Forskjell mellom versjoner av «TMA4105 - Matematikk 2»
Linje 1: | Linje 1: | ||
{{Infobox |
{{Infobox |
||
| |
| |
||
− | |*Institutt: Institutt for matematiske fag |
+ | |*'''Institutt:''' Institutt for matematiske fag |
− | *Vurderingsform: Skriftlig eksamen (80 %) øving (20%) |
+ | *'''Vurderingsform:''' Skriftlig eksamen (80 %) øving (20%) |
− | *Hjelpemidler: C: Spesifiserte trykte og håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt. |
+ | *'''Hjelpemidler:''' C: ''Spesifiserte trykte og håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.'' |
− | *Øvingsopplegg: |
+ | *'''Øvingsopplegg:''' Ukentlige Maple TA tester og månedlige, skriftlige innlevering |
− | *Studiepoeng reduksjon: |
+ | *'''Studiepoeng reduksjon:''' |
**MA1103 7.5 |
**MA1103 7.5 |
||
**SIF5005 7.5 |
**SIF5005 7.5 |
||
⚫ | |||
}} |
}} |
||
− | {{Infobox |
||
− | |Øvingsopplegg vår 2012 |
||
− | |* Antall godkjente: 8/12 |
||
− | * Innleveringssted: Nordre lavblokk (SBII) |
||
− | }} |
||
== Om faget == |
== Om faget == |
||
⚫ | |||
− | == |
+ | === Faglig innhold === |
⚫ | |||
− | Tegninger er veldig viktig i dette faget, oppgaver kan ofte bli veldig mye lettere etter at man får figuren på papir. |
||
+ | Her er noe av det mest sentrale i emnet: |
||
+ | |||
⚫ | |||
⚫ | |||
Nablaoperatoren er definert som <math>\nabla f(x,y,z) =\frac{\partial f}{\partial x} + \frac{\partial f}{\partial y} + \frac{\partial f}{\partial z}</math>. |
Nablaoperatoren er definert som <math>\nabla f(x,y,z) =\frac{\partial f}{\partial x} + \frac{\partial f}{\partial y} + \frac{\partial f}{\partial z}</math>. |
||
En naturlig utvidelse av dette blir nablavektoren, definert som vektoren <math>\vec{\nabla} f(x,y,z) =[\frac{\partial f}{\partial x},\frac{\partial f}{\partial y},\frac{\partial f}{\partial z}]</math>. |
En naturlig utvidelse av dette blir nablavektoren, definert som vektoren <math>\vec{\nabla} f(x,y,z) =[\frac{\partial f}{\partial x},\frac{\partial f}{\partial y},\frac{\partial f}{\partial z}]</math>. |
||
Linje 30: | Linje 25: | ||
Dersom man setter ''f(x,y,z)=k'', der ''k'' er en konstant, altså man lager nivåkurver i ''f(x,y,z)'' vil nablavektoren stå normal på disse nivåkurvene. |
Dersom man setter ''f(x,y,z)=k'', der ''k'' er en konstant, altså man lager nivåkurver i ''f(x,y,z)'' vil nablavektoren stå normal på disse nivåkurvene. |
||
+ | |||
− | == Formelliste som gis til eksamen == |
||
− | + | '''Dekomponering av akselerasjonsvektor''' |
|
+ | |||
<math>\mathbf{a}(t) = v'(t)\mathbf{T}(t) + \kappa (t)v^2(t)\mathbf{N}(t)</math> |
<math>\mathbf{a}(t) = v'(t)\mathbf{T}(t) + \kappa (t)v^2(t)\mathbf{N}(t)</math> |
||
+ | |||
− | + | '''Diskriminanten i annenderiverttesten''' |
|
+ | |||
<math>\Delta = AC - B^2\,</math> der <math>A = f_{xx},\,\,\, B = f_{xy},\,\,\, C = f_{yy}</math> |
<math>\Delta = AC - B^2\,</math> der <math>A = f_{xx},\,\,\, B = f_{xy},\,\,\, C = f_{yy}</math> |
||
+ | |||
− | === Koordinatsystemer === |
||
− | + | '''Sylinderkoordinater''' (<math>r,\,\theta,\,z</math>) |
|
<math>x = r \cos{\theta}\quad y = r \sin{\theta} \quad z = z</math> |
