Prøveeksamen december 2010 matematik studiet med svar



Relaterede dokumenter
matematik-økonomi-studerende

Formler, ligninger, funktioner og grafer

Praktiske Maple Ting. - Hvis du skal indsætte kvadratroden, et integrale, lambda, osv. Så skriv eks. Sqrt, int, eller lambda, tryk escape og du kan

Varmeligningen og cosinuspolynomier.

Faglige delmål og slutmål i faget Matematik. Trin 1

BASE. Besvarelse til individuel skriftlig test

qwertyuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqw ertyuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqwert yuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqwertyui Polynomier opåasdfghjklæøzxcvbnmqwertyuiopå

EKSAMENSOPGAVELØSNINGER CALCULUS 2 (2005) AUGUST 2006 AARHUS UNIVERSITET

Årsplan/aktivitetsplan for matematik i 6.c

Matematik på Humlebæk lille Skole

1RWHWLOGLIIHUHQWLDOOLJQLQJHU

Lærervejledning Modellering (3): Funktioner (1):

P2-projektforslag Kombinatorik: grafteori og optimering.

Talrækker. Aktivitet Emne Klassetrin Side

Skriftlig prøve i matematik 4

2. Funktioner af to variable

DiploMat 1 Inhomogene lineære differentialligninger

Definition:... 1 Hældningskoefficient... 3 Begyndelsesværdi... 3 Formler... 4 Om E-opgaver 11a... 5

Matematik, basis. Undervisningen på basisniveau skal udvikle kursisternes matematikkompetencer til at følge undervisningen

Vejledende årsplan for matematik 5.v 2009/10

Matematik B Klasse 1.4 Hjemmeopaver

MATEMATIK NOTAT 2. GRADSLIGNINGEN AF: CAND. POLYT. MICHEL MANDIX

Lineære modeller. Taxakørsel: Et taxa selskab tager 15 kr. pr. km man kører i deres taxa. Hvis vi kører 2 km i taxaen koster turen altså

9.1 Egenværdier og egenvektorer

Introduktion til mat i 4 klasse Vejle Privatskole 2013/14:

Smuk matematik eller hvorfor vejrudsigten aldrig passer?

EKSAMENSOPGAVELØSNINGER CALCULUS 2 (2005) JANUAR 2006 AARHUS UNIVERSITET.. Beregn den retningsafledede D u f(0, 0).

Ugur Kitir HTX - Roskilde 01/

Gamle eksamensopgaver (DOK)

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

Optimale konstruktioner - når naturen former. Opgaver. Opgaver og links, der knytter sig til artiklen om topologioptimering

Matematik C. Højere forberedelseseksamen

Kommentarer til matematik B-projektet 2015

Differensligninger og populationsstørrelser

Højere Teknisk Eksamen maj Matematik A. Forberedelsesmateriale til 5 timers skriftlig prøve NY ORDNING. Undervisningsministeriet

Undervisningsbeskrivelse

Matematik A Delprøven uden hjælpemidler

MATEMATIK. Formål for faget

Niels Johnsen Problembehandlingskompetencen

Kapitel 4 ØVELSER. Øvelse 1 a) 100 kr. b) 10 km. c) 6,7 km. d) 63 kr. Øvelse 2 - Øvelse 3 - Øvelse 4 - Øvelse 5 a). b) og. c) d) Højst 6 km.

ÅRSPLAN MATEMATIK 10 C SKOLEÅRET 2015/ piger, 5 tosprogede og 8 etnisk danske (15 17 år) 14 drenge, 7 tosprogede og 7 etnisk danske (15 17 år)

Matematik - undervisningsplan Årsplan 2015 & 2016 Klassetrin: 9-10.

