R1 Høst 2022
Last ned eksamenssettet som PDF. Oppgavene er hentet fra
Utdanningsdirektoratet.
Oppgavehefte Last ned PDF Løsningsforslag Last ned PDF
Første nedlasting kjører en bot-sjekk i nettleseren (Vercel BotID).
Mer i personvernerklæringen .
LK20 · 12 oppgaver · 5 timer ▶ Start fokusmodus
Ikke prøvd Prøvd Trenger hjelp Klart
Del 1
— uten hjelpemidler · 1 time · 5 oppgaver Oppgave 1-1 : Omvendt funksjon av x^4 og eksponentialfunksjon
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Avgjør for hver av funksjonene nedenfor om den har en omvendt funksjon. Husk å begrunne svaret.
a)
f ( x ) = x 4 f(x) = x^4 f ( x ) = x 4 , D f = R D_f = \mathbb{R} D f = R
b)
g ( x ) = e − ( x − 2 ) 2 g(x) = e^{-(x-2)^2} g ( x ) = e − ( x − 2 ) 2 , D g = [ 2 , → ⟩ D_g = [2, \to\rangle D g = [ 2 , → ⟩
Fasit
a)
f ( x ) = x 4 f(x) = x^4 f ( x ) = x 4 har ikke omvendt funksjon på D f = R D_f = \mathbb{R} D f = R .
b)
g ( x ) = e − ( x − 2 ) 2 g(x) = e^{-(x-2)^2} g ( x ) = e − ( x − 2 ) 2 har omvendt funksjon på D g = [ 2 , → ⟩ D_g = [2, \to\rangle D g = [ 2 , → ⟩ . Den omvendte funksjonen er g − 1 ( x ) = 2 + − ln x g^{-1}(x) = 2 + \sqrt{-\ln x} g − 1 ( x ) = 2 + − ln x , D g − 1 = ⟨ 0 , 1 ] D_{g^{-1}} = \langle 0, 1] D g − 1 = ⟨ 0 , 1 ] .
LøsningsforslagKI-generert
KI-generert løsningsforslag. Dette løsningsforslaget er skrevet av en språkmodell (Claude) og er ikke verifisert av lærer. Det kan inneholde regnefeil, upresis bruk av begreper eller mangler.
a)
En funksjon har omvendt funksjon hvis og bare hvis den er injektiv (én-til-én), det vil si at ulike x x x -verdier alltid gir ulike funksjonsverdier.
Vi ser at
f ( 1 ) = 1 4 = 1 og f ( − 1 ) = ( − 1 ) 4 = 1 f(1) = 1^4 = 1 \quad \text{og} \quad f(-1) = (-1)^4 = 1 f ( 1 ) = 1 4 = 1 og f ( − 1 ) = ( − 1 ) 4 = 1
Her er f ( 1 ) = f ( − 1 ) f(1) = f(-1) f ( 1 ) = f ( − 1 ) , men 1 ≠ − 1 1 \neq -1 1 = − 1 . Siden to ulike x x x -verdier gir samme funksjonsverdi, er f f f ikke injektiv på R \mathbb{R} R .
f ( x ) = x 4 f(x) = x^4 f ( x ) = x 4 har derfor ingen omvendt funksjon på D f = R D_f = \mathbb{R} D f = R .
b)
Vi undersøker om g ( x ) = e − ( x − 2 ) 2 g(x) = e^{-(x-2)^2} g ( x ) = e − ( x − 2 ) 2 er injektiv på D g = [ 2 , → ⟩ D_g = [2, \to\rangle D g = [ 2 , → ⟩ .
Deriverer:
g ′ ( x ) = − 2 ( x − 2 ) ⋅ e − ( x − 2 ) 2 g'(x) = -2(x-2) \cdot e^{-(x-2)^2} g ′ ( x ) = − 2 ( x − 2 ) ⋅ e − ( x − 2 ) 2
For x > 2 x > 2 x > 2 er ( x − 2 ) > 0 (x-2) > 0 ( x − 2 ) > 0 , og siden e − ( x − 2 ) 2 > 0 e^{-(x-2)^2} > 0 e − ( x − 2 ) 2 > 0 alltid, får vi
g ′ ( x ) = − 2 ( x − 2 ) ⋅ e − ( x − 2 ) 2 < 0 g'(x) = -2(x-2) \cdot e^{-(x-2)^2} < 0 g ′ ( x ) = − 2 ( x − 2 ) ⋅ e − ( x − 2 ) 2 < 0
g g g er altså strengt avtakende på [ 2 , → ⟩ [2, \to\rangle [ 2 , → ⟩ . En strengt monoton funksjon er injektiv, så g g g har omvendt funksjon .
Vi finner den omvendte funksjonen ved å bytte om x x x og y y y og løse for y y y :
x = e − ( y − 2 ) 2 x = e^{-(y-2)^2} x = e − ( y − 2 ) 2
ln x = − ( y − 2 ) 2 \ln x = -(y-2)^2 ln x = − ( y − 2 ) 2
( y − 2 ) 2 = − ln x (y-2)^2 = -\ln x ( y − 2 ) 2 = − ln x
y − 2 = − ln x y - 2 = \sqrt{-\ln x} y − 2 = − ln x
(Positiv rot siden y ≥ 2 y \geq 2 y ≥ 2 på D g D_g D g .)
y = 2 + − ln x y = 2 + \sqrt{-\ln x} y = 2 + − ln x
Definisjonsmengde for g − 1 g^{-1} g − 1 : Verdimengden til g g g på [ 2 , → ⟩ [2, \to\rangle [ 2 , → ⟩ blir definisjonsmengden til g − 1 g^{-1} g − 1 . Vi har g ( 2 ) = e 0 = 1 g(2) = e^0 = 1 g ( 2 ) = e 0 = 1 og g ( x ) → 0 g(x) \to 0 g ( x ) → 0 når x → ∞ x \to \infty x → ∞ , så verdimengden til g g g er ⟨ 0 , 1 ] \langle 0, 1] ⟨ 0 , 1 ] .
Dermed:
g − 1 ( x ) = 2 + − ln x , D g − 1 = ⟨ 0 , 1 ] g^{-1}(x) = 2 + \sqrt{-\ln x}, \quad D_{g^{-1}} = \langle 0, 1] g − 1 ( x ) = 2 + − ln x , D g − 1 = ⟨ 0 , 1 ]
Oppgavedata
Kategori 2
Vanskegrad 2
Temaer Funksjoner Oppgave 1-2 : Grenseverdi av differenskvotient i punkt 4
Bestem grenseverdien
lim h → 0 ( 4 + h ) 2 − 4 2 h \lim_{h \to 0} \frac{(4+h)^2 - 4^2}{h} h → 0 lim h ( 4 + h ) 2 − 4 2
LøsningsforslagKI-generert
KI-generert løsningsforslag. Dette løsningsforslaget er skrevet av en språkmodell (Claude) og er ikke verifisert av lærer. Det kan inneholde regnefeil, upresis bruk av begreper eller mangler.
Vi utvider og forenkler telleren algebraisk:
lim h → 0 ( 4 + h ) 2 − 4 2 h = lim h → 0 16 + 8 h + h 2 − 16 h = lim h → 0 8 h + h 2 h \lim_{h \to 0} \frac{(4+h)^2 - 4^2}{h} = \lim_{h \to 0} \frac{16 + 8h + h^2 - 16}{h} = \lim_{h \to 0} \frac{8h + h^2}{h} h → 0 lim h ( 4 + h ) 2 − 4 2 = h → 0 lim h 16 + 8 h + h 2 − 16 = h → 0 lim h 8 h + h 2
Vi faktoriserer h h h i telleren og forkorter:
= lim h → 0 h ( 8 + h ) h = lim h → 0 ( 8 + h ) = \lim_{h \to 0} \frac{h(8 + h)}{h} = \lim_{h \to 0} (8 + h) = h → 0 lim h h ( 8 + h ) = h → 0 lim ( 8 + h )
Nå kan vi sette inn h = 0 h = 0 h = 0 :
= 8 + 0 = 8 = 8 + 0 = 8 = 8 + 0 = 8
Grenseverdien er 8 8 8 , og dette er per definisjon den deriverte av f ( x ) = x 2 f(x) = x^2 f ( x ) = x 2 i punktet x = 4 x = 4 x = 4 .
Oppgavedata
Delt med R1, S1
Kategori 1
Vanskegrad 1
Temaer Derivasjon, Vekstfart Oppgave 1-3 : Sammenlign tre uttrykk med rot, lg og ln
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Hvilke av tallene er mindre enn 10? Husk å begrunne svarene.
3 11 10 lg 9 5 ln 9 3\sqrt{11} \qquad 10\lg 9 \qquad 5\ln 9 3 11 10 lg 9 5 ln 9
Fasit
3 11 3\sqrt{11} 3 11 og 10 lg 9 10\lg 9 10 lg 9 er mindre enn 10. 5 ln 9 5\ln 9 5 ln 9 er større enn 10.
LøsningsforslagKI-generert
KI-generert løsningsforslag. Dette løsningsforslaget er skrevet av en språkmodell (Claude) og er ikke verifisert av lærer. Det kan inneholde regnefeil, upresis bruk av begreper eller mangler.
