R2 2012 vår LØSNING

Oppgave 1

a)

1)

<tex> f(x) = 3sin(2x)\ u=2x, \quad u' = 2 \ f'(x) = 2 \cdot 3 cos(2x) \ f'(x) = 6cos(2x)</tex>

2)

<tex>g(x) = x^2sinx \ u= x^2, \quad v = sinx \ g'(x) = 2xsinx + x^2cosx =x(2sinx+xcosx)</tex>

3)

<tex>k(x) = 5cos(\frac{\pi}{12}x-2)+7 \ k'(x) = - \frac{5 \pi}{12} sin( \frac{\pi}{13}x-2)</tex>

b)

<tex>\int xe^{2x}dx = \frac 12 x e^{2x} - \int \frac12 e^{2x}dx \ = \frac 12 x e^{2x} - \frac 14 e^{2x} +C \ = \frac 14 e^{2x}(2x-1) + C</tex>

c)

<tex>\int^7_3 \frac{2x}{x^2-4}dx \ \frac{2x}{x^2+4} = \frac{A}{x-2}+ \frac{B}{x-2} \ 2x= A(x+2) + B(x-2) \ x=2 \Rightarrow A = 1 \ x= -2 \Rightarrow B=1 \ \int^7_3 \frac{2x}{x^2-4}dx =\int^7_3 \frac{1}{x-2}dx + \int^7_3 \frac {1}{x+2}dx \ = [ln|x-2|]^7_3 + [ln|x+2|]^7_3 \ = ln5-ln1+ln9-ln5 = ln3^2 = 2ln3</tex>

d)

<tex> y' -2y = 3 \ y' \cdot e^{-2x}-2ye^{-2x} = 3e^{-2x} \ (ye^{-2x})' =3e^{-2x} \ ye^{-2x} = - \frac 32 e^{-2x} + C \ y = - \frac 32 +Ce^{2x} \y(o) = 8 \Rightarrow 8 = - \frac 32 + C \Rightarrow C = \frac{19}{2} \ y = - \frac 32 + \frac{19}{2}e^{2x}</tex>

e)

<tex>1+e^{-x} + e^{-2x}+ .... \quad x > 0</tex>

1)

<tex>k= \frac{e^{-x}}{1} = \frac{e^{-2x}}{e^{-x}} = e^{-x}</tex>

<tex> -1 < e^{-x}<1 </tex>

Dvs: rekken konvergerer.

2)

<tex>S = \frac{a_1}{1-k} = \frac{1}{1-e^{-x}} = \frac {e^x}{e^x -1}</tex>

Oppgave 3

<tex>f(x) = x \cdot e^x</tex>

a)

<tex>f'(x) = e^x +xe^x = (x+1)e^x \ f(x) = e^x + (x+1)e^x = (x+2)e^x </tex>

c)

<tex> f^{(n)} (x) = (x+n) e^x \ n = 1: \quad f'(x) = e^x + xe^x = (1+x)e^x</tex>

Formelen stemmer for n = 1.

Setter n = k og undersøker om formelen stemmer for k + 1:

<tex>f^{(k+1)} = ((x+k)e^x)' = (x+k)'e^x + (x+k)(e^x)' = (x+k+1)e^x</tex>

Man slutter av dette at formelen gjelder for alle naturlige tall.

Oppgave 4

a)

<tex> f(t) = 19 -4cos(\frac{\pi \cdot t}{180}) \ f(85) = 19 -4cos(\frac{\pi \cdot 85}{180}) = 18,65 </tex>

Det begynner å mørkne kl. 18:39 på kvelden den 25. mars, i følge modellen.

Definerer 1. januar som dag 1. (kan også definere den som dag 0)

b)

Likevektslinjen er 19.

Amplitude: Den største verdi f kan ha er 23, da er amplituden 4. Det kan leses fra funksjonsuttrykket, absoluttverdien av faktoren i "cosinus" leddet.

Perioden er 360.

Det gjennomsnittlige tidspunkt når lyset slåes på, gjennom hele året, er kl. 19:00.

c)

Dette kan leses direkte fra grafen. Man observerer at det er to løsninger. Man kan også regne det ut:

<tex> f(t) = 18 \ 19 - 4cos( \frac{\pi \cdot t}{180}) = 18 \ t=76 \quad \vee \quad t= 256</tex>

Lyset slåes på kl. 18:00 16 mars og 16 september.

Oppgave 5

a)

<tex> tan(u-v) = \frac{sin(u-v)}{cos(u-v)}\ = \frac{sin u \cdot cos v - cos u\cdot sinv }{cos u \cdot cos v + sin u \cdot sin v} \ = \frac{ \frac {sin u \cdot cos v}{cos u \cdot cos v} - \frac {cos u \cdot sinv}{cos u \cdot cos v} }{ \frac {cos u \cdot cos v}{cos u \cdot cos v} + \frac{sin u \cdot sin v}{cos u \cdot cos v}} \ = \frac{tan u - tan v}{1 - tan u \cdot tan v}</tex>

b)

<tex> f(x) = tan( \alpha) = tan (u - v) = \frac{tan u - tan v}{1 - tan u \cdot tan v} \ = \frac{ \frac 4x - \frac 1x}{1 + \frac 4x \cdot \frac 1x} = \frac{4x-x}{x^2 + 4} = \frac{3x}{x^2 +4}</tex>

c)

<tex>f'(x)= \frac{3(x^2+4)-3x \cdot 2x}{ (x^2+4)^2} = \frac{12-3x^2}{(x^2+4)^2} \ f'(x)= 0 \Rightarrow 12-3x^2=0 \ x= 2 \ f(2) = \frac 34</tex>

d)

største synsvinkel:

<tex>\frac 34 =tan( \alpha) \ \alpha = 36,9^{\circ}</tex>

Oppgave 6

a)

<tex>v_0 = 25m/s \ y- fart \y' - akslerasjon \ \ y' = ky^2 \ Bestemmer \quad k: \ -12 = k \cdot25^2 \ k = 0,02 \ \ \frac{dy}{dx} = -0,02y^2 \ \int{y^{-2}}dy = \int -0,02dx \ -y^{-1}= -0,02x + c \ y= \frac{1}{0,02x+c}</tex>

b)

Ved tiden x = 0:

<tex>y = \frac 1C \ 25 = \frac 1C \ c = 0,04 </tex>

Farten til båten ved x = 3:

<tex>y(3) = \frac {1}{0,06 + 0,04} = 10 m/s</tex>

c)