Matematik B. Studentereksamen

Folkeskolens skriftlige Matematik Eksamen

x 2 + y 2 dx dy. f(x, y) = ln(x 2 + y 2 ) + 2 1) Angiv en ligning for tangentplanen til fladen z = f(x, y) i punktet

MATEMATIK. GIDEONSKOLENS UNDERVISNINGSPLAN Oversigt over undervisning i forhold til trinmål og slutmål

Bjælkeoptimering. Opgave #1. Afleveret: Version: 2 Revideret: Optimering, ressourcer og miljø. Anders Løvschal, s022365

VIA læreruddannelsen Silkeborg. WordMat kompendium

Differensligninger og populationsstørrelser

Matematik B. Højere forberedelseseksamen

Lineære ligningssystemer

Opgaver til Maple kursus 2012

Der anvendes ikke blandet tal, men uægte brøker. Ikke så vigtigt (bortset fra beløb). Alle decimaler skal med i mellemregninger.

Undervisningsbeskrivelse

Kom i gang-opgaver til differentialregning

Om problemløsning i matematik

Lineær programmering. med Derive. Børge Jørgensen

Undervisningsplan for faget matematik. Ørestad Friskole

Studieplan. Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser. Oversigt over gennemførte undervisningsforløb. Termin Aug 10- jun 11

Grønland. Matematik A. Højere teknisk eksamen

Undervisningsbeskrivelse

Matematik B. Studentereksamen

24. maj Kære censor i skriftlig fysik

UGESEDDEL 10 LØSNINGER. = f

Matematik A. Studentereksamen. Torsdag den 22. maj 2014 kl Digital eksamensopgave med adgang til internettet. 1stx141-MATn/A

Ligeværdige udtryk. Aktivitet Emne Klassetrin Side. Vejledning til Ligeværdige udtryk 2

Matematik B. Studentereksamen

Opgave 1 - løsning 1) De partielle afledede beregnes. Opgave 1 Betragt funktionen. x + y for x > 0, y > 0. f x = y 1 (x + y) 2.

MOGENS ODDERSHEDE LARSEN. Lineær Planlægning (programmering) med Excel

Højere Handelseksamen Handelsskolernes enkeltfagsprøve August Matematik Niveau B. Delprøven uden hjælpemidler

Emneopgave: Lineær- og kvadratisk programmering:

Årsplan 2013/ ÅRGANG: MATEMATIK. Lyreskovskolen. FORMÅL OG FAGLIGHEDSPLANER - Fælles Mål II 2009

Undervisningsbeskrivelse

Årsplan 9. Klasse Matematik Skoleåret 2015/16

Spektralanalyse. Jan Scholtyßek Indledning 1. 2 Formål. 3 Forsøgsopbygning 2. 4 Teori 2. 5 Resultater 3. 6 Databehandling 3

NØRRE ALSLEV SKOLE FOLKESKOLENS AFGANGSPRØVER REGLER OG RETNINGSLINJER NØRRE ALSLEV SKOLE 2014

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Matlab-kommandoer. Robert Jacobsen. 9. august 2010

Modulpakke 3: Lineære Ligningssystemer

GUX Matematik Niveau B prøveform b Vejledende sæt 2

MATEMATIK A. Indhold. 92 videoer.

Undervisningsbeskrivelse

Ligninger... 1 Funktioner & modeller... 3 Regression... 6 Sjove opgaver... 7

Bestået/ikke bestået. Bevis udstedes. Bestået/ikke bestået. Bestået/ikke bestået

FSA - Folkeskolens afgangsprøver Regler og retningslinjer

Transienter og RC-kredsløb

LÆSNING OG SKRIVNING I MATEMATIK

Øvelse 13 - Rente og inflation

1 Kapitel 5: Forbrugervalg

Orientering om eksamen AVU 2015

Skriftlig Eksamen Introduktion til lineær og heltalsprogrammering (DM515)

Eksempel 9.1. Areal = (a 1 + b 1 )(a 2 + b 2 ) a 1 a 2 b 1 b 2 2a 2 b 1 = a 1 b 2 a 2 b 1 a 1 a 2 = b 1 b 2

Sundhed og livsstil går hånd i hånd på Matematikkens Dag 2011

Optimering af New Zealands økonomi. Gruppe G3-115

Matematik A. Studentereksamen

Transkript:

