<!DOCTYPE html    PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.1 plus MathML 2.0//EN"
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 <title> Math 2020, Exam #1 </title> </head>
<body>
 

<div class="p"><!----></div>
  Exam# 1 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <font color="#FF0000">Answers are in  red</font>

<div class="p"><!----></div>
<b>Directions:</b> Show all of your work. Start each problem on a fresh sheet
of paper. Do not write on the backside of the pages.

<div class="p"><!----></div>

<ol type="1">
<li> Complete the following sentences.
     
<ol type="a">
<li> 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mo>&int;</mo><mi>f</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo><mi>&ensp;</mi><mi>dx</mi><mo>=</mo><mi>F</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><mi>C</mi></mrow></math> means 
           <font color="#FF0000">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow>
<mfrac><mrow><mi>d</mi><mi>&ensp;</mi></mrow>
<mrow><mi>dx</mi></mrow>
</mfrac>
<mi>F</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>f</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow></math>.</font>
<div class="p"><!----></div>
</li>

<li> If 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow>
<mfrac><mrow><mi>d</mi><mi>&ensp;</mi></mrow>
<mrow><mi>dx</mi></mrow>
</mfrac>
<mi>F</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo>
<mfrac><mrow><mi>d</mi><mi>&ensp;</mi></mrow>
<mrow><mi>dx</mi></mrow>
</mfrac>
<mi>G</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow></math>
          for all 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>x</mi></mrow></math> such that 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>a</mi><mo>&le;</mo><mi>x</mi><mo>&le;</mo><mi>b</mi></mrow></math>,
       then <font color="#FF0000">there is a constant 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>C</mi></mrow></math> such that
       
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>F</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>G</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><mi>C</mi></mrow></math> for all 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>x</mi></mrow></math> such that 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>a</mi><mo>&le;</mo><mi>x</mi><mo>&le;</mo><mi>b</mi></mrow></math>.</font>
<div class="p"><!----></div>
</li>
</ol>
<div class="p"><!----></div>
</li>

<li> Assuming that 
   <br />
<table width="100%"><tr><td align="center">
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
    <mstyle displaystyle="true"><mrow><mo>&int;</mo><mi>x</mi><mi>sin</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo><mi>dx</mi><mo>=</mo><mo>-</mo><mi>x</mi><mi>cos</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><mo>&int;</mo><mi>cos</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo><mi>dx</mi></mrow>
    </mstyle></math>
</td></tr></table>
<br />

   <font color="#FF0000">[then]</font>  <br />
<table width="100%"><tr><td align="center">
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
    <mstyle displaystyle="true"><mrow>
<msubsup><mrow><mo>&int;</mo></mrow><mrow><mo>-</mo><mi>&pi;</mi> </mrow>
<mrow><mi>&pi;</mi></mrow></msubsup>
<mi>x</mi><mi>sin</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo><mi>dx</mi></mrow>
    </mstyle></math>
</td></tr></table>
<br />
  <font color="#FF0000">
equals 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mn>2</mn><mi>&pi;</mi></mrow></math> </font>
<div class="p"><!----></div>
</li>

<li> The curves 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>y</mi><mo>=</mo>
<msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow>
</msup>
</mrow></math> and 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mn>3</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>4</mn></mrow></math> intersect at the points 
  
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mo stretchy="false">(</mo><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow></math> and 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mo stretchy="false">(</mo><mn>4</mn><mo>,</mo><mn>16</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow></math>. Write down the integral or integrals that give
  the area of the region enclosed by the curves 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>y</mi><mo>=</mo>
<msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow>
</msup>
</mrow></math> and 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mn>3</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>4</mn></mrow></math>. 

<div class="p"><!----></div>
 <font color="#FF0000">Since the curve 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mn>3</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>4</mn></mrow></math> is above the curve 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>y</mi><mo>=</mo>
<msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow>
</msup>
</mrow></math>
  for 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>&le;</mo><mi>x</mi><mo>&le;</mo><mn>4</mn></mrow></math>
<br />
<table width="100%"><tr><td align="center">
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
    <mstyle displaystyle="true"><mrow>
<mtext>area </mtext>
<mo>=</mo>
<msubsup><mrow><mo>&int;</mo></mrow><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow>
<mrow><mn>4</mn></mrow></msubsup>
<mo stretchy="false">(</mo><mn>3</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>4</mn><mo>-</mo>
<msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow>
</msup>
<mo stretchy="false">)</mo><mi>dx</mi></mrow>
    </mstyle></math>
</td></tr></table>
<br />
</font>
<div class="p"><!----></div>
</li>

<li> Write down an integral for the volume of a pyramid with height&nbsp;
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mn>10</mn></mrow></math> whose
  base is a 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mn>3</mn></mrow></math>&nbsp;by&nbsp;
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mn>3</mn></mrow></math> square. Carefully explain how you arrived at your integral.
  Well chosen drawings might be helpful.