3 11 3\sqrt{11} 3 11 : Vi sammenligner ved å kvadrere begge sider (begge er positive):
( 3 11 ) 2 = 9 ⋅ 11 = 99 < 100 = 10 2 \left(3\sqrt{11}\right)^2 = 9 \cdot 11 = 99 < 100 = 10^2 ( 3 11 ) 2 = 9 ⋅ 11 = 99 < 100 = 1 0 2
Siden 99 < 100 99 < 100 99 < 100 , er 3 11 < 10 3\sqrt{11} < 10 3 11 < 10 . ✓
10 lg 9 10\lg 9 10 lg 9 : Vi deler begge sider på 10 og sammenligner lg 9 \lg 9 lg 9 med 1:
lg 9 < lg 10 = 1 \lg 9 < \lg 10 = 1 lg 9 < lg 10 = 1
siden lg \lg lg er en voksende funksjon og 9 < 10 9 < 10 9 < 10 . Derfor er 10 lg 9 < 10 10\lg 9 < 10 10 lg 9 < 10 . ✓
5 ln 9 5\ln 9 5 ln 9 : Vi deler begge sider på 5 og sammenligner ln 9 \ln 9 ln 9 med 2:
ln 9 > ? 2 = ln e 2 \ln 9 \stackrel{?}{>} 2 = \ln e^2 ln 9 > ? 2 = ln e 2
Vi vet at e ≈ 2,718 e \approx 2{,}718 e ≈ 2 , 718 , så e 2 ≈ 7,39 < 9 e^2 \approx 7{,}39 < 9 e 2 ≈ 7 , 39 < 9 . Siden ln \ln ln er voksende og 9 > e 2 9 > e^2 9 > e 2 , er ln 9 > 2 \ln 9 > 2 ln 9 > 2 . Dermed er 5 ln 9 > 10 5\ln 9 > 10 5 ln 9 > 10 . ✗
Oppgavedata
Kategori 2
Vanskegrad 2
Temaer Eksponentialfunksjon Oppgave 1-4 : Vinkel APB og punkt Q på linje gjennom P
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Vi har gitt punktene A ( 1 , 1 ) A(1, 1) A ( 1 , 1 ) , B ( 9 , 7 ) B(9, 7) B ( 9 , 7 ) og P ( 5 , 9 ) P(5, 9) P ( 5 , 9 ) .
a)
Vis at ∠ A P B = 90 ° \angle APB = 90\degree ∠ A P B = 90° .
En linje ℓ \ell ℓ er parallell med A B → \overrightarrow{AB} A B og går gjennom punktet P P P .
Det er også et annet punkt Q Q Q på ℓ \ell ℓ som er slik at ∠ A Q B = 90 ° \angle AQB = 90\degree ∠ A QB = 90° .
b)
Bestem koordinatene til Q Q Q .
Fasit
a)
P A → ⋅ P B → = 0 \overrightarrow{PA} \cdot \overrightarrow{PB} = 0 P A ⋅ P B = 0 , så ∠ A P B = 90 ° \angle APB = 90\degree ∠ A P B = 90°
b)
Q = ( 1 5 , 27 5 ) Q = \left(\dfrac{1}{5},\ \dfrac{27}{5}\right) Q = ( 5 1 , 5 27 )
LøsningsforslagKI-generert
KI-generert løsningsforslag. Dette løsningsforslaget er skrevet av en språkmodell (Claude) og er ikke verifisert av lærer. Det kan inneholde regnefeil, upresis bruk av begreper eller mangler.
a)
Vi bruker prikkproduktet til å vise at ∠ A P B = 90 ° \angle APB = 90\degree ∠ A P B = 90° . To vektorer er vinkelrette hvis og bare hvis prikkproduktet er null.
Vi regner ut vektorene fra P P P til henholdsvis A A A og B B B :
P A → = A − P = ( 1 − 5 , 1 − 9 ) = ( − 4 , − 8 ) \overrightarrow{PA} = A - P = (1-5,\ 1-9) = (-4,\ -8) P A = A − P = ( 1 − 5 , 1 − 9 ) = ( − 4 , − 8 )
P B → = B − P = ( 9 − 5 , 7 − 9 ) = ( 4 , − 2 ) \overrightarrow{PB} = B - P = (9-5,\ 7-9) = (4,\ -2) P B = B − P = ( 9 − 5 , 7 − 9 ) = ( 4 , − 2 )
Prikkproduktet er:
P A → ⋅ P B → = ( − 4 ) ⋅ 4 + ( − 8 ) ⋅ ( − 2 ) = − 16 + 16 = 0 \overrightarrow{PA} \cdot \overrightarrow{PB} = (-4) \cdot 4 + (-8) \cdot (-2) = -16 + 16 = 0 P A ⋅ P B = ( − 4 ) ⋅ 4 + ( − 8 ) ⋅ ( − 2 ) = − 16 + 16 = 0
Siden P A → ⋅ P B → = 0 \overrightarrow{PA} \cdot \overrightarrow{PB} = 0 P A ⋅ P B = 0 er vektorene vinkelrette, og \angle APB = 90° \textbf{\angle APB = 90\degree} \angle APB = 90° .
b)
Linjen ℓ \ell ℓ er parallell med A B → \overrightarrow{AB} A B og går gjennom P P P . Vi finner retningsvektoren:
A B → = B − A = ( 9 − 1 , 7 − 1 ) = ( 8 , 6 ) \overrightarrow{AB} = B - A = (9-1,\ 7-1) = (8,\ 6) A B = B − A = ( 9 − 1 , 7 − 1 ) = ( 8 , 6 )
Alle punkter på ℓ \ell ℓ kan skrives som:
Q = P + t ⋅ A B → = ( 5 + 8 t , 9 + 6 t ) , t ∈ R Q = P + t \cdot \overrightarrow{AB} = (5 + 8t,\ 9 + 6t), \quad t \in \mathbb{R} Q = P + t ⋅ A B = ( 5 + 8 t , 9 + 6 t ) , t ∈ R
For at ∠ A Q B = 90 ° \angle AQB = 90\degree ∠ A QB = 90° må Q A → ⋅ Q B → = 0 \overrightarrow{QA} \cdot \overrightarrow{QB} = 0 Q A ⋅ QB = 0 .
Vi regner ut vektorene fra Q Q Q :
Q A → = A − Q = ( 1 − ( 5 + 8 t ) , 1 − ( 9 + 6 t ) ) = ( − 4 − 8 t , − 8 − 6 t ) \overrightarrow{QA} = A - Q = (1-(5+8t),\ 1-(9+6t)) = (-4-8t,\ -8-6t) Q A = A − Q = ( 1 − ( 5 + 8 t ) , 1 − ( 9 + 6 t )) = ( − 4 − 8 t , − 8 − 6 t )
Q B → = B − Q = ( 9 − ( 5 + 8 t ) , 7 − ( 9 + 6 t ) ) = ( 4 − 8 t , − 2 − 6 t ) \overrightarrow{QB} = B - Q = (9-(5+8t),\ 7-(9+6t)) = (4-8t,\ -2-6t) QB = B − Q = ( 9 − ( 5 + 8 t ) , 7 − ( 9 + 6 t )) = ( 4 − 8 t , − 2 − 6 t )
Prikkproduktet settes lik null:
Q A → ⋅ Q B → = ( − 4 − 8 t ) ( 4 − 8 t ) + ( − 8 − 6 t ) ( − 2 − 6 t ) = ( − 4 − 8 t ) ( 4 − 8 t ) + ( 8 + 6 t ) ( 2 + 6 t ) = ( − 16 + 32 t − 32 t + 64 t 2 ) + ( 16 + 48 t + 12 t + 36 t 2 ) = − 16 + 64 t 2 + 16 + 60 t + 36 t 2 = 100 t 2 + 60 t = 20 t ( 5 t + 3 ) \begin{aligned}
\overrightarrow{QA} \cdot \overrightarrow{QB} &= (-4-8t)(4-8t) + (-8-6t)(-2-6t) \\
&= (-4-8t)(4-8t) + (8+6t)(2+6t) \\
&= (-16 + 32t - 32t + 64t^2) + (16 + 48t + 12t + 36t^2) \\
&= -16 + 64t^2 + 16 + 60t + 36t^2 \\
&= 100t^2 + 60t \\
&= 20t(5t + 3)
\end{aligned} Q A ⋅ QB = ( − 4 − 8 t ) ( 4 − 8 t ) + ( − 8 − 6 t ) ( − 2 − 6 t ) = ( − 4 − 8 t ) ( 4 − 8 t ) + ( 8 + 6 t ) ( 2 + 6 t ) = ( − 16 + 32 t − 32 t + 64 t 2 ) + ( 16 + 48 t + 12 t + 36 t 2 ) = − 16 + 64 t 2 + 16 + 60 t + 36 t 2 = 100 t 2 + 60 t = 20 t ( 5 t + 3 )
20 t ( 5 t + 3 ) = 0 20t(5t+3) = 0 20 t ( 5 t + 3 ) = 0
t = 0 eller t = − 3 5 t = 0 \quad \text{eller} \quad t = -\frac{3}{5} t = 0 eller t = − 5 3
t = 0 t = 0 t = 0 gir Q = P = ( 5 , 9 ) Q = P = (5, 9) Q = P = ( 5 , 9 ) , som er det punktet vi allerede kjenner fra oppgave a). Det andre løsningen gir:
Q = ( 5 + 8 ⋅ ( − 3 5 ) , 9 + 6 ⋅ ( − 3 5 ) ) = ( 5 − 24 5 , 9 − 18 5 ) = ( 1 5 , 27 5 ) Q = \left(5 + 8 \cdot \left(-\frac{3}{5}\right),\ 9 + 6 \cdot \left(-\frac{3}{5}\right)\right) = \left(5 - \frac{24}{5},\ 9 - \frac{18}{5}\right) = \left(\frac{1}{5},\ \frac{27}{5}\right) Q = ( 5 + 8 ⋅ ( − 5 3 ) , 9 + 6 ⋅ ( − 5 3 ) ) = ( 5 − 5 24 , 9 − 5 18 ) = ( 5 1 , 5 27 )
Q = ( 1 5 , 27 5 ) Q = \left(\dfrac{1}{5},\ \dfrac{27}{5}\right) Q = ( 5 1 , 5 27 )
Oppgavedata
Kategori 3
Vanskegrad 3
Temaer Geometri, Trigonometri Oppgave 1-5 : Tangentlinje funnet med derivasjonsprogram
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Marianne har skrevet følgende program:
Bestem verdien av variabelen b b b som defineres på linje 12.
LøsningsforslagKI-generert
KI-generert løsningsforslag. Dette løsningsforslaget er skrevet av en språkmodell (Claude) og er ikke verifisert av lærer. Det kan inneholde regnefeil, upresis bruk av begreper eller mangler.
