6.5 Gradienten

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 (9 juli 2013 kl. 11.36) (redigera) (ogör)
 
(10 mellanliggande versioner visas inte.)
Rad 15: Rad 15:
<div class="ovning">
<div class="ovning">
===Övning 7.5.1===
===Övning 7.5.1===
-
Betrakta funktionen <math>f(x,y)=\sin(x^2y)+e^{x-y}</math> och den sammansatta funktionen <math>g(t)=f(t,t^2)</math>.
+
Beräkna gradienten till <math>f</math> då
 +
 +
a) <math>f(x,y)=x^2+y^3+y^4</math>
-
a) Beräkna <math>g'(t)</math> genom att bestämma <math>g(t)</math> explicit och sedan derivera.
+
b) <math>f(x,y)=\arcsin(xy)</math>
-
b) Beräkna <math>g'(t)</math> med hjälp av kedjeregeln.
+
c) <math>f(x,y)=y\tan(x)</math>
-
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.5.1|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 7.5.1a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 7.5.1b}}
+
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.5.1|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 7.5.1a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 7.5.1b|Tips och lösning till c)|Tips och lösning till övning 7.5.1c}}
 +
 
 +
<div class="ovning">
 +
===Övning 7.5.2===
 +
Beräkna gradienten till <math>f</math> då
 +
 +
a) <math>f(x,y,z)=xyz</math>
 +
 
 +
b) <math>f(x,y,z)=x\arctan(y/z)</math>
 +
 
 +
c) <math>f(x,y,z)=(x^{y})^{z}</math>
 +
 
 +
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.5.2|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 7.5.2a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 7.5.2b|Tips och lösning till c)|Tips och lösning till övning 7.5.2c}}
 +
 
 +
<div class="ovning">
 +
===Övning 7.5.3===
 +
Beräkna gradienten till <math>f</math> då (<math>\mathbf{x}=(x_{1},x_{2},\dots x_{n})</math>)
 +
 +
a) <math>f(\mathbf{x})=\mathbf{a}\cdot\mathbf{x}</math>, där <math>\mathbf{a}</math> är den konstanta vektorn <math>\mathbf{a}=(a_1,a_2,\dots, a_n)\in\mathbb{R}^n</math>
 +
 
 +
b) <math>f(\mathbf{x})=|\mathbf{x}|=\sqrt{x_1^2+x_2^2+\cdots +x_n^2}</math>
 +
 
 +
c) <math>f(\mathbf{x})=\frac{x_{1}}{|\mathbf{x}|}</math>
 +
 
 +
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.5.3|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 7.5.3a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 7.5.3b|Tips och lösning till c)|Tips och lösning till övning 7.5.3c}}
 +
 
 +
<div class="ovning">
 +
===Övning 7.5.4===
 +
Bestäm skärningspunkter mellan kurvorna <math>x^2-y^2=4</math> och <math>x^2+y^2=5</math>. Bestäm också vinklarna mellan kurvorna i skärningspunkterna.
 +
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.5.4|Tips och lösning|Tips och lösning till övning 7.5.4}}
 +
 
 +
<div class="ovning">
 +
===Övning 7.5.5===
 +
Bestäm om möjligt en funktion <math>f(x,y)</math> som löser ekvationen <math>\nabla
 +
f=\mathbf{A}</math> då
 +
 +
a) <math>\mathbf{A}=(y^2,\ 2xy)</math>
 +
 
 +
b) <math>\mathbf{A}=(2y^2,\ 2xy)</math>
 +
 
 +
c) <math>\mathbf{A}=(\cos(xy)-xy\sin(xy),\ -x^{2}\sin(xy))</math>
 +
 
 +
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 7.5.5|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 7.5.5a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 7.5.5b|Tips och lösning till c)|Tips och lösning till övning 7.5.5c}}

Nuvarande version

       6.1          6.2          6.3          6.4          6.5          6.6          6.7          6.8      

Innehåll

Övning 7.5.1

Beräkna gradienten till \displaystyle f

a) \displaystyle f(x,y)=x^2+y^3+y^4

b) \displaystyle f(x,y)=\arcsin(xy)

c) \displaystyle f(x,y)=y\tan(x)

Övning 7.5.2

Beräkna gradienten till \displaystyle f

a) \displaystyle f(x,y,z)=xyz

b) \displaystyle f(x,y,z)=x\arctan(y/z)

c) \displaystyle f(x,y,z)=(x^{y})^{z}

Övning 7.5.3

Beräkna gradienten till \displaystyle f då (\displaystyle \mathbf{x}=(x_{1},x_{2},\dots x_{n}))

a) \displaystyle f(\mathbf{x})=\mathbf{a}\cdot\mathbf{x}, där \displaystyle \mathbf{a} är den konstanta vektorn \displaystyle \mathbf{a}=(a_1,a_2,\dots, a_n)\in\mathbb{R}^n

b) \displaystyle f(\mathbf{x})=|\mathbf{x}|=\sqrt{x_1^2+x_2^2+\cdots +x_n^2}

c) \displaystyle f(\mathbf{x})=\frac{x_{1}}{|\mathbf{x}|}

Övning 7.5.4

Bestäm skärningspunkter mellan kurvorna \displaystyle x^2-y^2=4 och \displaystyle x^2+y^2=5. Bestäm också vinklarna mellan kurvorna i skärningspunkterna.

Övning 7.5.5

Bestäm om möjligt en funktion \displaystyle f(x,y) som löser ekvationen \displaystyle \nabla f=\mathbf{A}

a) \displaystyle \mathbf{A}=(y^2,\ 2xy)

b) \displaystyle \mathbf{A}=(2y^2,\ 2xy)

c) \displaystyle \mathbf{A}=(\cos(xy)-xy\sin(xy),\ -x^{2}\sin(xy))