Skøyteløper og hund med parameterfremstilling R1 V26
En skøyteløper beveger seg over et islagt vann.
I et koordinatsystem der enhetene langs aksene er meter, er posisjonen til skøyteløperen etter t sekunder gitt ved
l:⎩⎨⎧x=6t+120y=35t+50t∈[0,200]a)
Bestem banefarten og posisjonen til skøyteløperen etter et halvt minutt.
Samtidig med skøyteløperen kommer en hund springende over isen. I det samme koordinatsystemet er posisjonen til hunden etter t sekunder gitt ved
m:⎩⎨⎧x=213t+250y=−59t+520t∈[0,200]b)
Vis at skøyteløperen ikke vil treffe hunden.
Hunden har vært savnet en stund, og skøyteløperen ønsker å fange den. Skøyteløperen oppdager hunden etter 1 minutt, og øker da sin banefart uten å endre retning. Hunden endrer verken retning eller banefart.
c)
Hvilken ny konstant banefart må skøyteløperen holde fra dette tidspunktet for å fange hunden?
Fasit
a)
Banefart 3349≈6,23m/s, posisjon (300,100) etter 30s
b)
x-likningene gir t=−260 og y-likningene gir t≈135,6 — ingen felles t gir samme posisjon
c)
Ny banefart 356181349≈9,50m/s
LøsningsforslagKI-generert
a)
Fartsvektoren til skøyteløperen leses av fra parameterfremstillingen som vl=(6,35).
Banefarten er lengden av fartsvektoren:
∣vl∣=62+(35)2=36+925=9324+25=3349
Se linje 1 i GeoGebra: banefartl≈6,2272m/s
Et halvt minutt er t=30s. Posisjonen er
x=6⋅30+120=300,y=35⋅30+50=100
Se linje 2 og 3 i GeoGebra.
Banefarten er 3349≈6,23m/s, og skøyteløperen er i punktet (300,100) etter 30s.
b)
For at skøyteløperen og hunden skal treffe hverandre, må det finnes en t∈[0,200] slik at begge er i samme punkt samtidig. Vi løser x- og y-likningene separat og sjekker om de gir samme t.
Siden tx=−260=ty≈135,6, finnes det ingen t der begge er i samme posisjon. (Geometrisk betyr dette at banene l og m er to forskjellige rette linjer som skjærer hverandre i ett punkt, men skøyteløperen og hunden passerer det punktet på ulike tidspunkt.)