Odp. a b c
Pkt
Odp. a b cPkt Zń. Pkt
Zad. Pkt.Pyt.1 N
N N
Pyt.6N N N
Zad,.1 Zad,.6Pyt.2 T-
V t
Pyt.7(
Nl,V Zad.2 Zad.7
Pyt.3
f Ń N
Pyt.8 h/Nl f Zad.3 Zad.8
Pyt.4
{ T {
Pyt.9 t\'M T Zń.4 Zad.9
Pyt.5
T T a
Pyt.10N
rvT Zad.5 Zń. n
Suma Suma Ocena
Imię
i nazwisko
Numer indeksuStudia stacjonarne, specjalność ...,...,.
Kolokwium z AM3 - termin rI, styczeń
2016Uwaga. Każde pytałrie za.rrrklrięte jest punktowane w skali (0-3pkt) (lpkt za-każdą popra.wną odpowiedŹ czq§tkową). Kdżde pytanie otwarte jest punktowane w skali (trzpkt). Warunkiem zaliczenia kolokwium jest zdobycie co najmniej 18 pkt w częŚci teoretycznej (zadarria-zamknięte) oraa co najmniej 12 pkt w części otwaxtej. W tabeli odpowiedzi na pytania zamknięte naleŻy wpisywać (ty}ko raa!) odpowiedź w dane po|e TAK lub N.I.E. lnne odpowiedzi lub ich skróty będą tralctowane jako odpowiedź blędna. Szczegóły punktacji i ocen są na stronie: http://math.uni.lodz.pl/ }<arpinw/index.php?go:AM3MaterialyPomocnicze
Pytania zamknięte
1. F\rnkcja "f : lR'
+
lR posiada maksimum lokalne (niekoniecznie właściwe) w punkcie a €, D7, jeśiiN
u)l@)
>/(o)
dla każdego ,, z pewnego otoczenia punktu a.t\ Ul r
jest różniczkowalna w punkcie a i jej pochodna w punkcie aĘmosi
0.N .) l
jest różniczkowalna w punkcie oi
posiada ujemne pochodne czą§tko]ffe drugiego rzędu w punkcie a.2. Następujące zdania dotyczące przestrzeni
R',
2ż
2 są prawdziwe (*x, au,r,
y € Rn):1
a) Jeżeli c1 --,x i
a* ---+ y, to również rn*
ar -+r ł
a.g
b) JeŻeli o1 --+r i
an --+ 9, to również# -
3 dla g, arł
0.-i* C) Jeżeli
rp
--+r i
ax --+ g, to równieżrx _
a* -,+r _
U.3. F\rnkcja
/
: R ---ł lRn jestT
a) klasy Cr(R), jeśIi dla ka;żdegoź: I,2,...fr
funkcjefi
są klasy CP(R).Ń b)
zbieżna do a € R dlaa
--+t;ljeśli
dla każdego,i: !,2,... ,n
granica limr*roń(r) :
O,|.l
c) różniczkowalna w punkcie 16, jeśli dlakażdego,i:1,2,.,.n
funkcjefi
są ciągłe w punkciefrg.
4. Jeśli odwzorowanie
/
: ]R2-,
m,2 jest dyfeomorfizmem, to:T
a) jest regularne.T
b) jest ciągłe i oodwzorowanie odwrotne też jest ciągłe.T
c) jest lokalnie dyfeomorficzne w otoczeniu każdego punktur
€ ]R2.T T T
Ń N Ń
tT
5. JeśIi funkcja
f
:D C
IR'---+JR jest dwukrotnieróżniczkowalnawpunkciea€IntD,
to a)/
posiada wszystkie pochodne cząstkowe drugiego rzędu w punkcie a.b) pochodne cząstkowe pierwszego rzędu funkcji
/
są ciągłe w punkcie a.c) pochodne cząstkowe pierwszego rzędu funkcji
f
sąróżniczkowalne w punkcie a.6. Pochodne cząstkowe drugiegorzędu funkcji
f
:D c
IR,--+R.wpunkciea€D
a) tworzą macieru symetryczną w punkcie
a
(o ile funkcja jest różniczkowalna w punkcie a).b) tworzą macierz wymiaru
n x n x
n.c) tworzą macierz Hessego o niezerowym wyznaczniku.
7. Niech f (t)
: (r(t),g(t),z(t))
będzie funkcją różniczkowalną dla ź > 0. Wówczasa) f '(t) opisuje wektor prędkości punktu materialnego w plzestrzeni, jeśli ruch tego punktu opi- sany jest funkcją
/.
b) punkt porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.
c) szybkośó punktu materialnego wynosi zawsze r/g, j"śti
r(t) :
aQ):
z(t):1.
