kapitalapparatet vil vi antage en bestemt brøkdel af det økonomiske udbytte Y geninvesteres i kapitalapparatet, hvorfor der gælder dk sy sk 1/3 L 2/3 = = dt Men så har vi jo netop et system af koblede differentialligninger! I det følgende sætter vi s til 0.1, og vi skal derfor løse differentialligningssystemet: dl = 0.01 L dt dk 1/3 2/3 = 0.1 K L dt Undersøg løsningen grafisk og beskriv, hvad der sker med arbejdskraften henholdsvis kapitalapparatet i det lange løb! Som startværdi kan du fx bruge (2,1)

30 Nu er fortsat eksponentiel vækst af arbejdskraften selvfølgelig ikke særlig realistisk. Vi kan derfor i stedet prøve at skifte til en logistisk vækstmodel for arbejdskraften. Vi vil antage at bæreevnen er 5, dvs. differentialligningssystemet erstattes nu af dl = 0.01 L (5 L) dt dk 1/3 2/3 = 0.1 K L dt Undersøg igen løsningen grafisk og beskriv, hvad der sker med arbejdskraften henholdsvis kapitalapparatet i det lange løb. Nu er det heller ikke særligt realistisk at kapitalapparatet bare består i det uendelige uden nogen form for vedligeholdelse. Man vil derfor typisk tilføje et led til differentialligningen for K, der beskriver den naturlige nedslidning af kapitalapparatet. Typisk vil man da antage, at hvis kapitalapparatet overlades til sig selv vil det nedslides eksponentielt. Det kan vi fx modellere med en differentialligning af typen: dk = 0.2 K dt Denne gang ser differentialligningssystemet derfor således ud: dl = 0.01 L (5 L) dt dk dt 1/3 2/3 = K L K Undersøg endnu engang løsningen grafisk og beskriv, hvad der sker med arbejdskraften henholdsvis kapitalapparatet i det lange løb. Vi kan selvfølgelig også kombinere eksponentiel nedslidning af kapitalapparatet med en eksponentiel vækst i arbejdskraften. Det giver fire mulige modeller: Arbejdskraft/Kapitalapparet ingen nedslidning eksponentiel nedslidning vokser eksponentielt vokser logistisk Prøv i hver af de fire ovennævnte tilfælde om det er muligt at finde eksakte udtryk for sammenhængen mellem kapitalapparatet og arbejdskraften, og diskutér de ovenstående tolkninger i lyset af de eksakte udtryk. Prøv også i hver af de fire tilfælde om det er muligt at finde eksakte udtryk for kapitalapparatet og arbejdskraften som funktion af tiden, og diskutér de ovenstående tolkninger i lyset af de eksakte udtryk

Numerisk/grafisk løsning af differentialigninger med TI-Nspire CAS version 1.7

Numerisk/grafisk løsning af differentialigninger med TI-Nspire CAS version 1.7 Numerisk/grafisk løsning af differentialigninger med TI-Nspire CAS version 1.7 Baseret på noter af Knud Nissen og Bjørn Felsager Kapitel 1: Grafisk løsning af differentialligninger side 1 Kapitel 2: Første

Læs mere

Differentialligninger med TI Nspire CAS version 3.1

Differentialligninger med TI Nspire CAS version 3.1 Differentialligninger med TI Nspire CAS version 3.1 Der er tilføjet en ny graftype til Graf værkstedet kaldet Diff lign. Denne nye graftype er en implementering af differentialligningerne som vi kender

Læs mere

Differentialligninger

Differentialligninger 9 Differentialligninger Linjeelementer Differentialligningen (1) y = x y kan tolkes således, at den i ethvert punkt ( x 0, y 0 ), giver oplysning om tangenthældningen α for en eventuel løsningskurve gennem

Læs mere

Baggrundsmateriale til Minigame 7 side 1 A + B C + D

Baggrundsmateriale til Minigame 7 side 1 A + B C + D Baggrundsmateriale til Minigame 7 side 1 Indhold Kernestof... 1 Supplerende stof... 1 1. Differentialligninger (Baggrundsmateriale til Minigame 3)... 1 2. Reaktionsorden (Nulte-, første- og andenordensreaktioner)...

Læs mere

i x-aksens retning, så fås ). Forskriften for g fås altså ved i forskriften for f at udskifte alle forekomster af x med x x 0

i x-aksens retning, så fås ). Forskriften for g fås altså ved i forskriften for f at udskifte alle forekomster af x med x x 0 BAndengradspolynomier Et polynomium er en funktion på formen f ( ) = an + an + a+ a, hvor ai R kaldes polynomiets koefficienter. Graden af et polynomium er lig med den højeste potens af, for hvilket den

Læs mere

Funktioner - supplerende eksempler

Funktioner - supplerende eksempler - supplerende eksempler Oversigt over forskellige typer af funktioner... 9b Omvendt proportionalitet og hyperbler... 9c Eksponentialfunktioner... 9e Potensfunktioner... 9g Side 9a Oversigt over forskellige

Læs mere

Projekt 6.1 Rygtespredning - modellering af logistisk vækst

Projekt 6.1 Rygtespredning - modellering af logistisk vækst Projekt 6.1 Rygtespredning - modellering af logistisk vækst (Projektet anvender værktøjsprogrammet TI Nspire) Alle de tilstedeværende i klassen tildeles et nummer, så med 28 elever i klassen uddeles numrene