Programmet finner en tangentlinje til f ( x ) = 6 x − 3 x − 1 f(x) = \dfrac{6x-3}{x-1} f ( x ) = x − 1 6 x − 3 med stigningstall − 3 -3 − 3 .
Linje for linje:
Linje 1–2: Definerer funksjonen f ( x ) = 6 x − 3 x − 1 f(x) = \dfrac{6x-3}{x-1} f ( x ) = x − 1 6 x − 3 .
Linje 4–6: Definerer en numerisk tilnærming til den deriverte:
D f ( x ) = f ( x + h ) − f ( x ) h , h = 0,00001 Df(x) = \frac{f(x+h) - f(x)}{h}, \quad h = 0{,}00001 D f ( x ) = h f ( x + h ) − f ( x ) , h = 0 , 00001
Dette er Newton-differenskvotienten som gir en god tilnærming til f ′ ( x ) f'(x) f ′ ( x ) for liten h h h .
Linje 8: Setter startverdien a = 1,5 a = 1{,}5 a = 1 , 5 .
Linje 9–10: while-løkken øker a a a med 0,001 0{,}001 0 , 001 så lenge D f ( a ) < − 3 Df(a) < -3 D f ( a ) < − 3 . Den stopper altså ved den første verdien av a a a der f ′ ( a ) ≥ − 3 f'(a) \geq -3 f ′ ( a ) ≥ − 3 .
Linje 12: Beregner konstantleddet b b b i tangentlinjen y = − 3 x + b y = -3x + b y = − 3 x + b ved berøringspunktet ( a , f ( a ) ) (a,\, f(a)) ( a , f ( a )) .
Linje 14: Skriver ut tangentlinjen.
Finn berøringspunktet analytisk:
Vi beregner den deriverte med kvotientregelen:
f ′ ( x ) = 6 ( x − 1 ) − ( 6 x − 3 ) ⋅ 1 ( x − 1 ) 2 = 6 x − 6 − 6 x + 3 ( x − 1 ) 2 = − 3 ( x − 1 ) 2 f'(x) = \frac{6(x-1) - (6x-3) \cdot 1}{(x-1)^2} = \frac{6x - 6 - 6x + 3}{(x-1)^2} = \frac{-3}{(x-1)^2} f ′ ( x ) = ( x − 1 ) 2 6 ( x − 1 ) − ( 6 x − 3 ) ⋅ 1 = ( x − 1 ) 2 6 x − 6 − 6 x + 3 = ( x − 1 ) 2 − 3
Løkken leter etter x x x der f ′ ( x ) = − 3 f'(x) = -3 f ′ ( x ) = − 3 :
− 3 ( x − 1 ) 2 = − 3 ⟹ ( x − 1 ) 2 = 1 ⟹ x = 0 eller x = 2 \frac{-3}{(x-1)^2} = -3 \implies (x-1)^2 = 1 \implies x = 0 \text{ eller } x = 2 ( x − 1 ) 2 − 3 = − 3 ⟹ ( x − 1 ) 2 = 1 ⟹ x = 0 eller x = 2
Startverdi er a = 1,5 a = 1{,}5 a = 1 , 5 . For x ∈ ( 1 , 2 ) x \in (1,\, 2) x ∈ ( 1 , 2 ) er ( x − 1 ) 2 < 1 (x-1)^2 < 1 ( x − 1 ) 2 < 1 , slik at f ′ ( x ) < − 3 f'(x) < -3 f ′ ( x ) < − 3 . Løkken øker derfor a a a inntil a = 2 a = 2 a = 2 , der f ′ ( 2 ) = − 3 f'(2) = -3 f ′ ( 2 ) = − 3 .
Beregn b b b på linje 12:
f ( 2 ) = 6 ⋅ 2 − 3 2 − 1 = 9 1 = 9 f(2) = \frac{6 \cdot 2 - 3}{2 - 1} = \frac{9}{1} = 9 f ( 2 ) = 2 − 1 6 ⋅ 2 − 3 = 1 9 = 9
Tangentlinjen går gjennom ( 2 , 9 ) (2,\, 9) ( 2 , 9 ) med stigningstall − 3 -3 − 3 :
b = f ( a ) − D f ( a ) ⋅ a = 9 − ( − 3 ) ⋅ 2 = 9 + 6 = 15 ‾ ‾ b = f(a) - Df(a) \cdot a = 9 - (-3) \cdot 2 = 9 + 6 = \mathbf{\underline{\underline{15}}} b = f ( a ) − D f ( a ) ⋅ a = 9 − ( − 3 ) ⋅ 2 = 9 + 6 = 15
Tangentlinjen er y = − 3 x + 15 y = -3x + 15 y = − 3 x + 15 .
Oppgavedata
Kategori 2
Vanskegrad 2
Temaer Programmering, Derivasjon
Del 2
— med hjelpemidler · 4 timer · 7 oppgaver Oppgave 2-1 : Logistisk modell for Norges energiproduksjon
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Tabellen nedenfor viser hvor mye elektrisk energi Norge produserte noen utvalgte år.
År 1950 1960 1970 1981 1990 2000 2012 2020 Produksjon (GWh) 16 924 31 121 57 606 93 397 121 848 142 816 147 716 154 197
a)
Bruk tallene fra tabellen til å lage en logistisk modell g g g som viser oss Norges energiproduksjon x x x år etter 1950.
b)
I hvilket år økte produksjonen raskest ifølge modellen g g g ?
Tabellen nedenfor viser forbruket av elektrisk energi i Norge noen utvalgte år.
År 1950 1960 1970 1981 1990 2000 2012 2020 Forbruk (GWh) 16 924 31 253 56 770 88 168 105 941 123 761 129 900 133 725
c)
Bruk tallene fra tabellen til å lage en modell som du mener vi kan bruke til å vurdere om vi på sikt vil være selvforsynte med elektrisk energi.
Fasit
a)
g ( x ) = 157303 1 + 9,6396 ⋅ e − 0,08672 x g(x) = \dfrac{157303}{1 + 9{,}6396 \cdot e^{-0{,}08672x}} g ( x ) = 1 + 9 , 6396 ⋅ e − 0 , 08672 x 157303 , r 2 = 0,999 r^2 = 0{,}999 r 2 = 0 , 999
b)
Produksjonen økte raskest i 1976
c)
Nei — asymptoten for produksjon (≈ 157 300 G W h \approx 157\,300~\mathrm{GWh} ≈ 157 300 GWh ) er høyere enn for forbruk (≈ 136 400 G W h \approx 136\,400~\mathrm{GWh} ≈ 136 400 GWh ), så modellen tilsier at Norge på sikt vil være selvforsynt.
LøsningsforslagKI-generert
KI-generert løsningsforslag. Dette løsningsforslaget er skrevet av en språkmodell (Claude) og er ikke verifisert av lærer. Det kan inneholde regnefeil, upresis bruk av begreper eller mangler.
Vi legger inn produksjonstallene i GeoGebra CAS og definerer den logistiske modellen med de gitte parametrene fra regresjon. Se linje 1–4 i CAS-utklippet.
a)
En logistisk modell har formen
g ( x ) = L 1 + a ⋅ e − k x g(x) = \frac{L}{1 + a \cdot e^{-kx}} g ( x ) = 1 + a ⋅ e − k x L
der L L L er kapasitetsgrensen (asymptoten), a a a bestemmer startpunktet og k k k vekstraten. Vi bruker logistisk regresjon på produksjonstallene med x x x = antall år etter 1950.
Regresjonen gir (se linje 1 i CAS):
\textbf{g(x) = \frac{157303}{1 + 9{,}6396 \cdot e^{-0{,}08672x}}}
med r 2 = 0,999 r^2 = 0{,}999 r 2 = 0 , 999 — svært god tilpasning.
b)
I en logistisk modell er veksthastigheten størst i vendepunktet, der g ( x ) = L 2 g(x) = \frac{L}{2} g ( x ) = 2 L .
x x x -koordinaten til vendepunktet er
x = ln ( a ) k = ln ( 9,6396 ) 0,08672 ≈ 26,1 x = \frac{\ln(a)}{k} = \frac{\ln(9{,}6396)}{0{,}08672} \approx 26{,}1 x = k ln ( a ) = 0 , 08672 ln ( 9 , 6396 ) ≈ 26 , 1
Vi verifiserer med Vendepunkt(g) i CAS (se linje 2), som bekrefter x ≈ 26,1 x \approx 26{,}1 x ≈ 26 , 1 og y = L 2 ≈ 78 652 G W h y = \frac{L}{2} \approx 78\,652~\mathrm{GWh} y = 2 L ≈ 78 652 GWh .
1950 + 26,1 ≈ 1976 1950 + 26{,}1 \approx 1976 1950 + 26 , 1 ≈ 1976
Ifølge modellen økte produksjonen raskest i løpet av 1976.
c)
Vi lager en tilsvarende logistisk modell for forbruket. Logistisk regresjon på forbrukstallene (se linje 4 i CAS) gir:
f ( x ) = 136387 1 + 7,4388 ⋅ e − 0,08320 x f(x) = \frac{136387}{1 + 7{,}4388 \cdot e^{-0{,}08320x}} f ( x ) = 1 + 7 , 4388 ⋅ e − 0 , 08320 x 136387
For å vurdere selvforsyningen sammenligner vi de to modellenes kapasitetsgrenser (asymptotene):
Modell Asymptote L L L Produksjon g ( x ) g(x) g ( x ) ≈ 157 300 G W h \approx 157\,300~\mathrm{GWh} ≈ 157 300 GWh Forbruk f ( x ) f(x) f ( x ) ≈ 136 400 G W h \approx 136\,400~\mathrm{GWh} ≈ 136 400 GWh
Produksjonsmodellen har en høyere asymptote enn forbruksmodellen. Det betyr at ifølge modellene vil produksjonen over tid stabilisere seg på et høyere nivå enn forbruket.
Modellen tilsier at Norge på sikt vil være selvforsynt med elektrisk energi.
