Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

Both sides previous revisionPrevious revision
Next revision
Previous revision
courses:b0b01ma2:exams [2025/01/14 23:36] – [Řešení] jpelccourses:b0b01ma2:exams [2025/01/15 00:04] (current) – [Dvojný integrál] jpelc
Line 94: Line 94:
 Tedy podezřelé body jsou $a_0 = (x, y, z)$. Tedy podezřelé body jsou $a_0 = (x, y, z)$.
  
 +==== Konzervativní vektorové pole ====
  
 +Ověřte, že vektorové pole $\vec{F}(x, y, z) = (e^z + z^2 y, \cos(y) + z^2 x, xe^z + 2xyz)$ je konzervativní a 
 +nalezněte jeho potenciál.
 +
 +\begin{align*}
 +    \frac{\partial f}{\partial x} &= e^z + z^2 y \iff f(x, y, z) = xe^z + xyz^2 + C(y, z) & \\
 +    \frac{\partial f}{\partial y} &= \cos(y) + z^2x \iff f(x, y, z) = xe^z + xyz^2 + \sin(y) + D(z) & \\
 +    \frac{\partial f}{\partial z} &= xe^z + 2xyz \iff f(x, y, z) = xe^z + xyz^2 + \sin(y) + k, \, k \in \mathbb{R}
 +\end{align*}
 +
 +Potenciál vektorového pole $\vec{F}$ je:
 +$ f(x, y, z) = xe^z + xyz^2 + \sin(y) + k, \, k \in \mathbb{R}. $
 +
 +TODO: zdůvodnění
 +
 +==== Dvojný integrál ====
 +
 +Vypočtěte
 +$$ \int_0^1 \int_{2y}^2 e^{x^2} dx\ dy $$
 +
 +Prohodíme pořadí integrace na $dy\ dx$.
 +\begin{align*}
 +    E\text{: } &0 \leq x \leq 2 & \\
 +    &0 \leq y \leq \frac{x}{2}
 +\end{align*}
 +
 +<tikzjax>
 +\usepackage{tikz}
 +
 +\begin{document}
 +
 +\begin{tikzpicture}[>=latex, scale=3.0]
 +    % x axis
 +    \draw[->] (-0.5,0) -- (3.5,0) node[below] {$x$};
 +    \foreach \x in {1,2}
 +        \draw[shift={(\x,0)}] (0pt,2pt) -- (0pt,-2pt) node[below] {\footnotesize $\x$};
 +    
 +    % y axis
 +    \draw[->] (0,-0.5) -- (0,2) node[left] {$y$};
 +    \foreach \y in {1}
 +        \draw[shift={(0,\y)}] (2pt,0pt) -- (-2pt,0pt) node[left] {\footnotesize $\y$};
 +    \node[below left] at (0,0) {\footnotesize $0$};
 +
 +    % Fill the area manually
 +    \fill[yellow, opacity=0.5] (0,0) -- (2,1) -- (2,0) -- cycle;
 +
 +    % Function plot (piecewise linear)
 +    \draw[thick, domain=0:2] plot(\x, {\x/2});
 +    \draw[dashed, domain=2:3] plot(\x, {\x/2}) node[right, font=\scriptsize] {$y=\frac{x}{2}$};
 +    \draw[dashed] (2, 0) -- (2, 1);
 +    \draw[dashed] (2, 1) -- (0, 1);
 +
 +    % Label for the shaded region
 +    \node[font=\scriptsize] at (1.5,0.35) {$E$};
 +\end{tikzpicture}
 +
 +\end{document}
 +
 +</tikzjax>
 +
 +\begin{align*}
 +\int_0^2 \int_{0}^{\frac{x}{2}} e^{x^2} dy\ dx = \int_{0}^{2} \frac{x}{2} e^{x^2} dx = 
 +\begin{array}{|c|}
 +    u=x^2\\
 +    du = 2x\ dx\\
 +\end{array}
 += \frac{1}{4} \int_0^4 e^u\ du = \frac{1}{4} (e^4 - 1)\text{.}
 +\end{align*}