Læs mere

Reaktionskinetik - 1 Baggrund. lineære og ikke-lineære differentialligninger. Køreplan

Reaktionskinetik - 1 Baggrund. lineære og ikke-lineære differentialligninger. Køreplan Reaktionskinetik - lineære og ikke-lineære differentialligninger Køreplan 1 Baggrund På 2. eller 4. semester møder kemi/bioteknologi studerende faget Indledende Fysisk Kemi (26201/26202). Her behandles

Læs mere

MM501 forelæsningsslides

MM501 forelæsningsslides MM50 forelæsningsslides uge 36, 2009 Produceret af Hans J. Munkholm Nogle talmængder s. 3 N = {, 2, 3, } omtales som de naturlige tal eller de positive heltal. Z = {0, ±, ±2, ±3, } omtales som de hele

Læs mere

Nøgleord og begreber Eksistens og entydighed Retningsfelt Eulers metode Hastighedsfelt Stabilitet

Nøgleord og begreber Eksistens og entydighed Retningsfelt Eulers metode Hastighedsfelt Stabilitet Oversigt [S] 7.2, 7.5, 7.6; [LA] 17, 18 Nøgleord og begreber Eksistens og entydighed Retningsfelt Eulers metode Hastighedsfelt Stabilitet Calculus 2-2004 Uge 49.2-1 Ligning og løsning [LA] 17 Generel ligning

Læs mere

Dynamik. 1. Kræfter i ligevægt. Overvejelser over kræfter i ligevægt er meget vigtige i den moderne fysik.

Dynamik. 1. Kræfter i ligevægt. Overvejelser over kræfter i ligevægt er meget vigtige i den moderne fysik. M4 Dynamik 1. Kræfter i ligevægt Overvejelser over kræfter i ligevægt er meget vigtige i den moderne fysik. Fx har nøglen til forståelsen af hvad der foregår i det indre af en stjerne været betragtninger

Læs mere

Eksempel på logistisk vækst med TI-Nspire CAS

Eksempel på logistisk vækst med TI-Nspire CAS Eksempel på logistisk vækst med TI-Nspire CAS Tabellen herunder viser udviklingen af USA's befolkning fra 1850-1910 hvor befolkningstallet er angivet i millioner: Vi har tidligere redegjort for at antallet

Læs mere

Lektion 13 Homogene lineære differentialligningssystemer

Lektion 13 Homogene lineære differentialligningssystemer Lektion 13 Lineære differentialligningssystemer Homogene lineære differentialligningssystemer med konstante koefficienter Inhomogene systemer To-kammer modeller Lotka Volterra (ikke lineært) 1 To-kammer

Læs mere

Logaritmiske koordinatsystemer med TI-Nspire CAS version 3.6

Logaritmiske koordinatsystemer med TI-Nspire CAS version 3.6 Logaritmiske koordinatsystemer med TI-Nspire CAS version 3.6 Indholdsfortegnelse: Enkelt logaritmisk koordinatsystem side 1 Eksempel på brug af enkelt logaritmisk koordinatsystem ud fra tabel side 2 Dobbelt

Læs mere

MATEMATIK A-NIVEAU. Kapitel 1

MATEMATIK A-NIVEAU. Kapitel 1 MATEMATIK A-NIVEAU Vejledende eksempler på eksamensopgaver og eksamensopgaver i matematik, 01 Kapitel 1 016 MATEMATIK A-NIVEAU Vejledende eksempler på eksamensopgaver og eksamensopgaver i matematik 01

Læs mere

Differentialligninger. Ib Michelsen

Differentialligninger. Ib Michelsen Differentialligninger Ib Michelsen Ikast 203 2 Indholdsfortegnelse Indholdsfortegnelse Indholdsfortegnelse...2 Ligninger og løsninger...3 Indledning...3 Lineære differentialligninger af første orden...3

Læs mere

Projekt: Logistisk vækst med/uden høst

Projekt: Logistisk vækst med/uden høst Projekt: Logistisk vækst med/uden høst I dette projekt skal vi arbejde med differentialligninger, specielt med logistisk vækst og med en udvidelse, hvor der indgår høst. Den eksponentielle vækst (type:

Læs mere

Oplægget henvender sig primært til specielt interesserede 3g elever med matematik A og kemi A.

Oplægget henvender sig primært til specielt interesserede 3g elever med matematik A og kemi A. OPLÆG TIL STUDIERETNINGSPROJEKT I MATEMATIK-KEMI OM OSCILLERENDE REAKTIONER OG MATEMATISKE MODELLER Indledning De fleste kemiske reaktioner forløber uproblematisk inil der opnås kemisk ligevægt, eksempelvis

Læs mere

Bevægelse i to dimensioner

Bevægelse i to dimensioner Side af 7 Bevægelse i to dimensioner Når man beskriver bevægelse i to dimensioner, som funktion af tiden, ser man bevægelsen som var den i et almindeligt koordinatsystem (med x- og y-akse). Ud fra dette

Læs mere

xxx xxx xxx Potensfunktioner Potensfunktioner... 2 Opgaver... 8 Side 1

xxx xxx xxx Potensfunktioner Potensfunktioner... 2 Opgaver... 8 Side 1 Potensfunktioner Potensfunktioner... Opgaver... 8 Side Potensfunktioner Funktioner der kan skrives på formen y a = b kaldes potensfunktioner. Her er nogle eksempler på potensfunktioner: y = y = y = - y

