Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Εξέταση Σεπτεμβρίου 25/9/2017 Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

Σχετικά έγγραφα
Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Πρόοδος 18/4/2018 Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 5ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Διανυσματικά Πεδία Επικαμπύλια Ολοκληρώματα Επιμέλεια: Ι. Λυχναρόπουλος

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Εξέταση Σεπτεμβρίου Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Τελική Εξέταση 19/6/2018 Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 9ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Διανυσματικοί Χώροι

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Πρόοδος (Λύσεις) Ι. Λυχναρόπουλος

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Εξέταση Σεπτεμβρίου Ι. Λυχναρόπουλος

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Πρόοδος Ι. Λυχναρόπουλος

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Τελική Εξέταση 8/6/2017 Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

Παραδείγματα (1 ο σετ) Διανυσματικοί Χώροι

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Τελική Εξέταση Ι. Λυχναρόπουλος

Συνήθεις Διαφορικές Εξισώσεις Ι Ασκήσεις - 19/10/2017. Ακριβείς Διαφορικές Εξισώσεις-Ολοκληρωτικοί Παράγοντες. Η πρώτης τάξης διαφορική εξίσωση

y 1 (x) f(x) W (y 1, y 2 )(x) dx,

Λύσεις στο επαναληπτικό διαγώνισμα 3

Παραδείγματα Διανυσματικοί Χώροι Ι. Λυχναρόπουλος

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Ανασκόπηση-Μάθημα 32 Εύρεση Εμβαδού μέσω του Θεωρήματος Green- -Κυκλοφορία και εξερχόμενη ροή διανυσματικού πεδίου

Περιεχόμενα. Κεφάλαιο 1 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ ΣΕ ΜΙΑ ΕΥΘΕΙΑ Οι συντεταγμένες ενός σημείου Απόλυτη τιμή...14

< F ( σ(h(t))), σ (h(t)) > h (t)dt.

1. Για καθένα από τους ακόλουθους διανυσματικούς χώρους βρείτε μια βάση και τη διάσταση. 3. U x y z x y z x y. {(,, ) } a b. c d

Παραδείγματα Διανυσματικοί Χώροι

Λύσεις Εξετάσεων Φεβρουαρίου Ακ. Έτους

Παραδείγματα (2 ο σετ) Διανυσματικοί Χώροι Επιμέλεια: Ι. Λυχναρόπουλος

Παραδείγματα Απαλοιφή Gauss Απαλοιφή Gauss-Jordan Παραγοντοποίηση LU, LDU

Β Λυκείου - Ασκήσεις Συστήματα. x = 38 3y x = 38 3y x = x = = 11

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ ιδάσκων : Ε. Στεφανόπουλος 12 ιουνιου 2017

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 7ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Γραμμικά Συστήματα- Απαλοιφή Gauss Επιμέλεια: I. Λυχναρόπουλος

Κανόνας της αλυσίδας. J ανοικτά διαστήματα) ώστε ( ), ( ) ( ) ( ) fog ' x = f ' g x g ' x, x I (2)

ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΥ 2011 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Εισαγωγή στις Φυσικές Επιστήμες ( ) Ονοματεπώνυμο Τμήμα ΘΕΜΑ 1. x x. x x x ( ) + ( 20) + ( + 4) = ( + ) + ( 10 + ) + ( )

cos t dt = 0. t cos t 2 dt = 1 8 f(x, y, z) = (2xyz, x 2 z, x 2 y) (2xyz) = (x2 z) (x 2 z) = (x2 y) 1 u du =

Παραδείγματα Απαλοιφή Gauss Απαλοιφή Gauss Jordan

Ασκήσεις3 Διαγωνίσιμες Γραμμικές Απεικονίσεις

Ασκήσεις3 Διαγωνισιμότητα Βασικά σημεία Διαγωνίσιμοι πίνακες: o Ορισμός και παραδείγματα.

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 7ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Ορίζουσες Επιμέλεια: Ι. Λυχναρόπουλος

Παραδείγματα Ιδιοτιμές Ιδιοδιανύσματα

Γ. Ν. Π Α Π Α Δ Α Κ Η Σ Μ Α Θ Η Μ Α Τ Ι Κ Ο Σ ( M S C ) ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ: Σπουδές στις Φυσικές Επιστήμες

ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΔΥΟ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΣΤΗΝ «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ» ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ : ΠΛΗ12 «ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι» Επαναληπτική Τελική Εξέταση 16 Ιουλίου 2003

lim x)) = lim f( x) lim (f( x)) x)) x 2 y x 2 + y 2 = 0 r 3 cos 2 θsinθ r 2 (cos 2 θ + sin 2 θ) = lim