 +
 +==== Gaussova věta ====
 +
 +Pomocí Gaussovy věty zjistěte, jaký je tok pole $\vec{F}(x, y, z) = (z^2 -x, -2xy, \frac{3z}{1+x^2})$ hranicí tělesa
 +omezeného plochami $z = 4 - y^2$, $z=0$, $x=0$ a $x=3$ s vnější orientací.
 +
 +Ze zadání máme skoro všechny meze útvaru známé, jen si nakreslíme $z$ v závislosti na $y$, abychom zjistili meze pro $y$.
 +\begin{multicols}{2}
 +    \begin{tikzpicture}[>=latex]
 +        %x axis
 +        \draw[->] (-2.5,0) -- (2.5,0) node[below] {$y$};
 +        \foreach \x in {-2, -1, 1,2}
 +        \draw[shift={(\x,0)}] (0pt,2pt) -- (0pt,-2pt) node[below] {\footnotesize $\x$};
 +        %y axis
 +        \draw[->] (0,-0.5) -- (0,5) node[left] {$z$};
 +        \foreach \y in {1, 2, 3, 4}
 +        \draw[shift={(0,\y)}] (2pt,0pt) -- (-2pt,0pt) node[left] {\footnotesize $\y$};
 +        \node[below left] at (0,0) {\footnotesize $0$};
 +    
 +        % Function plot (piecewise linear)
 +        \draw[name path=A, thick, domain=0:2] plot(\x, {4-\x^2} );
 +        \draw[name path=B, thick, domain=-2:0] plot(\x, {4+\x^2} );
 +        \draw[name path=C, thick, domain=-2:2] plot(0,0);
 +        \tikzfillbetween[of=A and C, on layer=bg]{yellow};
 +        \tikzfillbetween[of=B and C, on layer=bg]{yellow};
 +        \node[font=\scriptsize] at (0.8,1.5) {$E$};
 +    
 +    \end{tikzpicture}
 +    \columnbreak
 +    \begin{flalign*}
 +        E\text{: } -2 &\leq y \leq 2 & \\
 +        \phantom{-}0 &\leq z \leq 4-y^2
 +    \end{flalign*}
 +\end{multicols}
 +$$
 +\iiint\limits_{(M)} div(\vec{F}) \dif \vec{S} = \int_{0}^{3} \int_{-2}^{2} \int_{0}^{4-y^2} -1 -2x + \frac{3}{1+x^2} 
 +\dif z \dif y \dif x = -\int_{0}^{3} \int_{-2}^{2} 1(4-y^2) + 2x(4-y^2) - \frac{3(4-y^2)}{1+x^2} \dif y \dif x =
 +$$
 +
 +$$
 +-\int_{0}^{3} \int_{-2}^{2} 4 - y^2 + 8x -2xy^2 - \frac{12}{1+x^2} + \frac{3y^2}{1+x^2} \dif y \dif x = -\int_{0}^{3} 16 - 
 +\frac{16}{3} + 32x - \frac{32x}{3} - \frac{48}{1+x^2} + \frac{16}{1+x^2} \dif x =
 +$$
 +
 +$$
 +-\int_{0}^{3} \frac{32}{3} + \frac{64x}{3} - \frac{32}{1+x^2} \dif x = -(32 + 96 - 32 \arctan(3)) = 32(\arctan(3) - 4)\text{.}
 +$$
 ====== Test 10.1.2025 ====== ====== Test 10.1.2025 ======
   - Rozviňte funkci $ f(x) = \frac{x}{1+2x^2} $ se středem v $ x_0 = 0 $ do mocninné řady. Určete největší otevřený interval, kde nastává rovnost funkce a řady.   - Rozviňte funkci $ f(x) = \frac{x}{1+2x^2} $ se středem v $ x_0 = 0 $ do mocninné řady. Určete největší otevřený interval, kde nastává rovnost funkce a řady.
Navigation

Playground

QR Code
QR Code courses:b0b01ma2:exams (generated for current page)