Læs mere

Eksponentielle sammenhænge

Eksponentielle sammenhænge Eksponentielle sammenhænge 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Indholdsfortegnelse Variabel-sammenhænge... 1 1. Hvad er en eksponentiel sammenhæng?... 2 2. Forklaring med ord af eksponentiel vækst... 2, 6

Læs mere

Parameterkurver. Et eksempel på en rapport

Parameterkurver. Et eksempel på en rapport x Parameterkurver Et eksempel på en rapport Parameterkurver 0x MA side af 7 Hypocykloiden A B Idet vi anvender startværdierne for A og B som angivet, er en generel parameterfremstilling for hypocykloiden

Læs mere

Eksponentielle sammenhænge

Eksponentielle sammenhænge Eksponentielle sammenhænge Udgave 009 Karsten Juul Dette hæfte er en fortsættelse af hæftet "Lineære sammenhænge, udgave 009" Indhold 1 Eksponentielle sammenhænge, ligning og graf 1 Procent 7 3 Hvad fortæller

Læs mere

Differentialregning. Et oplæg Karsten Juul L P

Differentialregning. Et oplæg Karsten Juul L P Differentialregning Et oplæg L P A 2009 Karsten Juul Til eleven Dette hæfte kan I bruge inden I starter på differentialregningen i lærebogen Det meste af hæftet er små spørgsmål med korte svar Spørgsmålene

Læs mere

MATEMATIK A-NIVEAU Vejledende eksempler på eksamensopgaver og eksamensopgaver i matematik, 2012 Differentialligninger

MATEMATIK A-NIVEAU Vejledende eksempler på eksamensopgaver og eksamensopgaver i matematik, 2012 Differentialligninger MATEMATIK A-NIVEAU Vejledende eksempler på eksamensopgaver og eksamensopgaver i matematik, 2012 Differentialligninger 2016 MATEMATIK A-NIVEAU Vejledende eksempler på eksamensopgaver og eksamensopgaver

Læs mere

Lektion 9 Vækstmodeller

Lektion 9 Vækstmodeller Lektion 9 Vækstmodeller Eksponentiel vækst 1. Eksponentielt voksende funktioner 2. Eksponentielt aftagende funktioner 3. Halverings- og fordoblingstider Vækst mod asymptotisk grænse Logistisk vækst 1.

Læs mere

Oversigt [S] 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5

Oversigt [S] 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 Oversigt [S] 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 Nøgleord og begreber Vækstmodel Bevægelsesligninger Retningsfelt Eulers metode Separable ligninger Logistisk ligning Eksponentiel vækst Begyndelsesværdiproblem Calculus

Læs mere

Der er facit på side 7 i dokumentet. Til opgaver mærket med # er der vink eller kommentarer på side 6.

Der er facit på side 7 i dokumentet. Til opgaver mærket med # er der vink eller kommentarer på side 6. Der er facit på side 7 i dokumentet. Til opgaver mærket med # er der vink eller kommentarer på side 6. 1. Figuren viser grafen for en funktion f. Aflæs definitionsmængde og værdimængde for f. # Aflæs f

Læs mere

TI-92 / TI-92 Plus. Skærmen består af fire dele: En menulinje, et historikområde, en indtastningslinje og nederst en statuslinje:

TI-92 / TI-92 Plus. Skærmen består af fire dele: En menulinje, et historikområde, en indtastningslinje og nederst en statuslinje: TI-92 / TI-92 Plus TI-92 har et væld af indbyggede funktioner og i dette lille hæfte kan vi kun stifte bekendskab med nogle ganske få udvalgte, der har til formål at vise den regnekraft og fleksibilitet,

Læs mere

Fri vækstmodel t tid og P (t) kvantitet. dp dt = kp Løsninger P (t) = Ce kt C fastlægges ved en begyndelsesværdi. Oversigt [S] 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.

Fri vækstmodel t tid og P (t) kvantitet. dp dt = kp Løsninger P (t) = Ce kt C fastlægges ved en begyndelsesværdi. Oversigt [S] 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7. Oversigt [S] 7., 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 Nøgleord og begreber Vækstmodel Bevægelsesligninger Retningsfelt Separable ligninger Logistisk ligning Eksponentiel vækst Begyndelsesværdiproblem Calculus - 2006 Uge

Læs mere

Nøgleord og begreber Eksistens og entydighed Retningsfelt Eulers metode Hastighedsfelt Stabilitet

Nøgleord og begreber Eksistens og entydighed Retningsfelt Eulers metode Hastighedsfelt Stabilitet Oversigt [S] 7.2, 7.5, 7.6; [LA] 17, 18 Nøgleord og begreber Eksistens og entydighed Retningsfelt Eulers metode Hastighedsfelt Stabilitet Calculus 2-2005 Uge 49.2-1 Ligning og løsning [LA] 17 Generel ligning

Læs mere

I Indledning. I Indledning Side 1. Supplerende opgaver til HTX Matematik 1 Nyt Teknisk Forlag. Opgaverne må frit benyttes i undervisningen.