Kεφάλαιο 4. Συστήματα διαφορικών εξισώσεων. F : : F = F r, όπου r xy

Τα θεωρήματα Green, Stokes και Gauss

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι ΕΡΓΑΣΙΑ 6 ΛΥΣΕΙΣ

Ασκήσεις2 8. ; Αληθεύει ότι το (1, 0, 1, 2) είναι ιδιοδιάνυσμα της f ; b. Να βρεθούν οι ιδιοτιμές και τα ιδιοδιανύσματα της γραμμικής απεικόνισης 3 3

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (ΗΥ-119)

0.8 Επικαµπύλια ολοκληρώµατα

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Συνήθεις Διαφορικές Εξισώσεις Ι ΣΔΕ Bernoulli, Riccati, Ομογενείς. Διαφορικές Εξισώσεις Bernoulli, Riccati και Ομογενείς

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά

(a) = lim. f y (a, b) = lim. (b) = lim. f y (x, y) = lim. g g(a + h) g(a) h g(b + h) g(b)

Τετραγωνικά μοντέλα. Τετραγωνικό μοντέλο συνάρτησης. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1

> ln 1 + ln ln n = ln(1 2 3 n) = ln(n!).

1. a. Έστω b. Να βρεθούν οι ιδιοτιμές και τα ιδιοδιανύσματα του A Έστω A και ( x) [ x]

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Συνήθεις Διαφορικές Εξισώσεις Ι Ασκήσεις - 09/11/2017. Άσκηση 1. Να βρεθεί η γενική λύση της διαφορικής εξίσωσης. dy dx = 2y + x 2 y 2 2x

Παραδείγματα (2) Διανυσματικοί Χώροι

k ) 2 P = a2 x 2 P = 2a 2 x y 2 Q = b2 y 2 Q = 2b 2 y z 2 R = c2 z 2 R = 2c 2 z P x = 2a 2 Q y = 2b 2 R z = 2c 2 3 (a2 +b 2 +c 2 ) I = 64π

ΛΥΣΕΙΣ 6 ης ΕΡΓΑΣΙΑΣ - ΠΛΗ 12,

ΛΥΣΕΙΣ 6. a2 x 2 y 2. = y

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΘΕΜΑ Α. , έχει κατακόρυφη ασύμπτωτη την x 0.

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

2 η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση

a (x)y a (x)y a (x)y' a (x)y 0

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12) ΕΡΓΑΣΙΑ 1 η Ημερομηνία Αποστολής στον Φοιτητή: 17 Οκτωβρίου 2011

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον

Μέγιστα & Ελάχιστα. ΗΥ111 Απειροστικός Λογισμός ΙΙ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ

Παραδείγματα Διανυσματικοί Χώροι (3)

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 10ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Γραμμικοί Μετασχηματισμοί

~ 1 ~ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2012 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ. αν ικανοποιούνται τα ακόλουθα:

ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ, , 3 Ο ΕΞΑΜΗΝΟ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ #4: ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Σ. Μισδανίτης. με το πολυώνυμο παρεμβολής Lagrange 2 ης τάξης

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Κεφάλαιο 7 Επικαμπύλια και Επιφανειακά Ολοκληρώματα

Λογισμός 4 Ενότητα 18

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΤΕΛΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ 3 Ιουλίου 2010

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (Εξ. Ιουνίου - 02/07/08) ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Διαφορικές Εξισώσεις.

ΑΠΕΙΡΟΣΤΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΙΙΙ Χειμερινό εξάμηνο Ασκήσεις 1.

Γενικά Μαθηματικά ΙΙ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

Τετραγωνικά μοντέλα. Τετραγωνικό μοντέλο συνάρτησης. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1

r (t) dt f ds r (t) = (x (t)) 2 + (y (t)) 2 + (z (t)) 2.

ds ds ds = τ b k t (3)

D = / Επιλέξτε, π.χ, το ακόλουθο απλό παράδειγμα: =[IA 1 ].

1 x x x x 1 x x x x 1 x x x x 1 (10) B 2, B 1. (10)

Δείκτες Poincaré και Θεώρημα Frommer

Μαθηματικά για μηχανικούς ΙΙ ΛΥΣΕΙΣ/ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

f f 2 0 B f f 0 1 B 10.3 Ακρότατα υπό συνθήκες Πολλαπλασιαστές του Lagrange

Μαθηματικά για μηχανικούς ΙΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

~ 1 ~ ΜΙΓΑΔΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ & ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΟΙ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2013 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ

σ (9) = i + j + 3 k, σ (9) = 1 6 k.

