MVE425B, Tekniskt basår, Matematik del B, 2017/18: Ordinarie tentan 2018-01-12

Uppgifterna i tentan var inte ordnade efter svårighetsgrad utan efter den ordning som vi följde i kursen. Hänvisningar till exempel och testuppgifter nedan gäller huvudboken och man borde ha gått igenom dessa vid sina studier. Hänvisningar till övningar nedan gäller övningsboken: när övningsnumret inte står mitt i parenteser, så handlar det om en rekommenderad övningsuppgift som man borde ha löst under delkursens gång.

Uppgift 1 - Definitionsmängd (3p)

Denna uppgift fokuserade på begrepp som infördes i Kapitel 1, mer specifikt i Avsnitt 1.2. Man behövde komma ihåg att kvadratroten endast är definierad ur icke-negativa tal och att man inte får dividera med noll. Det står tydligt och klart i Kapitel 4 (och det påpekades på föreläsningarna) att den imaginära enheten INTE definieras som \( \sqrt{-1} \) och kvadratroten ur negativa tal förblir odefinierad.

De vanligaste felen/orsakerna till poängavdrag var:

Relevanta exempel/uppgifter i kurslitteraturen: Testuppgift 1.4. Övning 1.2 och 1.5

Uppgift 2 - Logaritmlagarna (4p)

Denna uppgift fokuserade på samtliga räknelagarna för logaritmfunktionen (inklusive basbyte) och logaritmens definition, d.v.s. Avsnitt 2.7–2.8 i kursboken, eventuellt 2.4–2.5. Man behöver veta att ln beteckar logaritmen med basen e, medan lg har basen 10.

De vanligaste felen/orsakerna till poängavdrag var:

Relevanta exempel/uppgifter i kurslitteraturen: Exempel 2.6, 2.7, 2.15; Testuppgift 2.7, 2.8; Övning 2.18, (2.19), (2.25)

Uppgift 3 - Exponential-, logaritm- och trigonometrisk ekvation (9p)

Denna uppgift fokuserade på egenskaper och räknelagar hos de elementära funktionerna och hur dessa används när man löser olika ekvationer. Ekvation (a) utgick från Avsnitt 2.1–2.2; ekvation (b) från Avsnitt 2.4–2.6; ekvation (c) från Avnitt 3.11–3.12 (eventuellt 3.8)

De vanligaste felen/orsakerna till poängavdrag var:

Relevanta exempel/uppgifter i kurslitteraturen: Exempel 2.8, 2.12, 3.29–3.31; Testuppgift 2.9–2.11. Övning 2.17b, 2.23, 3.34, 3.38

Uppgift 4 - Cosinussatsen (10p)

Rent teoretisk fråga från teorilistan som baserades på Avsnitt 3.4. Deluppgiften (c) var något svårare och representarade teorilistans varning "Det kan dock förekomma andra bevisuppgifter som inte bygger på just teorem i kursboken".

De vanligaste felen/orsakerna till poängavdrag var:

Man kunde ge ett direkt bevis till (c) som i lösningsförslaget. Det gick lika bra att ge ett indirekt bevis (snarare motsägelsebevis):

  1. Antag att \( \gamma \) är spetsig. Då får man att \( c^2 \lt a^2 + b^2 \) ur cosinussatsen ty \(\cos \gamma \) är positivt och det subtraheras.
  2. Antag att \( \gamma \) är rät. Då får man att \( c^2 = a^2 + b^2 \) ur Pythagoras sats.
  3. Om man nu förutsätter att \( c^2 \gt a^2 + b^2 \) precis som det stått i deluppgiften, så kan \(\gamma \) vara varken spetsig eller rät eftersom det i så fall skulle gälla att \( c^2 \le a^2 + b^2 \). Det enda möjliga fallet som står kvar är alltså att \( \gamma \) är trubbig och således är triangeln ABC trubbvinklig.

Uppgift 5 - Areasatsen, trig:ettan (4p)

Uppgiften utgår från olika problem inom triangelsolvering (Kapitel 3). Uppgiftens formulering uppmanar studenten till att använda areasatsen, fast det är några detaljer som inte är givna men krävs i areasatsen. Tentauppgiften uppkom som förenkling av problemet där alla tre sidor i en triangel är givna och man ska bestämma arean.

De vanligaste felen/orsakerna till poängavdrag var:

Den givna triangeln råkade vara rätvinklig, så det gick alldeles bra att räkna ut den tredje sidlängden och sedan visa att \(a\) var hypotenusan (respektive att \( \alpha = 90^\circ \)) och räkna ut arean som produkten av kateternas längder delat med 2.