I Indledning. I Indledning Side 1. Supplerende opgaver til HTX Matematik 1 Nyt Teknisk Forlag. Opgaverne må frit benyttes i undervisningen. Side 1 0101 Beregn uden hjælpemidler: a) 2 9 4 6+5 3 b) 24:6+4 7 2 13 c) 5 12:4+39:13 d) (1+4 32) 2 55:5 0102 Beregn uden hjælpemidler: a) 3 6+11 2+2½ 10 b) 49:7+8 11 3 12 c) 4 7:2+51:17 d) (5+3 2) 3 120:4

Læs mere

Brugsvejledning for Frit fald udstyr

Brugsvejledning for Frit fald udstyr Brugsvejledning for 1980.10 Frit fald udstyr 13.12.10 Aa 1980.10 1. Udløser 2. Tilslutningsbøsninger for prøveledninger 3. Trykknap for udløser 4. Kontaktplader 5. Udfræsning for placering af kugle 6.

Læs mere

Opgave 1 - Lineær Funktioner. Opgave 2 - Funktioner. Opgave 3 - Tredjegradsligning

Opgave 1 - Lineær Funktioner. Opgave 2 - Funktioner. Opgave 3 - Tredjegradsligning Sh*maa03 1508 Matematik B->A, STX Anders Jørgensen, delprøve 1 - Uden hjælpemidler Følgende opgaver er regnet i hånden, hvorefter de er skrevet ind på PC. Opgave 1 - Lineær Funktioner Vi ved, at år 2001

Læs mere

Teori og opgaver med udgangspunkt i udvalgte områder i Køge Bugt regionen

Teori og opgaver med udgangspunkt i udvalgte områder i Køge Bugt regionen Modeller af befolkningsudvikling Teori og opgaver med udgangspunkt i udvalgte områder i Køge Bugt regionen Af Mikkel Rønne, Brøndby Gymnasium Forord. Data er udtrukket fra Danmarks Statistiks interaktive

Læs mere

Kapitel 7 Matematiske vækstmodeller

Kapitel 7 Matematiske vækstmodeller Matematiske vækstmodeller I matematik undersøger man ofte variables afhængighed af hinanden. Her ser man, at samme type af sammenhænge tit forekommer inden for en lang række forskellige områder. I kapitel

Læs mere

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin Institution Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold December 2015 vinter VUC Vestegnen stx Mat A Gert Friis

Læs mere

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin December/januar 14/15 Institution VUC Vestegnen Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold stx Mat A Karin Hansen

Læs mere

Differential- ligninger

Differential- ligninger Differential- ligninger Et oplæg 2007 Karsten Juul Dette hæfte er tænkt brugt som et oplæg der kan gennemgås før man går i gang med en lærebogs fremstilling af emnet differentialligninger Læreren skal

Læs mere

Projekt 1.4 Tagrendeproblemet en instruktiv øvelse i modellering med IT.

Projekt 1.4 Tagrendeproblemet en instruktiv øvelse i modellering med IT. Projekt 1.4 Tagrendeproblemet en instruktiv øvelse i modellering med IT. Projektet kan bl.a. anvendes til et forløb, hvor en af målsætningerne er at lære om samspillet mellem værktøjsprogrammernes geometriske

Læs mere

Projekt 4.10. Minamata-katastrofen. En modellering af ligevægt mellem lineær vækst og eksponentiel henfald

Projekt 4.10. Minamata-katastrofen. En modellering af ligevægt mellem lineær vækst og eksponentiel henfald Projekt 4.10. Minamata-katastrofen. En modellering af ligevægt mellem lineær vækst og eksponentiel henfald Der findes mange situationer, hvor en bestemt størrelse ændres som følge af vekselvirkninger med

Læs mere

MATEMATIK A-NIVEAU. Anders Jørgensen & Mark Kddafi. Vejledende eksempler på eksamensopgaver og eksamensopgaver i matematik, 2012

MATEMATIK A-NIVEAU. Anders Jørgensen & Mark Kddafi. Vejledende eksempler på eksamensopgaver og eksamensopgaver i matematik, 2012 MATEMATIK A-NIVEAU Vejledende eksempler på eksamensopgaver og eksamensopgaver i matematik, 01 Kapitel 3 Ligninger & formler 016 MATEMATIK A-NIVEAU Vejledende eksempler på eksamensopgaver og eksamensopgaver

Læs mere

Reaktionskinetik

Reaktionskinetik [PJ] Kemi.dfw Reaktionskinetik Kemi A-niveau Vi starter med at repetere siderne 38-4 i Kemi Nulte ordens kemisk reaktion Det kunne fx være den enzymkatalyseret proces: A + E -> B + E Vi følger hvordan

Læs mere

2. del. Reaktionskinetik

2. del. Reaktionskinetik 2. del. Reaktionskinetik Kapitel 10. Matematisk beskrivelse af reaktionshastighed 10.1. Reaktionshastighed En kemisk reaktions hastighed kan afhænge af flere forskellige faktorer, hvoraf de vigtigste er!

