
| Matematikcentrum |
| Matematik MNF |
|
Fråga Lund om matematik
Frågor och svar juli-september 1997
|
|
30 september 1997 09.29.23
Var i en fraktal startar kaoset?
Karl Maltesson och Erik Wallerstein
Svar:
Jag vet inte om man kan säga att det startar någonstans.
Kjell Elfström
29 september 1997 19.41.57
Angående frågan:
Beräkna volymen av den kropp som alstras när området mellan kurvorna y=1 och y=x^4 roteras kring linjen y=2. Hur gör
man?
Erik Danielsson
Hur blir egentligen V2 ?
Erik Danielsson
Svar:
Frågan du refererar till är 23 september 1997 20.04.02.
Hålet är en rak cirkulär cylinder med höjden 2 och radien 1. Basarean är alltså pi och volymen fås nu som basarean·höjden.
Kjell Elfström
29 september 1997 08.38.10
Fråga: Vem vad det som först kom på
algebra?
Här kommoer också ett problem på
algebra. Talföljden 3,7,11,15 osv är ett
exempel på en sk aritmetisk talföljd. I
en sådan talföljd får man nästa tal
genom att till närmast föregående
addera ett visst tal.Detta tal kallas
differens och betecknas d. I talföljden
här ovanför är d=4. Det n:te i en sådan
talföljd kan beräknas med formeln tn=t1
+(n-1)*d där tn står för det n:te och
t1 för det första talet i följden.
Beräkna det 45:e talet i den talföljd
som börjar så här: 13,21,29,37,45,53?
Daniel Ekelöf
Svar:
Den typ av matematik som algebra handlar om har utövats väldigt länge och jag tror inte att man kan ange någon upphovsman. Se 6 juni 1997 13.16.13.
En talföljd (tn) kallas aritmetisk om skillnaden mellan ett element och det föregående är konstant = d. Adderar man elementen får man en aritmetisk summa. I den enklaste aritmetiska talföljden
1,2,3,...,n
är tk = k och d = 1. För att få en formel med vilkens hjälp man enkelt kan beräkna summan
sn = 1 + 2 + 3 + ... + n
tecknar man först summan på två sätt, dels så som ovan och dels genom att räkna upp elementen i omvänd ordning
sn = n + (n - 1) + (n - 2) + ... + 1.
Vi får då genom att beräkna sn + sn att
2sn = (1 + n) + (2 + n - 1) + (3 + n - 2) + ... + (n + 1) = (n + 1) + (n + 1) + (n + 1) + ... + (n + 1) = n(n + 1)
varav följer att
sn = n(n + 1)/2
dvs
sn = (antalet termer)·(första termen + sista termen)/2.
Denna senare formel gäller allmänt för aritmetiska summor.
För att få det n:e elementet tn i en aritmetisk talföljd
t1, t1 + d, t1 + 2d, ... , t1 + (n - 1)d
behöver vi bara tänka efter hur många gånger differensen d skall läggas till t1 och inser att
tn = t1 + (n - 1)d.
I den aritmetiska talföljden som börjar med
13,21,29,37,45,53
är t1 = 13 och d = 8 varför t45 = 13 + (45 - 1)·8 = 13 + 44·8 = 365.
Kjell Elfström
29 september 1997 08.27.56
Två av de motstående sidorna i en kvadrat förlängs med 25.
De övriga sidorna förkortas med 20. Hur månnga procent mindre area
har den rektangel som uppkommmer än den ursprungliga kvadraten?
VÄNTAR PÅ SVAR!!!!
Magnus Andersson
Svar:
Om de två sidorna förlängs med 25 längdenheter och de andra förkortas med 20 längdenheter kan man inte ge ett svar som inte innehåller den ursprungliga sidlängden. Förlängs de två sidorna 25 gånger och de övriga förkortas 20 gånger får man en till arean större kvadrat. Jag gissar att förlängningen är 25% och förkortningen 20%. Om den ursprungliga sidan är a blir de nya sidorna 1,25a resp 0,80a och förhållandet mellan den nya och den gamla arean blir (1,25·0,80a2)/a2 = 1. Svaret blir att den nya arean är 0% mindre än den gamla.
Kjell Elfström
29 september 1997 08.27.00
Fråga:
Vem kom först Hönan eller Ägget?
Jeremias Ericsson
Svar:
Se 18 september 1997 13.35.18.
Kjell Elfström
29 september 1997 08.21.34
Fråga: Vad blir 10!*3!*7!+5!/6!*8!+
46*5/15,5/13?
Daniel Ekelöf
Svar:
Som det är skrivet kan det definitivt inte bli så litet som 5/13. Jag kan heller inte se hur parenteserna skall sättas för att man skall få ett så litet svar. Återkom gärna med ett förtydligande.
Kjell Elfström
29 september 1997 08.19.03
Herr Frans vill ha sina ägg kokta i 9 minuter.
Vid ett tillfälle hade han ingen klocka utan
endast två timglas. I det ena timglaset rann
sanden igenom på 7 min och i det andra på 4 min
Hur kunde Herr Frans mäta upp 9 min med hjälp av
de två timglasen?
Jeremias Ericsson
Svar:
4·4 - 7 = 9. Han vänder glasen samtidigt. När fyraminutersglaset runnit ut vänder han det. När sjuminutersglaset runnit ut sätter han på äggen, han vänder fyraminutersglaset ytterligare två gånger och när det sedan runnit ut har det gått nio minuter.
Kjell Elfström
26 september 1997 18.00.30
Hej
Hur kommer det sig att -2*-5=10.Dvs varför produkten av två negativa tal blir positiv.
Jag har redan hört förklaringen om att eftersom produkten av ett positivt och ett negativt tal blir negativ så måste produkten av 2 negativa tal bli positiv.
Hälsn Anders
Anders Ljungstedt
Svar:
Vi har distributiva lagen
(a + b)c = ac + bc
och kommutativa lagen
ab = ba.
Skall dessa gälla även för negativa tal måste
0 = 0c = (a + (-a))c = ac + (-a)c
vilket ger att (-a)c = -(ac). Det följer då att
(-a)(-b) = -(a(-b)) = -((-b)a) = -(-(ba)) = ba = ab.
Kjell Elfström
26 september 1997 14.20.12
Två linjer existerar i rymden (med ett ortagonalt koordinatsystem och en tänkt dragningskraft;
z "uppåt") som utgår från samma punkt A, där den ena slutar i punkt B (linje 1) och den andra känner
man bara riktningen för (linje 2). Riktningen är given av två vinklar; den ena (v1) vinkelrätt mot
ett plan parallellt med "markplanet", och den andra (v2) i form av vinkeln mellan den "uppifrån"
projicerade linjen på markplanet och en referensriktning i markplanet (lämpligen i rakt x-led).
Givet:
A,B [x,y,z]; både positiva och negativa värden giltiga
-90* <= v1 <= 90* (* = grader)
0* <= v2 < 360*
Fråga1: hur stor blir vinkeln (0* - 180*) mellan linjerna?
Punkt C bildas i skärningen mellan linje 2 och det plan (p) som är vinkelrätt mot linje 1 och ligger
i B. Vinkeln i fråga1 är alltså < 90*.
Fråga2: hur stor blir vinkeln (0* <= v < 360*) i p mellan BC och referenslinjen som utgår från
punkt B och sträcker sig "medsols" parallellt med markplanet?
Morgan
Svar:
Om koordinaterna avser ett ortonormerat koordinatsystem och u = (u1,u2,u3) och w = (w1,w2,w3) gäller för längden att
|u| = sqrt(u12 + u22 + u32)
och för skalärprodukten att
u ·w = u1w1 + u2w2 + u3w3
och för vinkeln v mellan u och w gäller
cos v = u·w/(|u||w|).
För att besvara den första frågan behöver vi alltså bara bestämma riktningsvektorer u och w för de båda linjerna. För linjen genom A och B är
u = (B1 - A1,B2 - A2,B3 - A3)
en riktningsvektor. För den andra linjen bestämmer vi en riktningsvektor w av längden 1 som vi delar upp i en komposant w ' parallell med z-axeln och en komposant w '' parallell med xy-planet. Då är
w ' = (0,0,sin v1)
och
|w ''| = cos v1
varför
w '' = cos v1(cos v2,sin v2,0)
vilket ger att
w = (cos v1 cos v2, cos v1 sin v2, sin v1).
Planet som är vinkelrätt mot den första linjen och innehåller B har normalvektorn u och följaktligen ekvationen
u1(x - B1) + u2(y - B2) + u3(z - B3) = 0.
Den andra linjens ekvation är
(x,y,z) = (A1,A2,A3) + tw.
Sätter vi in dessa koordinater i planets ekvation och löser ut t får vi det t-värde som svarar mot punkten C. Sätter vi sedan in detta t i linjens ekvation får vi koordinaterna för C. En riktningsvektor för linjen genom B och C är då (C1 - B1,C2 - B2,C3 - B3).
Planet genom B parallellt med xy-planet har ekvationen z = B3. Sätter vi in z = B3 i det förra planets ekvation, sätter y = t och löser ut x får vi skärningslinjens ekvation
(x,y,z) = (x0 + ta,t,B3)
för några värden på a och x0. Denna linje har riktningsvektor (a,1,0). Den andra efterfrågade vinkeln är, som jag tolkar frågan, vinkeln mellan dessa vektorer och kan bestämmas som ovan.
Kjell Elfström
25 september 1997 16.24.31
Hej!
Tack för en mycket bra sida!
Jag läste följande i en bok och vad jag vill ha är ett bevis på varför det stämmer.
"Om man av ett godtyckligt 3-siffrigt tal bildar ett 6-siffrigt tal genom att upprepa de givna tre siffrorna, får man alltid ett tal, som både 7, 11 och 13 går jämnt upp i."
Ex: Givet 723, så gäller att 723723 är delbart med 7, 11 och 13.
Ett bevis tack!
/Tomas Nilsson - datavetenskapliga programmet Uppsala Universitet
Tomas Nilsson
Svar:
Upprepning av de tre siffrorna svarar mot multiplikation med 1001. Eftersom 1001 = 7·11·13 är delbart med 7, 11 och 13 följer påståendet.
Kjell Elfström
25 september 1997 14.22.24
Det finns ju som bekant oändligt många
t.ex rationella tal, även inom ett
ändligt intervall. Alla torde väl
dessutom vara överens om att det såväl
inom ett speciellt intervall som totalt
sett finns fler reella tal än
rationella. Man torde väl t.o.m. kunna
påstå att det finns oändligt många fler
rella tal än rationella. Likväl är det
ju så, att det finns oändligt många
rationella tal, och oändligt många
reella tal. Finns det en massa olika
oändligheter, månne?
Anders Christenson
Svar:
I svaret till 14 september 1997 15.53.07
finns en förklaring till vad lika många betyder när det gäller oändliga mängder. Ofta säger man att två mängder är lika mäktiga eller har samma mäktighet när de har lika många element. Jag nämner också att mängden av rationella tal har mindre mäktighet än mängden av reella tal. Eftersom de rationella talen har samma mäktighet som de positiva heltalen och de reella talen har samma mäktighet som de reella talen mellan 0 och 1 är detta liktydigt med att de positiva heltalen är färre än de reella talen mellan 0 och 1. Här följer Cantors diagonalbevis:
Varje reellt tal mellan 0 och 1 kan entydigt representeras som ett oändligt decimaltal om vi kräver att inget sådant avslutas med idel nior.