( y = 2, x R) και ( y = 0, x R ) ή ισοδύναμα πάνω στην ευθεία z = 2

n. Έστω αποτελείται από όλους τους πίνακες που αντιμετατίθενται με ένα συγκεκριμένο μη μηδενικό nxn πίνακα Τ:

Transcript:

Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Εξέταση Σεπτεμβρίου 5/9/07 Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος Άσκηση (Μονάδες ) Να δειχθεί ότι το πεδίο F( x, y) = y cos x + y,sin x + xy y είναι συντηρητικό. Στη συνέχεια να βρεθεί η συνάρτηση δυναμικού του και να υπολογισθεί το ολοκλήρωμα F dr του επί της καμπύλης του σχήματος: π A, C B( π, ) Το πεδίο ορίζεται σε όλο το Έστω: Mxy (, ) = ycos x+ y N( x, y) = sin x + xy y Επομένως R M N = cos x+ y = x Άρα το πεδίο είναι συντηρητικό. Υπολογίζουμε τη συνάρτηση δυναμικού f του πεδίου: Θέλουμε να ισχύει

fx = ycos x+ y () f = F f y = sin x + xy y () Ολοκληρώνοντας την () ως προς x, και διατηρώντας το y σταθερό, παίρνουμε cos sin (3), όπου f = y x+ y dx= y x+ y x+ h y Για να βρούμε την hy παραγωγίζουμε την (3) ως προς y και παίρνουμε: hy f y = sin x + yx + (4) y Από τις (4) και () παίρνουμε: hy μία συνάρτηση μόνον του y. hy = y (5) Ολοκληρώνοντας την (5) ως προς y έχουμε: (6) hy = ydy hy = y + c Επομένως η (3) λόγω της (6) δίνει: f( xy, ) = ysin x+ yx y + c Χρησιμοποιώντας το θεμελιώδες θεώρημα των επικαμπύλιων ολοκληρωμάτων θα έχουμε: π F dr = f ( B) f ( A) = f ( π, ) f (,) = C ( sin( π) π c) ( sin ( π / ) ( π / ) c) = + + + + = 9π = Άσκηση (Μονάδες 3.5) Επαληθεύστε την εφαπτομενική μορφή του θεωρήματος Green για περιοχή x, y x κινούμενοι κατά την ορθή φορά. Fxy (, ) = x + y, x y στην

Το χωρίο R είναι απλά συνεκτικό και ισχύουν οι προϋποθέσεις του θεωρήματος Green: R c c Έστω Mxy (, ) = x + y Nxy (, ) = x y Πρέπει να δείξουμε ότι: N M Mdx + Ndy = da () x R R Θα ξεκινήσουμε με το δεξί μέλος της () Είναι N = x x M = y Επίσης θα εφαρμόσουμε ολοκλήρωση πρώτα ως προς y και έπειτα ως προς x καθώς το χωρίο είναι κάθετα απλό: x N M da = x y da = x y dy dx x () R R Το εσωτερικό ολοκλήρωμα δίνει: x y= x y= ( ) 3 4 4 3 = 4x x 4+ 4x x x+ = x x + 4x + x 3 x y dy = xy y = x x ( x ) x + =

Επομένως 5 4 3 N M 4 3 x x x da = ( x x + 4x + x 3) dx = + 4 + x 3x = x 5 3 R 8 56 = + 6 = 5 3 5 Τώρα θα υπολογίσουμε το αριστερό μέλος της () Παρατηρούμε ότι το σύνορο R αποτελείται από δύο καμπύλες. Την c που είναι τμήμα της παραβολής y = x από το σημείο (,) προς το σημείο (,) και την c που είναι το ευθύγραμμο τμήμα που ενώνει το σημείο (,) με το σημείο (,). Η παραμετροποίηση της - c γίνεται αν θέσουμε t = x: - c : r ( t) = t, t, t (3) με r'( t) =, t (4) ενώ για την c θα έχουμε: c : rt = ( t ), + t,, 0 t c: rt = t,, 0 t με r'( t ) =, 0 (6) Έτσι R c c (5) Mdx + Ndy = Mdx + Ndy + Mdx + Ndy (7) To πρώτο ολοκλήρωμα του δεξιού μέλους της (7) δίνει: Mdx + Ndy = Mdx + Ndy = x + y dx + x y dy = c c c ( ( ) ) ( ) 5 4 3 ( 0 3 8 4) t + t dt + t t tdt = t + t t t + t + dt = 6 5 4 t t 5t 3 3 + t + 4t + 4t = 3 5 5