Læs mere

Matematik A. Højere teknisk eksamen

Matematik A. Højere teknisk eksamen Matematik A Højere teknisk eksamen Matematik A 215 Prøvens varighed er 5 timer. Alle hjælpemidler er tilladte. Opgavebesvarelsen skal afleveres renskrevet, det er tilladt at skrive med blyant. Notatpapir

Læs mere

Oversigt [S] 7.2, 7.5, 7.6; [LA] 18, 19

Oversigt [S] 7.2, 7.5, 7.6; [LA] 18, 19 Oversigt [S] 7.2, 7.5, 7.6; [LA] 18, 19 Nøgleord og begreber Eksistens og entydighed Elementære funktioner Eksponential af matrix Retningsfelt Eulers metode Hastighedsfelt for system Eulers metode for

Læs mere

Her skal vi se lidt på de kræfter, der påvirker en pil når den affyres og rammer sit mål.

Her skal vi se lidt på de kræfter, der påvirker en pil når den affyres og rammer sit mål. a. Buens opbygning Her skal vi se lidt på de kræfter, der påvirker en pil når den affyres og rammer sit mål. Buen påvirker pilen med en varierende kraft, der afhænger meget af buens opbygning. For det

Læs mere

Matema10k. Matematik for hhx C-niveau. Arbejdsark til kapitlerne i bogen

Matema10k. Matematik for hhx C-niveau. Arbejdsark til kapitlerne i bogen Matema10k Matematik for hhx C-niveau Arbejdsark til kapitlerne i bogen De følgende sider er arbejdsark og opgaver som kan bruges som introduktion til mange af bogens kapitler og underemner. De kan bruges

Læs mere

Projekt 4.6 Løsning af differentialligninger ved separation af de variable

Projekt 4.6 Løsning af differentialligninger ved separation af de variable Projekt 4.6 Løsning af differentialligninger ved separation af de variable Differentialligninger af tpen d hx () hvor hx ()er en kontinuert funktion, er som nævnt blot et stamfunktionsproblem. De løses

Læs mere

Rygtespredning: Et logistisk eksperiment

Rygtespredning: Et logistisk eksperiment Rygtespredning: Et logistisk eksperiment For at det nu ikke skal ende i en omgang teoretisk tørsvømning er det vist på tide vi kigger på et konkret logistisk eksperiment. Der er selvfølgelig flere muligheder,

Læs mere

MATEMATIK, MUNDTLIG PRØVE TEMA: STANDSELÆNGDE

MATEMATIK, MUNDTLIG PRØVE TEMA: STANDSELÆNGDE MATEMATIK, MUNDTLIG PRØVE TEMA: STANDSELÆNGDE Når en bilist opdager en fare på vejen - legende børn, en hund, der løber på kørebanen, en kvinde i kørestol eller lignende - vil man forsøge at undgå ulykken.

Læs mere

Some like it HOT: Højere Ordens Tænkning med CAS

Some like it HOT: Højere Ordens Tænkning med CAS Some like it HOT: Højere Ordens Tænkning med CAS Bjørn Felsager, Haslev Gymnasium & HF, 2001 I år er det første år, hvor CAS-forsøget er et standardforsøg og alle studentereksamensopgaverne derfor foreligger

Læs mere

1. Kræfter. 2. Gravitationskræfter

1. Kræfter. 2. Gravitationskræfter 1 M1 Isaac Newton 1. Kræfter Vi vil starte med at se på kræfter. Vi ved fra vores hverdag, at der i mange daglige situationer optræder kræfter. Skal man fx. cykle op ad en bakke, bliver man nødt til at

Læs mere

Lineære sammenhænge. Udgave 2. 2009 Karsten Juul

Lineære sammenhænge. Udgave 2. 2009 Karsten Juul Lineære sammenhænge Udgave 2 y = 0,5x 2,5 2009 Karsten Juul Dette hæfte er en fortsættelse af hæftet "Variabelsammenhænge, 2. udgave 2009". Indhold 1. Lineære sammenhænge, ligning og graf... 1 2. Lineær

Læs mere

Variabelsammenhænge og grafer

Variabelsammenhænge og grafer Variabelsammenhænge og grafer Indhold Variable... 1 Funktion... 1 Grafen for en funktion... 2 Proportionalitet... 4 Ligefrem proportional eller blot proportional... 4 Omvendt proportionalitet... 4 Intervaller...

Læs mere

Excel tutorial om lineær regression

Excel tutorial om lineær regression Excel tutorial om lineær regression I denne tutorial skal du lære at foretage lineær regression i Microsoft Excel 2007. Det forudsættes, at læseren har været igennem det indledende om lineære funktioner.

Læs mere

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin Vinter 2013/14 Institution VUC Vestegnen Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold stx Mat A Karin Hansen 7Ama1V13

Læs mere

Differentialligninger med TI-Interactive!

Differentialligninger med TI-Interactive! Differentialligninger med TI-Interactive! Jan Leffers (2008) Indholdsfortegnelse Indholdsfortegnelse...3 1. ordens differentialligninger... 4 Den fuldstændige løsning... 4 Løsning med bibetingelse...4

Læs mere

matx.dk Differentialregning Dennis Pipenbring

matx.dk Differentialregning Dennis Pipenbring mat.dk Differentialregning Dennis Pipenbring 0. december 00 Indold Differentialregning 3. Grænseværdi............................. 3. Kontinuitet.............................. 8 Differentialkvotienten

Læs mere

Integralregning Infinitesimalregning

Integralregning Infinitesimalregning Udgave 2.1 Integralregning Infinitesimalregning Noterne gennemgår begreberne integral og stamfunktion, og anskuer dette som et redskab til bestemmelse af arealer under funktioner. Noterne er supplement