Antag nu att det finns en uppräkning av de reella talen mellan 0 och 1 med hjälp av de positiva heltalen. Vi får då en lista av decimalutvecklingar
| A1 |
= |
0,a11a12a13a14...
|
| A2 |
= |
0,a21a22a23a24...
|
| A3 |
= |
0,a31a32a33a34...
|
| A4 |
= |
0,a41a42a43a44...
|
|
... |
|
där alla talen är olika och där varje reellt tal mellan 0 och 1 finns med. Vi ska nu visa att det finns åtminstone ett reellt tal A = 0,a1a2a3a4... mellan 0 och 1 som inte är med i listan. Sätt nämligen ai = 1 om aii = 0 och ai = 0 annars. Då är A <> Ai för alla i eftersom den i:e decimalen i utvecklingarna av A och Ai är olika. Därmed är beviset klart.
Om A är en mängd har P(A) = mängden av alla delmängder till A alltid större mäktighet än A vilket visar att det finns oändligt många olika oändligheter. Mängden av delmängder till heltalen och de reella talen har samma mäktighet. En fråga som man kan ställa sig är om det finns någon mängd som är mäktigare än heltalen men mindre mäktig än de reella talen. Denna fråga kallas kontinuumproblemet. Cantors förmodande i början på nittonhundratalet, kontinuumhypotesen, var att så inte var fallet. Gödel visade på trettiotalet att denna hypotes inte kunde motbevisas och 1963 visade Paul Cohen att den inte kunde bevisas heller.
Kjell Elfström
25 september 1997 13.57.15
Skulle någon kunna ge ett exempel där analys av polynomfunktioner används i något praktiskt sammanhang?
Anders Christenson
Svar:
Polynomfunktioner är ju enkla så till vida att bara addition och multiplikation behövs för att beräkna deras funktionsvärden. Därför används polynom ofta för att approximera mer komplicerade funktioner. Tänk bara på Taylors formel! Även direkt i tillämpningarna dyker polynom upp ofta. Om f(t) är konstant = a är ju v(t) = at + b en primitiv funktion till f och s(t) = at2/2 + bt + c en primitiv funktion till v. Här kanske vi tänker på f(t) som accelerationen vid tiden t och får att hastigheten v(t) ges av ett förstagradspolynom och positionsförändringen s(t) av ett andragradspolynom. Konstanter dyker ju ofta upp i tillämpningarna och av skäl som ovan därför även polynom av högre grad. För att nämna något litet mer avancerat kan jag ta t ex kodningsteori, där resultaten har väl så praktisk användning.
Kjell Elfström
25 september 1997 12.42.37
Lös ekvationssystemen:
x + 2,001y = 5,002 och x + 2,001y = 5,001
x - 2y = -3 x - 2y = -3
Hur påverkas svaren av den marginella förändringen av högerledsvektorn?
Lös nu ekvationssystemen:
x + 2,001y = 5,002 och x + 2,001y = 5,001
x + 2y = 5 x + 2y = 5
Hur påverkas svaren denna gång av högerledsvektorns marginella förändring?
Förändringen av högerledsvektorn är exakt lika stor i bägge fallen. Jämför
nu dessa m.a.p hur svaren påverkades. Förklara eventuella skillnader.
Hur gör man?
Peter Elmen
Svar:
Drar vi i de båda första ekvationssystemen den andra ekvationen från den första får vi
4,001y = 8,002 resp. 4,001y = 8,001. Sätter vi in detta i den andra ekvationen får vi lösningarna x = 1, y = 2 resp. x = 0,9995, y = 1,99975.
Samma metod i de senare systemen ger 0,001y = 0,002 resp. 0,001y = 0,001. Vi får här lösningarna x = 1, y = 2 resp. x = 3, y = 1.
Förklaringen till att skillnaden i lösningarna i det senare fallet är så stor kan ju sägas vara att koefficienten för y där är väldigt liten. Betrakta ekvationerna
ax = u1
ax = u2.
Skillnaderna i lösningarna ges av deltax där
adeltax = u1 - u2 = deltau.
Om a är litet ger även ett litet värde på deltau ett stort värde på deltax.
Även i lineära ekvationssystem fås skillnaden i lösningar ur ekvationssystemet där högerledet är skillnaden mellan högerleden. I det senare fallet
| deltax |
+ |
2,001deltay |
= |
0,001 |
| deltax |
+ |
2deltay |
= |
0 |
Denna koefficientmatris är nära att inte vara inverterbar. Kolonnvektorerna a = (1;1) och b = (2,001;2) är nästan parallella. Geometriskt innebär att lösa detta ekvationssystem att med origo som utgångspunkt ta deltax steg lika långa som a i riktningen av a och sedan ta deltay steg lika långa som b i riktningen av b för att komma fram till punkten (0,001;0). Eftersom vektorerna är nästan parallella kan det bli många steg!
Kjell Elfström
24 september 1997 19.41.08
Det har gjorts flera internationella
matematiktester, där svenska ungdomar/barn
har jämförts med ungdomar från andra
länder. Hur har det gått för våra barn
och var kan jag finna resultat från
sådana här tester?
Hälsningar Ola Nilsson/Svaneskolan Lund
Svar:
En stor undersökning som genomförts är ju TIMSS - Third International Mathematics and Science Study. Se också Enheten för pedagogiska mätningar vid Umeå Universitet.
Kjell Elfström
24 september 1997 10.56.44
2 september -97 frågade någon om kubiska splines,
man hur tolkar man ekvationssystemet, och hur löser
man det?:
( 2 A0 0 0 ... 0 0 ) ( M0 ) ( C0 )
( B1 2 A1 0 ... 0 0 ) ( M1 ) ( C1 )
( 0 B2 2 A2 ... 0 0 ) ( M2 )= ( C2 )
( ... ... ) ( . )= ( . )
( 0 0 0 0 ... 2 An - 1) (Mn - 1 )= (Cn - 1 )
( 0 0 0 0 ...Bn 2 ) ( Mn )= ( Cn )
Morgan
Svar:
| 2M0 |
+ |
A0M1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
C0 |
| B1M0 |
+ |
2M1 |
+ |
A1M2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
C1 |
| |
|
B2M1 |
+ |
2M2 |
+ |
A2M3 |
|
|
|
|
|
|
= |
C2 |
| |
|
|
|
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
Bn - 1Mn - 2 |
+ |
2Mn - 1 |
+ |
An - 1Mn |
= |
Cn - 1 |
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
BnMn - 1 |
+ |
2Mn |
= |
Cn |
Det är Mi, i = 0,1,2,...,n som är de obekanta, de övriga talen är konstanter som har kända värden.
Lineära ekvationssystem, som detta, löses med fördel med hjälp av successiv elimination. Börja med att dra lämpliga multipler av den första ekvationen från de övriga, så att du blir av med M0 i dessa. I det här fallet skall du dra B1/2 gånger den första ekvationen från den andra. I de övriga ekvationerna finns inget M0 så M0 är eliminerat. Dra nu lämpliga multipler av den nya ekvation 2 från ekvationerna nedanför så du blir av med M1 i dessa, därefter multipler av den nya ekvation 3 från ekvationerna nedanför osv. När detta är klart har vi ett ekvationssystem där bara Mn ingår i den sista. Denna kan därför lösas ut. Den näst sista innehåller Mn (som nu är känd) och Mn - 1 som kan lösas ut. Bestäm successivt de obekanta genom att gå uppåt i ekvationerna.
Kjell Elfström
23 september 1997 20.07.05
Behöver hjälp med: En tank har formen av en upp och nedvänd cirkulär kon med höjd 10 m och basradie 4 m.
Den är fylld med vatten upp till nivån 8 m. Tanken töms genom pumpning av allt vatten ända upp till tankens
kant. Beräkna det (fysikaliska) arbete som åtgår för detta.
Erik Danielsson
Svar:
Detta är samma fråga som 9 maj 1997 20.48.06.
Kjell Elfström
23 september 1997 20.04.02
Beräkna volymen av den kropp som alstras när området mellan kurvorna
y=1 och y=x^4 roteras kring linjen y=2. Hur gör man?
Erik Danielsson
Svar:
Vi tar följande som utgångspunkt: Om kurvan
y = f(x), a <= x <= b
roterar kring x-axeln uppkommer ett område vars volym är integralen från a till b av pi(f(x))2dx.
Vi flyttar därför först området så vi får ett likadant men med x-axeln som symmetriaxel i stället för linjen y = 2.
Det område som uppkommer när kurvan
y = f(x) = x4 - 2, -1 <= x <= 1
roterar kring x-axeln är likadant bortsett från att det ursprungliga hålet är igenfyllt. Volymen blir alltså V1 - V2 där V1 är integralen från -1 till 1 av pi(x4 - 2)2dx och V2 volymen av det cylindriska hålet.
Kjell Elfström
23 september 1997 19.48.41
Skulle behöva hjälp med att bestämma extrempunkter och
inflexionspunkt till kurvan y=2x^3/(x^2-1) + 3
Nicklas Andersson
Svar:
Med
f(x) = 2x3/(x2 - 1) + 3
får vi
f '(x) = 2x2(x2 - 3)/(x2 - 1)2
och
f ''(x) = 4x(x2 + 3)/(x2 - 1)3.
Vi observerar att f ej är definierad då x = ±1.
Derivatans nollställen är 0 och ±sqrt(3) och andraderivatans är 0.
| x |
|
-sqrt(3) |
|
-1 |
|
0 |
|
1 |
|
sqrt(3) |
|
|
| f '(x) |
+ |
0 |
- |
odef |
- |
0 |
- |
odef |
- |
0 |
+ |
|
| f ''(x) |
- |
|
- |
odef |
+ |
0 |
- |
odef |
+ |
|
+ |
Ur derivatans teckenschema kan vi utläsa att f har lokalt maximum då x = -sqrt(3), terrasspunkt då x = 0 och lokalt minimum då x = sqrt(3). Ur andraderivatans kan vi utläsa att f har inflexionspunkt då x = 0 eftersom f '' byter tecken där. Att f har inflexionspunkt i 0 följer också av att f har terrasspunkt där.
Kjell Elfström
23 september 1997 05.29.50
Stämmer det att man funnit ett bevis
för Fermats stora sats ?
Det påstods i ett program i Danmarks
tv2 att så skulle vara fallet.
(a^n + b^n + c^n <> d^n för n > 3)
Lars Berglund
Svar:
Ja. Se 22 april 1997 10.39.05.
Kjell Elfström
22 september 1997 14.28.12
vad händer om man låter en isbit tina i rymden där det inte finns någon dragningskraft
Olof,Christopher ufilialen Växjö
Svar: Jag hänvisar till Fråga vetenskapen om fysik.
Kjell Elfström
22 september 1997 14.14.43
Två matematiker möts av en slump på gatan:
Hur mår du och barnen, frågar den ene, du har tre söner, eller hur?