8. Jeśli
odwzorowanief : D c
m.ł ---+lR'
(dla dowolnychk,n : 2,3,...) jest
dwukrotnie różniczkowalne w punkcie a€ IntD,
to:N
a)/
jest dyfeomorfizmem.6\ b) macierz Jacobiego tego odwzorowania w punkcie a ma niezero\rlIy wyznacznik.
T.) /
jest ciągłe w punkcie a.9. Jeśli
z:
f(r,9)
jest funkcją dwóch zmiennych określoną na pewnym zbiotzeD C
R2, toNl
a) wykres/
jest zbiorem punktów w IR2.Ń
Ul istnieje płaszczyzna styczna do wykresu/
w każdym punkcie zbioru D.T .)
wykres/
jest zbiorem ograniczonym, o ileD
jest zbiorem zwartymi /
jest ciągłalaD.
10. Następujące zdania dotyczące gradientu są prawdziwe:
a) Gradient jest wektorem pochodnych cząstkowych drugiego rzędu funkcji wielu zmiennych o wartościach rzeczywistvch.
b) Gradient jest macierzą pochodnych cząstkowych pierwszego rzędu odwzorowania z ]R' do Re,
(k,nż
2).c) Za pomocą gradientu można wyzlaczyć punkty krytyczne funkcji wielu zmiennych o warto- ściach rzeczywistych.
Pytania otwarte
Zad. L.
Wyznaczi
narysuj dzi,edzźnę funkcji, okreśIonej równani,em f@,u): ffi*
arccos(r-
g).xut1z-,t
zo I
xt.37>Ą.*<x -5
< 4
|,,l+x>.!> x-|
rl+tl)'l
4-xślsa-xl.(r)
Ń Ń
Ń Ń
-r-
{-,.
Ł
Zad.
2.
Zbad,aj, czyfunkcja l(r,r) : [ ffi-,
dla (r, a)+ @,0), jest
ciqgła w punkci,e(0,0). oe{^,d&će
,fi,.d,{'e -rh i,,tt .b, ,l"|". '; :
(o' 0)'Iy. tlrolłltł u'ltnało,.łt i 1 '.[y. ąT
ąpuirŁlcil,nĄAltr,^t(u,^^
#)=}* Ę=l lq,i'(t,',)"H,,
5'rr.o) rŁ'j,r_l ńz n x?o ląo
];"#ł ^,'; fi:ĘĘ T*dó.* il- ł,n"l, Ą.
k^(*-#j=fiĘj -Tffi)"ffi=h=Ę.*:*
'J'-!-_
Irrrtr lln Hl
;*tf;Ę'rri xrt:i,,:)ł,śpł,,,,,ni,opunktu,,,,,,ir,"no,)',o,,$ńr!!i,iil,#ł3:,
w
chwiliźo:0. {ldrłOł N(Y,2 Ęn(ła),(fl'fto)1frł(*")
,{a"(+.))
.pr{ł). ciłlł {n'[t1, rltLL,3*, {."(t)-- -zi,łŁą.tŁ.ltl
+ cł>!Ą,L {.u(o)- Ł
f.({)=
wW 1.1[t)" ,# ta,= ahl {rłct)---Łr+t,[r
_1"*iu)-at
{"(0, e@t ł.'(ł), ed(-,łnł) łł'{t1= ,d(*,ogt,*) - cń^ł {o"ł,o)- - e
1ll1o\=(Ą,-bl-e).
Zad. 4.
Wyznacz, oile
istni,eje, pochodnq ki,erunkowq w ki,er"unku wektora (2,1) w punkcie (0,0)d,la funkcji,
l@,a) : 1frĘ,
{,l o [oto), fł ]ry = ył orltF'
=t.ro
CIołry r łło -t = Fg r,ry = ł->o irg ilTi+ =0,
Zad. 6.
Wyznacz róumuani,e stycznej do wykresu funkcji,l@,ń :
4x2 + 7a'*
cos(r2 +a\ ,
punkcie(ro,uo):10,0).YeĘc1.i7-Żo=#{*ć{)(r-&),#,cu*1ę)
*-J$:i'*Gtt!,}1x {::?'.' '=-,
6ca)= ^\-nńł)q Ęto,o)* ,- o.!_=rO i"+ ,d,ł"a*'ulu47"ł1'
Zad"
7'
CzY funkcja zm'iennej rzeczywi,stej o wańośc,iach wektorowych f(t) : ęffirr1.
jest ró,
-?arlł^Ą n ffirualna
w Punkc'iex: l?