Det er likevel viktig å understreke usikkerheten: begge modeller er logistiske, og det er usikkert om veksten faktisk vil følge dette mønsteret langt inn i fremtiden. Energiforbruk og -produksjon påvirkes av politikk, teknologiendringer og klimaforhold som modellen ikke fanger opp.
Oppgavedata
Kategori 3
Vanskegrad 3
Temaer Modellering, Funksjoner Oppgave 2-2 : Omvendt funksjon og ladetid for kamerablits
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Når du bruker blitsen på et fotokamera, vil batteriet lade den opp igjen. Ladningen Q Q Q i blitsen t t t sekunder etter at den går av, er gitt ved
Q ( t ) = Q 0 ( 1 − e − 2,3 t ) , t ≥ 0 Q(t) = Q_0\left(1 - e^{-2{,}3t}\right), \quad t \geq 0 Q ( t ) = Q 0 ( 1 − e − 2 , 3 t ) , t ≥ 0
Her er Q 0 Q_0 Q 0 den maksimale ladningen i blitsen.
a)
Bestem den omvendte funksjonen til Q Q Q .
b)
Hvor lang tid tar det før blitsen har fått 90 prosent av den maksimale ladningen?
Fasit
a)
t ( Q ) = − 10 23 ln ( 1 − Q Q 0 ) t(Q) = -\dfrac{10}{23}\ln\!\left(1 - \dfrac{Q}{Q_0}\right) t ( Q ) = − 23 10 ln ( 1 − Q 0 Q )
b)
t ≈ 1,00 t \approx 1{,}00 t ≈ 1 , 00 sekunder
LøsningsforslagKI-generert
KI-generert løsningsforslag. Dette løsningsforslaget er skrevet av en språkmodell (Claude) og er ikke verifisert av lærer. Det kan inneholde regnefeil, upresis bruk av begreper eller mangler.
a)
Vi har
Q ( t ) = Q 0 ( 1 − e − 2,3 t ) Q(t) = Q_0\left(1 - e^{-2{,}3t}\right) Q ( t ) = Q 0 ( 1 − e − 2 , 3 t )
og ønsker å uttrykke t t t som funksjon av Q Q Q .
Q = Q 0 ( 1 − e − 2,3 t ) Q = Q_0\left(1 - e^{-2{,}3t}\right) Q = Q 0 ( 1 − e − 2 , 3 t )
Q Q 0 = 1 − e − 2,3 t \frac{Q}{Q_0} = 1 - e^{-2{,}3t} Q 0 Q = 1 − e − 2 , 3 t
e − 2,3 t = 1 − Q Q 0 e^{-2{,}3t} = 1 - \frac{Q}{Q_0} e − 2 , 3 t = 1 − Q 0 Q
− 2,3 t = ln ( 1 − Q Q 0 ) -2{,}3t = \ln\!\left(1 - \frac{Q}{Q_0}\right) − 2 , 3 t = ln ( 1 − Q 0 Q )
t = − 1 2,3 ln ( 1 − Q Q 0 ) = − 10 23 ln ( 1 − Q Q 0 ) t = -\frac{1}{2{,}3}\ln\!\left(1 - \frac{Q}{Q_0}\right) = -\frac{10}{23}\ln\!\left(1 - \frac{Q}{Q_0}\right) t = − 2 , 3 1 ln ( 1 − Q 0 Q ) = − 23 10 ln ( 1 − Q 0 Q )
Den omvendte funksjonen er altså
t ( Q ) = − 10 23 ln ( 1 − Q Q 0 ) t(Q) = -\frac{10}{23}\ln\!\left(1 - \frac{Q}{Q_0}\right) t ( Q ) = − 23 10 ln ( 1 − Q 0 Q )
b)
90 prosent av maksimal ladning er Q = 0,9 Q 0 Q = 0{,}9\,Q_0 Q = 0 , 9 Q 0 . Vi setter inn i t ( Q ) t(Q) t ( Q ) :
t ( 0,9 Q 0 ) = − 10 23 ln ( 1 − 0,9 Q 0 Q 0 ) = − 10 23 ln ( 0,1 ) = 10 23 ln ( 10 ) t(0{,}9\,Q_0) = -\frac{10}{23}\ln\!\left(1 - \frac{0{,}9\,Q_0}{Q_0}\right) = -\frac{10}{23}\ln(0{,}1) = \frac{10}{23}\ln(10) t ( 0 , 9 Q 0 ) = − 23 10 ln ( 1 − Q 0 0 , 9 Q 0 ) = − 23 10 ln ( 0 , 1 ) = 23 10 ln ( 10 )
t = 10 ⋅ 2,303 … 23 ≈ 1,00 sekunder t = \frac{10 \cdot 2{,}303\ldots}{23} \approx 1{,}00 \text{ sekunder} t = 23 10 ⋅ 2 , 303 … ≈ 1 , 00 sekunder
Det tar altså omtrent 1 sekund før blitsen har fått 90 % av den maksimale ladningen.
Oppgavedata
Kategori 2
Vanskegrad 2
Temaer Eksponentialfunksjon, Funksjoner Oppgave 2-3 : Stråle gjennom origo og vinkler i trekant
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Vi har gitt punktene A ( 0 , 0 ) A(0, 0) A ( 0 , 0 ) , B ( 9 , 1 ) B(9, 1) B ( 9 , 1 ) og C ( 24 , 10 ) C(24, 10) C ( 24 , 10 ) . En stråle ℓ \ell ℓ er gitt ved parameterframstillingen
ℓ : { x = 12 t y = 5 t , t > 0 \ell: \begin{cases} x = 12t \\ y = 5t \end{cases}, \quad t > 0 ℓ : { x = 12 t y = 5 t , t > 0
a)
Vis at C C C ligger på ℓ \ell ℓ .
b)
Bruk vektorregning til å bestemme ∠ B A C \angle BAC ∠ B A C .
Et annet punkt D D D ligger på ℓ \ell ℓ slik at ∠ A D B = 120 ° \angle ADB = 120\degree ∠ A D B = 120° .
c)
Bruk vektorregning til å bestemme koordinatene til D D D .
Et punkt E E E ligger på ℓ \ell ℓ slik at arealet til △ A B E \triangle ABE △ A B E er 11.
d)
Bestem de eksakte koordinatene til E E E .
Fasit
a)
C C C ligger på ℓ \ell ℓ (med t = 2 t = 2 t = 2 )
b)
∠ B A C = arccos ( 113 82 1066 ) ≈ 16,28 ° \angle BAC = \arccos\!\left(\dfrac{113\sqrt{82}}{1066}\right) \approx 16{,}28° ∠ B A C = arccos ( 1066 113 82 ) ≈ 16 , 28°
c)
D = ( 1356 − 132 3 169 , 565 − 55 3 169 ) D = \left(\dfrac{1356 - 132\sqrt{3}}{169},\ \dfrac{565 - 55\sqrt{3}}{169}\right) D = ( 169 1356 − 132 3 , 169 565 − 55 3 )
d)
E = ( 8 , 10 3 ) E = \left(8,\ \dfrac{10}{3}\right) E = ( 8 , 3 10 )
LøsningsforslagKI-generert
KI-generert løsningsforslag. Dette løsningsforslaget er skrevet av en språkmodell (Claude) og er ikke verifisert av lærer. Det kan inneholde regnefeil, upresis bruk av begreper eller mangler.
a)
Strålen ℓ \ell ℓ er gitt ved x = 12 t x = 12t x = 12 t , y = 5 t y = 5t y = 5 t for t > 0 t > 0 t > 0 .
Vi prøver C ( 24 , 10 ) C(24, 10) C ( 24 , 10 ) :
x = 24 ⟹ 12 t = 24 ⟹ t = 2 x = 24 \implies 12t = 24 \implies t = 2 x = 24 ⟹ 12 t = 24 ⟹ t = 2
y = 5 ⋅ 2 = 10 ✓ y = 5 \cdot 2 = 10 \checkmark y = 5 ⋅ 2 = 10 ✓
Siden t = 2 > 0 t = 2 > 0 t = 2 > 0 gir begge koordinatene til C C C , ligger C C C på ℓ \ell ℓ .
b)
Vi bruker prikkprodukt for å finne ∠ B A C \angle BAC ∠ B A C . Vektorene fra A ( 0 , 0 ) A(0,0) A ( 0 , 0 ) er:
A B ⃗ = ( 9 , 1 ) , A C ⃗ = ( 24 , 10 ) \vec{AB} = (9, 1), \qquad \vec{AC} = (24, 10) A B = ( 9 , 1 ) , A C = ( 24 , 10 )
A B ⃗ ⋅ A C ⃗ = 9 ⋅ 24 + 1 ⋅ 10 = 216 + 10 = 226 \vec{AB} \cdot \vec{AC} = 9 \cdot 24 + 1 \cdot 10 = 216 + 10 = 226 A B ⋅ A C = 9 ⋅ 24 + 1 ⋅ 10 = 216 + 10 = 226
∣ A B ⃗ ∣ = 9 2 + 1 2 = 82 , ∣ A C ⃗ ∣ = 24 2 + 10 2 = 676 = 26 |\vec{AB}| = \sqrt{9^2 + 1^2} = \sqrt{82}, \qquad |\vec{AC}| = \sqrt{24^2 + 10^2} = \sqrt{676} = 26 ∣ A B ∣ = 9 2 + 1 2 = 82 , ∣ A C ∣ = 2 4 2 + 1 0 2 = 676 = 26
cos ( ∠ B A C ) = A B ⃗ ⋅ A C ⃗ ∣ A B ⃗ ∣ ∣ A C ⃗ ∣ = 226 82 ⋅ 26 = 113 82 1066 \cos(\angle BAC) = \frac{\vec{AB} \cdot \vec{AC}}{|\vec{AB}||\vec{AC}|} = \frac{226}{\sqrt{82} \cdot 26} = \frac{113\sqrt{82}}{1066} cos ( ∠ B A C ) = ∣ A B ∣∣ A C ∣ A B ⋅ A C = 82 ⋅ 26 226 = 1066 113 82
∠ B A C = arccos ( 113 82 1066 ) ≈ 16,28 ° \angle BAC = \arccos\!\left(\frac{113\sqrt{82}}{1066}\right) \approx 16{,}28° ∠ B A C = arccos ( 1066 113 82 ) ≈ 16 , 28°
c)
D D D ligger på ℓ \ell ℓ , så D = ( 12 t , 5 t ) D = (12t,\, 5t) D = ( 12 t , 5 t ) for en t > 0 t > 0 t > 0 .
