math 152 calculus ii midterm 1 examination solution...

5
©2012 Department of Mathematics  Eastern Mediterranean University MATH 152  CALCULUS II  MIDTERM1 EXAMINATION Solution Set   Department of Mathematics Spring Term 20122013  November 06, 2012    Fair Use Disclaimer,  This document contains copyrighted material. We are making such a material available in our efforts to advance understanding in the education of mathematics. We believe this constitutes a “fair use” of any such copyrighted material as provided by the TRNC or EU Copyright Law. This document is distributed without profit to those who have expressed a prior interest in receiving the included information for research and educational purposes. If you wish to use this copyrighted document for purposes of your own that go beyond “fair use”, you must obtain permission from the copyright owner, Department of Mathematics, Eastern Mediterranean University.   The Department of Mathematics at Eastern Mediterranean University accepts no liability for the content, use or reproduction of such materials.   Permission to reproduce this document in digital or printed form must be obtained from the Department of Mathematics Chair’s office at EMU. Permission will be voided unless all copyrights and credits are displayed with the information reproduced.        

Upload: others

Post on 24-Aug-2020

9 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: MATH 152 CALCULUS II MIDTERM 1 EXAMINATION Solution …opencourses.emu.edu.tr/file.php/25/Math152_Midterm...MATH 152 – CALCULUS II MIDTERM‐1 EXAMINATION Solution Set Department

©2012 Department of Mathematics – Eastern Mediterranean University 

MATH 152 – CALCULUS II  

MIDTERM‐1 EXAMINATION Solution Set  

 

Department of Mathematics 

Spring Term 2012‐2013 – November 06, 2012 

 

 

 

Fair Use Disclaimer, 

 

This  document  contains  copyrighted material. We  are making  such  a material  available  in  our 

efforts to advance understanding  in the education of mathematics. We believe this constitutes a 

“fair use” of any  such copyrighted material as provided by  the TRNC or EU Copyright Law. This 

document  is distributed without profit to those who have expressed a prior  interest  in receiving 

the  included  information  for  research  and  educational  purposes.  If  you  wish  to  use  this 

copyrighted  document  for  purposes  of  your  own  that  go  beyond  “fair  use”,  you must  obtain 

permission  from  the  copyright  owner,  Department  of  Mathematics,  Eastern  Mediterranean 

University.  

 

The Department of Mathematics at Eastern Mediterranean University accepts no  liability for the 

content, use or reproduction of such materials.  

 

Permission  to  reproduce  this  document  in  digital  or  printed  form must  be  obtained  from  the 

Department of Mathematics Chair’s office at EMU. Permission will be voided unless all copyrights 

and credits are displayed with the information reproduced.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 2: MATH 152 CALCULUS II MIDTERM 1 EXAMINATION Solution …opencourses.emu.edu.tr/file.php/25/Math152_Midterm...MATH 152 – CALCULUS II MIDTERM‐1 EXAMINATION Solution Set Department

©2012 Department of Mathematics – Eastern Mediterranean University 

MATH152–CALCULUSIIMIDTERM‐1EXAMINATION

November 06, 2012  

Student’s       

Name – Surname:     Number:   

Signature:    Group:   

 

Question No 

1  2  3  4  5  6  TOTAL 

Weight  20  20  20 20 20 20 120 

Received               

 Instructions  

1. There are 6 questions in this examination.  

2. No books, notes, calculators, cell phones or other electronic devices are allowed.  

3. Students has to shut  down their cell phones  before the exam starts.  

4. Duration is 90 minutes. 

5. Results of this examination will be announced on Nov., 13, 2012 on http://brahms.emu.edu.tr/calculus   

6. You may check your paper. To do so, visit your instructor’s office.  

7. You may find the solutions of the examination questions on  http://brahms.emu.edu.tr/calculus 

Some Useful Information 

0 ⟨ , , ⟩  

∙‖ ‖

 ‖ ‖

, ,  

cos| ∙ |‖ ‖‖ ‖

   

| |  , , ̂ ̂  

∙ ‖ ‖‖ ‖ cos ‖ ‖⟨cos , sin ⟩ ‖ ‖ cos ‖ ‖ sin  

‖ ‖‖ ‖ sin  

⋯!

∙  

, → | | lim→

 

cos , sin , , tan  

 

 

 

 

 

 

Page 3: MATH 152 CALCULUS II MIDTERM 1 EXAMINATION Solution …opencourses.emu.edu.tr/file.php/25/Math152_Midterm...MATH 152 – CALCULUS II MIDTERM‐1 EXAMINATION Solution Set Department

©2012 Department of Mathematics – Eastern Mediterranean University 

QUESTION 1.       (10+10 pts) 

a) Find the parametric equations of the line passing through point   3, 5, 4  and is parallel to another line given by 

⟨1 3 , 1 2 , 3 ⟩,   ∈ .  Direction vectors of the two lines are also 

parallel  ⟨3, 2,1⟩, thus the parametric 

equations of line are: 

3 3  

5 2    ∞ ∞ 

4  

 b) Show that the planes  

1 and  2 2 are neither orthogonal nor parallel.   Then find the parametric equations for the line of intersection of these planes.  