od,powi,ed,ź uzasad,nij od,powi,ed,nim,i rachunkam,i.U; P-Ę;!{Łt'=w,rryc
=!ł*W=W @='(,
-;;o'- ,t_\ Ląo + ,ł.qfFą =U* v,|W
-,$g- Ę J trł Ęl ]' *P
;łłTł4'e guilo +,; ć;,-r*:ffi-,ń=
) Ft,t fq a,o ( a,i ,rŁW,
Zad' 8'
WYznaczwzór
TaYIoraz
pochod,nymi, d,o rzęd,u d,rug,iego włqcznźez
resztq w postac,i Peano d,Ia funkcji f@,ń:
e*ła w punkcźe (0,0),#::i;:er' *,y>,1 ( łar} 'ir"o,,,r,
r G,^?rt $fłrło t
Ę'*ur "')'fir+ł , *!,,(xkł l ffi,,1 + pp(r.! 3
Ę*")-Ę,ls"7#Ą*rt (= Ąr *lU,r,y .l)r,!l(*,.Ąt
Arg-Ąt t.Drqer)
!oco'o1=%rrr,łĘr"łti = 1+ xt,3, ź^,'*r! + łlLf ?_p(;,j)
ll(p,r;ilł uÓ"8ą ( p= Ł)
.i;ł;r';r"Tffi::r,":ooo'r
od,ulzo'otnani,a f(r,a) : 2r ł
39 w punkc,ie(7,2).
Uzasadni,j swójWś,|łW o*, W L*c"Ą,Yrct,Ą = Lr, łJ
^#W ^"WW,* &)rłćorło, +(h"i,) -,g,\r|łh,", pŁ w
,Ę -{ r)=.[.rł +(łtł,,ltr,)-(i*'o)<zą,*łhrf_
(tłr,hi))to10) .ilhll "=(ńół19,9 _;
= ,(uTh-,,,l b,ł lCłł'Yb('tń*-thrrht - 0.L.. l+lL_+ c++L - 6l-.ll :tL n
tffi,, r,ji, ,.=l1Ł, ^ftfl
Zad. tł.
Wyznacz zbi,ór wartosrł,lu,*ń'ir"!'łrl _ ,,
+r,r|.' " ,Ę, ,!,'''Ur'toi)
Mffl^^1 dĄ,hĄr| tl-yzłf >o - - \ lvl rg )' 'ńff;'UJ'łltbh.
y,7 rą^ ,,rhh#,f ,#h,rrł
ryi''Ę' kbĄĄ>ffi) dh F"v-Ązlo *{i, re(."o,-D,lcl,Ą
,,\
\tw,= Rl r*oru.".,
1-łąru r, aflńr,, ,tą
**tffi** . fluł|*' bbfu.,;;l"t Yu,*u',^Ą,L-.-
S {(*.9)=*Ę tł[l-rrtt1) =+od ru!r"9)=.Fł*{Ą( l-r?t,1.)-_ -,.,
y.-,, 4nń ir"O ir,
(Ńo Ęł,c',v\=h.wh(łt,ł)=+o) n (qtbo gt_ł(ir) "Ww u,*^Ą
odp. a b c
Pkt
odp. a b cPkt
Zad.Pkt
Zad, Pkt.Pyt,1
f N
ilr Pyt.6nl
f{nf
Zad.t Zad.6
Pyt.2
fJ r T
Pyt.7 T t |{Zad.2 Zad.7
Pyt.3 f\,ł
Ń
/"i Pyt.8Ń N Ń
Zad,.3Zad.8
Pyt.4 T i l,{ Pyt.9 M
I
}1Zad.4 Zad.9
Pyt.5 N
T Ń
Pyt.10 lV !VŃ Zad.5
Zad,. L0Suma Suma Ocena
Imię i
nazwisko
Numer indeksuStudia stacjonarne, specj alność
Kolokwium z AM3 - termin II, styczeń
2016Uwaga. Każde pytarrie zarrrkrrięte jest punktowane w skali (0-3pkt) (1pkt za kalżdą poprawną odpowiedź cząptkową). Każde pytanie otwarte jest punktowane w skali ((}'2pkt). Warunkiem zaliczrerńa kolokwium jest zdobycie co najmniej 18 pkt w części teoretyczrrej (za.dania zamknięte) oraz co najmniej 12 pkt w części otwartej. W tabeli odpowiedzi na pytania zamknięte należy wpisywać (tylko raz!) odpowiedź w dane pole TAK lub NlE. Inne odpowie.lzi lub iń skróty będą traktowane ja&o odpowiedź błędna. §zczegóły punktacji i ocen są na stronie: http://math,uni,lodz.pl/ karpinw/index.php?go:AM3MaterialyPomocnicze
Pytąnia zamknięte
1. Niech
l(t) : (r(t),y(t),z(t))
będzie funkcją różniczkowalną dla ź > 0. WówczasT
a)/'(r)
opisuje wektor prędkości punktu materialnego w prze§trzeni, jeśli ruch tego punktu opi- sany jest funkcją/.