Vektorene fra D D D :
D A ⃗ = ( 0 − 12 t , 0 − 5 t ) = ( − 12 t , − 5 t ) \vec{DA} = (0 - 12t,\; 0 - 5t) = (-12t,\, -5t) D A = ( 0 − 12 t , 0 − 5 t ) = ( − 12 t , − 5 t )
D B ⃗ = ( 9 − 12 t , 1 − 5 t ) \vec{DB} = (9 - 12t,\; 1 - 5t) D B = ( 9 − 12 t , 1 − 5 t )
Prikkproduktet:
D A ⃗ ⋅ D B ⃗ = ( − 12 t ) ( 9 − 12 t ) + ( − 5 t ) ( 1 − 5 t ) = − 108 t + 144 t 2 − 5 t + 25 t 2 = 169 t 2 − 113 t \vec{DA} \cdot \vec{DB} = (-12t)(9-12t) + (-5t)(1-5t) = -108t + 144t^2 - 5t + 25t^2 = 169t^2 - 113t D A ⋅ D B = ( − 12 t ) ( 9 − 12 t ) + ( − 5 t ) ( 1 − 5 t ) = − 108 t + 144 t 2 − 5 t + 25 t 2 = 169 t 2 − 113 t
Lengdene:
∣ D A ⃗ ∣ = 144 t 2 + 25 t 2 = 13 t |\vec{DA}| = \sqrt{144t^2 + 25t^2} = 13t ∣ D A ∣ = 144 t 2 + 25 t 2 = 13 t
∣ D B ⃗ ∣ = ( 9 − 12 t ) 2 + ( 1 − 5 t ) 2 = 169 t 2 − 226 t + 82 |\vec{DB}| = \sqrt{(9-12t)^2 + (1-5t)^2} = \sqrt{169t^2 - 226t + 82} ∣ D B ∣ = ( 9 − 12 t ) 2 + ( 1 − 5 t ) 2 = 169 t 2 − 226 t + 82
Betingelsen ∠ A D B = 120 ° \angle ADB = 120° ∠ A D B = 120° gir cos ( 120 ° ) = − 1 2 \cos(120°) = -\tfrac{1}{2} cos ( 120° ) = − 2 1 :
169 t 2 − 113 t 13 t 169 t 2 − 226 t + 82 = − 1 2 \frac{169t^2 - 113t}{13t\sqrt{169t^2 - 226t + 82}} = -\frac{1}{2} 13 t 169 t 2 − 226 t + 82 169 t 2 − 113 t = − 2 1
For t > 0 t > 0 t > 0 deler vi med t t t i teller og i ∣ D A ⃗ ∣ |\vec{DA}| ∣ D A ∣ :
169 t − 113 13 169 t 2 − 226 t + 82 = − 1 2 \frac{169t - 113}{13\sqrt{169t^2 - 226t + 82}} = -\frac{1}{2} 13 169 t 2 − 226 t + 82 169 t − 113 = − 2 1
Siden venstre side skal være negativ, kreves 169 t − 113 < 0 169t - 113 < 0 169 t − 113 < 0 , altså t < 113 169 t < \tfrac{113}{169} t < 169 113 .
Ganger begge sider med − 2 ⋅ 13 -2 \cdot 13 − 2 ⋅ 13 :
2 ( 113 − 169 t ) = 13 169 t 2 − 226 t + 82 2(113 - 169t) = 13\sqrt{169t^2 - 226t + 82} 2 ( 113 − 169 t ) = 13 169 t 2 − 226 t + 82
Kvadrerer (begge sider er positive):
4 ( 113 − 169 t ) 2 = 169 ( 169 t 2 − 226 t + 82 ) 4(113 - 169t)^2 = 169(169t^2 - 226t + 82) 4 ( 113 − 169 t ) 2 = 169 ( 169 t 2 − 226 t + 82 )
4 ⋅ 113 2 − 8 ⋅ 113 ⋅ 169 t + 4 ⋅ 169 2 t 2 = 169 2 t 2 − 169 ⋅ 226 t + 169 ⋅ 82 4 \cdot 113^2 - 8 \cdot 113 \cdot 169t + 4 \cdot 169^2 t^2 = 169^2 t^2 - 169 \cdot 226t + 169 \cdot 82 4 ⋅ 11 3 2 − 8 ⋅ 113 ⋅ 169 t + 4 ⋅ 16 9 2 t 2 = 16 9 2 t 2 − 169 ⋅ 226 t + 169 ⋅ 82
3 ⋅ 169 2 t 2 + 169 ( − 904 + 226 ) t + ( 4 ⋅ 12769 − 13858 ) = 0 3 \cdot 169^2 t^2 + 169(-904 + 226)t + (4 \cdot 12769 - 13858) = 0 3 ⋅ 16 9 2 t 2 + 169 ( − 904 + 226 ) t + ( 4 ⋅ 12769 − 13858 ) = 0
85683 t 2 − 114582 t + 37218 = 0 85683t^2 - 114582t + 37218 = 0 85683 t 2 − 114582 t + 37218 = 0
Deler med GCD = 1014:
85683 1014 t 2 − 114582 1014 t + 37218 1014 = 0 \frac{85683}{1014}\,t^2 - \frac{114582}{1014}\,t + \frac{37218}{1014} = 0 1014 85683 t 2 − 1014 114582 t + 1014 37218 = 0
169 ⋅ 169 2 ⋅ … 169 \cdot \frac{169}{2} \cdot \ldots 169 ⋅ 2 169 ⋅ …
Vi løser direkte med andregradsformelen. Diskriminant:
Δ = 114582 2 − 4 ⋅ 85683 ⋅ 37218 = 373 235 148 = ( 11154 ) 2 ⋅ 3 \Delta = 114582^2 - 4 \cdot 85683 \cdot 37218 = 373\,235\,148 = (11154)^2 \cdot 3 Δ = 11458 2 2 − 4 ⋅ 85683 ⋅ 37218 = 373 235 148 = ( 11154 ) 2 ⋅ 3
Δ = 11154 3 = 1014 ⋅ 11 3 \sqrt{\Delta} = 11154\sqrt{3} = 1014 \cdot 11\sqrt{3} Δ = 11154 3 = 1014 ⋅ 11 3
t = 114582 ± 1014 ⋅ 11 3 2 ⋅ 85683 = 114582 ± 11154 3 171366 t = \frac{114582 \pm 1014 \cdot 11\sqrt{3}}{2 \cdot 85683} = \frac{114582 \pm 11154\sqrt{3}}{171366} t = 2 ⋅ 85683 114582 ± 1014 ⋅ 11 3 = 171366 114582 ± 11154 3
Deler teller og nevner med 1014:
t = 113 ± 11 3 169 t = \frac{113 \pm 11\sqrt{3}}{169} t = 169 113 ± 11 3
Vi sjekker hvilken løsning som tilfredsstiller t < 113 169 t < \tfrac{113}{169} t < 169 113 :
t 1 = 113 + 11 3 169 ≈ 0,781 t_1 = \dfrac{113 + 11\sqrt{3}}{169} \approx 0{,}781 t 1 = 169 113 + 11 3 ≈ 0 , 781 — oppfyller ikke t < 113 169 ≈ 0,669 t < \tfrac{113}{169} \approx 0{,}669 t < 169 113 ≈ 0 , 669
t 2 = 113 − 11 3 169 ≈ 0,556 t_2 = \dfrac{113 - 11\sqrt{3}}{169} \approx 0{,}556 t 2 = 169 113 − 11 3 ≈ 0 , 556 — oppfyller kravet ✓ \checkmark ✓
t = 113 − 11 3 169 t = \frac{113 - 11\sqrt{3}}{169} t = 169 113 − 11 3
Koordinatene til D D D :
D = ( 12 ( 113 − 11 3 ) 169 , 5 ( 113 − 11 3 ) 169 ) = ( 1356 − 132 3 169 , 565 − 55 3 169 ) D = \left(\frac{12(113 - 11\sqrt{3})}{169},\; \frac{5(113 - 11\sqrt{3})}{169}\right) = \left(\frac{1356 - 132\sqrt{3}}{169},\; \frac{565 - 55\sqrt{3}}{169}\right) D = ( 169 12 ( 113 − 11 3 ) , 169 5 ( 113 − 11 3 ) ) = ( 169 1356 − 132 3 , 169 565 − 55 3 )
d)
E E E ligger på ℓ \ell ℓ , så E = ( 12 t , 5 t ) E = (12t,\, 5t) E = ( 12 t , 5 t ) .