Hur gamla är de nu?
Ja, jag har tre söner, svarar den andre matematikern finurligt. Produkten av deras ålder ärr 36, och om man lägger ihop deras ålder , motsvarar summan exakt antalet fönster på huset där borta. Matematiker ett tänker sig grundligt för och kort efteråt utbrister han förtörnat:
Men hör du du, jag vet inte alls dina barns ålder!
Det är något du inte berättat för mig.
Åh du får ursäkta, svarar matematiker två. Jag glömde säga att min äldste son har rött hår..
Nu var det ingen sak för matematikern att få fram barnens ålder. Hur gamla var dom?
Martin Lanner och Lars Gustavsson
Svar:
Primfaktoriseringen av 36 är 2·2·3·3. Att dela upp 36 i tre faktorer kan göras på följande sätt: 36·1·1, 18·2·1, 12·3·1, 9·4·1, 6·6·1, 9·2·2, 6·3·2, 4·3·3.
Motsvarande faktorsummor är 38, 21, 16, 14, 13, 13, 11, 10. Eftersom den förste matematikern inte kan bestämma barnens ålder med hjälp av uppgiften om denna summa måste den vara 13 och eftersom ett av barnen var äldst är 9, 2, 2 den enda möjligheten.
Kjell Elfström
22 september 1997 14.09.33
Hur löser man matematiskt rubiks kub
Martin Lanner och Lars Gustavsson
Svar:
Med gruppteori som i t ex Lecture notes on the mathematics of the Rubik's cube.
Kjell Elfström
22 september 1997 14.06.27
En busslast turister kommer till en konstutställning på det berömda Pradomuseet i Madrid. Här får de se fem ypperliga målningar. De får namnet på fem olika konstnärer, som var och en har målat en av tavlorna.Turristerna ska nu sätta konstnärens namn på var och en av målningarna. Inte alla är lika duktiga. Resultatet blir att hela 12 av turisterna sättr rätt namn på bara en av målningarna, 27 sätter rätt namn på två och hela 31 gissar rätt på tre.
Frågan är nu hur många av turisterna som har fyra rätt, och hur många gissar rätt på alla fem.
Martin Lanner och Lars Gustavsson
Svar:
Uppenbarligen kan man inte ha precis fyra rätt. Är informationen tillräcklig för att besvara hur många som har alla rätt?
Kjell Elfström
21 september 1997 19.34.28
Finns det någon lättförstålig interpolationsalgoritm/-formel
för enkla "kurvor", som max har två x-värden för varje y-värde
och derivatans derivata inte byter tecken?
Morgan
Svar:
Vad som är en lämplig metod beror ju på vad du vill åstadkomma och hur kända data är fördelade. Den enklaste metoden är väl lineär interpolation. Eftersom funktionerna i frågan är strängt konvexa eller strängt konkava lämpar sig förmodligen någon polynomapproximation. Om interpolation med spline-funktioner kan du läsa i 2 september 1997 19.16.58. Se också t ex Atkinson K: Elementary Numerical Analysis, (Wiley) eller Atkinson K: An introduction to Numerical Analysis, (Wiley). Ingen av dessa böcker är särskilt avancerad men den senare är litet mer djuplodande.
Kjell Elfström
21 september 1997 11.50.10
Kan dere sende meg svar på dette snarest?:
Man har et sjakkbrett hvor to av hjørnene
diagonalt er tatt vekk, og man skal
plassere domminobrikker inni slik at alle
rutene er fylt ut. Og sette opp en mattematisk formel for det.
Håper å høre fra dere.
Hilsen Nicolai
Email : nicolai@delfidata.no
Nicolai@delfidata.no
Svar:
Varje dominobricka täcker en svart och en vit ruta. Den del av schackbrädet som täcks har alltså lika många svarta som vita rutor. Därför går det inte att täcka brädet på ovan angivet sätt.
Kjell Elfström
21 september 1997 11.01.45
HEJ
Tusen meter heter kilometer och en
tiondels meter heter decimeter.
Vad heter tio meter?
Stina
Stina Claesson
Svar:
Dekameter efter det grekiska ordet för tio.
Kjell Elfström
19 september 1997 13.38.33
Hej!
Jag har några matematiska problem som handlar om
en pyramid, men jag kan inte formlerna för att lösa
problemen.
Kanten på bottenytan av pyramiden är given (230m)
och längden från toppen till hörnan på bottenytan
(219m) är given.
Frågorna är:
1. En fotbollsplan är 60*110 m, hur många planer
täcker pyramiden.
2. Hur många liter färg går det åt för att måla
pyramiden? En liter räcker till 4 kvadratmeter.
3. Höjden inuti pyramiden?
4. Hur mycket väger pyramiden? 1 kubikmeter
sten väger 2,4 ton. Svara i hela ton!
Tack på förhand!
Hälsningar Helena Karlsson!
lebika@hotmail.com
Helena Karlsson
Svar:
Låt oss kalla bottensidan för a och avståndet från toppen till hörnet för b.
1. Bottenytan är en kvadrat med arean a2. Ovansidan består av fyra kongruenta trianglar. Triangelhöjden c fås med Pythagoras sats:
b2 = (a/2)2 + c2
varför c = sqrt(b2 - (a/2)2). En triangels area är ca/2. Den totala arean av pyramidens ovansida är alltså
2ca sqrt(b2 - (a/2)2).
2. Se 1.
3. Höjden h går från toppen till basytans tyngdpunkt. Avståndet d från tyngdpunkten ut till ett hörn ges enligt Pythagoras sats av
d2 = (a/2)2 + (a/2)2 = a2/2
och Pythagoras sats en gång till ger
b2 = d2 + h2
varför h = sqrt(b2 - d2).
4. Volymen är basarean·höjden/3.
Kjell Elfström
19 september 1997 08.53.42
Vad är topologi för något ach vad använder man det till.
Lars Gustavsson
Svar:
Topologin studerar de egenskaper hos geometriska objekt som har med form att göra. Ingen hänsyn tas till t ex avstånd och vinklar. Som exempel på ett topologiskt problem brukar man ta problemet med Königsbergs broar. Detta består i att avgöra om det är möjligt att under en promenad passera var och en av de sju broarna precis en gång. Här inses att broarnas längder och exakta lägen är oväsentliga.
Historiskt visade det sig att de öppna mängderna spelade en väsentlig roll för att karakterisera de kontinuerliga funktionerna. En kontinuerlig funktion är nämligen en funktion sådan att den inversa bilden av en öppen mängd alltid är öppen. Detta har renodlats i topologin och ett topologiskt rum är en mängd X tillsammans med en mängd T av delmängder till X. Man kräver att tomma mängden, hela X, unioner av uppsättningar av mängder i T och snitt av ändliga uppsättningar av mängder i T också är mängder i T. Mängderna i T kallas öppna mängder. Om f är en funktion från X till ett topologiskt rum Y säger man att f är kontinuerlig om den inversa bilden f-1(G) är en öppen delmängd av X för varje öppen delmängd G av Y. En homeomorfism f från X till Y är en bijektiv kontinuerlig funktion från X till Y sådan att även f-1 är kontinuerlig. Om en sådan funktion existerar säges X och Y vara topologiskt ekvivalenta. Det är egenskaper som bevaras av homeomorfismer som studeras av topologer och dit hör uppenbarligen inte t ex avstånd. T ex är en cirkel ekvivalent med vilken ellips som helst men inte med ett linjestycke, ett klot med en kub men inte med en torus. En ytas genus (antal hål) är en topologisk egenskap och skämtsamt brukar man säga att en topolog inte kan se skillnad på en kaffekopp och en ringmunk.
Kontinuerliga funktioner är viktiga inom analysen vilken använder många av resultaten från topologin.
Kjell Elfström
19 september 1997 08.46.00
Vad innebär det gyllene snittet inom geometrin.
Lars Gustavsson
Svar:
Eric's Treasure Trove of Mathematics: Golden Ratio har en fyllig redogörelse om detta.
Kjell Elfström
18 september 1997 13.56.54
Om vi har att u är en funktion av en
vektor av y:n, och att dessa i sin tur är
funktioner av ett tal, x, enl följande:
u=sin(y1*y2), och y1=e^x och y2=(x^2+1)
varför i hela världen blir partialderivatan
du/dy1=y2cos(y1*y2) och inte bara
du/dy1=y2cos?
Vilka regler används vid denna beräkning?
Kristian
Svar:
Att y1 och y2 beror av x på det sätt du anger påverkar inte svaret. När man deriverar u = sin y1y2 med avseende på t ex y1 betraktar man ju y2 som konstant. Vi kan lika väl ställa oss frågan: Vad blir derivatan av
f(x) = sin xa
där a är en konstant. För att derivera denna funktion får vi tänka på hur den är sammansatt:
f(x) = g(h(x))
där
g(y) = sin y och h(x) = ax.
Då är
g'(y) = cos y och h'(x) = a
varför kedjeregeln, regeln för hur man deriverar sammansatta funktioner, ger
f'(x) = g'(h(x))h'(x) = (cos ax)·a = a cos ax.
h'(x) brukar kallas för den inre derivatan.
Kjell Elfström
18 september 1997 13.43.11
Hejsan! vi behöver hjälp med denna frågan.
Göran skulle köra bil hem till sina föräldrar. Efter 50 minuters körning, när han hunnit 6 mil, fick han punktering på ena bakdäcket. Det tog Göran 20 minuter att byta däck, var efter han fortsatte. Efter ytterligare 2 timmar och en kvart var Göran hemma hos sina föräldrar. Hur långt hade han kört då, om vi antar att han höll samma hastighet hela tiden.???
mvh mia och lollo
mia och lollo
Svar:
På 50 minuter kör han 6 mil. Den totala körtiden är 2 timmar och en kvart + 50 minuter, dvs 185 minuter. Eftersom hans fart är konstant hinner han 185·6/50 = 22,2 mil under denna tid.
Kjell Elfström
18 september 1997 13.37.42
HEJ
Vi kommer från Eksjö och vi undrar:
De två talen 378553987327066128554 och 482675329021563 multtipliceras med varandra. Hur många siffror innehåller produkten?
Tacksamma för svar
Sofie & Simon
Svar:
Vi konstaterar att
3·1020 = 300000000000000000000 < 378553987327066128554 < 400000000000000000000 = 4·1020
och
4·1014 = 400000000000000 < 482675329021563 < 500000000000000 = 5·1014
och om p är produkten får vi alltså att
1,2·1035 = 3·1020 · 4·1014 < p < 4·1020· 5·1014 = 2·1035.
Produkten har alltså 36 siffror.
Kjell Elfström
18 september 1997 13.35.18
Vi undrar en sak: vem kom först, Hönan eller Ägget?
mvh miaoch lollo
majsan_61@hotmail.com
stimorol10@hotmail.com
mia och lollo
Svar:
Därom tvista de lärde! Jag tolkar emellertid frågan bokstavligt och hänvisar till Fråga
en bonde eller Fråga
en ekolog.
Kjell Elfström
18 september 1997 09.42.49
Jag har en terminologisk fråga:
Vad är den svenska motsvarigheten
till "wavelet", "ondelette"?
