Vrae 1 tot 4 se antwoorde moet op die merkleesvorm op kant ... · PDF file2003 WTW168...
Transcript of Vrae 1 tot 4 se antwoorde moet op die merkleesvorm op kant ... · PDF file2003 WTW168...
2003 WTW168 Semestertest 2 Answers
Vrae 1 tot 4 se antwoorde moet op die merkleesvorm op kant 1gemerk word. Gebruik ’n potlood.
The answers to Questions 1 to 4 must be marked on the optic readerform on side 1. Use a pencil.
Vraag 1 / Question 1
1.1 Bepaal / Evaluate
(i) ∫ cot2θ dθ
Kies een van / Choose one of
1(a) − 12
ln cos2θ + C
1(b) 12
ln|2sinθcosθ| + C
1(c) −2cosec22θ + C
1(d) ln|sinθ| + C
Ans: ∫ cot2θ dθ = 12 ∫
2cos 2θsin2θ
dθ = 12
ln sin2θ + C = 12
ln|2sinθcosθ| + C 1(b)
(ii) ∫ θsec2θ dθ
Kies een van / Choose one of
2(a) θ 2
2tanθ + C
2(b) θ tanθ − ln|cosθ | + C
2(c) θ tanθ + ln|cosθ | + C
2(d) geen van die / none of these
Ans: ∫ θsec2θdθ = θ tanθ − ∫ tanθdθ = θ tanθ − ∫ sinθcosθ dθ = θ tanθ + ln|cosθ | + C 2(c)
(iii) ∫ sin3θcos2θ dθ
Kies een van / Choose one of
3(a) 14
sin4θ + C
3(b) −13
cos3θ + C
3(c) 13
cos3θ − 15
cos5θ + C
3(d) − 13
cos3θ + 15
cos5θ + C
Ans: ∫ sin3θcos2θdθC = ∫ 1 − cos2θ cos2θsinθ dx
= ∫ − cos2θ − sinθ dx + ∫ cos4θ − sinθ dθ = − 13
cos3θ + 15
cos5θ + C 3(d)
(iv) ∫ 1x+1 x−2
dx
Kies een van / Choose one of
4(a) 13
ln x−2x+1
+ C
4(b) − ln 3x + 3 + ln 3x − 6 + C
wtw168 semester test 1 p 1 of 7
4(c) 13
ln x + 1 − 13
ln x − 2 + C
4(d) geen van die / none of these
Ans: 1x+1 x−2
=−13
x+1+
13
x−2
∴ ∫ 1x+1 x−2
dx = ∫−13
x+1+
13
x−2dx = − 1
3ln x + 1 + 1
3ln x − 2 + C = 1
3ln x−2
x+1+ C 4(a)
(v) ∫ xx−5
dx
Kies een van / Choose one of
5(a) ln x − 5 + C
5(b) x + 5ln x − 5 + C
5(c) −x + 5ln x − 5 + C
5(d) −x − 5ln x − 5 + C
Ans: ∫ xx−5
dx = ∫ x−5+5x−5
dx = ∫ 1 + 5x−5
dx = x + 5ln x − 5 + C 5(b)
1.2 Vir n ∈ Z, 0 ≤ n ≤ 3, word die parsiële breuke van x n
x−1 x−2 x+3 2 gegee deur
For n ∈ Z, 0 ≤ n ≤ 3, the partial fractions of x n
x−1 x−2 x+3 2 is given by
Kies een van / Choose one of
6(a) ax−1
+ bx−2
+ cx+3
6(b) ax−1
+ bx−2
+ cx+3 2
6(c) ax−1
+ bx−2
+ cx+3
+ dx+3 2
6(d) geen van die / none of these
Ans: graad(teller)=degree(numerator)< graad(noemer)=degree(denomenator)
x n
x−1 x−2 x+3 2 = ax−1
+ bx−2
+ cx+3
+ dx+3 2 6(c)
of / or ax−1
+ bx−2
+ Cx+Dx+3 2
waar / where Cx+Dx+3 2 =
C x+3−3 +D
x+3 2 =C x+3
x+3 2 + −3C+Dx+3 2 = c
x+3+ d
x+3 2
met / with c = C,d = −3C + D.