Arealet av △ A B E \triangle ABE △ A B E med A = ( 0 , 0 ) A = (0,0) A = ( 0 , 0 ) , B = ( 9 , 1 ) B = (9,1) B = ( 9 , 1 ) , E = ( 12 t , 5 t ) E = (12t, 5t) E = ( 12 t , 5 t ) :
Areal = 1 2 ∣ det ( 9 12 t 1 5 t ) ∣ = 1 2 ∣ 9 ⋅ 5 t − 1 ⋅ 12 t ∣ = 1 2 ⋅ 33 t = 33 t 2 \text{Areal} = \frac{1}{2}\left|\det\begin{pmatrix} 9 & 12t \\ 1 & 5t \end{pmatrix}\right| = \frac{1}{2}|9 \cdot 5t - 1 \cdot 12t| = \frac{1}{2} \cdot 33t = \frac{33t}{2} Areal = 2 1 det ( 9 1 12 t 5 t ) = 2 1 ∣9 ⋅ 5 t − 1 ⋅ 12 t ∣ = 2 1 ⋅ 33 t = 2 33 t
Setter arealet lik 11:
33 t 2 = 11 ⟹ t = 2 3 \frac{33t}{2} = 11 \implies t = \frac{2}{3} 2 33 t = 11 ⟹ t = 3 2
E = ( 12 ⋅ 2 3 , 5 ⋅ 2 3 ) = ( 8 , 10 3 ) E = \left(12 \cdot \frac{2}{3},\; 5 \cdot \frac{2}{3}\right) = \left(8,\; \frac{10}{3}\right) E = ( 12 ⋅ 3 2 , 5 ⋅ 3 2 ) = ( 8 , 3 10 )
Oppgavedata
Kategori 3
Vanskegrad 3
Temaer Geometri, Trigonometri Oppgave 2-4 : Sannhetsverdi av tre påstander om funksjoner og logaritmer
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Nedenfor ser du tre påstander. Avgjør i hvert tilfelle om påstanden er sann. Husk å argumentere!
a)
Hvis f ( a ) = f ( b ) f(a) = f(b) f ( a ) = f ( b ) for en funksjon f f f , så er a = b a = b a = b .
b)
Hvis 0 < a < b 0 < a < b 0 < a < b , så er ln a < ln b \ln a < \ln b ln a < ln b .
c)
Hvis a > 0 a > 0 a > 0 og x > 0 x > 0 x > 0 , så er ( ln x ) ′ = ( ln ( a x ) ) ′ (\ln x)' = (\ln(ax))' ( ln x ) ′ = ( ln ( a x ) ) ′ .
Fasit
LøsningsforslagKI-generert
KI-generert løsningsforslag. Dette løsningsforslaget er skrevet av en språkmodell (Claude) og er ikke verifisert av lærer. Det kan inneholde regnefeil, upresis bruk av begreper eller mangler.
a) Hvis f ( a ) = f ( b ) f(a) = f(b) f ( a ) = f ( b ) for en funksjon f f f , så er a = b a = b a = b .
Påstanden er usann .
Et moteksempel: La f ( x ) = x 2 f(x) = x^2 f ( x ) = x 2 . Da er f ( − 2 ) = 4 = f ( 2 ) f(-2) = 4 = f(2) f ( − 2 ) = 4 = f ( 2 ) , men − 2 ≠ 2 -2 \neq 2 − 2 = 2 .
Påstanden gjelder bare for injektive (én-til-én) funksjoner. En generell funksjon kan godt gi samme funksjonsverdi for to ulike innverdier.
b) Hvis 0 < a < b 0 < a < b 0 < a < b , så er ln a < ln b \ln a < \ln b ln a < ln b .
Påstanden er sann .
Logaritmefunksjonen ln x \ln x ln x er strengt voksende for x > 0 x > 0 x > 0 . Det betyr at dersom a < b a < b a < b , så er ln a < ln b \ln a < \ln b ln a < ln b .
Begrunnelse: ln x \ln x ln x er definert som den deriverte ( ln x ) ′ = 1 x > 0 (\ln x)' = \frac{1}{x} > 0 ( ln x ) ′ = x 1 > 0 for alle x > 0 x > 0 x > 0 , og en funksjon med positiv derivert overalt er strengt voksende.
Alternativt: anta 0 < a < b 0 < a < b 0 < a < b . Da er b a > 1 \frac{b}{a} > 1 a b > 1 , og siden ln \ln ln er definert slik at ln t > 0 \ln t > 0 ln t > 0 for t > 1 t > 1 t > 1 :
ln b − ln a = ln ( b a ) > 0 ⟹ ln a < ln b \ln b - \ln a = \ln\!\left(\frac{b}{a}\right) > 0 \implies \ln a < \ln b ln b − ln a = ln ( a b ) > 0 ⟹ ln a < ln b
c) Hvis a > 0 a > 0 a > 0 og x > 0 x > 0 x > 0 , så er ( ln x ) ′ = ( ln ( a x ) ) ′ (\ln x)' = (\ln(ax))' ( ln x ) ′ = ( ln ( a x ) ) ′ .
Påstanden er sann .
Vi bruker logaritmeregelen ln ( a x ) = ln a + ln x \ln(ax) = \ln a + \ln x ln ( a x ) = ln a + ln x , og siden ln a \ln a ln a er en konstant når a > 0 a > 0 a > 0 :
( ln ( a x ) ) ′ = ( ln a + ln x ) ′ = 0 + 1 x = 1 x = ( ln x ) ′ (\ln(ax))' = (\ln a + \ln x)' = 0 + \frac{1}{x} = \frac{1}{x} = (\ln x)' ( ln ( a x ) ) ′ = ( ln a + ln x ) ′ = 0 + x 1 = x 1 = ( ln x ) ′
De to funksjonene skiller seg bare med en konstant (ln a \ln a ln a ), og konstanter forsvinner ved derivasjon. CAS bekrefter at begge deriverte er 1 x \dfrac{1}{x} x 1 .
Oppgavedata
Kategori 3
Vanskegrad 3
Temaer Funksjoner, Eksponentialfunksjon, Argumentasjon Oppgave 2-5 : Tangent til parabel og minste areal av trekant OAB
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
En funksjon f f f er gitt ved
f ( x ) = 1 − x 2 , D f = [ 0 , 1 ] f(x) = 1 - x^2, \quad D_f = [0, 1] f ( x ) = 1 − x 2 , D f = [ 0 , 1 ]
La a ∈ ⟨ 0 , 1 ⟩ a \in \langle 0, 1 \rangle a ∈ ⟨ 0 , 1 ⟩ og O O O være origo. Tangenten til grafen til f f f i punktet P ( a , f ( a ) ) P(a, f(a)) P ( a , f ( a )) skjærer x x x -aksen i punktet A A A og y y y -aksen i punktet B B B som vist på figuren.
a)
Bestem arealet av △ O A B \triangle OAB △ O A B når P ( 1 2 , 3 4 ) P\left(\dfrac{1}{2}, \dfrac{3}{4}\right) P ( 2 1 , 4 3 ) .
b)
Bestem det minste arealet △ O A B \triangle OAB △ O A B kan ha.
Fasit
a)
25 32 \dfrac{25}{32} 32 25
b)
4 3 9 \dfrac{4\sqrt{3}}{9} 9 4 3
LøsningsforslagKI-generert
KI-generert løsningsforslag. Dette løsningsforslaget er skrevet av en språkmodell (Claude) og er ikke verifisert av lærer. Det kan inneholde regnefeil, upresis bruk av begreper eller mangler.
Vi finner først en generell tangentligning til f ( x ) = 1 − x 2 f(x) = 1 - x^2 f ( x ) = 1 − x 2 i punktet P ( a , f ( a ) ) P(a, f(a)) P ( a , f ( a )) .
Siden f ′ ( x ) = − 2 x f'(x) = -2x f ′ ( x ) = − 2 x , er stigningstallet til tangenten i P P P lik f ′ ( a ) = − 2 a f'(a) = -2a f ′ ( a ) = − 2 a .
Tangentens ligning blir
t ( x ) = f ( a ) + f ′ ( a ) ( x − a ) = ( 1 − a 2 ) − 2 a ( x − a ) = a 2 − 2 a x + 1 t(x) = f(a) + f'(a)(x - a) = (1 - a^2) - 2a(x - a) = a^2 - 2ax + 1 t ( x ) = f ( a ) + f ′ ( a ) ( x − a ) = ( 1 − a 2 ) − 2 a ( x − a ) = a 2 − 2 a x + 1
Skjæringspunkt A med x x x -aksen (y = 0 y = 0 y = 0 ):
0 = a 2 − 2 a x + 1 ⟹ x = a 2 + 1 2 a 0 = a^2 - 2ax + 1 \implies x = \frac{a^2 + 1}{2a} 0 = a 2 − 2 a x + 1 ⟹ x = 2 a a 2 + 1
Så A = ( a 2 + 1 2 a , 0 ) A = \left(\dfrac{a^2+1}{2a},\ 0\right) A = ( 2 a a 2 + 1 , 0 ) .
Skjæringspunkt B med y y y -aksen (x = 0 x = 0 x = 0 ):
t ( 0 ) = a 2 + 1 t(0) = a^2 + 1 t ( 0 ) = a 2 + 1
Så B = ( 0 , a 2 + 1 ) B = (0,\ a^2 + 1) B = ( 0 , a 2 + 1 ) .
a) Areal når P = ( 1 2 , 3 4 ) P = \left(\tfrac{1}{2}, \tfrac{3}{4}\right) P = ( 2 1 , 4 3 )
Her er a = 1 2 a = \tfrac{1}{2} a = 2 1 .