<div class="p"><!----></div>
<font color="#FF0000">The cross-sections parallel to the base are squares whose sides
change linearly from 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>s</mi><mo>=</mo><mn>3</mn></mrow></math> when 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow></math> to 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>s</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow></math> when 

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mn>10</mn></mrow></math>. Thus, 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mi>s</mi><mo>=</mo><mn>3</mn><mo>-</mo><mn>3</mn><mi>y</mi><mo stretchy="false">/</mo><mn>10</mn><mo>=</mo><mn>3</mn><mo stretchy="false">(</mo><mn>10</mn><mo>-</mo><mi>y</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">/</mo><mn>10</mn></mrow></math>. Therefore,
  <br />
<table width="100%"><tr><td align="center">
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
    <mstyle displaystyle="true"><mrow>
<mtext>volume </mtext>
<mo>=</mo>
<mfrac><mrow>
<msup><mrow><mn>3</mn></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow>
</msup>
</mrow>
<mrow>
<msup><mrow><mn>10</mn></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow>
</msup>
</mrow>
</mfrac>

<msubsup><mrow><mo>&int;</mo></mrow><mrow><mn>0</mn> </mrow>
<mrow><mn>10</mn></mrow></msubsup>
<mo stretchy="false">(</mo><mn>10</mn><mo>-</mo><mi>y</mi>
<msup><mrow><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow>
</msup>
<mi>dy</mi></mrow>
    </mstyle></math>
</td></tr></table>
<br />

</font>
<div class="p"><!----></div>
</li>

<li>  Use calculus, not calculators, to work out the following integrals. 
  (It's best to check your answers.)

<div class="p"><!----></div>
     
<ol type="a">
<li> 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mo>&int;</mo><mi>ln</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo><mi>&ensp;</mi><mi>dx</mi></mrow></math>  <font color="#FF0000">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mo>=</mo><mi>x</mi><mi>ln</mi><mi>x</mi><mo>-</mo><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>C</mi></mrow></math> </font>
<div class="p"><!----></div>
</li>

<li> 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mo>&int;</mo><mn>2</mn><mi>x</mi><mi>cos</mi><mo stretchy="false">(</mo>
<msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow>
</msup>
<mo stretchy="false">)</mo><mi>&ensp;</mi><mi>dx</mi></mrow></math>  <font color="#FF0000">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mo>=</mo><mi>sin</mi><mo stretchy="false">(</mo>
<msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow>
</msup>
<mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><mi>C</mi></mrow></math> </font>
<div class="p"><!----></div>
</li>

<li> 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mo>&int;</mo><mi>x</mi>
<msup><mrow><mi>e</mi></mrow><mrow><mn>2</mn><mi>x</mi></mrow>
</msup>
<mi>&ensp;</mi><mi>dx</mi></mrow></math>
               <font color="#FF0000">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mo>=</mo>
<mfrac><mrow><mi>x</mi></mrow>
<mrow><mn>2</mn></mrow>
</mfrac>

<msup><mrow><mi>e</mi></mrow><mrow><mn>2</mn><mi>x</mi></mrow>
</msup>
<mo>-</mo>
<mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow>
<mrow><mn>4</mn></mrow>
</mfrac>

<msup><mrow><mi>e</mi></mrow><mrow><mn>2</mn><mi>x</mi></mrow>
</msup>
<mo>+</mo><mi>C</mi></mrow></math> </font>
<div class="p"><!----></div>
</li>

<li> 
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mo>&int;</mo>
<mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow>
<mrow>
<msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow>
</msup>
<mo>-</mo><mn>4</mn></mrow>
</mfrac>
<mi>&ensp;</mi><mi>dx</mi></mrow></math> 
               <font color="#FF0000">
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mrow><mo>=</mo>
<mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow>
<mrow><mn>4</mn></mrow>
</mfrac>
<mi>ln</mi><mo stretchy="false">&verbar;</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>2</mn><mo stretchy="false">&verbar;</mo><mo>-</mo>
<mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow>
<mrow><mn>4</mn></mrow>
</mfrac>
<mi>ln</mi><mo stretchy="false">&verbar;</mo><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>2</mn><mo stretchy="false">&verbar;</mo><mo>+</mo><mi>C</mi></mrow></math> </font>
<div class="p"><!----></div>
</li>
</ol>
<div class="p"><!----></div>
</li>
</ol>

<div class="p"><!----></div>

<br /><br /><hr /><small>File translated from
T<sub><font size="-1">E</font></sub>X
by <a href="http://hutchinson.belmont.ma.us/tth/">
T<sub><font size="-1">T</font></sub>M</a>,
version 3.72.<br />On 19 Feb 2006, 22:06.</small>
</body></html>