<math>x = r \cos{\theta}\quad y = r \sin{\theta} \quad z = z</math> |
||
Linje 44: | Linje 42: | ||
<math>r^2 = x^2 + y^2 \quad dV = r dz \,dr \,d\theta</math> |
<math>r^2 = x^2 + y^2 \quad dV = r dz \,dr \,d\theta</math> |
||
+ | |||
− | + | '''Kulekoordinater''' (<math>\rho,\,\phi,\,\theta</math>) |
|
<math>x = \rho \sin{\phi}\cos{\theta}\quad y = \rho \sin{\phi}\sin{\theta} \quad z = \rho\cos{\phi}</math> |
<math>x = \rho \sin{\phi}\cos{\theta}\quad y = \rho \sin{\phi}\sin{\theta} \quad z = \rho\cos{\phi}</math> |
||
Linje 50: | Linje 49: | ||
<math>\rho^2 = x^2 + y^2 + z^2 \quad dV = \rho^2 \sin{\phi} \,d\rho\, d\phi \,d\theta</math> |
<math>\rho^2 = x^2 + y^2 + z^2 \quad dV = \rho^2 \sin{\phi} \,d\rho\, d\phi \,d\theta</math> |
||
+ | |||
− | + | '''Flateintegral''' |
|
+ | |||
<math>d\sigma = \left|\mathbf{N}(u,v)\right|\,du\,dv = \left|\frac{\partial\mathbf{r}}{\partial u}\times \frac{\partial \mathbf{r}}{\partial v}\right|\,du\,dv</math> |
<math>d\sigma = \left|\mathbf{N}(u,v)\right|\,du\,dv = \left|\frac{\partial\mathbf{r}}{\partial u}\times \frac{\partial \mathbf{r}}{\partial v}\right|\,du\,dv</math> |
||
+ | |||
− | + | '''Tyngdepunkt og treghetsmoment''' |
|
+ | |||
<math>\bar{x} = \frac{1}{m} \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T x \, dm \quad \bar{y} = \frac{1}{m} \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T y \, dm \quad \bar{z} = \frac{1}{m} \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T z \, dm \quad dm = \delta(x,y,z)\,dV</math> |
<math>\bar{x} = \frac{1}{m} \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T x \, dm \quad \bar{y} = \frac{1}{m} \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T y \, dm \quad \bar{z} = \frac{1}{m} \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T z \, dm \quad dm = \delta(x,y,z)\,dV</math> |
||
<math>I_x = \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T \left( y^2 + z^2 \right) \, dm \quad I_y = \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T \left( x^2 + z^2 \right) \, dm \quad I_z = \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T \left( x^2 + y^2 \right) \, dm \quad I_L = \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T R(x,y,z)^2 \, dm \quad</math> |
<math>I_x = \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T \left( y^2 + z^2 \right) \, dm \quad I_y = \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T \left( x^2 + z^2 \right) \, dm \quad I_z = \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T \left( x^2 + y^2 \right) \, dm \quad I_L = \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T R(x,y,z)^2 \, dm \quad</math> |
||
− | ===Vektoranalyse=== |
+ | ==== Vektoranalyse==== |
Greens teorem: <math>\oint_C P \, dx + Q \, dy = \int \! \! \! \! \int_R \left( \frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y} \right) \, dA</math> |
Greens teorem: <math>\oint_C P \, dx + Q \, dy = \int \! \! \! \! \int_R \left( \frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y} \right) \, dA</math> |
||
Linje 65: | Linje 68: | ||
Stokes' teorem: <math>\oint_C \mathbf{F} \cdot \mathbf{T}\,ds = \int \! \! \! \! \int_S \operatorname{curl}\,\mathbf{F} \cdot \mathbf{n}\,d\sigma</math> |