Relevanta exempel/uppgifter i kurslitteraturen: Exempel 3.2, 3.14; Testuppgift 3.4b, 3.11–3.12. Övning 3.11, (3.26), 3.27

Uppgift 6 - Komplexa tal: binomisk ekvation (6p)

Denna var en verkligen komplex uppgift som utgick från Avsnitt 4.9 (gamla upplagans Avsnitt 3.20). Man skulle förvandla ett komplext tal i rektangulär form till polär form, bestämma tre komplexa tal vars kubik blir det komplexa talet, förvandla dessa tre tal från polär form till rektangulär form. Det handlade alltså om en binomisk ekvation av gradtalet 3.

De vanligaste felen/orsakerna till poängavdrag var:

Det gick bra att lösa den här ekvationen genom att ansätta \( z + 2 = a + ib \), utveckla \( (a+ ib)^3 \) och sedan identifiera realdelarna och imaginärdelarna i den uppkomna ekvationen \( a^3 - 3ab^2 + i(3a^2b - b^3) = -8i \). Det var ett par tentander som började med en sådan lösning fast de inte klarade av den. Man skulle kommit fram till en ekvation där en produkt är lika med noll. På liknande sätt som i Uppgift 3c behöver man uppdela lösningen i två fall - antingen den ena faktorn är lika med noll, eller den andra faktorn är lika med noll. Alla de studenterna som försökte genomföra det här lösningssättet dividerade ekvationen med ett uttryck som innehöll variabel utan att tänka på att man aldrig får dividera med noll.

Relevanta exempel/uppgifter i kurslitteraturen: Exempel 4.23 (gamla upplagans 3.45); Testuppgift 4.11, 4.12, 4.16 (gamla upplagans 3.19, 3.20, 3.24); Övning 4.23, 4.24, 4.27, 4.28, (4.29) (gamla upplagans 3.40–3.41, 3.45–3.47);

Uppgift 7 - Enkla gränsvärden med algebraisk förenkling (6p)

I den här uppgiften behövde man beräkna gränsvärden som svarade mot de obestämda uttrycken ”\( \frac{0}{0} \)” samt ”\( \frac{\infty}{-\infty} \)” m.h.a. standardmetoderna som fått ganska mycket utrymme i kursboken (Avsnitt 5.1, 5.2, 5.4).

De vanligaste felen/orsakerna till poängavdrag var:

Relevanta exempel/uppgifter i kurslitteraturen: Exempel 5.10, 5.17–5.18; Testuppgift 5.1, 5.4, 5.5, Övning 5.1, 5.6, 5.7

Uppgift 8 - Svåra gränsvärden med instängningssatsen och variabelbyte (4p)

Detta var en svår uppgift som utnyttjade teorin från kapitel 5 (framförallt Avsnitt 5.2), vilken dock inte använts i kursbokens exempel och räkneuppgifter (eller bara lite grann).

De vanligaste felen/orsakerna till poängavdrag var:

Det var faktiskt möjligt att använda sig av instängningssatsen i deluppgiften (b) också genom att anpassa dubbelolikheten \( \cos v \le \frac{\sin v}{v} \le 1 \) så att det blev \( \cos \frac{1}{x} \le x \sin \left(\frac{1}{x}\right) \le 1 \).

Relevanta referenser till kurslitteraturen: Instängningssatsen formuleras i Avsnitt 5.2 (se också tryckfelslistan) och den används i beviset av \( \lim_{x\to 0} \frac{\sin x}{x} \) i Avsnitt 5.3; Variabelbyte används i Exempel 5.11, 5.15a; Testuppgift 5.3; Övning 5.4.

Uppgift 9 - Kontinuitet (4p)

Uppgiften handlade om kontinuiteten av reella funktioner, vilket är ett centralt begrepp inom matematisk analys och behandlades i delkursens slut (Avsnitt 5.6). Kontinuiteten skulle studeras m.h.a. ensidiga gränsvärden (Avsnitt 5.5). I den här uppgiften var det inte riktigt några vanligaste fel. Antingen visste man hur man gör och då blev det fullpoäng (eller kanske några poäng dragits p.g.a. smärre räknefel) eller så hade man ingen aning och då var det bara gallimatias.

Relevanta exempel/uppgifter i kurslitteraturen: Exempel 5.25, 5.32; Testuppgift 5.7, 5.8; Övning (5.16), 5.17