Claus Montonen, Helsingfors
Svar:
Översättningen krusning har jag sett och hört förekomma.
Kjell Elfström
17 september 1997 16.17.11
vår varmvattenkran droppar hemma
ungefär en tesked i timmen
jag undrar vad detta kostar oss under
ett år?
pappa säger att det kostar 1kr/kw
det vore schysst om Ni svarade
tobbe liljedahl
Svar:
Vattens värmekapacitivitet är 4,19 kJ/(kg·K), vilket betyder att det går åt 4,19 kJ att värma ett kg vatten 1°. En tesked vatten innehåller omkring 5 ml och en tesked vatten väger därför ungefär 0,005 kg. För att värma denna vattenmängd 60° åtgår det alltså 0,005·60·4,19 kJ. Nu är 1 kWh = 3600 kJ och om 1 kWh kostar 70 öre blir kostnaden att värma vattnet i teskeden 0,005·60·4,19·70/3600 = 0,024442 öre. På ett år blir det 24·365 = 8760 teskedar och kostnaden blir alltså omkring 2,14 kronor.
Kjell Elfström
17 september 1997 11.11.33
hur lyder formeln för partiell integration
glömsk
Svar:
Se 19 november 1996 13.47.15.
Kjell Elfström
16 september 1997 16.08.30
Vad är det för fel på frågan/svaret:
"14 september 1997 15.53.07
Jag har läst någonstans att det finns lika många tal mellan 0 och 1 som det finns tal mellan 0 och 2. Stämmer det?
John Kåberg"
Har jag ett A4 papper och klipper det på mitten och kastar bort ena halvan så är det ju inte längre ett A4 utan ett A5.
mvh Anders Hedberg
Anders Hedberg
Svar:
I en del avseenden är ju [0,1] mindre är [0,2]. Den förra är t ex en äkta delmängd till den senare, dvs alla tal i [0,1] finns med i [0,2] och i [0,2] finns en del som inte finns i [0,1]. Dessutom är längden av det första intervallet mindre än längden av det andra. Detta motsäger dock inte att de är lika stora i den meningen som gavs i svaret till 14 september 1997 15.53.07. Om en ändlig mängd är äkta delmängd till en ändlig mängd kan inte mängderna innehålla lika många element. För oändliga mängder gäller inte detta.
A5-papperet är en äkta delmängd till A4-papperet, likaså har det mindre area. Men projiceras A5-papperet på en filmduk, så det blir så stort som ett A4-papper, så motsvarar varje punkt på bilden precis en punkt på papperet.
Kjell Elfström
15 september 1997 21.46.49
"Struten"
I en glasskiosk finns 6 st olika glass-sorter.
På hur många olika sätt kan jag komponera en strut med tre kulor?
Erik Larsson
Svar:
Att välja ut k element ur en mängd med n om man inte tar hänsyn till i vilken ordning elementen väljs kan göras på
C(n,k) = (n!)/((n - k)!k!)
sätt. Detta uttryck kallas n över k och betecknas oftast som ett n över ett k inom parentes.
Kräver vi att alla kulorna har olika smak är det alltså frågan om att välja k = 3 smaker av allt som allt n = 6 smaker. Detta kan göras på
C(6,3) = (6!)/((3!)(3!)) = (6·5·4)/(3·2·1) = 20
sätt.
Får kulorna ha samma smak kan vi räkna tresmaksstrutarna för sig, de med två smaker för sig och de med en enda smak för sig. Vi får då
C(6,3) + C(6,2) + C(6,1) = 20 + 15 + 6 = 41
möjliga strutar.
Kjell Elfström
15 september 1997 20.57.55
Skulle vilja ha hjälp med ett riktigt svårt mattaproblem.
A * BC = AD
* ----- ----
D * B = D
______________
BE - DC = E
Annica
Svar:
Jag tror att jag skulle behöva få problemet förklarat för mig.
Kjell Elfström
15 september 1997 16.45.11
1: Jag har hört att det går att dra roten ur ett negativt tal, stämmer det och i så fall hur gör man då?
2: Hur många decimaler har det mest noggranna värdet för pi som har uträknats?
Malou Ekman
Svar:
Kvadraten på ett reellt tal är alltid större än eller lika med 0 så kvadratrötter ur negativa tal kan inte vara vanliga reella tal. För att en ekvation
anxn + an - 1xn - 1 + ... + a0 = 0
där n > 0 och an <> 0 alltid skall ha minst en lösning, speciellt ekvationen
x2 + 1 = 0,
inför man så kallade komplexa tal som är på formen a + bi där a och b är reella tal och i den så kallade imaginära enheten. Man definierar vad addition och multiplikation för dessa tal skall innebära. Effekten blir att de kan adderas och multipliceras enligt de vanliga räknelagarna med tillägget att i2 = -1.
På så sätt är ju x = i en lösning till den senare ekvationen ovan och om a < 0 är (isqrt(-a))2 = i2(-a) = (-1)(-a) = a. Vi har även (-isqrt(-a))2 = a och det är inte lika naturligt som då a > 0 att bestämma sig för vilken av dessa båda rötter till ekvationen x2 = a som skall vara roten ur a.
För svar på din andra fråga, se 17 december 1996 22.11.27.
Kjell Elfström
15 september 1997 16.17.22
Hej!
Jag undrar över en uppgift i Linjär algebra.
Den lyder som följer:
Bestäm kanterna i en regelbunden 5-hörning då två
kanter, a, b är givna!
Bra att veta: cos 72 = 1/4 (sqrt5 - 1).
Vore tacksam för ett SNABBT svar!!
Maila svaret till:
kriho137@student.liu.se
Tack på förhand! MVH Kristina
Kristina Holmberg
Svar:
Jag tolkar frågan på följande sätt:
a, b, c, d, e är vektorerna som beskriver kanterna och a och b är kända, dvs vi känner koordinaterna för dem i någon ortonormerad bas. Bestäm c, d, e.
Jag antar för enkelhets skull att de är uppräknade så att a slutar där b börjar, b slutar där c börjar osv.
Betrakta vektorerna som komplexa tal och utnyttja att multiplikation med ett komplext tal av längden 1 betyder rotation. Vi har alltså att a = zb där
z = cos(2pi/5) + i sin(2pi/5)
eller
z = cos(-2pi/5) + i sin(-2pi/5) = cos(2pi/5) - i sin(2pi/5).
Detta beror på att vinkeln mellan a och b är 2pi/5 och att rotationen antingen sker moturs eller medurs. De fem vektorerna uppfyller då
b = za, c = z2a, d = z3a, e = z4a.
Skulle inte a och b vara intilliggande kanter fungerar denna metod ändå men multiplikation med z = b/a motsvarar rotation en annan vinkel.
Om detta är den rätta tolkningen av frågan behöver man egentligen inte upplysningen om att
cos 72° = cos 2pi/5 = (sqrt(5) - 1)/4
vilket är en riktig formel.
Kjell Elfström
15 september 1997 14.01.40
Hej! Jag skall göra ett speciallarbete om Juliamängder och Mandelbrotmängder. Jag undrar om ni kanske har några bra läroverk eller kanske några internetsidor där man kanske kan få tips om experiment eller andra tips. Går det förresten att göra några experiment när det gäller denna delen av matematiken?
Bojan
Svar:
Jag har fått några frågor om fraktaler tidigare och svaren innehåller en del referenser. Se 25 augusti 1997 13.06.35. Att skriva datorprogram som ritar fraktaler kan väl kallas att experimentera. Man kan bl a testa hur olika värden på parametrar i formlerna påverkar fraktalernas utseende.
Kjell Elfström
14 september 1997 19.59.00
Behöver lite hjälp med följande tal, då detta sätt att skriva funktioner är nytt för mig:
Ange värdemängden till funktionen
a) [2,5] -> R, x -> x - [x]
b) [1,3] -> R, x -> [x]x.
Gärna lite förklaringar till.
Tackar på förhand gör
R.K.
Svar:
I a) har vi en funktion f definierad på intervallet [2,5] för vilken gäller att
f(x) = x - [x]. Frågan är vilka värden f(x) kan antaga då 2 <= x <= 5. [x] är heltalsdelen av x vilken är det största heltal som är mindre än eller lika med x. Då 2 <= x < 3 är alltså f(x) = x - 2, då 3 <= x < 4 är f(x) = x - 3, då 4 <= x < 5 är f(x) = x - 4 och slutligen är f(5) = 0. Vi inser att värdemängden är det halvöppna intervallet [0,1).
Även i b) gör vi en uppdelning som ovan. Då 1 <= x < 2 är f(x) = 1x = 1, då 2 <= x < 3 är f(x) = 2x och f(3) = 33 = 27. Värdemängden utgörs av unionen av de tre mängderna {1} [4,8) och {27}.
Kjell Elfström
14 september 1997 15.53.48
En enkel fråga. Hur långt är det till Horisonten?
John Kåberg
Svar:
Det beror på hur högt man står. Antag för enkelhets skull att jorden är ett (absolut runt) klot med radien r och att vi vill mäta avståndet d från horisonten H till en punkt P på höjden h över jordytan. Om Q är jordens medelpunkt bildar QHP en triangel med vinkeln H rät. Pythagoras sats ger oss därför att
(h + r)2 = d2 + r2
varav följer att
d2 = h2 + 2hr.
Hur stort r är kan du säkert slå upp själv.
Kjell Elfström
14 september 1997 15.53.07
Jag har läst någonstans att det finns
lika många tal mellan 0 och 1 som det
finns tal mellan 0 och 2. Stämmer det?
John Kåberg
Svar:
Vi får först klargöra vad vi menar med "lika många". Två mängder A och B innehåller lika många element om det finns en funktion f från A till B sådan att olika värden på x i A ger upphov till olika värden på f(x) i B och sådan att varje y i B verkligen framkommer som ett funktionsvärde y = f(x) för ett x i A. Vi kan ju t ex utan att räkna inse att det finns lika många gifta kvinnor som det finns gifta män (vi bortser från möjligheten till månggifte och registrerade partnerskap). Vi kan nämligen para ihop elementen i A = mängden av gifta kvinnor med elementen i B = mängden av gifta män med hjälp av funktionen f(x) = maken till kvinnan x.
Om A = [0,1] och B = [0,2] inser vi att f(x) = 2x är en sådan bijektiv funktion varför dessa mängder innehåller lika många element. Med hjälp av funktionen f(x) = 1/x - 1 inser vi att det finns lika många reella tal mellan 0 och 1 som det finns positiva reella tal. På liknande sätt kan man visa att det finns lika många positiva heltal som det finns heltal och också att det finns lika många heltal som det finns rationella tal. Däremot finns det färre rationella än det finns reella tal.
Kjell Elfström
14 september 1997 15.48.24
Kan man dela ett tal i 0?
Det borde ju bli oändligt. Det betyter
att det borde gå.
/John Kåberg
John Kåberg
Svar:
Oändligheten är ju inget tal. Det är inte ens säkert att "oändligheten" skulle vara ett tillfredsställande värde på en sådan kvot. Låter vi x vara litet och positivt är ju 1/x väldigt stort men om vi i stället låter x vara negativt och nära 0 blir 1/x ett stort, i betydelsen långt från 0, negativt tal. Betraktar vi i stället kvoter som t ex (sin x)/x för små x får vi tal nära 1.