Stokes' teorem: <math>\oint_C \mathbf{F} \cdot \mathbf{T}\,ds = \int \! \! \! \! \int_S \operatorname{curl}\,\mathbf{F} \cdot \mathbf{n}\,d\sigma</math> |
||
+ | |||
− | == Eksterne linker == |
||
+ | |||
− | <!-- Byttt ut koden i lenkene og forandr til riktig semester i timeplanlinken --> |
||
+ | === Anbefalte forkunnskaper === |
||
⚫ | |||
+ | TMA4100 Matematikk 1 eller tilsvarende. |
||
− | *[http://www.ntnu.no/studieinformasjon/timeplan/v12/?emnekode=TMA4105-1 Timeplan v12] |
||
+ | |||
+ | === NTNUs emnebeskrivelse === |
||
+ | ''Romkurver. Funksjoner av flere variable. Taylors setning i to dimensjoner, maksima og minima i flere variable, Lagranges multiplikatormetode. Dobbelt- og trippelintegral, linje- og flateintegral. Vektoranalyse. Greens, Stokes' og Gauss' teoremer.'' |
||
+ | |||
+ | == Lenker == |
||
+ | |||
+ | === Læringsressurser === |
||
+ | Adams og Essexs: [http://www.pearsoncanada.ca/highered/showcase/calculus-a-complete-course-8th-edition Calculus, eighth edition]. Boken kan kjøpes i en spesiell tobinds paperbackutgave (ISBN ADAMS Custom 9781783650989) på akademika. Det spiller ingen rolle om dere kjøper spesialutgaven eller den originale utgaven (den eneste forskjellen er at spesialutgaven er delt i to bind). |
||
+ | |||
+ | === Emnerapporter === |
||
+ | [https://irom.ivt.ntnu.no/ivt/adm/kvalitetssikring-utdanning/_layouts/15/WopiFrame.aspx?sourcedoc=/ivt/adm/kvalitetssikring-utdanning/Referansegrupperapporter%20%20IME/IMF/TMA4105%20Ref.gr.rapport%202014%20V%C3%A5r.pdf&action=default Referansegrupperapport 2014] |
||
+ | |||
+ | [https://irom.ivt.ntnu.no/ivt/adm/kvalitetssikring-utdanning/_layouts/15/WopiFrame.aspx?sourcedoc=/ivt/adm/kvalitetssikring-utdanning/Emnerapporter%20%20IME/IMF/TMA4105%20Emnerapport%202014%20V%C3%A5r.pdf&action=default Emnerapport 2014] |
||
+ | |||
+ | === NTNUs sider om emnet === |
||
⚫ | |||
+ | |||
⚫ | |||
+ | |||
+ | [http://www.ntnu.no/studier/emner/TMA4105#tab=omEksamen Eksamens info] |
||
+ | |||
[[Kategori:Obligatoriske emner]] |
[[Kategori:Obligatoriske emner]] |
Revisjonen fra 4. mai 2015 kl. 13:24
|
Innhold
Om faget
Faglig innhold
Matematikk 2 er en utvidelse av matematikk 1 fra grunnleggende kalkulus til multivariabel kalkulus. Her er noe av det mest sentrale i emnet:
Nablavektoren <math>\vec{\nabla}</math>
Nablaoperatoren er definert som <math>\nabla f(x,y,z) =\frac{\partial f}{\partial x} + \frac{\partial f}{\partial y} + \frac{\partial f}{\partial z}</math>. En naturlig utvidelse av dette blir nablavektoren, definert som vektoren <math>\vec{\nabla} f(x,y,z) =[\frac{\partial f}{\partial x},\frac{\partial f}{\partial y},\frac{\partial f}{\partial z}]</math>. Retningen til denne vektoren angir den retningen der funksjonen f(x,y,z) vokser raskest, mens verdien til vektoren angir hvor stor denne veksten er. Ved å følge nablavektoren vil man altså alltid komme til nærmeste ekstrempunkt i funskjonen. Dersom man setter f(x,y,z)=k, der k er en konstant, altså man lager nivåkurver i f(x,y,z) vil nablavektoren stå normal på disse nivåkurvene.