Læs mere

Lineær og kvadratisk programmering med TI NSpire CAS version 3.2

Lineær og kvadratisk programmering med TI NSpire CAS version 3.2 Lineær og kvadratisk programmering med TI NSpire CAS version 3.2 Indhold 1. Lineær programmering i 2 variable: x og y... 1 Eksempel 1: Elementær grafisk løsning i 2d... 1 Eksempel 1: Grafisk løsning i

Læs mere

Projekt 1.3 Brydningsloven

Projekt 1.3 Brydningsloven Projekt 1.3 Brydningsloven Når en bølge, fx en lysbølge, rammer en grænseflade mellem to stoffer, vil bølgen normalt blive spaltet i to: Noget af bølgen kastes tilbage (spejling), hvor udfaldsvinklen u

Læs mere

gudmandsen.net 1 Parablen 1.1 Grundlæggende forhold y = ax 2 bx c eksempelvis: y = 2x 2 2x 4 y = a x 2 b x 1 c x 0 da x 1 = x og x 0 = 1

gudmandsen.net 1 Parablen 1.1 Grundlæggende forhold y = ax 2 bx c eksempelvis: y = 2x 2 2x 4 y = a x 2 b x 1 c x 0 da x 1 = x og x 0 = 1 gudmandsen.net Ophavsret Indholdet stilles til rådighed under Open Content License[http://opencontent.org/openpub/]. Kopiering, distribution og fremvisning af dette dokument eller dele deraf er fuldt ud

Læs mere

Kinematik. Lad os betragte en cyklist der kører hen ad en cykelsti. Vi kan beskrive cyklistens køretur ved hjælp af en (t,s)-tabel, som her:

Kinematik. Lad os betragte en cyklist der kører hen ad en cykelsti. Vi kan beskrive cyklistens køretur ved hjælp af en (t,s)-tabel, som her: K Kinematik Den del af fysikken, der handler om at beskrive bevægelser hedder kinematik. Vi kan se på tid, position, hastighed og acceleration, men disse ting må altid angives i forhold til noget. Fysikere

Læs mere

Sekvensgrafer med TI-Nspire CAS (version 3.2)

Sekvensgrafer med TI-Nspire CAS (version 3.2) Sekvensgrafer med TI-Nspire CAS (version 3.2) Indholdsfortegnelse: Eksempel 1: Hunden og haren side 1 (første ordens differensligninger) Eksempel 2: Fibonaccital side 7 (anden ordens differensligninger)

Læs mere

Det Teknisk-Naturvidenskabelige Basisår Computerstøttet Beregning Naturvidenskab - Datalogi/Software/Matematik E-OPG 3

Det Teknisk-Naturvidenskabelige Basisår Computerstøttet Beregning Naturvidenskab - Datalogi/Software/Matematik E-OPG 3 Det Teknisk-Naturvidenskabelige Basisår 2003-2004 Computerstøttet Beregning Naturvidenskab - Datalogi/Software/Matematik 1 Introduktion E-OPG 3 Dette er den tredje store opgave, som skal danne grundlag

Læs mere

Grafværktøjer til GeoMeter Grafværktøjer Hjælp Grafværktøjer.gsp Grafværktøjer

Grafværktøjer til GeoMeter Grafværktøjer Hjælp Grafværktøjer.gsp Grafværktøjer Grafværktøjer til GeoMeter Bjørn Felsager, Haslev Gymnasium & HF, 2003 Når man installerer GeoMeter på sin maskine følger der en lang række specialværktøjer med. Men det er også muligt at skræddersy sine

Læs mere

Matematik A. Studentereksamen. Fredag den 9. december 2011 kl. 9.00-14.00. stx113-mat/a-09122011

Matematik A. Studentereksamen. Fredag den 9. december 2011 kl. 9.00-14.00. stx113-mat/a-09122011 Matematik A Studentereksamen stx113-mat/a-09122011 Fredag den 9. december 2011 kl. 9.00-14.00 Opgavesættet er delt i to dele. Delprøven uden hjælpemidler består af opgave 1-6 med i alt 6 spørgsmål. Delprøven

Læs mere

Temaøvelse i differentialligninger Biokemiske Svingninger

Temaøvelse i differentialligninger Biokemiske Svingninger Temaøvelse i differentialligninger Biokemiske Svingninger Rev. 12. november 2009 I denne temaøvelse studerer vi en simpel model for gærglykolyse. Vi starter i Del 1 med at beskrive modellen. Denne model

Læs mere

Vektorfunktioner vha. CAS

Vektorfunktioner vha. CAS Vektorfunktioner vha. CAS 1 Forord Vi skal i de kommende uger arbejde med emnet Vektorfunktioner ved: 1) at I selv arbejder med siderne 3 10 som en opstart. Siderne baserer sig på CAS-programmet TI-Nspire.