Kjell Elfström
14 september 1997 12.16.34
970914
Hej. Har försökt skicka in dom här frågorna 2-3 gånger redan, men det verkar ha blivit nått fel. Gör iallafall ett sista försök:
1) Finns det två tal mellan vilka det inte finns något annat tal? (Två tal som ligger precis bredvid varandra). Förklara gärna lite runt det.
2) Om man använder pi, blir det då inte en mikroskopisk (om än ovesäntlig) missberäkning med tanke på att pi är irrationellt?
Taxam för svar.
/CJN
CJN
Svar:
Jag mottog din fråga den 4 september 1997 20.06.43 och har svarat.
Kjell Elfström
13 september 1997 09.44.15
vad blir 3+87
Maria Augestad
Svar:
Se 13 september 1997 09.44.09.
Kjell Elfström
13 september 1997 09.44.09
Vad är 2*3
Ingrid Hedberg
Svar:
Se A Simple Calculator.
Kjell Elfström
13 september 1997 09.27.35
Förklara binominalsatsen. Det skulle jag tycka va kul.
Erik W
Svar:
Binomialsatsen är en generalisering av kvadreringsregeln
(a + b)2 = a2 + 2ab + b2
och lyder
(a + b)n = C(n,0)an + C(n,1)an - 1b1
+ C(n,2)an - 2b2 + ... + C(n,k)an - kbk + ... +
C(n,n)bn
där C(n,k) står för n över k som definieras som n!/((n - k)!k!) och är antalet sätt att ur en mängd med n element välja ut k element. När vi multiplicerar n parenteser (a + b) med varandra bildar vi för varje värde på k, k = 0,1,... ,n, alla de produkter an - kbk som vi kan få genom att ur k av parenteserna välja ett b och ur de övriga ett a. k parenteser kan väljas på C(n,k) sätt varför vi får C(n,k) sådana likadana produkter.
Kjell Elfström
13 september 1997 09.23.09
(15*2-333x/15a)/(188855422*(3/199+1985)
x= 1255
a=98,888155496
carladam70@hotmail.com
Svar:
-0,000000000671526786167242
Kjell Elfström
12 september 1997 17.44.09
På vilket sätt kan man bevisa Pythagoras sats?
benast@educ.umu.se
Svar:
Ett sätt är det som visas i 9 september 1997 14.41.38.
Kjell Elfström
12 september 1997 16.34.57
Ville bara tacka för svaret.
Vänligen
Mari
Mari Olsson
Svar:
Var så god!
Kjell Elfström
12 september 1997 10.53.16
Jag har ett komplext problem:
Det komplexa talet i=sqrt(-1)
(i)^2 = (sqrt(-1))^2 = -1 OK!
(i)^2 = i*i = sqrt(-1)*sqrt(-1) = sqrt((-1)*(-1)) = sqrt(1) = 1 ?
Varför blir det fel? Felet verka uppkomma när man sätter -1
under samma rottecken. Det fungerar med reela tal, varför inte med komplexa?
Svar kan skickas till vg.edstrom@swipnet.se
Göran Edström
Svar:
Räkneregeln sqrt(ab) = sqrt(a)sqrt(b) som gäller för positiva reella tal a och b gäller inte för alla tal. Då a < 0 är det väl inte ens klart vad sqrt(a) skall betyda. Skall det vara isqrt(-a) eller -isqrt(-a).
Kjell Elfström
12 september 1997 10.43.00
Hej!
Skull vilja vet antalet oberonde parametrar för denna funktion:
z(w)=a+b*w^2+i*w*(c+d*w^2)/(f+g*w^2+h*w^4) (där i^2=-1)
Mari Olsson
Svar:
Finns det inga villkor angivna får man väl förutsätta att de sju parametrarna a, b, c, d, f, g och h är oberoende.
Kjell Elfström
12 september 1997 09.09.55
Vad är det som säger att e^iy = u+vi?
Alltså ett komplextal.
Peter Andersson
Svar:
Varje komplext tal u + vi kan skrivas på polär form, dvs
u + vi = r(cos y + i sin y).
Det är ju bara att låta r = sqrt(u2 + v2) och om r <> 0 är (u/r,v/r) en punkt på enhetscirkeln varför y kan bestämmas så att
cos y = u/r, sin y = v/r.
Om r > 0 kan vi gå vidare och även bestämma x så att r = ex varefter vi kan skriva
u + vi = ex(cos y + i sin y).
Vi konstaterar att för funktionen f(x) = ex där x är ett reellt tal gäller
| f(x1 + x2) |
= |
f(x1)f(x2) |
| f(-x) |
= |
1/f(x) |
| f(nx) |
= |
(f(x))n om n är ett heltal. |
Låt oss nu betrakta funktionen F(z) = ex(cos y + i sin y) där z = x + iy är komplext.
Vi har
| e(x1 + x2) |
= |
ex1ex2 |
| cos(y1 + y2) |
= |
cos y1 cos y2- sin y1 sin y2 |
| sin(y1 + y2) |
= |
cos y1 sin y2 + sin y1 cos y2. |
Om z1 = x1 + iy1, z2 = x2 + iy2 följer efter litet räknande att
F(z1 + z2) = F(z1)F(z2).
På liknande sätt visar man att de övriga två räknelagarna som gäller för f(x) också gäller för F(z). Därför är det naturligt att definiera
ez = F(z) där z är ett komplext tal.
Då z = x är ett reellt tal överensstämmer dessutom denna nya definition av exponentialfunktionen med den gamla.
Kjell Elfström
11 september 1997 13.31.20
Vad är det för fördelar med att använda Bågmått i teoretiska undersökningar av trigonometriska funktioner?
Anders Bengtsson
Svar:
Att ange vinkeln i radianer i stället för i grader är naturligare eftersom man då direkt får längden av den båge som vinkeln skär ut ur en enhetscirkel. cos x och sin x är ju också avstånd, om än med tecken, på x- resp. y-axeln. För små x är sin x ungefär lika med x vilket får som följd att derivatan av sin x är cos x. Hade vi mätt i grader i stället hade många formler blivit mer komplicerade. Vi har ju t ex, om f(x) = sin x° = sin(pi x/180), att
f'(x) = (pi/180)cos(pi x/180) = (pi/180)cos x°.
Kjell Elfström
10 september 1997 18.18.23
Hej, jag undrar varför man dividerar roten ur summan av uppskattningarna i kvadrat med antal uppskattningar minus 1. Detta har iriterat mig sen jag över huvudtaget hörde talas om standardavvikelse och ingen har kunnat svarat på denna faktiskt ganska intressanta fråga.
Tack på förhand!
Markus Kirsten
Svar:
Detta är egentligen en fråga för Matematisk statistik men jag dristar mig ändå att svara.
Standardavvikelsen är roten ur variansen och jag diskuterar variansen i stället. En stokastisk variabel är en variabel som antar slumpmässiga värden. Ett exempel är antalet ögon vid kast med en tärning. Antag för enkelhets skull i fortsättningen att den stokastiska variabeln bara kan anta ändligt många värden x1, x2, ..., xn. Väntevärdet E är ett slags genomsnittligt värde, nämligen följande vägda medelvärde:
E = p(x1)x1 + p(x2)x2 + ... + p(xn)xn
där p(xi) står för sannolikheten att värdet xi skall antas. Variansen V definieras sedan som
V = p(x1)(x1 - E)2 + p(x2)(x2 - E)2 + ... + p(xn)(xn - E)2.
Om alla värden är lika sannolika med sannolikheten 1/n blir detta
V = (1/n)( (x1 - E)2 + (x2 - E)2 + ... + (xn - E)2)
och för tärningen är alltså E = 7/2 och
V = (1/6)((-5/2)2 + (-3/2)2 + (-1/2)2 + (1/2)2 + (3/2)2 + (5/2)2) = 35/12.
Antag nu att vi vill skatta variansen genom att kasta tärningen m gånger och beräkna det skattade värdet med ovanstående formel. I många fall känner vi inte väntevärdet E heller utan skattar detta med medelvärdet som framkommer vid försöket. I det mest extrema fallet är m = 1. Visar tärningen x1 blir det skattade väntevärdet också x1 varför skattningen av variansen blir 0 vilket är orimligt. Det vi vill ha är en väntevärdesriktig skattning av variansen. Vi tar ett större värde på m och kastar tärningen m gånger. Detta upprepar vi ett stort antal gånger och gör en skattning Vi av variansen varje gång med n = m i formeln ovan. Man kan visa att väntevärdet för denna skattade varians är V(m - 1)/m och medelvärdet av de skattade varianserna kommer alltså att närma sig V(m - 1)/m och inte den sanna variansen V när vi låter antalet försök gå mot oändligheten. Använder vi i stället formeln med faktorn 1/(m - 1) i stället för 1/m får vi en väntevärdesriktig skattning.
Kjell Elfström
10 september 1997 12.41.17
Vad innebär pythagoras sats?
Kristoffer Aronsson
Svar:
Se 9 september 1997 14.41.38.
Kjell Elfström
9 september 1997 22.03.19
Hur pluggar man bäst inför ett matte prov?
Jag går nu Nv programmet och då är matten viktigt.
Vore glad om ni ville svara.
Mvh/Andreas Säf
Andreas Säf-P
Svar:
Att kunna lösa alla de typer av problem som ingår i avsnitten ifråga är naturligtvis viktigt. Därför är det nödvändigt att träna på sådana problem. Det är dessutom viktigt att man förstår teorin som behandlas och är problemen rätt utformade så är de en hjälp på vägen dit och dessutom testar de att man förstått. En lämplig metod vid inlärning av matematik kan vara att först ögna igenom teoridelen, sedan lösa de problem man ser att man klarar av. Därefter läser man teorin ordentligt och ser efter vilka delar som är relevanta för de olika problemen varpå man gör ett nytt ordentligt försök att lösa dem.
Kjell Elfström
9 september 1997 14.41.38
Jag skulle vilja se ett formellt
matematiskt bevis för Pytagoras sats där
alla ingående formler har bevisats.
Ola Mattsson
Svar:
Följande bevis av Pythagoras sats bygger på likformighet och utnyttjar bland annat att två trianglar ABC och A'B'C' är likformiga om vinklarna A och A' är lika stora och vinklarna B och B' är lika stora.
Låt nu ABC vara en rätvinklig triangel och antag att vinkeln C är rät. Om sidorna a, b och c står mot A, B resp. C säger Pythagoras sats att
a2 + b2 = c2.
För att visa detta väljer vi en punkt D på sidan AB så att vinkeln ADC och därför också vinkeln CDB är rät. Då är trianglarna CBD och ACD båda likformiga med triangeln ABC,. Vi får därför att
a/DB = c/a och b/AD = c/b
vilket ger att
a2 + b2 = cDB + cAD = c(DB + AD) = c2.
Att göra en fullständig härledning utifrån postulaten skulle bli för omfattande i en spalt som denna. Jag får i stället hänvisa till läroböcker i geometri.