Αντίστοιχα τo δεύτερο ολοκλήρωμα του δεξιού μέλους της (7) δίνει: c c Mdx + Ndy = x + y dx + x y dy = ( ) 8 8 t + dt = 8t 8t + 4 dt = 4t + 4t = 3 3 3 t 0 0 0 Τελικώς η (7) δίνει R 3 8 56 Mdx + Ndy = + = 5 3 5 Άρα η () επαληθεύεται. Άσκηση 3 (Μονάδες.5) Για τις διάφορες τιμές του k R να επιλυθεί το σύστημα: x y + kz = x y+ z = 3x y + 3kz = 3 Ο επαυξημένος πίνακας του συστήματος είναι ο: k Ab = 3 3k 3 Θα έχουμε: k k 0 3 k 0 3 3k 3 3 3k 3 r r r r3 r3 3 r k k 5 r3 r3 r 3 0 3 k 0 0 3 k 0 0 5 0 0 5 0 0 ( k ) 0 3

Έτσι καταλήγουμε στο ισοδύναμο σύστημα: x y + kz = 3y+ ( k) z = 0 5 ( k) z = 0 3 Επομένως αν 5 ( k) 0 k το σύστημα έχει μοναδική λύση, την οποία βρίσκουμε με προς τα πίσω 3 αντικατάσταση και είναι η (,0,0) 5 = 0 k = το σύστημα έχει άπειρες λύσεις. Σε αυτή την περίπτωση το σύστημά 3 μας γίνεται Ενώ αν ( k) x y+ z = 3y = 0 Έχουμε ελεύθερη μεταβλητή την z. Έτσι οι λύσεις του συστήματος δίνονται ως z,0, z, z R Άσκηση 4 (Μονάδες ) Υπολογίστε τον πίνακα 5 0 07 Έστω A 5 = 0 5 5 0 0 0 0 A = AA = = = I Είναι 008 A = A A= A A= I A= I A= A 07 06 008

Άσκηση 5 (Μονάδες.5) Αν uvw,, είναι γραμμικά ανεξάρτητα διανύσματα ενός R-διανυσματικού χώρου, να αποδείξετε ότι και τα u+ v+ 4 w,u+ 5 v+ w,3u+ w είναι επίσης γραμμικά ανεξάρτητα. Έστω k, k, k3 R τέτοια ώστε k u+ v+ 4w + k u+ 5v+ w + k 3 u+ w = (0, 0, 0) () 3 Αρκεί να δείξουμε ότι η () ισχύει μόνον όταν k = k = k3 = 0 Η () γράφεται και ως k + k + 3k u+ k + 5k v+ 4 k + k + k w= (0, 0, 0) () 3 3 Επειδή δίνεται ότι τα uvw,, είναι γραμμικά ανεξάρτητα η σχέση () δίνει: k+ k + 3k3 = 0 k+ 5k = 0 4k+ k + k3 = 0 To σύστημα που προκύπτει ως προς k, k, k3είναι ομογενές τετραγωνικό και για να έχει την μοναδική λύση (την μηδενική) αρκεί η ορίζουσα του πίνακα συντελεστών να είναι διάφορη του μηδενός. Έτσι έχουμε 3 D = 5 0 Αναπτύσσουμε ως προς την η γραμμή: 4 3 3 D = + 5 = ( 3) + 5( ) = 55 = 53 0 4 Επομένως είναι τελικά k = k = k3 = 0 και τα ζητούμενα διανύσματα είναι γραμμικά ανεξάρτητα Άσκηση 6 (Μονάδες.5) Έστω ένας πίνακας A M n ( ) τέτοιος ώστε το άθροισμα των στοιχείων κάθε γραμμής του ισούται με x M. Χρησιμοποιώντας την θεωρία των ιδιοτιμών αποδείξτε ότι υπάρχει Ax = x n τέτοιο ώστε

Για να υπάρχει x M τέτοιο ώστε Ax = x Ax = x θα πρέπει το λ = να είναι ιδιοτιμή του n πίνακα Α ή ισοδύναμα ότι το λ = είναι ρίζα του χαρακτηριστικού πολυωνύμου p( λ) = A λi δηλ. αρκεί να δείξουμε ότι p() = 0 A I = 0 A I = 0 Για τον υπολογισμό της ορίζουσας A I προσθέτουμε στην πρώτη στήλη του πίνακα A I τα στοιχεία όλων των άλλων στηλών. Τότε η πρώτη στήλη θα μηδενιστεί καθώς δίνεται πως το άθροισμα των στοιχείων κάθε γραμμής του A ισούται με. Έτσι η ορίζουσα A I είναι τελικώς 0 αφού περιέχει μία μηδενική στήλη. Σημείωση: Για να θεωρηθεί κάποιος επιτυχών θα πρέπει α) να γράψει βαθμό μεγαλύτερο ίσο του 5 (προφανώς!) και β) να συγκεντρώσει τουλάχιστον μονάδες από τις ασκήσεις - του Απειροστικού Λογισμού ΚΑΙ τουλάχιστον μονάδες από τις ασκήσεις 3-6 της Γραμμικής Άλγεβρας. Καλή Επιτυχία