Læs mere

MATEMATIK, MUNDTLIG PRØVE TEMA: KUGLESTØD

MATEMATIK, MUNDTLIG PRØVE TEMA: KUGLESTØD MATEMATIK, MUNDTLIG PRØVE TEMA: KUGLESTØD Kuglestød er en af atletikkens kastediscipliner, hvor man skal forsøge at støde en metalkugle længst muligt. Historisk set kan kuglestød føres tilbage til antikkens

Læs mere

Differentialregning. Ib Michelsen

Differentialregning. Ib Michelsen Differentialregning Ib Michelsen Ikast 2012 Forsidebilledet Tredjegradspolynomium i blåt med rød tangent Version: 0.02 (18-09-12) Denne side er (~ 2) Indholdsfortegnelse Introduktion...5 Definition af

Læs mere

H Å N D B O G M A T E M A T I K 2. U D G A V E

H Å N D B O G M A T E M A T I K 2. U D G A V E H Å N D B O G M A T E M A T I K C 2. U D G A V E ÁÒ ÓÐ Indhold 1 1 Procentregning 3 1.1 Delingsprocent.............................. 3 1.2 Vækstprocent.............................. 4 1.3 Renteformlen..............................

Læs mere

Differential- regning

Differential- regning Differential- regning del () f () m l () 6 Karsten Juul Indhold Tretrinsreglen 59 Formler for differentialkvotienter64 Regneregler for differentialkvotienter67 Differentialkvotient af sammensat funktion7

Læs mere

Ligningsløsning som det at løse gåder

Ligningsløsning som det at løse gåder Ligningsløsning som det at løse gåder Nedenstående er et skærmklip fra en TI-Nspirefil. Vi ser at tre kræmmerhuse og fem bolsjer balancerer med to kræmmerhuse og 10 bolsjer. Spørgsmålet er hvor mange bolsjer,

Læs mere

Løsningsforslag MatB December 2013

Løsningsforslag MatB December 2013 Løsningsforslag MatB December 2013 Opgave 1 (5 %) a) En linje l går gennem punkterne: P( 2,3) og Q(2,1) a) Bestem en ligning for linjen l. Vi ved at linjen for en linje kan udtrykkes ved: y = αx + q hvor

Læs mere

Rikke Lund, 3.f Studieretningsprojekt 21/ Reaktionskinetik

Rikke Lund, 3.f Studieretningsprojekt 21/ Reaktionskinetik Rikke Lund,.f Studieretningsprojekt / Abstract Reaktionskinetik This paper examines the subject reaction kinetics and the factors that can affect the speed of the reaction. We investigate how the reaction

Læs mere

Studieretningsopgave

Studieretningsopgave Virum Gymnasium Studieretningsopgave Harmoniske svingninger i matematik og fysik Vejledere: Christian Holst Hansen (matematik) og Bodil Dam Heiselberg (fysik) 30-01-2014 Indholdsfortegnelse Indledning...

Læs mere

Lektion 7 Funktioner og koordinatsystemer

Lektion 7 Funktioner og koordinatsystemer Lektion 7 Funktioner og koordinatsystemer Brug af grafer og koordinatsystemer Lineære funktioner Andre funktioner lignnger med ubekendte Lektion 7 Side 1 Pris i kr Matematik på Åbent VUC Brug af grafer

Læs mere

2 Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk

2 Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk 3 Lineære funktioner En vigtig type funktioner at studere er de såkaldte lineære funktioner. Vi skal udlede en række egenskaber

Læs mere

Lineære sammenhænge, residualplot og regression

Lineære sammenhænge, residualplot og regression Lineære sammenhænge, residualplot og regression Opgave 1: Er der en bagvedliggende lineær sammenhæng? I mange sammenhænge indsamler man data som man ønsker at undersøge og afdække eventuelle sammenhænge

Læs mere

Projekt 4.9 Bernouillis differentialligning

Projekt 4.9 Bernouillis differentialligning Projekt 4.9 Bernouillis differentialligning (Dette projekt dækker læreplanens krav om supplerende stof vedr. differentialligningsmodeller. Projektet hænger godt sammen med projekt 4.0: Fiskerimodeller,

Læs mere

Afstande, skæringer og vinkler i rummet

Afstande, skæringer og vinkler i rummet Afstande, skæringer og vinkler i rummet Frank Villa 2. maj 202 c 2008-20. Dette dokument må kun anvendes til undervisning i klasser som abonnerer på MatBog.dk. Se yderligere betingelser for brug her. Indhold

Læs mere

Tilfældige rektangler: Et matematikeksperiment Variable og sammenhænge

Tilfældige rektangler: Et matematikeksperiment Variable og sammenhænge Tilfældige rektangler: Et matematikeksperiment Variable og sammenhænge Baggrund: I de senere år har en del gymnasieskoler eksperimenteret med HOT-programmet i matematik og fysik, hvor HOT står for Higher

Læs mere

M A T E M A T I K A 3

M A T E M A T I K A 3 M A T E M A T I K A 3 M I K E A U E R B A C H WWW.MATHEMATICUS.DK z a z # e z # a a x # e x ay # e y y x Matematik A3. udgave, 206 Disse noter er skrevet til matematikundervisning på stx og kan frit anvendes

Læs mere

Dæmpet harmonisk oscillator

Dæmpet harmonisk oscillator FY01 Obligatorisk laboratorieøvelse Dæmpet harmonisk oscillator Hold E: Hold: D1 Jacob Christiansen Afleveringsdato: 4. april 003 Morten Olesen Andreas Lyder Indholdsfortegnelse Indholdsfortegnelse 1 Formål...3