Kjell Elfström
9 september 1997 14.12.09
Var kan man hitta teorin för
partialbråksuppdelning?
Tacksam för lästips.
Staffan Lundberg
Svar:
Om detta kan man läsa i de flesta elementära böcker i algebra, t ex
Serge Lang: Undergraduate Algebra, Springer-Verlag.
Kjell Elfström
8 september 1997 19.06.33
En fråga gällande komplexa tal.
Talet är ett absolut(belopp), nämligen:
| z - ( 1+i ) | = 1
Jag skall åskådliggöra "the set of points" i det komplexa talplanet som satifierar ovan nämnda ekvation.
Min fråga är: Hur kommer jag fram till dem punkterna, dvs hur löser jag ekvationen så att jag kan åskådliggöra det i "det komplexa talplanet" ?
Björn Landin
Svar:
Se 6 september 1997 14.37.04.
Kjell Elfström
8 september 1997 12.38.33
Hejsan,
Jag har funderat lite på fakultet.
Jag brukar räkna lite med dem men
har nu kört fast.
Vad är e!, det vill säga e-fakultet
(e är den naturliga basen ungefär lika
med 2.17)
Vad är pi!
Jag har Mathematica 3.0, och det svarar
e!=4,26 (med två decimalers noggrannhet)
pi!=7,19 (med samma antal värdesiffror)
Men hur kan man räkna ut e! ???
e är ju inte ett heltal. vi har fått
definitionen n!=n(n-1)(n-2)...3*2*1
Håller inte den längre???
Tacksam för svar!
Har nin nåt tips på specialarbete i
matematik, så skriv gärna det med.
MVH/Mikael Persson
Mikael Persson
Svar:
Vi har följande definition:
| 0! |
= |
1 |
| n! |
= |
1·2·3·...·n om n är ett positivt heltal. |
Om man nu, för ett naturligt tal n, beräknar den generaliserade integralen från 0 till oändligheten av
tne-tdt
får man just n! enligt ovanstående definition. Det finns emellertid ingenting som hindrar att man i denna integral låter n vara t ex e eller pi. I själva verket är integralen definierad för alla tal n > -1 och det är naturligt att kalla denna integral n! även då n inte är ett naturligt tal.
Integralen beräknad för n = z - 1 kallas Gamma-funktionen av z och det finns, utom undantagsvis, inga metoder för att ange något exakt värde av denna.
Kjell Elfström
6 september 1997 14.37.04
Hur löser jag följande uppgift:
Abs(z+i) = 2 Detta ska åskådliggöras i ett komplext talplan där z = x + iy?
Martin Bengtsson
Svar:
Det komplexa talet z = x + iy representeras i det komplexa talplanet som punkten eller vektorn som har koordinaterna (x,y). Absolutbeloppet
|z| = sqrt(x2 + y2) är då längden av vektorn eller, om man så vill, avståndet från origo till punkten. Om z och w är två komplexa tal representeras vektorn z - w som den riktade sträckan från punkten w till punkten z och längden |z - w| är alltså avståndet mellan dessa punkter. Ekvationen i frågan kan skrivas
|z - (-i)| = 2
och betyder att avståndet från z till -i är 2. Mängden kan alltså åskådliggöras som en cirkel med medelpunkt i -i och radie 2.
Kjell Elfström
5 september 1997 00.02.51
u och v är två lika långa vektorer som bildar vinkeln 2pi/3 med varandra. Vad blir vinkeln mellan u+2v och 3u-v?
Urban Selander
Svar:
Antag att u och v båda har längden 1 och inför en ortonormerad bas e1, e2 så att e1 = u. Då får u koordinaterna (1,0) och om e2 väljs lämpligt blir v = (-1/2,sqrt(3)/2).
Då blir w = u + 2v = (0,sqrt(3)) och z = 3u - v = (7/2,-sqrt(3)/2) och om t är vinkeln mellan w och z är
cos t = (w·z)/(|w||z|) = (-3/2)/(sqrt(3)sqrt(52/4)) = -sqrt(39)/26
vilket ger att t är ungefär 0,58 radianer.
Kjell Elfström
4 september 1997 20.06.43
Hej.
Jag skulle vara tacksam om du kunde
besvara dessa båda frågor.
Fråga 1:
Finns det två tal mellan vilka det inte
finns något annat tal? (Två tal som
ligger precis bredvid varandra) Förklara
gärna lite runtomkring.
Fråga2:
Eftersom pi är irationellt, blir det då
inte en viss (om än ovesentlig)
missberäkning när man använder pi i en
beräkning?
Tack i förskott.
Mvh. JohanN.
CJN
Svar:
Mellan två olika tal finns alltid andra reella tal. Det är lätt att inse att det bör vara så eftersom de reella talen kan representeras av tallinjen och om a och b är två olika punkter på tallinjen ligger mittpunkten (a + b)/2 mellan a och b. Genom att ta mittpunkter mellan mittpunkterna och upprepa detta inser man att det finns oändligt många tal mellan a och b.
Varje intervall [a,b] där a < b innehåller alltså oändligt många tal och faktum är att detta, kanske lilla, intervall har samma mäktighet som de reella talen, dvs innehåller (i någon mening) lika många tal som det finns reella tal.
Angående pi är svaret ja. Man får ett visst fel.
Kjell Elfström
3 september 1997 22.26.37
Om jag har en volym vanlig luft med
en viss täthet,tryck och temperatur och
sedan komprimerar denna x antal gånger
vilket tryck, täthet och temperatur
får jag då?
Magnus Stålnacke
Svar:
Jag hänvisar till Fråga vetenskapen om fysik.
Kjell Elfström
3 september 1997 20.59.01
Jag skulle vilja ha lite info om absolutbelopp. Vi har börjat med det och jag är helt borta.
Ingalill
Svar:
Absolutbelopp har med avstånd att göra. Avståndet från 2 till 5 på tallinjen beräknas som 5 - 2 = 3. Men vad är avståndet mellan x och y? Om det är x - y eller y - x beror på om x eller y är störst.
Definitionen av absolutbelopp är enkel. Absolutbeloppet |a| av ett reellt tal a är a om a >= 0 och -a annars. Av detta följer t ex att |8| = 8 och |-7| = -(-7) = 7 eftersom 8 >= 0 och -7 < 0.
Avståndet mellan x och y kan nu enkelt skrivas |x - y| vilket är samma sak som |y - x|.
Direkt från avståndstolkningen följer t ex att olikheten |x - 3| < 2 har lösningarna 1 < x < 5 och att olikheten |x - 3| > 2 har lösningarna x < 1 eller x > 5.
Kjell Elfström
2 september 1997 20.09.41
När man pratar om vad derivata är så är det vanligt att man visar en funktion med en sekant inritad och sedan visar vad som händer om man låter punkterna sammanfalla i en enda (tangenten). Man brukar då säga att delta-y går mot noll, men måste egentligen inte delta-x också göra det isåfall?
Pär
Svar:
Sekantens riktningskoefficient är differenskvoten
(f(x + deltax) - f(x))/deltax
där täljaren brukar kallas deltay. Om gränsvärdet av detta uttryck existerar då deltax går mot 0, säger man att f är deriverbar i punkten x och kallar gränsvärdet för derivatan av f i punkten x.
Normalt är det alltså deltax som betraktas som oberoende variabel och som skall gå mot 0. Om f är kontinuerlig i x gäller att deltay går mot 0 då deltax går mot 0 och detta är en nödvändig, men ej tillräcklig, förutsättning för att f skall vara deriverbar i x.
Kjell Elfström
2 september 1997 19.16.58
Hej!
Kan någon av er beskriva hur man gör
en s.k. kubisk spline och hur den
fungerar?
Peter Langenius
Svar:
En kubisk spline-funktion på intervallet [a,b] är en funktion som är två gånger kontinuerligt deriverbar i [a,b] och för vilken det existerar en indelning
a = x0 < x1 < ... < xn = b
av [a,b] sådan att f i varje delintervall [xi,xi + 1] är identisk med ett polynom av grad 3.
Ofta vill man bestämma en kubisk spline-funktion f som i varje punkt xi antar ett föreskrivet värde yi. Det visar sig att detta inte är tillräckligt för att entydigt bestämma f utan man kräver att ytterligare villkor är uppfyllda, t ex att
f''(a) = f''(b) = 0.
Med detta tilläggsvillkor blir f entydigt bestämd.
Sätt nu
| hj + 1 |
= |
xj + 1 - xj, j = 0,1,2,...,n - 1 |
| Mj |
= |
f''(xj), j = 0,1,2,...,n |
Då kan vi, för x i [xj,xj + 1], skriva
f(x) = aj + bj(x - xj) + cj(x - xj)2 + dj(x - xj)3
där
| aj |
= |
yj |
| bj |
= |
(yj + 1 - yj)/hj + 1 - (2Mj + Mj + 1)hj + 1/6 |
| cj |
= |
Mj/2 |
| dj |
= |
(Mj + 1 - Mj)/(6hj + 1). |
Vi ser att det räcker att bestämma Mj, j = 0,1,2,...,n och detta gör vi på följande sätt:
Sätt, för j = 1,2,...,n - 1,
| Aj |
= |
hj + 1/(hj + hj + 1) |
| Bj |
= |
1 - Aj |
| Cj |
= |
(6/(hj + hj + 1))(( yj + 1 - yj)/hj + 1 - ( yj - yj - 1)/hj). |
och A0 = Bn = C0 = Cn = 0.
Då kan Mj bestämmas ur följande ekvationssystem som för tydlighets skull skrivits på matris-form:
| ( |
2 |
A0 |
0 |
0 |
... |
0 |
0 |
) |
( |
M0 |
) |
|
( |
C0 |
) |
| ( |
B1 |
2 |
A1 |
0 |
... |
0 |
0 |
) |
( |
M1 |
) |
|
( |
C1 |
) |
| ( |
0 |
B2 |
2 |
A2 |
... |
0 |
0 |
) |
( |
M2 |
) |
|
( |
C2 |
) |
| ( |
|
... |
|
|
... |
|
|
) |
( |
. |
) |
= |
( |
. |
) |
| ( |
0 |
0 |
0 |
0 |
... |
2 |
An - 1 |
) |
( |
Mn - 1 |
) |
|
( |
Cn - 1 |
) |
| ( |
0 |
0 |
0 |
0 |
... |
Bn |
2 |
) |
( |
Mn |
) |
|
( |
Cn |
) |
Se gärna t ex Stoer and Burlish: Introduction to Numerical Analysis, Springer-Verlag för härledning av ovanstående och andra typer av tilläggsvillkor.
Kjell Elfström
2 september 1997 18.57.49
Jämförelse tentamensresultat.
3. Vid en tentamen i matematik på universitetsnivå erhölls följande resultat för två parallellgrupper. Sortera in materialet i lämpliga skalnivåer och gör lämpliga beräkningar.
