Građevinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu
Osnove inženjerske informatike II (Mathematica)
6. vježbe
Integrali
Neodređeni integrali
Zadatak 1.
Koju funkciju treba derivirati da se dobije funkcija f(x)=cos(4x)?
Provjerite, koristeći derivaciju, dobiveni rezultat.
Uputa: Tražena funkcije se dobije integriranjem zadane funkcije f(x).
In[1]:=
Out[1]=
In[2]:=
Out[2]=
Zadaci za vježbu
Zadatak 1.
Koju funkciju treba derivirati da se dobije funkcija f(x)=arctg x? Provjerite, koristeći derivaciju, dobiveni rezultat.
In[3]:=
Out[3]=
In[4]:=
Out[4]=
Zadatak 2.
Izračunajte i deriviranjem provjerite dobiveni rezultat.
In[5]:=
Out[5]=
In[6]:=
Out[6]=
Određeni integrali
Zadatak 1.
Brzina v matrijalne točke, ovisna o vremenu t, zadana je formulom v(t)=0.3·cos+0.5.
Koliki put prijeđe matrijalna točka od =0.2 do =1?
Uputa: Put je jedank određenom integralu brzine od do .
In[7]:=
In[8]:=
Out[8]=
Zadatak 2.
Odredite duljinu luka grafa funkcije f(x)=sin2x nad segmentom [0,]. Rezultat prikažite pomoću 50 znamenki.
Uputa: Duljina luka krivulje y=f(x) nad segmentom [a,b] jednaka je .
In[9]:=
In[10]:=
In[11]:=
Out[11]=
Zadatak 3.
. Definirajte funkciju f(x)=x+sin(+5).
. Crtanjem grafa funkcije f(x) na segmentu [0, 4] provjerite da je funkcije pozitivna na segmentu [1, 3].
In[12]:=
In[13]:=
Out[13]=
. Pomoću opcije Filling->Axis obojite dio ravnine omeđen s osi x, vertikalama x=1 i x=3, te grafom funkcije f. Upotrijebite opciju AxesOrigin->{0,0}, tako da se osi x i y sijeku u ishodištu.
In[14]:=
Out[14]=
. Izračunajte površinu obojenog dijela, tj. od grafa do osi x nad segmentom [1,3].
Uputa: Ako je funkcija pozitivna na zadanom segmentu onda je površina jednaka određenom integralu funkcije nad tim segmentom.
In[15]:=
Out[15]=
Zadatak 4.
a) Definirajte funkciju h(x)=3-x-sin i nacrtajte njezin graf nad segmentom [0,2.5].
In[16]:=
In[17]:=
Out[17]=
b) Odredite volumen rotacijskog tijela koje nastaje rotacijom dijela ravnine od grafa funkcije h(x)=3-x-sin do x osi nad segmentom [0,2.5], oko osi y.
Uputa: Rotacijski volumen jednak je = 2π .
In[18]:=
Out[18]=
d) Pomoću funkcije RevolutionPlot3D, nacrtajte plohu koja nastaje rotacijom gornjeg grafa oko osi y.
In[19]:=
Out[19]=
e) Odredite volumen rotacijskog tijela koja nastaje rotacijom dijela ravnine od grafa funkcije h(x)=3-x-sin do x osi nad segmentom [0,2.5], oko osi x.
Uputa: Rotacijski volumen jednak je = π .
In[20]:=
Out[20]=
f) Pomoću funkcije RevolutionPlot3D, nacrtajte plohu koja nastaje rotacijom gornjeg grafa oko osi x.
In[21]:=
Out[21]=
Zadaci za vježbu
Zadatak 1.
Sila f, ovisna o x, zadana formulom f(x) = 0.4·sin(2x+1)+9.81, vrši rad po x osi od =0.1 do =0.8. Koliki je taj rad?
Uputa: Rad je jednak određenom integralu sile od do .
In[22]:=
Out[22]=
Zadatak 2.
Crtanjem grafa funkcije g(x)=+ln(+3) na segmentu [0, 2.5] provjerite da je funkcije pozitivna na segmentu [1, 2].
In[23]:=
In[24]:=
Out[24]=
Obojite dio ravnine omeđen s osi x, vertikalama x=1 i x=2, te grafom funkcije g.
In[25]:=
Out[25]=
Odredite površinu od grafa do x osi nad segmentom [1, 2] (točnu i približnu vrijednost).
In[26]:=
Out[26]=
In[27]:=
Out[27]=
Zadatak 3.
a) Nacrtajte graf funkcije f(x)=x+ nad segmentom [0,1].
In[28]:=
Out[28]=
b) Odredite volumen rotacijskog tijela koje nastaje rotacijom dijela ravnine od grafa funkcije f(x)=x+ do x osi nad segmentom [0,1], oko osi y.
c) Rezultat prikažite pomoću 30 znamenki.
Uputa: Rotacijski volumen jednak je = 2π .
In[29]:=
Out[29]=
In[30]:=
Out[30]=
d) Pomoću funkcije RevolutionPlot3D, nacrtajte plohu koja nastaje rotacijom gornjeg grafa oko osi y.
In[31]:=
Out[31]=
e) Odredite volumen rotacijskog tijela koja nastaje rotacijom dijela ravnine od grafa funkcije f(x)=x+ do x osi nad segmentom [0,1], oko osi x.
Uputa: Rotacijski volumen jednak je = π .
In[32]:=
Out[32]=
f) Pomoću funkcije RevolutionPlot3D, nacrtajte plohu koja nastaje rotacijom gornjeg grafa oko osi x.
In[33]:=
Out[33]=
Diferencijalne jednadžbe
Naredba DSolve
Zadatak 1.
Pomoću naredbe DSolve riješite sljedeće diferencijalne jednadžbe:
xy'=2y-x
In[34]:=
Out[34]=
y'cosx+ysinx-1=0 za početni uvjet y(0)=2
In[35]:=
Out[35]=
y''-y=
In[36]:=
Out[36]=
y''-y= za početne uvjete y'(1)=e, y(0)=0.
In[37]:=
Out[37]=
Funkciju koja je rješenje možemo dobiti ovako (pogodno za partikularna rješenje)
In[38]:=
Out[40]=
Out[41]=
In[42]:=
Out[42]=
Drugi način, pomoću "čiste funkcije".
In[43]:=
Out[43]=
Out[45]=
Out[46]=
In[47]:=
Out[47]=
(x+y)dx+(x+2y)dy=0
In[48]:=
Out[48]=
Zadaci za vježbu
Zadatak 1.
Riješite sljedeće diferencijalne jednadžbe:
xy'=2x-x za početni uvjet y(1)=2
In[49]:=
Out[49]=
y''+y=sinx
In[50]:=
Out[50]=
dy+y=2dx za početni uvjet y(0)=3.
In[51]:=
Out[51]=
Notebook izradili: Vladimir Benić i Sonja Gorjanc