Matematika 2 — Prvi kolokvijum (plava grupa, jul 2022)

Strana 1 | Strana 2

2(b). Izračunati površinu ravnog lika ograničenog sa \( x = y^3 \), \( y = 2 – x \) i \( y = 0 \).


Prikaži rešenje Preseci: \(A(0,0)\), \(B(1,1)\), \(C(2,0)\). Za \( y\in[0,1] \) važi \( x\in[y^3,\, 2-y] \). \[ P=\int_{0}^{1}\big[(2-y)-y^3\big]\,dy =\Big[2y-\frac{y^2}{2}-\frac{y^4}{4}\Big]_{0}^{1} =2-\frac{1}{2}-\frac{1}{4} \] Rezultat: \( \frac{5}{4} \) Alternativno po \(x\): \[ P=\int_{0}^{1}\!\sqrt[3]{x}\,dx+\int_{1}^{2}(2-x)\,dx =\frac{3}{4}+\frac{1}{2} \] Rezultat: \( \frac{5}{4} \)

3. Izračunati zapreminu obrtnog tela nastalog rotacijom oko y-ose ravnog lika ograničenog relacijama \( \frac{x^{2}}{2}+y^{2}\le 1 \) i \( x\ge y^{2}+\frac{1}{2} \)

Prikaži rešenje
  1. Preseci krivih: iz \[ \frac{x^{2}}{2}+y^{2}=1,\qquad x=y^{2}+\frac{1}{2} \] sledi \( y^{2}=\frac{1}{2}\Rightarrow y=\pm\frac{1}{\sqrt{2}} \) i \( x=1 \). Tačke preseka: \( A\!\left(1,\frac{1}{\sqrt{2}}\right) \), \( B\!\left(1,-\frac{1}{\sqrt{2}}\right) \).
  2. Od dalje krive oduzimamo bližu: \[ R(y)=\sqrt{2(1-y^{2})},\qquad r(y)=y^{2}+\frac{1}{2}, \] \[ V=\pi\!\int_{-1/\sqrt{2}}^{1/\sqrt{2}}\!\big(R(y)^{2}-r(y)^{2}\big)\,dy =2\pi\!\int_{0}^{1/\sqrt{2}}\!\left(\frac{7}{4}-3y^{2}-y^{4}\right)\!dy \] Rezultat: \( \frac{6\sqrt{2}}{5}\,\pi \)


4(a). Odrediti oblast definisanosti funkcije \( f(x,y)=\ln(9-y^{2})+\frac{\sqrt{\,y-x+3\,}}{(x-1)^{2}+(y-2)^{2}}. \)



Prikaži rešenje
  1. \( 9-y^2 \gt 0 \Rightarrow -3 \lt y \lt 3 \).
  2. \( y-x+3\ge 0 \Rightarrow x\le y+3 \).
  3. \( (x-1)^2+(y-2)^2\ne 0 \Rightarrow (1,2) \) se isključuje.
Rezultat: \( D=\{(x,y)\mid -3\lt y\lt 3,\ x\le y+3,\ (x,y)\ne(1,2)\} \)
 

4(b). Odrediti totalni diferencijal drugog reda funkcije \( z(x,y)=e^{y}\ln(x^{3}+2y) \) u \( M(1,2) \)

Prikaži rešenje \[ d^{2}z=z_{xx}\,dx^{2}+2z_{xy}\,dx\,dy+z_{yy}\,dy^{2}. \] \[ z_x=e^{y}\frac{3x^{2}}{x^{3}+2y},\qquad z_y=e^{y}\!\left[\ln(x^{3}+2y)+\frac{2}{x^{3}+2y}\right]. \] \[ z_{xx}=e^{y}\,\frac{6x(x^{3}+2y)-9x^{3}}{(x^{3}+2y)^{2}},\qquad z_{xy}=e^{y}\!\left[\frac{3x^{2}}{x^{3}+2y}-\frac{6x^{2}}{(x^{3}+2y)^{2}}\right], \] \[ z_{yy}=e^{y}\!\left[\ln(x^{3}+2y)+\frac{4}{x^{3}+2y}-\frac{4}{(x^{3}+2y)^{2}}\right]. \] U tački \( M(1,2) \) je \( x^{3}+2y=5 \), pa \[ z_{xx}(1,2)=\frac{21}{25}e^{2},\qquad z_{xy}(1,2)=\frac{9}{25}e^{2},\qquad z_{yy}(1,2)=\left(\ln 5+\frac{16}{25}\right)e^{2}. \] Rezultat: \( d^{2}z=\frac{21}{25}e^{2}\,dx^{2} + 2\cdot\frac{9}{25}e^{2}\,dx\,dy + \left(\ln 5+\frac{16}{25}\right)e^{2}\,dy^{2} \)