1.3 Die lengte van die kromme van y = x 2
3, 0 ≤ x ≤ 3 3
2word gegee deur
The length of the curve of y = x 2
3, 0 ≤ x ≤ 3 3
2is given by
Kies een van / Choose one of
7(a) ∫0
3 32 2π x 2
31 + 4x 2
9dx
7(b) ∫0
3 32 1 + x 2
9dx
7(c) ∫0
π3 3
2sec3u du
wtw168 semester test 1 p 2 of 7
7(d) ∫0
3 32 3
2sec2utanu du
Ans: L = ∫a
b 1 + dydx
2 dx
dydx = d
dxx 2
3= 2x
3∴ L = ∫
0
3 32 1 + 2x
32 dx
Laat / Let 2x3= tanu ∴ 2dx
3= sec2udu
x = 0 ⇒ tanu = 0 ⇒ u = 0,
x = 3 32
⇒ tanu =2 3 3
2
3= 3 ⇒ u = π
3
∴ L = ∫0
3 32 1 + 2x
32 dx = ∫
0
π3 1 + tanu 2 3
2sec2udu = ∫
0
π3 3
2sec3udu 7(c)
1.4 Laat / Let fx = 11+x 4 vir / for x ≥ 1.
Hoe sal jy die funksie gx kies, sódat met behulp van die Vergelykingstoets
vasgestel kan word dat ∫1
∞ fx dx konvergeer?
How will you choose the function gx in order to use the Comparison
Theorem to determine whether ∫1
∞ fx dx converges.?.
Kies een van / Choose one of
8(a) gx = 1x
8(b) gx = 11+x 4
8(c) gx = 1x 4
8(d) gx = 11+x 4
Ans: 1 + x4 ≥ x4 ≥ 0 ∴ 0 ≤ 11+x 4 ≤ 1
x 4 vir / for x ≥ 1.
maar / but ∫1
∞ 1x 4 dx konvergeer / converges
∴ ∫1
∞ 11+x 4 dx konvergeer ook / also converges ∴ Kies / Choose gx = 1
x 4 8(c)
1.5 Laat / Let fx = 21−x
.
Die derdegraadse Taylor polinoom vir fx rondom a = 2 is....
The third degreeTaylor polynomial for fx about a = 2 is...
Kies een van / Choose one of
9(a) T 3x = 2 − 2 x − 2 + 2 x − 2 2 − 2 x − 2 3
9(b) T 3x = −2 + 2 x − 2 − 2 x − 2 2 + 2 x − 2 3
9(c) T 3x = −2 + 2x − 2x2 + 2x3
9(d) T 3x = 2 − 2x + 2x2 − 2x3
Ans:
fx = 21−x
f2 = 21−2
= −2
f′x = d
dx2
1−x= 2
1−x 2 f′2 = 2
1−2 2 = 2
f′′x = d
dx2
1−x 2 = 41−x 3 f
′′2 = 4
1−2 3 = −4
f′′′x = d
dx4
1−x 3 = 121−x 4 f
′′′2 = 12
1−2 4 = 12
fx = 21−x
T 3x = −20!
x − 2 0 + 21!
x − 2 1 + −42!
x − 2 2 + 123!
x − 2 3
wtw168 semester test 1 p 3 of 7
= −2 + 2 x − 2 − 2 x − 2 2 + 2 x − 2 3 9(b)
1.6 Die grafiek van die kromme gegee deur x = 2cos t, y = sint met 0 ≤ t ≤ π, is
The graph of the curve given by x = 2cos t, y = sint with 0 ≤ t ≤ π, is
10(a)
2-2
2
2
10(b)
2 1
10(d)
2-2
10(c)
-1
-2-2 2
10(a)
2-2
2
2
10(b)
2 1
10(d)
2-2
10(c)
-1
-2-2 2
Ans: x2= cos t, y = sint maar / but cos t 2 + sint 2 = 1
∴ x2
2 + y 2 = 1 met /with −2 ≤ x ≤ 2, − 1 ≤ y ≤ 1 ellips / ellipse)
t x y x,y
0 2cos0 = 2 sin0 = 0 2,0
π2
2cos π2= 0 sin π
2= 1 0,1
π 2cosπ = −2 sinπ = 0 −2,0
10(d)
1.7 Die grafiek van die kromme gegee deur x = sin2θ, y = cos2θ, π ≤ θ ≤ 3π2
is
The graph of curve is given by x = sin2θ, y = cos2θ, π ≤ θ ≤ 3π2
is
11(d)11(c)11(a)
1
111(b)
1
1
-1
1
1-1
1
11(d)11(c)11(a)
1
111(b)
1
1
1
1
-1
1
-1
1
1-1
1
Ans: x = sin2θ, y = cos2θ maar / but cosθ 2 + sinθ 2 = 1
∴ x + y = 1 ∴ y = −x + 1 met /with 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1
(reguit lyn / straight line)
θ x y x,y
π sin2π = 0 cos2π = −1 2 0,1 beginpunt / starting point
3π4
sin2 3π4
= 1
2
2= 1
2cos2 3π
4= −1
2
2= 1
212, 1
2
3π2
sin2 3π2
= −1 2 = 1 cos2 3π2
= 0 1,0 eindpunt / end point
, 11(b)
[11]
BEANTWOORD ALLE VERDERE VRAE OP HIERDIE VRAESTEL. /ANSWER ALL THE FOLLOWING QUESTIONS ON THE SCRIPT.