Dekomponering av akselerasjonsvektor
<math>\mathbf{a}(t) = v'(t)\mathbf{T}(t) + \kappa (t)v^2(t)\mathbf{N}(t)</math>
Diskriminanten i annenderiverttesten
<math>\Delta = AC - B^2\,</math> der <math>A = f_{xx},\,\,\, B = f_{xy},\,\,\, C = f_{yy}</math>
Sylinderkoordinater (<math>r,\,\theta,\,z</math>)
<math>x = r \cos{\theta}\quad y = r \sin{\theta} \quad z = z</math>
<math>r^2 = x^2 + y^2 \quad dV = r dz \,dr \,d\theta</math>
Kulekoordinater (<math>\rho,\,\phi,\,\theta</math>)
<math>x = \rho \sin{\phi}\cos{\theta}\quad y = \rho \sin{\phi}\sin{\theta} \quad z = \rho\cos{\phi}</math>
<math>\rho^2 = x^2 + y^2 + z^2 \quad dV = \rho^2 \sin{\phi} \,d\rho\, d\phi \,d\theta</math>
Flateintegral
<math>d\sigma = \left|\mathbf{N}(u,v)\right|\,du\,dv = \left|\frac{\partial\mathbf{r}}{\partial u}\times \frac{\partial \mathbf{r}}{\partial v}\right|\,du\,dv</math>
Tyngdepunkt og treghetsmoment
<math>\bar{x} = \frac{1}{m} \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T x \, dm \quad \bar{y} = \frac{1}{m} \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T y \, dm \quad \bar{z} = \frac{1}{m} \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T z \, dm \quad dm = \delta(x,y,z)\,dV</math>
<math>I_x = \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T \left( y^2 + z^2 \right) \, dm \quad I_y = \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T \left( x^2 + z^2 \right) \, dm \quad I_z = \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T \left( x^2 + y^2 \right) \, dm \quad I_L = \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T R(x,y,z)^2 \, dm \quad</math>
Vektoranalyse
Greens teorem: <math>\oint_C P \, dx + Q \, dy = \int \! \! \! \! \int_R \left( \frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y} \right) \, dA</math>
Divergensteoremet: <math>\int \!\!\!\! \int_S \mathbf{F}\cdot\mathbf{n}\,d\sigma = \int \!\!\!\! \int \!\!\!\! \int_T \operatorname{div}\, \mathbf{F}\,dV</math>
Stokes' teorem: <math>\oint_C \mathbf{F} \cdot \mathbf{T}\,ds = \int \! \! \! \! \int_S \operatorname{curl}\,\mathbf{F} \cdot \mathbf{n}\,d\sigma</math>
Anbefalte forkunnskaper
TMA4100 Matematikk 1 eller tilsvarende.
NTNUs emnebeskrivelse
Romkurver. Funksjoner av flere variable. Taylors setning i to dimensjoner, maksima og minima i flere variable, Lagranges multiplikatormetode. Dobbelt- og trippelintegral, linje- og flateintegral. Vektoranalyse. Greens, Stokes' og Gauss' teoremer.
Lenker
Læringsressurser
Adams og Essexs: Calculus, eighth edition. Boken kan kjøpes i en spesiell tobinds paperbackutgave (ISBN ADAMS Custom 9781783650989) på akademika. Det spiller ingen rolle om dere kjøper spesialutgaven eller den originale utgaven (den eneste forskjellen er at spesialutgaven er delt i to bind).