6.6 Riktningsderivatan

SamverkanFlervariabelanalysLIU

(Skillnad mellan versioner)
Hoppa till: navigering, sök
(Ny sida: {| border="0" cellspacing="0" cellpadding="0" height="30" width="100%" | style="border-bottom:1px solid #797979" width="5px" |   {{Mall:Ej vald flik|6.1}} {...)
Nuvarande version (18 september 2014 kl. 13.14) (redigera) (ogör)
 
(12 mellanliggande versioner visas inte.)
Rad 15: Rad 15:
<div class="ovning">
<div class="ovning">
===Övning 7.6.1===
===Övning 7.6.1===
-
Beräkna gradienten till <math>f</math>
+
Bestäm riktningsderivatan till funktionen <math>f(x,y)=xy^2</math> i riktningen
 +
<math>(3,4)</math> i punkten <math>(2,-1)</math>.
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.1|Tips och lösning|Tips och lösning till övning 7.6.1}}
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.1|Tips och lösning|Tips och lösning till övning 7.6.1}}
Rad 21: Rad 22:
<div class="ovning">
<div class="ovning">
===Övning 7.6.2===
===Övning 7.6.2===
-
Beräkna gradienten till <math>f</math>
+
Bestäm riktningsderivatan i riktningen <math>(1,-2,2)</math> av funktionen <math>f(x,y,z)=xy^2z^3</math> i punkten <math>(3,2,1)</math>.
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.2|Tips och lösning|Tips och lösning till övning 7.6.2}}
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.2|Tips och lösning|Tips och lösning till övning 7.6.2}}
<div class="ovning">
<div class="ovning">
===Övning 7.6.3===
===Övning 7.6.3===
-
Beräkna gradienten till <math>f</math>
+
I vilken riktning utgående från punkten <math>(2,3)</math> växer funktionen <math>f(x,y)=x^3-xy^2</math> snabbast? Med vilken hastighet växer <math>f</math>?
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.3|Tips och lösning|Tips och lösning till övning 7.6.3}}
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.3|Tips och lösning|Tips och lösning till övning 7.6.3}}
<div class="ovning">
<div class="ovning">
===Övning 7.6.4===
===Övning 7.6.4===
-
Beräkna gradienten till <math>f</math>
+
Givet nivvåytan <math>x^3+y^2-z^2=0</math>.
-
a) <math>f(x,y)=x^2+y^3+y^4</math>
+
a) Bestäm tangentplanet till nivåytan i punkten <math>(1,0,1)</math>.
-
b) <math>f(x,y)=\arcsin(xy)</math>
+
b) Bestäm tangentplanet till nivåytan i punkten <math>(-1, 1, 0)</math>.
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.4|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 7.6.4a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 7.6.4b}}
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.4|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 7.6.4a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 7.6.4b}}
- 
<div class="ovning">
<div class="ovning">
===Övning 7.6.5===
===Övning 7.6.5===
-
Beräkna gradienten till <math>f</math> då
+
Givet en nivåyta <math>x^{2}+y^{2}+z^{2}=14</math>
-
+
-
a) <math>f(x,y)=x^2+y^3+y^4</math>
+
-
b) <math>f(x,y)=\arcsin(xy)</math>
+
a)
 +
Bestäm tangentplanet till nivåytan i punkten <math>(1,-\sqrt{13},0)</math>
 +
 
 +
b)
 +
Bestäm alla punkter på nivåytan där tangentplanet är parallellt med planet <math>x+2y+3z=5</math>.
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.5|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 7.6.5a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 7.6.5b}}
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.5|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 7.6.5a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 7.6.5b}}
- 
<div class="ovning">
<div class="ovning">
===Övning 7.6.6===
===Övning 7.6.6===
-
Beräkna gradienten till <math>f</math> då
+
Givet en nivåyta <math>x^2+y^2+z^2=5</math>.
-
+
-
a) <math>f(x,y)=x^2+y^3+y^4</math>
+
-
b) <math>f(x,y)=\arcsin(xy)</math>
+
a)
 +
Bestäm tangentplanet till nivåytan i punkten <math>(2,1,0)</math>.
-
c) <math>f(x,y)=y\tan(x)</math>
+
b)
 +
Bestäm de punkter där tangentplanet till nivåytan är parallellt med planet <math>x-2y+3z=13</math>.
 +
 