Vraag 2 / Question 2
wtw168 semester test 1 p 4 of 7
Laat / Let x = cos2t, y = sint, t ∈ 0,2π .
i Elimineer die parameter om die Cartesiese vergelyking van die kromme te kry.Eliminate the parameter to find the Cartesian equation of the curve.
Ans: x = cos2t, y = sint, maar / but cos t 2 + sint 2 = 1∴ x + y2 = 1 ∴ y2 = −x + 1 = 4 −1
4x − 1
met / with 0 ≤ x ≤ 1, − 1 ≤ y ≤ 1 (parabool / parabola)
ii Skets die kromme.Sketch the curve.
t x y x,y
0 cos20 = 1 sin0 = 0 1,0 beginpunt / starting point
π2
cos2 π2= 0 sin π
2= 1 0,1
π cos2π = 1 sinπ = 0 1,0
3π2
cos2 3π2
= 0 sin 3π2
= −1 0,−1 verander rigting / Change direction
2π cos22π = 1 sin2π = 0 1,0
, t ∈ 0,2π
y
x
(0,-1)
(0,1)
(1,0)
y
x
(0,-1)
(0,1)
(1,0)
3
wtw168 semester test 1 p 5 of 7
Vraag 3 / Question 3
Laat / Let fx = ln1 + x.
3.1 Bepaal die derde graadse Maclaurin polinoom (Taylor polinoom om a = 0).
Find the third degree Maclaurin polynomial (Taylor polynomial about a = 0).
Ans:
fx = ln1 + x f0 = ln1 + 0 = 0
f′x = d
dx ln1 + x = 11+x
f′0 = 1
1+0= 1
f′′x = d
dx1
1+x= −1
1+x 2 f′′0 = − 1
1+0 2 = −1
f′′′x = d
dx−1
1+x 2 = 21+x 3 f
′′′0 = 2
1+0 3 = 2
∴ fx = ln1 + x P3x = 00!
x0 + 11!
x1 + −12!
x2 + 23!
x3 = x − 12x2 + 1
3x3
3.2 Gebruik die antwoord in 3.1 om die waarde van ln1.1 te bepaal. Gee jou
antwoord tot 3 desimale syfers korrek.
Use the answer in 3.1 to find the value of ln1.1. Give your answer
correct to 3 decimals.
Ans: ln 1.1 = ln1 + 0.1 P30.1 = 0.1 − 12
0.1 2 + 13
0.1 3
= 0.09533 0.095(3 des / 3 dec)
4Vraag 4 / Question 4
Bepaal die oppervlakte van die omwentelingsliggaam gevorm wanneer y = x, 1 ≤ x ≤ 4
om die x − as wentel.
Find the area of the surface of revolution when y = x, 1 ≤ x ≤ 4 is rotated
about the x − axis.
Ans: S = ∫a
b 2πy 1 + f ′x 2 dx, f ′x = dydx = d
dx x = 12 x
∴ S = ∫a
b 2πy 1 + dydx
2 dx = ∫1
4 2π x 1 + 12 x
2 dx
= ∫1
4 2π x 4x+14x
dx = π ∫1
4 4x + 1dx = π6
4x + 1 32
1
4 = π6
17 32 − 5 3
2 30.846
4Vraag 5 / Question 5
’n Partikel beweeg een keer kloksgewys om die sirkel x2 + y − 1 2 = 4.
Die partikel begin by die punt 2,1 . Gee die parametriese vergelykings vir die beweging.
A particle moves around the circle x2 + y − 1 2 = 4 once and in a clockwise direction.
The particle starts at the point 2,1 . Give the parametric equations of the movement.
Ans: Laat / Let x = 2cos t, y − 1 = −2sint
wtw168 semester test 1 p 6 of 7
dan / then x = 2cos t, y = −2sint + 1, t ∈ 0,2π .
Toets antwoord: / Test answer
t x y x,y
0 2cos0 = 2 −2sin0 + 1 = 1 2,1 beginpunt / starting point
π2
2cos π2= 0 −2sin π
2+ 1 = −1 0,−1
π 2cosπ = 2 −1 = −2 −2sinπ + 1 = 1 −2,1
3π2
2cos 3π2
= 0 −2sin 3π2+ 1 = 3 0,3
2π 2cos 2π = 2 −2sin2π + 1 = 1 2,1 eindpunt / end point
Skets / Sketch 2cos t,−2sint + 1
Y
X
-1
0
1
3
-2 -1 1 2
Y
X
Y
X
-1
0
1
3
-2 -1 1 2
wtw168 semester test 1 p 7 of 7