The wiki page is under active construction, expect bugs.

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)