Ń
b) punkt poru§za się ruchem jednostajnym prostoliniowym,N
c) szybkość punktu materialnego wynosi zawsze/5,
j.Stir(t) :
a(t):
z(t):1.
2. Funkcja
f
:D c
IRn-+R
jest dwukrotnie różniczkowalnawpunkciea€
IntD, jeśliŃ
a)/
posiada pochodną w purrkcie o.1-
b) pochodne cząstkowe drugiego rzędu funkcji/
są ciągłe w punkcie a.1
c) nochodne czą,stkowe pierwszego rzędu funkcji/
są różniczkowalne w punkcie o.3. Funkcja
/
: IR --+ IR' jestŃ
a) klasy C'(m), jeśli dla pewnegoź: L,2,,..frfunkcje f,
są klasy Cr(m).6i
b) ciągł& w JD6, jeśli dla każdego,i: I,2,.
. . ,n, granica lim,+ro lo,(r):0.
*
c) dwukrotnie różniczkowalna w punkcie 16, jeś}iV/("o) :
(/i'(ro), lł@o),,. . , ,lł,@o)).4. Odwzorowaniem regularnym "f , R2
+
R2 jest:J-
a) każde odwzorowanie dyfeomorficzne .f : m2-,
IR2.1
b) odwzorowanie .f , R2 -+ lR.2 okreśIone wzorem:/(r, ,) :
(2r- a,r
+ u).1
c) lcażde odwzorowanie/,
które jest lokalnie odwracalne w otoczeniu każdego punktur
€ IRz.{b) Ń,l
Ńc)
{u*i,lł'al L ć,l:[t"
I r, lulĄ J
!łł* ellĄ-lrx
Ń N Ń
{,
T-
i
r{
$l
Ń
N
5. Pochodne czą,stkowe pierwszego
rzędufunkcji f
:D c R'+lR wpunkciea€ D
twotzą małierz w punkcie o.
tworzą wektor wymiaru n.
tworzą macierz Hessego o zerowym wyznaczniku,
6.
Odwzorowanief , D C Re -- m"
(dla dowolnychk,n : 2,3,... ) jest
dwukrotnie róż- niczkowalne w punkcie o e IntD, jeśli:a) macierz Jacobiego dla
/
jest macierzą symetryczną (zgodnie z tw. Schwałza).b)
lim,-o
f(r):
J@).c)
/
jest ciągłe w punkcie a.7. Jeśli
z:
f(x,y)
jest funkcją dwóch zmiennych określoną na pewnym zbiorzeD C
R2, to a) wykres/
jest zbiorem punktów w IR3.b) istnieje płaszczyzna styczna do wykresu
/
w punkcie a zbioruD,
w którym/
jest r6zńczko-walna.
c) wykres
/
jest zbiorem zwartym, o ileD
jest zbiorem zwartym.8. Funkcja "f : IR" -+
R
posiada minimum lokalne (niekoniecznie własciwe) w punkciea €
D1, jeślia)
/(r)
</(a)
dla każdegor
z pewnego otoczenia punktu a.b) /_ jest różniczkowalna w punkcie a i jej pochodna w punkcie a wynosi 0.
c) /
jest dwukrotnie różniczkowalna w punkcie oi
macierz pochodnych cząstkowych drugiego rzędu w tym punkcie jest symetryczna.9.Dowolnakulaw]R'ośrodkuwpelv]/nympunkcieiustalorrympromieniur>Ojestza-
W§ze
5| a) zbiorem wypukłym, o ile jest zwarta,
r
b) zbiorem zwartym, o ile jest domknięta ,,1 c) zbiorem nieograniczonym.10. Jeśli
odwzorowanie/ : D c Rk -*
lR" (dla dowolnychl§,n :
2,3,. ..) jest
różniczko-walne w punkcie a €
IntD,
to:N
I a) dla kazdegoj : !,.,. ,k
funkcjafi
,D
_+ lR' jest różniczkowalna w punkcie o.N
U;aU
każdegoź: L,...
)n funkcjali
,D
--+ IR jest różniczkowalna w punkcie o.g.i c) wszystkie pochodne cząptkowe pierwszego rzędu dla
/
są funkcjami ciągłymi w punkcie o.Pytania otwarte
Zad. !.