O A = ( 1 2 ) 2 + 1 2 ⋅ 1 2 = 5 4 1 = 5 4 OA = \frac{\left(\frac{1}{2}\right)^2 + 1}{2 \cdot \frac{1}{2}} = \frac{\frac{5}{4}}{1} = \frac{5}{4} O A = 2 ⋅ 2 1 ( 2 1 ) 2 + 1 = 1 4 5 = 4 5
O B = ( 1 2 ) 2 + 1 = 5 4 OB = \left(\frac{1}{2}\right)^2 + 1 = \frac{5}{4} O B = ( 2 1 ) 2 + 1 = 4 5
T = 1 2 ⋅ O A ⋅ O B = 1 2 ⋅ 5 4 ⋅ 5 4 = 25 32 T = \frac{1}{2} \cdot OA \cdot OB = \frac{1}{2} \cdot \frac{5}{4} \cdot \frac{5}{4} = \frac{25}{32} T = 2 1 ⋅ O A ⋅ O B = 2 1 ⋅ 4 5 ⋅ 4 5 = 32 25
b) Minste mulige areal
Arealet av △ O A B \triangle OAB △ O A B som funksjon av a a a er
T ( a ) = 1 2 ⋅ a 2 + 1 2 a ⋅ ( a 2 + 1 ) = ( a 2 + 1 ) 2 4 a , a ∈ ⟨ 0 , 1 ⟩ T(a) = \frac{1}{2} \cdot \frac{a^2+1}{2a} \cdot (a^2+1) = \frac{(a^2+1)^2}{4a}, \quad a \in \langle 0, 1 \rangle T ( a ) = 2 1 ⋅ 2 a a 2 + 1 ⋅ ( a 2 + 1 ) = 4 a ( a 2 + 1 ) 2 , a ∈ ⟨ 0 , 1 ⟩
Vi deriverer og setter T ′ ( a ) = 0 T'(a) = 0 T ′ ( a ) = 0 :
T ′ ( a ) = 2 ( a 2 + 1 ) ⋅ 2 a ⋅ 4 a − ( a 2 + 1 ) 2 ⋅ 4 ( 4 a ) 2 T'(a) = \frac{2(a^2+1) \cdot 2a \cdot 4a - (a^2+1)^2 \cdot 4}{(4a)^2} T ′ ( a ) = ( 4 a ) 2 2 ( a 2 + 1 ) ⋅ 2 a ⋅ 4 a − ( a 2 + 1 ) 2 ⋅ 4
Teller satt lik null (og a 2 + 1 > 0 a^2+1 > 0 a 2 + 1 > 0 kan forkortes):
4 a ⋅ 2 ( a 2 + 1 ) − 4 ( a 2 + 1 ) 2 = 0 4a \cdot 2(a^2+1) - 4(a^2+1)^2 = 0 4 a ⋅ 2 ( a 2 + 1 ) − 4 ( a 2 + 1 ) 2 = 0
4 ( a 2 + 1 ) [ 2 a − ( a 2 + 1 ) ] ⋅ … 4(a^2+1)\bigl[2a - (a^2+1)\bigr] \cdot \ldots 4 ( a 2 + 1 ) [ 2 a − ( a 2 + 1 ) ] ⋅ …
Vi bruker kvotientregelen direkte. Med u = ( a 2 + 1 ) 2 u = (a^2+1)^2 u = ( a 2 + 1 ) 2 og v = 4 a v = 4a v = 4 a :
T ′ ( a ) = 4 a ( a 2 + 1 ) ⋅ 2 a − ( a 2 + 1 ) 2 ⋅ 4 16 a 2 = 4 ( a 2 + 1 ) [ 2 a 2 − ( a 2 + 1 ) ] 16 a 2 = ( a 2 + 1 ) ( a 2 − 1 ) 4 a 2 ⋅ … T'(a) = \frac{4a(a^2+1) \cdot 2a - (a^2+1)^2 \cdot 4}{16a^2} = \frac{4(a^2+1)\bigl[2a^2 - (a^2+1)\bigr]}{16a^2} = \frac{(a^2+1)(a^2-1)}{4a^2} \cdot \ldots T ′ ( a ) = 16 a 2 4 a ( a 2 + 1 ) ⋅ 2 a − ( a 2 + 1 ) 2 ⋅ 4 = 16 a 2 4 ( a 2 + 1 ) [ 2 a 2 − ( a 2 + 1 ) ] = 4 a 2 ( a 2 + 1 ) ( a 2 − 1 ) ⋅ …
CAS gir
T ′ ( a ) = 3 a 4 + 2 a 2 − 1 4 a 2 T'(a) = \frac{3a^4 + 2a^2 - 1}{4a^2} T ′ ( a ) = 4 a 2 3 a 4 + 2 a 2 − 1
Telleren faktoriseres:
3 a 4 + 2 a 2 − 1 = ( 3 a 2 − 1 ) ( a 2 + 1 ) 3a^4 + 2a^2 - 1 = (3a^2 - 1)(a^2 + 1) 3 a 4 + 2 a 2 − 1 = ( 3 a 2 − 1 ) ( a 2 + 1 )
Siden a 2 + 1 > 0 a^2 + 1 > 0 a 2 + 1 > 0 for alle a a a , er T ′ ( a ) = 0 T'(a) = 0 T ′ ( a ) = 0 bare når 3 a 2 − 1 = 0 3a^2 - 1 = 0 3 a 2 − 1 = 0 , det vil si
a = 1 3 = 3 3 a = \frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{3} a = 3 1 = 3 3
(Vi forkaster den negative løsningen siden a ∈ ⟨ 0 , 1 ⟩ a \in \langle 0, 1 \rangle a ∈ ⟨ 0 , 1 ⟩ .)
Fortegnslinjen til T ′ ( a ) T'(a) T ′ ( a ) :
0 0 0 3 3 \dfrac{\sqrt{3}}{3} 3 3 1 1 1 T ′ ( a ) T'(a) T ′ ( a ) − - − 0 0 0 T ( a ) T(a) T ( a ) ↘ \searrow ↘ min
T T T har et (globalt) minimum ved a = 3 3 a = \dfrac{\sqrt{3}}{3} a = 3 3 .
Minste areal:
T ( 3 3 ) = ( 1 3 + 1 ) 2 4 ⋅ 3 3 = ( 4 3 ) 2 4 3 3 = 16 9 4 3 3 = 16 9 ⋅ 3 4 3 = 4 3 3 = 4 3 9 T\!\left(\frac{\sqrt{3}}{3}\right) = \frac{\left(\frac{1}{3}+1\right)^2}{4 \cdot \frac{\sqrt{3}}{3}} = \frac{\left(\frac{4}{3}\right)^2}{\frac{4\sqrt{3}}{3}} = \frac{\frac{16}{9}}{\frac{4\sqrt{3}}{3}} = \frac{16}{9} \cdot \frac{3}{4\sqrt{3}} = \frac{4}{3\sqrt{3}} = \frac{4\sqrt{3}}{9} T ( 3 3 ) = 4 ⋅ 3 3 ( 3 1 + 1 ) 2 = 3 4 3 ( 3 4 ) 2 = 3 4 3 9 16 = 9 16 ⋅ 4 3 3 = 3 3 4 = 9 4 3
Det minste arealet av △ O A B \triangle OAB △ O A B er 4 3 9 \dfrac{4\sqrt{3}}{9} 9 4 3 .
Oppgavedata
Delt med R1, S1
Kategori 3
Vanskegrad 3
Temaer Derivasjon, Optimering Oppgave 2-6 : Program for tyngdepunkt i trekant
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Tyngdepunktet T T T i en trekant A B C ABC A B C er gitt ved
O T → = 1 3 ( O A → + O B → + O C → ) \overrightarrow{OT} = \frac{1}{3}\left(\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC}\right) O T = 3 1 ( O A + O B + O C )
der O O O er origo.
Lag et program hvor du oppgir koordinatene til punktene A A A , B B B og C C C . Programmet skal skrive ut koordinatene til tyngdepunktet.
Fasit
Et eksempel på et program:
Ax = float ( input ( "Skriv inn x-koordinat for A: " ))
Ay = float ( input ( "Skriv inn y-koordinat for A: " ))
Bx = float ( input ( "Skriv inn x-koordinat for B: " ))
By = float ( input ( "Skriv inn y-koordinat for B: " ))
Cx = float ( input ( "Skriv inn x-koordinat for C: " ))
Cy = float ( input ( "Skriv inn y-koordinat for C: " ))
Tx = (Ax + Bx + Cx) / 3
Ty = (Ay + By + Cy) / 3
print ( "Tyngdepunktet T har koordinater:" )
print ( f "T = ( { Tx } , { Ty } )" )
LøsningsforslagKI-generert
KI-generert løsningsforslag. Dette løsningsforslaget er skrevet av en språkmodell (Claude) og er ikke verifisert av lærer. Det kan inneholde regnefeil, upresis bruk av begreper eller mangler.
Formelen for tyngdepunktet sier at
O T → = 1 3 ( O A → + O B → + O C → ) \overrightarrow{OT} = \frac{1}{3}\left(\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC}\right) O T = 3 1 ( O A + O B + O C )
Siden O A → = ( x A , y A ) \overrightarrow{OA} = (x_A, y_A) O A = ( x A , y A ) , O B → = ( x B , y B ) \overrightarrow{OB} = (x_B, y_B) O B = ( x B , y B ) og O C → = ( x C , y C ) \overrightarrow{OC} = (x_C, y_C) O C = ( x C , y C ) , gir dette
T = ( x A + x B + x C 3 , y A + y B + y C 3 ) T = \left(\frac{x_A + x_B + x_C}{3},\; \frac{y_A + y_B + y_C}{3}\right) T = ( 3 x A + x B + x C , 3 y A + y B + y C )
Tyngdepunktet er altså gjennomsnittet av hjørnenes koordinater.
Programmet gjør følgende steg:
Leser inn koordinatene til A A A , B B B og C C C fra brukeren med input(). float() konverterer teksten til et desimaltall.
Beregner x x x -koordinaten til tyngdepunktet: T x = x A + x B + x C 3 T_x = \frac{x_A + x_B + x_C}{3} T x = 3 x A + x B + x C
Beregner y y y -koordinaten til tyngdepunktet: T y = y A + y B + y C 3 T_y = \frac{y_A + y_B + y_C}{3} T y = 3 y A + y B + y C
Skriver ut resultatet med print().
Manuell kontroll med A = ( 1 , 2 ) A = (1, 2) A = ( 1 , 2 ) , B = ( 5 , 0 ) B = (5, 0) B = ( 5 , 0 ) , C = ( 3 , 6 ) C = (3, 6) C = ( 3 , 6 ) :
T x = 1 + 5 + 3 3 = 9 3 = 3 T_x = \frac{1 + 5 + 3}{3} = \frac{9}{3} = 3 T x = 3 1 + 5 + 3 = 3 9 = 3
T y = 2 + 0 + 6 3 = 8 3 ≈ 2,67 T_y = \frac{2 + 0 + 6}{3} = \frac{8}{3} \approx 2{,}67 T y = 3 2 + 0 + 6 = 3 8 ≈ 2 , 67
T = ( 3 , 8 3 ) T = \left(3,\; \frac{8}{3}\right) T = ( 3 , 3 8 )
Programmet (verifisert med Python) gir samme svar.