Grupp A:
22,20,20,22,19,20,18,19,8,19,18,18,20,22,20,22,21,21,20,22,14,13,20,14,18,19,
13,14,21,10
Grupp B:
20,20,13,14,20,11,18,15,21,18,16,13,12,20,18,13,7,6,20,17,19,18,18,17,13,16,15,14,13,9
Maxpoäng: 22
Gräns för godkänt: 14
Gräns för väl godkänt: 20
a. Jämför gruppernas resultat avseende poäng. Ange det framräknade värdet och eventuellt signifikans, samt även p-värdet (z-test)
b. Jämför gruppernas resultat avseende betygen. Vid betygsjämförelse i detta fall är det nödvändigt att göra två jämförelser: underkänd-godkänd; samt underkänd-godkänd-väl godkänd. Ange de framräknade värdena och ev. signifikanser, samt även p-värden (chitvå)
c. Beräkningarna i uppgift a och b är alltså tre olika jämförelser avseende gruppernas resultat. Vilken ger den mest riktiga jämförelsen ? Försök förklara ev. skillnader i utfall i de olika beräkningarna.
Johanna
Svar:
Jag ber att få hänvisa till Institutionen för Matematisk statistik.
Kjell Elfström
2 september 1997 18.56.14
Matrisen nedan beskriver två gruppers skattningar på de två frågor som anges nedan. En etta betyder att de helt avvisat påståendet och en sjua att de helt instämt i påståendet.
1. Svensk sjukvård är den bäst utrustade i världen.
Avvisar helt _ _ _ _ _ _ _ Instämmer helt
2. Svensk sjukvårdspersonal är den bäst utbildade i världen.
Avvisar helt _ _ _ _ _ _ _ Instämmer helt
1. Välj ut den av grupperna som du tror har högst korrelation mellan skattningarna på båda påståendena, det vill säga likheten mellan varje individs skattning på påståendena. Rangordna skattningarna och beräkna rangkorrelationen för den gruppen.
2. I spalterna kön och utbildning är individerna indelade i kvinnor och män, samt hög- och lågutbildad. Beräkna på lämpligt vis om det finns samband mellan könstillhörighet och utbildningsnivå för båda grupperna tillsammans, dvs: slå ihop båda grupperna till en stor grupp och beräkna chittvå (test av oberoende). Ange även p-värdet.
Grupp A (n=20)
Individ Kön Påst.1 Påst.2 Utb.
1 K 6 2 H
2 M 5 6 H
3 K 6 7 L
4 M 3 4 L
5 M 4 6 L
6 M 6 6 H
7 K 5 6 H
8 M 6 5 H
9 K 6 5 H
10 M 6 7 H
11 K 5 3 L
12 K 6 4 H
13 K 3 4 H
14 M 7 7 L
15 M 6 5 L
16 K 4 4 L
17 K 2 2 H
18 M 6 7 L
19 K 7 6 H
20 K 7 4 H
Grupp B (n=20)
Individ Kön Påst.1 Påst.2 Utb.
21 M 2 3 L
22 K 6 7 H
23 M 6 6 L
24 M 3 4 L
25 M 4 5 H
26 M 3 3 L
27 K 5 5 H
28 K 5 4 H
29 M 2 1 L
30 M 5 6 H
31 K 6 7 L
32 M 5 6 L
33 K 4 3 H
34 M 5 4 L
35 K 4 5 L
36 M 1 2 H
37 K 3 4 H
38 K 3 3 L
39 M 3 4 L
40 K 7 6 H
Johanna
Svar:
Jag ber att få hänvisa till Institutionen för Matematisk statistik.
Kjell Elfström
2 september 1997 17.02.02
a)Vad är, i mängdlära, en indexmängd.
b)Betyder produktmängd följande:
Om A={1,2} och B={1,2,3} är då A*B={(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(2,3),(3,1),(3,2),(3,3)}?
Kristian Sundström
Svar:
I en följd av element, till skillnad från en mängd, är ordningen väsentlig och samma element kan förekomma flera gånger. För att uppnå detta indicerar man elementen i en mängd A med element i en indexmängd I. Detta innebär att man anger en funktion a från I till A. I t ex talföljden
a1, a2, a3, ...
där ai = i2
är indexmängden I mängen av positiva heltal och A någon mängd som innehåller alla jämna kvadrater av heltal. Man skriver vanligen ai i stället för a(i). Det finns inget krav på att I är ändlig eller uppräknelig utan vilken mängd som helst kan vara en indexmängd.
Produktmängden AxB är mängden av alla par (a,b) där a tillhör A och b tillhör B så svaret är ja på din andra fråga.
Kjell Elfström
2 september 1997 15.52.32
Hur beräknar man snabbast
Fresnelintegralerna C och S för ett godtyckligt tal med numeriska metoder?
/ x 2
C(x) = | cos( t ) dt
/ 0
/ x 2
S(x) = | sin( t ) dt
/ 0
John Kvarnstrand
Svar:
Vilken metod som är snabbast är naturligtvis svårt att ge svar på. En metod bygger på approximation med trunkerade Chebyshev-serier. Se t ex Y.L. Luke: Mathematical functions and their approximations, Academic Press 1975. En sida med många referenser, såväl till litteratur som till programvara, är Numerical Evaluation of Special Functions.
Kjell Elfström
1 september 1997 20.13.38
Hej!
Följande problem har gäckat mig i åtskilliga timmar nu:
I en likbent triangel med basen 20 och sidorna a och a finns en punkt som ligger på lika långt avstånd (x) från varje hörn. Bestäm x som funktion av a.
Mvh
Peter Larsson
Svar:
Beteckna höjden mot basen med h. Enligt Pythagoras sats gäller då
h2 = a2 - 102
och
x2 = (h - x)2 + 102
varav
x2 = h2 - 2hx + x2 + 100 = a2 - 100 - 2hx + x2 + 100 = a2 - 2hx + x2.
Löser vi ut x får vi
x = a2/(2h) = a2/(2 sqrt(a2 - 100)).
Kjell Elfström
28 augusti 1997 21.15.19
Lös följande ekvationer:
6x + 7 4x
------ = ---
8 3
Kan inte fårstå tillväga gångs sättet.
MVH Bengt
Bengt Larsson
Svar:
Vi gör oss först av med nämnarna genom att multiplicera båda leden med 8·3 och får den ekvivalenta ekvationen
3(6x + 7) = 8·4x <=>
18x + 21 = 32x.
Nu vill vi ha termerna innehållande x på den ena sidan och drar därför 18x från båda sidor och får
21 = 32x - 18x <=>
21 = 14x.
Nu är det bara att dividera båda leden med 14 för att få x ensamt på den ena sidan.
21/14 = x <=>
x = 3/2.
Kjell Elfström
27 augusti 1997 20.46.18
Ett tillägg till min fråga den 24 augusti 1997 12.02.17:
För att visa att ln2 är irrationellt kan man anta att
ln2 = p/q och e^ln2 = 2 ger då e^p = 2^q. Vad jag
behöver är alltså inte ett bevis för att e^n är
irrationellt utan bara att det inte vara en potens
av 2 (med positiv heltalsexponent). Det kanske är
lättare? (Men ibland är det ju lättare att visa ett
mera generellt påstående). Hälsn,
Bengt Månsson
Svar:
Framför allt är det lättare att hänvisa till en välbekant sats, som i det här fallet är mycket mer allmängiltig. Jag känner inte till något bevis som endast visar detta svagare påstående heller. Därmed inte sagt att det inte finns.
I följande två böcker får du nog inte svar på din fråga, men de kan ändå vara av intresse:
Alan Baker: Transcendental Number Theory
Shidlovskii: Transcendental Numbers
Kjell Elfström
27 augusti 1997 16.42.29
Hej,är det bara på min sida som alla minus har försvunnit? Till exempel sin(z)=(exp(iz)-exp(-iz))/2i, eftersom dina minus inte syns kan det vara minst sagt svårtolkat.
Niklas.B
Svar:
Jag har inte hört att någon haft problem med detta. Saknas minustecken helt och hållet är det väl något problem med din HTML-läsare. Jag använder inte bindestreck (-) utan det längre minustecknet (−). I källkoden ser detta ut på följande sätt: −. Om du ser efter där kan du se om minustecknet finns men inte syns.
Kjell Elfström
27 augusti 1997 16.15.28
Jag undrar om det finns någon formel för att räkna ut fakulteten (X!)?
Mats
Svar:
Stirlings formel kan användas för en approximativ beräkning. Se frågan den 21 maj 1997 11.24.51.
Kjell Elfström
26 augusti 1997 22.11.47
Vad är tal? Enligt lexicon är det en gammal form för matematik, så det har inte gett något. Har du någon bra definition? När och var uppstod de första tal-/siffertecknen? Finns det andra siffror än våra hindu-arabiska siffror som ännu används?
LE.
Svar:
Man kan tänka sig två olika sätt att definiera tal. I det ena hänvisar man till någon annan typ av objekt. Det går nämligen att definiera talen t ex med utgångspunkt från mängdläran. Men då ställs man inför problemet att definiera begreppet mängd i stället. Någonstans får man finna sig att ta ett begrepp för givet. Det andra är operationellt. Man fastställer ett axiomsystem som skall gälla för tal och definierar alltså tal genom hur de används. Det första sättet slutar också här genom att mängd definieras på detta sätt.
Vad gäller de historiska frågorna kan jag säga att babylonierna redan för 4000 år sedan använde ett positionssystem med basen 60. History of Mathematics har en sida med referenser till intressanta böcker.
Kjell Elfström
25 augusti 1997 19.07.47
Hur visar man att log(8) 1/16= -4/3 ?
Daniel Eriksson
Svar:
Att 8log(1/16) = -4/3 beror på att 8-4/3 = 1/16. Vi har nämligen att 81/3 = 2 och 24 = 16.
Kjell Elfström
25 augusti 1997 13.58.48
Hej! Jag undrar om det finns någon hanterbar
formel för att räkna fram ett
godtyckligt antal decimaler av pi?
Det lär finnas taylorutvecklingar
o liknn men jag som icke matematiker
har inte en aning om hur en sån ser ut?
Andreas Gustafsson (ante@update.uu.se)
Svar:
Se frågan den 22 januari 1997 08.43.57.
Kjell Elfström
25 augusti 1997 13.06.35
Jag undrar hur man beräknar en fraktal.
Hur man får fram x och y kordinater samt
hur man bestämmer färg.
Ulrik Mikaelsson
Svar:
Du kan säkert hitta informationen på Mathematics Archives - Fractals. En beskrivning av Mandelbrot-mängden finns på Fractal Explorer. Ofta används formler som innehåller komplexa tal, dvs tal på formen x + yi där x och y är koordinaterna. För komplex addition och multiplikation gäller:
(a + bi) + (c + di) = (a + c) + (b + d)i
(a + bi) · (c + di) = (ac - bd) + (ad + bc)i.
Se också svaret på frågan den 17 mars 1997 16.57.52.
Kjell Elfström
24 augusti 1997 21.07.09
Hej!
Jag undrar hur det kommer sig att
0,5x0,5 blir 0,25 med två decimaler?
Jag vet hur man räknar, men undrar
var logiken finns. Hur kan svaret bli
mindre?Varför blir det mindre?