Plane 1:  ⟨1,1,1⟩ Plane 2:  ⟨1, 1,2⟩ ∙ 1 1 2 2 0  planes are not 

orthogonal 

3 2 0 planes are not parallel  

Hence they are intersecting. To find the line 

of intersection, a point on the line and a 

direction vector is required. 

 

To find a point on the line let  0, then 1  2  

Solving for   and  , we obtain, 

3 2⁄  and  1 2⁄  and a point on the 

line of intersection is:  3 2⁄ , 1 2⁄ , 0  

 

Direction vector is: 

3 2   

 

Hence a set of parametric equations for the 

line of intersection is, 

 32

3  

  ∞ ∞ 

2  

 

QUESTION 2.      (10+10 pts) 

a) Use second order Taylor polynomial to 

approximate the value of √6.    

√ , 4  

2! 

√1

2√

1

8 ⁄  

214

4164

4  

 

≅  

√6 6 ≅ 2146 4

164

6 4  

≅ 212

116

 

≅3916

 

 

b) Find the center, radius and interval of 

convergence of the power series, 

 

Center is at  0 Radius is, 

lim→

lim→

2

21

So the interval of convergence is  1, 1  

But analysis at the two end points is required 

 

At the left end point  1, and the series is 

2 1convergent alternating series 

 

At the right end point  1, and the series is 

2convergent p‐series 

 

Thus the interval of convergence is 

1, 1  

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 4: MATH 152 CALCULUS II MIDTERM 1 EXAMINATION Solution …opencourses.emu.edu.tr/file.php/25/Math152_Midterm...MATH 152 – CALCULUS II MIDTERM‐1 EXAMINATION Solution Set Department

©2012 Department of Mathematics – Eastern Mediterranean University 

QUESTION 3.       (5+5+10 pts) 

a) Show that the vectors  2 3  and 4 6  are parallel. 

 2     a scalar multiple 

Then the two vectors are parallel. (Also you 

may find that their cross product is zero 

vector, implying that the vectors are parallel) 

    b) Show that the vectors  3 4  and 

4 3  are orthogonal.  ∙ 12 12 0 imlying that the two 

vectors are orthogonal 

     

c) Let  2 3  and  2 6  Find 

  

∙| |

 

∙ 2 6 6 2  

| | 4 9 1 14 

∙| |

214

2 3  

27

37

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

QUESTION 4.             (5+5+10 pts) 

Let  

,  

a) Find the domain of  ,  

Domain is:  , : , 0,0  

 

 

b) Find  

lim, → ,

,  

lim, → ,

, lim, → ,

 

1 1

1 112 

 

 

c) Find 

lim, → ,

,  

 

Let   for any  ∈  

 lim , → , lim →  

lim→

 

lim→ 1 1

 

Hence for different values of   (i.e. on 

different paths) limit has different values. By 

the two‐path test limit does not exist. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 5: MATH 152 CALCULUS II MIDTERM 1 EXAMINATION Solution …opencourses.emu.edu.tr/file.php/25/Math152_Midterm...MATH 152 – CALCULUS II MIDTERM‐1 EXAMINATION Solution Set Department

©2012 Department of Mathematics – Eastern Mediterranean University 

QUESTION 5.                    (10+10 pts) 

a) Let  ⟨ , 6 , 4⟩. Compute the 

derivative of the function  . 

.  

 

∙  

⟨2 , 6, 0⟩| ∙  

⟨2 , 6, 0⟩ ∙  

⟨2 , 6 , 0⟩ 

 

b) Evaluate the integral 

2 3 5  

 

2 3 5  

2 3 5  

25

32

5  

25

132

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

QUESTION 6.                   (4 pts each) 

a) Consider the parametric equations  2 , 

3 4,  2 2. Sketch the curve for the values   2, 1, 0, 1,2. On the graph show the positive orientation of the curve.  

      b) Eliminate  , and obtain an equation of the 

curve of part (a) in terms of   and  . 

2 →2 

3 432

4, 4 4 

c) Graph the polar point  4, 3 2⁄ . Write 

one alternative set of polar pair for this point.   

 

d) Express the polar point  2, 2⁄  in 

Cartesian coordinates. 

2 cos2

0, 2 sin2

The point is  0, 2  in Cartesian coordinates 

e) Express the point  2, 2  in polar 

coordinates. 

2 2 2√2, 

tan 154 

thus the point is 2√2,54

 

1 2 3 4 5-1-2-3-4-5

1

2

3

45

6

7

89

10

11

-1

-2-3

2

1

2

4,32

4,2