Oppgavedata
Kategori 1
Vanskegrad 1
Temaer Programmering, Geometri Oppgave 2-7 : Rasjonal funksjon symmetri i løsninger av f'(x)=k
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
En funksjon f f f er gitt ved
f ( x ) = 2 x + 5 + 1 x − 1 f(x) = 2x + 5 + \frac{1}{x-1} f ( x ) = 2 x + 5 + x − 1 1
a)
For hvilke verdier av k k k har likningen f ′ ( x ) = k f'(x) = k f ′ ( x ) = k løsning?
b)
Velg ulike verdier av k k k , og beskriv symmetrien i løsningene av likningen f ′ ( x ) = k f'(x) = k f ′ ( x ) = k for hver av disse verdiene.
La g g g være en funksjon som kan skrives på formen
g ( x ) = a ⋅ x + b + 1 x + d g(x) = a \cdot x + b + \frac{1}{x+d} g ( x ) = a ⋅ x + b + x + d 1
c)
For hvilke verdier av a a a har likningen g ′ ( x ) = 4 g'(x) = 4 g ′ ( x ) = 4 løsning?
La nå a = 3 a = 3 a = 3 .
d)
Utforsk og beskriv løsningene til likningen g ′ ( x ) = k g'(x) = k g ′ ( x ) = k for ulike verdier av k k k .
e)
Bestem b b b og d d d slik at g ′ ( − 1 ) = g ′ ( 5 ) g'(-1) = g'(5) g ′ ( − 1 ) = g ′ ( 5 ) og g ( 1 ) = 7 g(1) = 7 g ( 1 ) = 7 .
Fasit
b)
Løsningene er symmetriske om x = 1 x = 1 x = 1 (asymptoten til f f f )
d)
Løsningene er symmetriske om x = − d x = -d x = − d (asymptoten til g g g ); likningen har løsning når k < a k < a k < a
e)
b = 5 b = 5 b = 5 , d = − 2 d = -2 d = − 2
LøsningsforslagKI-generert
KI-generert løsningsforslag. Dette løsningsforslaget er skrevet av en språkmodell (Claude) og er ikke verifisert av lærer. Det kan inneholde regnefeil, upresis bruk av begreper eller mangler.
Vi deriverer f ( x ) = 2 x + 5 + 1 x − 1 f(x) = 2x + 5 + \dfrac{1}{x-1} f ( x ) = 2 x + 5 + x − 1 1 :
f ′ ( x ) = 2 − 1 ( x − 1 ) 2 f'(x) = 2 - \frac{1}{(x-1)^2} f ′ ( x ) = 2 − ( x − 1 ) 2 1
a)
Likningen f ′ ( x ) = k f'(x) = k f ′ ( x ) = k har løsning når vi kan løse
2 − 1 ( x − 1 ) 2 = k ⟹ 1 ( x − 1 ) 2 = 2 − k 2 - \frac{1}{(x-1)^2} = k \implies \frac{1}{(x-1)^2} = 2 - k 2 − ( x − 1 ) 2 1 = k ⟹ ( x − 1 ) 2 1 = 2 − k
Siden ( x − 1 ) 2 > 0 (x-1)^2 > 0 ( x − 1 ) 2 > 0 for alle x ≠ 1 x \neq 1 x = 1 , kreves 2 − k > 0 2 - k > 0 2 − k > 0 , altså k < 2 k < 2 k < 2 .
(Merk at f ′ ( x ) f'(x) f ′ ( x ) har maksimum lim x → 1 f ′ ( x ) = − ∞ \lim_{x\to 1} f'(x) = -\infty lim x → 1 f ′ ( x ) = − ∞ , mens f ′ ( x ) → 2 f'(x) \to 2 f ′ ( x ) → 2 når x → ± ∞ x \to \pm\infty x → ± ∞ , men aldri når 2 2 2 . Så f ′ ( x ) < 2 f'(x) < 2 f ′ ( x ) < 2 for alle x ≠ 1 x \neq 1 x = 1 , og likningen har løsning nettopp når k < 2 k < 2 k < 2 .)
b)
For k < 2 k < 2 k < 2 gir CAS løsningene
x = k − 2 ± 2 − k k − 2 = 1 ∓ 2 − k k − 2 = 1 ± 1 2 − k x = \frac{k - 2 \pm \sqrt{2-k}}{k-2} = 1 \mp \frac{\sqrt{2-k}}{k-2} = 1 \pm \frac{1}{\sqrt{2-k}} x = k − 2 k − 2 ± 2 − k = 1 ∓ k − 2 2 − k = 1 ± 2 − k 1
(det siste steget fordi 2 − k k − 2 = 2 − k − ( 2 − k ) = − 1 2 − k \dfrac{\sqrt{2-k}}{k-2} = \dfrac{\sqrt{2-k}}{-(2-k)} = -\dfrac{1}{\sqrt{2-k}} k − 2 2 − k = − ( 2 − k ) 2 − k = − 2 − k 1 ).
De to løsningene er altså
x 1 = 1 − 1 2 − k , x 2 = 1 + 1 2 − k x_1 = 1 - \frac{1}{\sqrt{2-k}}, \qquad x_2 = 1 + \frac{1}{\sqrt{2-k}} x 1 = 1 − 2 − k 1 , x 2 = 1 + 2 − k 1
Midtpunktet er
x 1 + x 2 2 = 1 \frac{x_1 + x_2}{2} = 1 2 x 1 + x 2 = 1
Løsningene er derfor alltid symmetriske om x = 1 x = 1 x = 1 , det vil si om den vertikale asymptoten til f f f .
Dette gir mening geometrisk: f ′ ( x ) = 2 − 1 ( x − 1 ) 2 f'(x) = 2 - \dfrac{1}{(x-1)^2} f ′ ( x ) = 2 − ( x − 1 ) 2 1 , der 1 ( x − 1 ) 2 \dfrac{1}{(x-1)^2} ( x − 1 ) 2 1 er en jevn funksjon av ( x − 1 ) (x-1) ( x − 1 ) . Derfor er f ′ ( 1 + t ) = f ′ ( 1 − t ) f'(1+t) = f'(1-t) f ′ ( 1 + t ) = f ′ ( 1 − t ) for alle t t t , slik at grafen til f ′ f' f ′ er symmetrisk om linjen x = 1 x = 1 x = 1 .
c)
Vi deriverer g ( x ) = a x + b + 1 x + d g(x) = ax + b + \dfrac{1}{x+d} g ( x ) = a x + b + x + d 1 :
g ′ ( x ) = a − 1 ( x + d ) 2 g'(x) = a - \frac{1}{(x+d)^2} g ′ ( x ) = a − ( x + d ) 2 1
Likningen g ′ ( x ) = 4 g'(x) = 4 g ′ ( x ) = 4 har løsning når
a − 1 ( x + d ) 2 = 4 ⟹ 1 ( x + d ) 2 = a − 4 a - \frac{1}{(x+d)^2} = 4 \implies \frac{1}{(x+d)^2} = a - 4 a − ( x + d ) 2 1 = 4 ⟹ ( x + d ) 2 1 = a − 4
Dette krever a − 4 > 0 a - 4 > 0 a − 4 > 0 , altså a > 4 \boxed{a > 4} a > 4 .
d)
Med a = 3 a = 3 a = 3 er g ′ ( x ) = 3 − 1 ( x + d ) 2 g'(x) = 3 - \dfrac{1}{(x+d)^2} g ′ ( x ) = 3 − ( x + d ) 2 1 .
På samme måte som i a)–b) har likningen g ′ ( x ) = k g'(x) = k g ′ ( x ) = k løsning nettopp når k < 3 k < 3 k < 3 .
For k < 3 k < 3 k < 3 er løsningene
x = − d ± 1 3 − k x = -d \pm \frac{1}{\sqrt{3-k}} x = − d ± 3 − k 1
Midtpunktet er x 1 + x 2 2 = − d \dfrac{x_1 + x_2}{2} = -d 2 x 1 + x 2 = − d , og løsningene er symmetriske om x = − d x = -d x = − d (den vertikale asymptoten til g g g ).
e)
Vi skal finne b b b og d d d slik at g ′ ( − 1 ) = g ′ ( 5 ) g'(-1) = g'(5) g ′ ( − 1 ) = g ′ ( 5 ) og g ( 1 ) = 7 g(1) = 7 g ( 1 ) = 7 .
Betingelsen g ′ ( − 1 ) = g ′ ( 5 ) g'(-1) = g'(5) g ′ ( − 1 ) = g ′ ( 5 ) betyr at x = − 1 x = -1 x = − 1 og x = 5 x = 5 x = 5 er symmetriske om asymptoten x = − d x = -d x = − d (fra d)). Midtpunktet er
− 1 + 5 2 = 2 ⟹ − d = 2 ⟹ d = − 2 \frac{-1 + 5}{2} = 2 \implies -d = 2 \implies d = -2 2 − 1 + 5 = 2 ⟹ − d = 2 ⟹ d = − 2
Vi bruker deretter g ( 1 ) = 7 g(1) = 7 g ( 1 ) = 7 med a = 3 a = 3 a = 3 og d = − 2 d = -2 d = − 2 :
g ( 1 ) = 3 ⋅ 1 + b + 1 1 + ( − 2 ) = 3 + b + 1 − 1 = 3 + b − 1 = b + 2 = 7 g(1) = 3 \cdot 1 + b + \frac{1}{1 + (-2)} = 3 + b + \frac{1}{-1} = 3 + b - 1 = b + 2 = 7 g ( 1 ) = 3 ⋅ 1 + b + 1 + ( − 2 ) 1 = 3 + b + − 1 1 = 3 + b − 1 = b + 2 = 7
b = 5 b = 5 b = 5
Altså er b = 5 b = 5 b = 5 og d = − 2 d = -2 d = − 2 , og
g ( x ) = 3 x + 5 + 1 x − 2 g(x) = 3x + 5 + \frac{1}{x - 2} g ( x ) = 3 x + 5 + x − 2 1
Oppgavedata
Delt med R1, S1
Kategori 3
Vanskegrad 3
Temaer Derivasjon, Funksjoner ← Eldre eksamen E2021 Eksempeloppgave 2021 Alle eksamener R1 Nyere eksamen → V2022 Vår 2022