Jesper Enavall
Svar:
T ex kan multiplikationen 4·4 = 16 tolkas så att 4 grupper om 4 element tillsammans blir 16 element. Det är på samma sätt naturligt att 4·(1/2) = 4/2 = 2, 4 halvor blir tillsammans 2 hela. Att sedan (1/2)·4 också skall bli 2 kan motiveras med att regeln ab = ba skall gälla. På så sätt kommer multiplikation med 1/2 att betyda "hälften av" och då är det inte så konstigt att (1/2)(1/2) = 1/4.
Kjell Elfström
24 augusti 1997 12.02.17
Att lg2 är irrationellt följer av 10^lg2 = 2
och den entydiga primtalsfaktoriseringen av
positiva heltal. Försöker man sig på något
liknande för ln2 så får man använda e^ln2 = 2
samt att e^n är irrationellt för alla positiva
heltal n. Min fråga: Kan detta bevisas utan att
använda att e är transcendent? Jag vet att det
går mha serier för n=1 och n=2. Kan man göra
något liknande för alla n?
Bengt Månsson
Svar:
Jag vet inte om någon har bevisat att en är irrationellt för alla positiva heltal n utan att visa att e är transcendent. Det första påståendet betyder ju att x = e inte löser någon ekvation av typen
axn = b
där a och b är heltal och n ett positivt heltal. Det andra påståendet betyder att x = e inte löser någon ekvation
anxn + an - 1xn - 1 + ... + a1x + a0 = 0
där a0, a1, ..., an är heltal och n ett positivt heltal.
Kjell Elfström
23 augusti 1997 14.44.19
Vad är logaritmer ?
cecilia
Svar:
Om
10y = x
säger man att y är tio-logaritmen för x,
y = lg(x).
T ex är lg 1000 = 3 och lg(1/100) = -2.
Det finns andra logaritmer än 10-logaritmer. Man gör, då a > 0, a <> 1 och x > 0, följande definition:
alog x = y <=> x = ay.
En särskilt framträdande roll har den naturliga logaritmen ln som definieras som elog.
Kjell Elfström
22 augusti 1997 18.21.42
Hur räknar man ut volymen av ett ägg?
Karl Johan
Svar:
Eftersom ägg har olika form kan man inte ange någon allmän formel för detta. Har man en ekvation för begränsningsytan kan man teckna volymen som trippelintegralen av 1 över området i rummet som ligger innanför ytan. Normalt är väl ägg rotationssymmetriska och man kan tänka sig att ytan erhålles genom att man roterar en funktionskurva y = f(x), a < x < b, kring x-axeln. Volymen V av detta område ges av
V = integralen från a till b av pi(f(x))2dx.
Kjell Elfström
21 augusti 1997 10.47.42
Jag har problem med att förstå begreppet varialbelsubstitution och detta medför vissa problem när jag ska räkna.Dvs jag kan räkna mekaniskt genom att följa övningsexemplen, men när problemen blir mer komplicerade är det stopp. Kan du hjälpa mig att förhoppningsvis få det att klarna!?
Anneli Thungström
Svar:
Vid variabelsubstitution används kedjeregeln (derivation av en sammansatt funktion) baklänges. Kedjeregeln lyder
(d/dx)f(g(x)) = f '(g(x))·g'(x).
Detta innebär att en primitiv funktion till f '(g(x))·g'(x) är f(g(x)) eller annorlunda uttryckt:
Om F är en primitiv funktion till f så är F(g(x)) en primitiv funktion till f(g(x))·g'(x).
Att bestämma F(g(x)) innebär att bestämma den obestämda integralen av f(t)dt och, när det är gjort, ersätta t med g(x). Har man en integral där man ser att integranden har formen f(g(x))·g'(x)dx kan man alltså tänka att man ersätter g(x) med t och att man räknar formellt så att g'(x)dx = (dt/dx)dx = dt.
Oftast ser man nog inte att integranden har detta utseende utan använder metoden åt andra hållet, dvs man har en integral av f(t)dt och gör en lämplig substitution t = g(x) och har sedan att bestämma integralen av f(g(x))·g'(x)dx och därefter ersätta x med g-1(t).
Man kan inte ge några tips för denna typ av substitutioner som alltid fungerar. Ofta försöker man bli av med något komplicerat uttryck med en sådan substitution och hoppas på att inte faktorn dx/dt introducerar nya svårigheter. Sedan finns det ju vissa typer av integraler där speciella substitutioner alltid fungerar, men detta får man ju lära sig i matematikkurserna. Slutligen ger naturligtvis övning större färdighet.
Kjell Elfström
16 augusti 1997 13.28.48
Kan du bevisa varför paralelltrapets formel för arean är h(a+b) / 2 ?
/ Mikael
Svar:
Arean av ett parallelltrapets kan beräknas som summan av areorna av en triangel och en parallellogram och blir med figurens beteckningar
bh + (a - b)h/2 = (a + b)h/2.
Kjell Elfström
15 augusti 1997 17.21.17
Finns det något *elementärt* bevis för att
talet 2^sqrt(2) är irrationellt?
Bengt Månsson
Svar:
Jag har inte hittat något elementärt bevis men det följer av Gelfonds sats som säger att ab är transcendent (och därför irrationellt) om a är algebraiskt, a <> 0, a <> 1 och b är algebraiskt och irrationellt.
Kjell Elfström
4 augusti 1997 14.12.06
Vad är det för skilnad mellan delta x och dx i integral sammanhang?
Martin Bengtsson
Svar:
Om x1 < x2 är två punkter på x-axeln kan vi bilda en rektangel med basen deltax = x2 - x1 och höjden f(x2). Denna har arean f(x2) deltax. Delar vi nu in intervallet [a,b] i delintervall genom att införa delningspunkterna
a = x0 < x1 < x2 < ... < xn = b,
där vi för enkelhets skull antar att längden av varje delintervall är deltax, kan vi bilda n rektanglar som ovan. Deras sammanlagda area är
f(x1)deltax + f(x2)deltax + ... + f(xn)deltax.
Låter vi n gå mot oändligheten kommer, för hyggliga funktioner, denna summa att gå mot integralen av f(x)dx. Här är bara dx en formell symbol som inte representerar något tal. Historiskt ansågs att dx var ett oändligt litet tal som ändå inte var 0. Beteckningen har behållits, bl a på grund av integralbeteckningens likhet med summan ovan, när den skrivs med summatecken.
Kjell Elfström
31 juli 1997 18.14.10
Angående john's fråga 9 april 1997 20.59.45
När man utfört den andra vägningen så vet man vilken grupp av C kulor som den tyngsta finns i. Då kan man ju lika väl väga dom mot varandra som att väga en av dom mot en "normal" kula, eller?
Rickard
Svar:
Vi vet inte om den avvikande kulan är tyngre eller lättare än de övriga.
Kjell Elfström
17 juli 1997 14.12.45
Jag har två frågor som jag skulle vilja få svar på.
1: Hur får man en primitiv funktion till funktionen f(x)=(x2+x)/(x+1)?
2: Jag har försökt lösa följande problem med integraler och rymdgeometri men inte lyckats. Antag att man häller en viss mängd vätska i en rät cirkulär cylinder. Man lutar cylindern tills dess att vätskan precis håller på att rinna över kanten. Då når vätskan i botten samtidigt till mitten av den cirkulära bottenytan. Cylinderns höjd är 0,5 dm, och diametern hos dess bottenyta är 0,5 dm. Hur mycket vätska finns det i cylindern?
MVH
Johan Sandberg
Johan Sandberg
Svar:
Funktionen i fråga 1 kan skrivas
f(x) = (x2 + x)/(x + 1) = x(x + 1)/(x + 1) = x
varför samtliga primitiva funktioner ges av x2/2 + C.
I fråga 2 är det volymen av ett område som begränsas av cylindern x2 + y2 <= (1/4)2, xy-planet och planet som innehåller y-axeln och går genom punkten (1/4,0,1/2) som söks. Det senare planet har ekvationen z = 2x.
Volymen är alltså dubbelintegralen av 2x över området x2 + y2 <= (1/4)2, x >= 0. Inför vi polära koordinater
övergår området i 0 <= r <= 1/4, -pi/2 <= t <= pi/2 och volymen blir dubbelintegralen av 2r2cos t. Denna kan beräknas som en produkt av enkelintegralerna av 2r2 över 0 <= r <= 1/4 och cos t över -pi/2 <= t <= pi/2. Svaret blir 1/48 dm3.
Kjell Elfström
13 juli 1997 22.57.11
jag undrar hur mycket "one pound" motsvarar i svenska mått?
och detsamma om " five feet"?
Helena Sander
Svar:
Ett pound är 0,45359237 kg, en foot är 0,3048 m.
Kjell Elfström
8 juli 1997 14.56.06
Hej Kjell!
Har du några tips att ge om
spännande litteratur angående allmän
kaosteori?
Nima A.
Svar:
Även här ger jag dig en länk:
Eric's Scientific Book List, Chaos.
Kjell Elfström
8 juli 1997 14.54.12
Hej Kjell!
Har du några intressanta litteratur
att rekommendera angående elliptiska
funktioner (inklusive modulära)
och eventuellt om elliptiska integraler?
Tack!
Nima A.
Nima A.
Svar:
Du får en länk: Eric's Scientific Book List, Elliptic Functions.
Kjell Elfström
6 juli 1997 20.08.48
Hur kan man skriva om arcusfunktionerna,
det vill säga arcsin(x),arccos(x) och
arctan(x), så att de gäller för alla x (för
det gör de). Ex. vad blir arcsin(2)? Självklart
blir det komplext, men vad blir det (jag har ett förslag själv)
arccos(x) = pi/2 - arg(xi+sqrt(1-x^2))+
ln(abs(xi+sqrt(1-x^2)))i. Här är det skrivet på formen
a+bi, men stämmer det?? (Jag kreverar om jag inte får veta)
Mikael Persson
Svar:
Vi har
| cos w |
= |
(eiw + e-iw)/2 |
| sin w |
= |
(eiw - e-iw)/(2i) |
| tan w |
= |
sin w/cos w = (eiw - e-iw)/(i(eiw + e-iw)). |
Sätter vi t ex cos w = z får vi
eiw + e-iw = 2z <=>
(e iw)2 - 2zeiw + 1 = 0 <=>
(eiw - z)2 = z2 - 1 <=>
eiw - z = sqrt(z2 - 1) <=>
eiw = z + sqrt(z2 - 1) <=>
arccos z = w = -ilog(z + sqrt(z2 - 1)).
Vi bör observera att lösningen inte är entydig. För alla z <> ±1 har vi två möjliga kvadratrötter. Dessutom är logaritmen inte entydigt bestämd.
Om w = x + iy är
ew = z <=> ex = |z| och y = arg z
varför
log z = w = ln|z| + iarg z.
Detta ger att
arccos z = arg(z + sqrt(z2 - 1)) - iln|z + sqrt(z2 - 1)|
vilket överensstämmer med ditt förslag eftersom tecknet framför logaritmen beror på valet av kvadratrot.
På samma sätt får vi
| arcsin z |
= |
-ilog(iz + sqrt(1 - z2) |
| arctan z |
= |
(i/z)log((i + z)/(i - z)) |
Kjell Elfström
Sidan skapades den 22 oktober 1996 av Kjell Elfström
Ansvarig är Kjell Elfström
|
|