Første studieår Introduktion til matematiske metoder Prøveeksamen december 2010 matematik studiet med svar Varighed: 4 timer Tilladte hjælpemidler: Lærebøger, notater mv. må medbringes. Ikke tilladte hjælpemidler: Elektroniske hjælpemidler som lommeregner og bærbar computer. Andet elektronisk udstyr må heller ikke medbringes. Dette inkluderer alle former for kommunikationsudstyr (mobiltelefon, PDA osv.), musikafspillere osv. Bemærk: Ingen form for kommunikation mellem eksaminanderne er tilladt. Opgavesættet findes på de følgende 5 sider. Vedrørende besvarelse: Svar skal begrundes med udregninger og/eller forklaringer. Sidste side indeholder formler og resultater, der må bruges ved besvarelse af opgaverne. Bemærk: Korte svar er indsat efter hvert spørgsmål. De er ment som en facitliste. En fuldstændig besvarelse kræver begrundelser og udregninger.

Opgave 1. Der er givet en anden ordens differensligning x(n + 2) x(n + 1) 6x(n) = 4 2 n. (1) (a) Bestem den fuldstændige løsning til den tilhørende homogene ligning. r 2 r 6 = 0, rødder 2 og 3. Løsning x(n) = c 1 ( 2) n + c 2 3 n, for alle c 1, c 2 R (b) Bestem en partikulær løsning til den givne ligning (1). Gæt på y(n) = c2 n. Partikulær løsning y p (n) = 2 n. (c) Bestem den fuldstændige løsning til den givne ligning (1). x(n) = c 1 ( 2) n + c 2 3 n 2 n, for alle c 1, c 2 R (d) Bestem den løsning til den givne ligning (1), der opfylder betingelserne x(0) = 5, x(1) = 1. x(n) = 3( 2) n + 3 3 n 2 n (e) Vis, at x p (n) = n + 1 er en partikulær løsning til differensligningen x(n + 2) x(n + 1) 6x(n) = 6n 5. (2) Indsæt x p (n) = n + 1 i venstre side og regn ud altså en løsning. (n + 1 + 2) (n + 1 + 1) 6(n + 1) = 6n 5 (f) Bestem den fuldstændige løsning til differensligningen x(n + 2) x(n + 1) 6x(n) = 6n 5 + 4 2 n. (3) x(n) = c 1 ( 2) n + c 2 3 n 2 n + n + 1, for alle c 1, c 2 R, p.g.a. linearitet. Opgave 2. Denne opgave omhandler flere forskellige emner. (a) Vis, at x(n) = 1 n + 1 er en løsning til første ordens differensligningen x(n + 1) = n + 1 n + 2 x(n). Side 1 af 5

Sæt ind n + 1 n + 2 x(n) = n + 1 1 n + 2 n + 1 = 1 n + 1 + 1 altså en løsning. Findes der andre løsninger til denne differensligning? = x(n + 1) Ja, alle (b) Der er givet to følger c, c R, er løsninger. n + 1 x 1 (n) = 3 n, x 2 (n) = n3 n. Bestem koefficienterne b og c i differensligningen x(n + 2) + bx(n + 1) + cx(n) = 0, således at begge følger er løsninger til denne differensligning. Metode 1: Indsæt i ligningen. Det giver systemet med løsningerne b = 6 og c = 9. 9 + 3b + c = 0 18 + 3b = 0 Metode 2: Ifølge teorien må 3 være en dobbeltrod i den karakteristiske ligning, altså (r 3) 2 = r 2 6r + 9, som giver b = 6 og c = 9. (c) Vis, at de tre følger i denne opgave, er lineært uafhængige følger. x(n) = 1 n + 1, x 1(n) = 3 n, x 2 (n) = n3 n Beregn Casorati determinanten for n = 0 1 1 0 W (0) = 1 3 3 2 1 9 18 = 19 0 3 Ifølge teorien er de tre følger lineært uafhængige. Side 2 af 5