 +
c)
 +
Bestäm de punkter där tangentplanet till nivåytan är parallellt med planet <math>x-2y=13</math>.
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.6|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 7.6.6a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 7.6.6b|Tips och lösning till c)|Tips och lösning till övning 7.6.6c}}
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.6|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 7.6.6a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 7.6.6b|Tips och lösning till c)|Tips och lösning till övning 7.6.6c}}
 +
 +
<div class="ovning">
 +
===Övning 7.6.7===
 +
Bestäm alla punkter där nivåytorna <math>4x^2+y^2+z^2=8</math> och <math>x^{2}+9y^{2}=z^{2}</math> skär varandra under rät vinkel.
 +
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.7|Tips och lösning|Tips och lösning till övning 7.6.7}}
 +
 +
<div class="ovning">
 +
===Övning 7.6.8===
 +
En kulle beskrivs av funktionen <math>f(x,y)=\frac{3}{1+x^{2}+y^{2}}</math> i lämplig enhet, <math>f</math> anger höjden.
 +
 +
a)
 +
Om du står i punkten <math>(1,1,1)</math> på kullen, i vilken riktning i <math>xy</math>-planet är det brantast nedåt?
 +
 +
b)
 +
I vilka punkter är kullen brantast?
 +
 +
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.8|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 7.6.8a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 7.6.8b}}
 +
 +
<div class="ovning">
 +
===Övning 7.6.9===
 +
Ett berg beskrivs av <math>z=f(x,y)</math>. En bäck startar i en källa i punkten där <math>x=3</math> och <math>y=2</math>.
 +
 +
<math> f(x,y)=\frac{20}{3+x^2+2y^2}</math>
 +
 +
a)
 +
vilken riktning rinner bäcken från i punkten <math>x=3</math> och <math>y=2</math>
 +
 +
b)
 +
Bestäm ekvationen för kurvan längs vilken bäcken rinner.
 +
 +
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.6.9|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 7.6.9a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 7.6.9b}}

Nuvarande version

       6.1          6.2          6.3          6.4          6.5          6.6          6.7          6.8      

Innehåll

Övning 7.6.1

Bestäm riktningsderivatan till funktionen \displaystyle f(x,y)=xy^2 i riktningen \displaystyle (3,4) i punkten \displaystyle (2,-1).

Övning 7.6.2

Bestäm riktningsderivatan i riktningen \displaystyle (1,-2,2) av funktionen \displaystyle f(x,y,z)=xy^2z^3 i punkten \displaystyle (3,2,1).

Övning 7.6.3

I vilken riktning utgående från punkten \displaystyle (2,3) växer funktionen \displaystyle f(x,y)=x^3-xy^2 snabbast? Med vilken hastighet växer \displaystyle f?

Övning 7.6.4

Givet nivvåytan \displaystyle x^3+y^2-z^2=0.

a) Bestäm tangentplanet till nivåytan i punkten \displaystyle (1,0,1).

b) Bestäm tangentplanet till nivåytan i punkten \displaystyle (-1, 1, 0).

Övning 7.6.5

Givet en nivåyta \displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=14

a) Bestäm tangentplanet till nivåytan i punkten \displaystyle (1,-\sqrt{13},0)

b) Bestäm alla punkter på nivåytan där tangentplanet är parallellt med planet \displaystyle x+2y+3z=5.

Övning 7.6.6

Givet en nivåyta \displaystyle x^2+y^2+z^2=5.

a) Bestäm tangentplanet till nivåytan i punkten \displaystyle (2,1,0).

b) Bestäm de punkter där tangentplanet till nivåytan är parallellt med planet \displaystyle x-2y+3z=13.

c) Bestäm de punkter där tangentplanet till nivåytan är parallellt med planet \displaystyle x-2y=13.

Övning 7.6.7

Bestäm alla punkter där nivåytorna \displaystyle 4x^2+y^2+z^2=8 och \displaystyle x^{2}+9y^{2}=z^{2} skär varandra under rät vinkel.

Övning 7.6.8

En kulle beskrivs av funktionen \displaystyle f(x,y)=\frac{3}{1+x^{2}+y^{2}} i lämplig enhet, \displaystyle f anger höjden.

a) Om du står i punkten \displaystyle (1,1,1) på kullen, i vilken riktning i \displaystyle xy-planet är det brantast nedåt?

b) I vilka punkter är kullen brantast?

Övning 7.6.9

Ett berg beskrivs av \displaystyle z=f(x,y). En bäck startar i en källa i punkten där \displaystyle x=3 och \displaystyle y=2.

\displaystyle f(x,y)=\frac{20}{3+x^2+2y^2}

a) vilken riktning rinner bäcken från i punkten \displaystyle x=3 och \displaystyle y=2

b) Bestäm ekvationen för kurvan längs vilken bäcken rinner.