Læs mere

Løsningsforslag Mat B August 2012

Løsningsforslag Mat B August 2012 Løsningsforslag Mat B August 2012 Opgave 1 (5 %) a) Løs uligheden: 2x + 11 x 1 Løsning: 2x + 11 x 1 2x x + 1 0 3x + 12 0 3x 12 Divideres begge sider med -3 (og husk at vende ulighedstegnet!) x 4 Opgave

Læs mere

π er irrationel Frank Nasser 10. december 2011

π er irrationel Frank Nasser 10. december 2011 π er irrationel Frank Nasser 10. december 2011 2008-2011. Dette dokument må kun anvendes til undervisning i klasser som abonnerer på MatBog.dk. Se yderligere betingelser for brug her. Indhold 1 Introduktion

Læs mere

Lommeregnerkursus 2008

Lommeregnerkursus 2008 Mikkel Stouby Petersen Lommeregnerkursus 008 Med gennemregnede eksempler og øvelser Materialet er udarbejdet til et kursus i brug af TI-89 Titanium afholdt på Odder Gymnasium. april 008 1. Ligningsløsning

Læs mere

Projekt 5.9. Geometriske fraktaler og fraktale dimensioner

Projekt 5.9. Geometriske fraktaler og fraktale dimensioner Projekt 5.9. Geometriske fraktaler og fraktale dimensioner Indhold 1. Fraktaler og vækstmodeller... 2 2. Kløverøen... 2 3. Fraktal dimension... 4 3.1 Skridtlængdemetoden... 4 3.2 Netmaskemetoden... 7 3.3

Læs mere

Supplerende opgaver. 0. Opgaver til første uge. SO 1. MatGeo

Supplerende opgaver. 0. Opgaver til første uge. SO 1. MatGeo SO 1 Supplerende opgaver De efterfølgende opgaver er supplerende opgaver til brug for undervisningen i Matematik for geologer. De er forfattet af Hans Jørgen Beck. Opgaverne falder i fire samlinger: Den

Læs mere

Kræfter og Energi. Nedenstående sammenhæng mellem potentiel energi og kraft er fundamental og anvendes indenfor mange af fysikkens felter.

Kræfter og Energi. Nedenstående sammenhæng mellem potentiel energi og kraft er fundamental og anvendes indenfor mange af fysikkens felter. Kræfter og Energi Jacob Nielsen 1 Nedenstående sammenhæng mellem potentiel energi og kraft er fundamental og anvendes indenfor mange af fysikkens felter. kraften i x-aksens retning hænger sammen med den

Læs mere

Matematik A eksamen 14. august Delprøve 1

Matematik A eksamen 14. august Delprøve 1 Matematik A eksamen 14. august 2014 www.matematikhfsvar.page.tl Delprøve 1 Info: I denne eksamensopgave anvendes der punktum som decimaltal istedet for komma. Eks. 3.14 istedet for 3,14 Opgave 1 - Andengradsligning

Læs mere

Graph brugermanual til matematik C

Graph brugermanual til matematik C Graph brugermanual til matematik C Forord Efterfølgende er en guide til programmet GRAPH. Programmet kan downloades gratis fra nettet og gemmes på computeren/et usb-stik. Det betyder, det også kan anvendes

Læs mere

Funktioner. Funktioner Side 150

Funktioner. Funktioner Side 150 Funktioner Brug af grafer koordinatsystemer... 151 Lineære funktioner ligefrem proportionalitet... 157 Andre funktioner... 163 Kært barn har mange navne... 165 Funktioner Side 15 Brug af grafer koordinatsystemer

Læs mere

PeterSørensen.dk : Differentiation

PeterSørensen.dk : Differentiation PeterSørensen.dk : Differentiation Betydningen af ordet differentialkvotient...2 Sekant...2 Differentiable funktioner...3 Bestemmelse af differentialkvotient i praksis ved opgaveløsning...3 Regneregler:...3

Læs mere

Eksamensspørgsmål: Eksponentiel vækst

Eksamensspørgsmål: Eksponentiel vækst Eksamensspørgsmål: Eksponentiel vækst Indhold Definition:... Eksempel :... Begndelsesværdien b... Fremskrivningsfaktoren a... Eksempel :... Formlerne for a og b... 3 Eksempel 3:... 3 Bevis for formlen

Læs mere

Matematik A August 2016 Delprøve 1

Matematik A August 2016 Delprøve 1 Anvendelse af løsningerne læses på hjemmesiden www.matematikhfsvar.page.tl Sættet løses med begrænset tekst og konklusion. Formålet er jo, at man kan se metoden, og ikke skrive af! Opgave 1 - Vektorer,

Læs mere

Opstilling af model ved hjælp af differentialkvotient

Opstilling af model ved hjælp af differentialkvotient Opstilling af model ved hjælp af differentialkvotient N 0,35N 0, 76t 2010 Karsten Juul Til eleven Dette hæfte giver dig mulighed for at arbejde sådan med nogle begreber at der er god mulighed for at der

Læs mere

Spontan biologisk mønsterdannelse på basis af reaktions-diffusions mekanismer: Turing strukturer

Spontan biologisk mønsterdannelse på basis af reaktions-diffusions mekanismer: Turing strukturer Spontan biologisk mønsterdannelse på basis af reaktions-diffusions mekanismer: Turing strukturer Axel Hunding Spontan dannelse af komplekse strukturer i biologien kan synes at stride mod sund fornuft (og

Læs mere