Wgznacz i, narysuj dzi,edzinę funkcji okreśIonej równani,emf(r,,ń : fu*
arcsin(g- r
+ 1),zad,.2.
zbad,aj, czy funkcja f(r,u) : Iff, :i: 'ri,,'o'r!i1,1]. jest
ci,qgła w punkcże'$,fr§.ffi" ru( #)=Hń" 'ttlĘ?ao,, b^<ł,ą ?--, C00) p$or, r_=',
Ą,,)N,,ł,IŁtto.{,ilą ^t[ć. ., t ]ih:##" #W i:'h
YH-i =-1 u+,ń.q, ! 'd*t* o^nloo,bde\
"
uĄsĘ.,ur,t (*ui,ł,
ółp,{,!ir .'' 1
u' us=' W= %*i-r,M
Zad. 3.
Pod,aj wektor prłgśpieszeni,a punktu poruszajqcego si,ę po torze f (t):
(sin2ć2,łtł.,lncosź)
w chwi,liźo
: 0.
Ńetltot/Ff']ne'ot to,
1 ł:o ,* łI
(o\- (f ,[o) ,{"{ to)
,4rlro)
,-{,(u}łłuLłr; Ł'(t), 'Ńfur,colŁl,&
=łtabŁl.,mŻb
ą^^tlA_,'til.]*
ilł:, J§*
@.lŁl+łt toil ,l*,(ńi?-+ Ęln,utt , bo,l'.(-dr,t!),łt
{*tt)-lTil , i.,(t)- ta {"'|Lt)=-t @ ,,l,u{o)= -t
ł,łłYb*wt łitł): h,(-,'tł)---Tt {o'tt)= -ń+ {rł(o), -,|
{tro)- (0 , 1n,-4)
Zad. 4.
Wyznacz,o ile
i,stnieje, pochodnq kierunkouq w kierunku wektora(-2,1)
w punkcie (0,0) dlo funkcjź f@,a): \frz$.
łi,, ho,o)= g\ t(orol*łcą,r) )- {oro
) =lół
Wo łea lł)- o =lltł Łżo t
J*"
b.rr p7O- - ĘĘz
Ę- lffił'l- fi=/u ,rglt<s 'r"łuiBl.e
.. Zad. 5.
Wyznacz ekstrema lokalne funkcji, f(r,ń: rt4EiŻ.
l #i,trffi. rn")
=op_Ęe lą1o,
:ft =-,fu
IH,M*:Ix{--W ffi h rJ"i]'""ff;='^1;
Pę : la.t -rf ,o
X4qtc
1n ł *w (oro)
//' p,arl,wLl-ąlłł,
łdunrPrrlo)=!.
Zad,.
6.
Wyznacz równwanźe stgcznej do wykresu fry,kcjźf@,il :7r2 - 4a'ł
sin(rz +a') ,
punkci,elyr) : 10,o). *itao '. z-zs -- ffił,vo)(x-.")
*ffi(o,v.Xrr,) ó9
?oo Ę(o ro)'O
ffi(r,#
ltłr+t",Gttfl.Lv o{G*), ą ł3+wG.*,ł).Ę
ftro, o)=o ffito,ą,o
3rqry'Ąry.
JYóL ,vzTlzczlcowal'na,u Dunkci,e
r :
0 ? Odpońedź uzasad,nij od,powied,nim,i, rachunkarnż,/r; foĘjg/=liu^ ry-n =,łŁ Ę1:[p" @X'fi,?,ł 'rr; i hł 0 h hĘo lh--tFąffi
= r*hu^,
!t+ t-ł
-ń;, 16m = f"t &ł, k fu, = Q, :j'"1j,'|o')-o 'q'.0.)= \xrt l l= llt{ ,
"Pl,r* ń,^,r,rr*, o l {r'(r)" z, -[,to)*o
.$hol. Ę'to )- (o lo )
]Zad,,7.Czyfunkcjazm,iennejrzeczywi,stejowartośc,iachwektorowychf(x)_#,,"#
jest różnźczkowalna.w punkci,e
r:0
? odnouiertź lp-n.sn.dnó,i ndnao,,in,f^;*: ^^^L .-lZad' 8'
WYznaczuzór
TaYloraz
Pochod,nymi, do rzęd,u'd,rugi,ego włqczniez
resztq w postac,i Peano d,la funkcji f(x,ń: lnr * a
w punkci,e (1,0).{
[r,o)= llllł o.o
ffi,j1-1 *t,lo)=ł
ffi,fi=l frct,.o).l
#r",J)=-h ffi,pl=-l
f(1,9)=
frł,o) ł fi,kĄkr l3")'łr 1,o) r
r