Opgave 3. (a) Løs følgende problem grafisk Minimér y 1,y 2 y 1 + 2y 2 y 1 + 6y 2 15, y 1 + y 2 5, y 1 + y 2 5, y 1 0, y 2 0 Minimumspunktet fås ved først at tegne de tre linier der umiddelbart fås af de tre øverste uligheder. Det brugbare område fås så umiddelbart (begrænset nedad) af tre linier samt den første kvadrant (y 1 0, y 2 0). Niveaulinierne for objektfunktionen har hældningskoefficient 1. Det mindste niveau, der overholder 2 begrænsningerne, er det hvor linien går igennem punktet (ȳ 1, ȳ 2 ) = (3, 2) Værdien af objektfunktionen i optimum er 7. (b) Opstil det duale problem og løs det vha. simplexmetoden. Maximér y 1,y 2 15x 1 + 5x 2 5x 3 x 1 + x 2 x 3 1, 6x 1 + x 2 + x 3 2, x 1 0, x 2 0, x 3 0 Simplextabellerne bliver (med lidt hovedregning og passende bibeholdelse af sjettedele og femtedele ) x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 M 1 1-1 1 0 0 1 6 1 1 0 1 0 2-15 -5 5 0 0 1 0 x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 M 0 5/6-7/6 1-1/6 0 4/6 1 1/6 1/6 0 1/6 0 2/6 0-5+15/6 5+15/6 0 15/6 1 5 x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 M 0 1-7/5 6/5-1/5 0 4/5 1 0 1/6+7/30-1/5 1/6+1/30 0 2/6 4/30 = 1/5 0 0 45/6 21/6 } {{ } 4 3 12/6 } {{ } 2 1 7 Vi ser, at maksimumspunktet er ( x 1, x 2, x 3 ) = (1/5, 4/5, 0). (c) Hvad sker der med den optimale duale løsning, hvis bibetingelsen y 1 + 6y 2 15 ændres til y 1 + 6y 2 15.1? Optimumsværdien vil blive forøget med x 1 0.1 = 0.02. Side 3 af 5

(d) Betragt problemet Maksimér x 1,x 2 x 1 + 3x 2 + 5 x 1 + 2x 2 6, x 2 1 4, x 1 0, x 2 0 To aspekter ved dette problem skiller sig ud fra et sædvanligt LP problem. Hvilke? Der er lagt en konstant (5) til det sædvanlige skalarprodukt i objektfunktionen. Dette ændrer tydeligvis intet. Desuden er anden bibetingelse ikke-lineær: x 2 1 4. (e) Find løsningen til problemet ved at løse et tilsvarende LP-problem grafisk. Det tilsvarende LP problem er Maksimér x 1,x 2 x 1 + 3x 2 x 1 + 2x 2 6, x 1 2, x 1 0, x 2 0 Grafisk løsning giver optimalpunktet ( x 1, x 2 ) = (0, 3) med maksimalværdien af den oprindelige objektfunktion lig med 14. Opgave 4. Denne opgave omhandler systemer af differensligninger. Der er givet et system x 1 (n + 1) = 4x 1 (n) + 2x 2 (n), x 2 (n + 1) = x 1 (n) + x 2 (n). (a) Opskriv systemet på vektor-matrix form ved at bestemme en 2 2 matrix A, således at systemet skrives som x(n + 1) = Ax(n). A = [ 4 ] 2 1 1 (b) Beregn udtryk for potenserne A n for alle n 1. Egenværdier for A: λ 1 = 2 og λ 2 = 3. Putzers algoritme giver efter simplifi- [ ] [ ] 1 2 2 2 A n = 2 n + 3 n 1 2 1 1 kation (c) Bestem den løsning til det givne system, der opfylder begyndelsesbetingelserne x 1 (0) = 4 og x 2 (0) = 1. Side 4 af 5

[ ] [ ] [ ] x1 (n) 2 6 = 2 n + 3 n x 2 (n) 2 3 (d) Bestem den fuldstændige løsning til det tilhørende inhomogene system x 1 (n + 1) = 4x 1 (n) + 2x 2 (n) + 2, x 2 (n + 1) = x 1 (n) + x 2 (n) + 3. [ ] [ ] [ ] x1 (n) 1 2 = 2 n c1 x 2 (n) 1 2 c 2 [ 2 2 + 3 n 1 1 ] [ ] [ c1 3 + for alle c 1, c 2 R. Bemærk, at løsningen kan skrives på andre (ækvivalente) måder. c 2 11 2 ] Side 5 af 5