S2 Høst 2019

Ikke prøvd Prøvd Trenger hjelp Klart
S2 Høst 2019 – oversikt over oppgavene
Navn Nivå LF Status
Del 1 3 timer uten hjelpemidler
1-1 Derivasjon av funksjoner KI
1-2 Aritmetisk rekke med sum KI
1-3 Uendelig geometrisk rekke og desimaltall KI
1-4 Likningssystem med parameter KI
1-5 Polynomdivisjon og funksjonsdrøfting KI
1-6 Logistisk vekstmodell for gås KI
1-7 Insektskader på epletrær KI
Del 2 2 timer med hjelpemidler
2-1 Juleprodukter på bondegård KI
2-2 Inntektsfunksjon med eksponential KI
2-3 Løpstid til Krigsskolen KI
2-4 Lønnsøkning og videreutdanning KI

Del 1 — uten hjelpemidler · 3 timer

Oppgave 1-1 : Derivasjon av funksjoner

Deriver funksjonene

f(x)=12lnxf(x) = \dfrac{1}{2} \ln x

g(x)=3xe2xg(x) = 3x \cdot e^{2x}

h(x)=x2+1x3h(x) = \dfrac{x^2 + 1}{x - 3}

Fasit

f(x)=12xf'(x) = \dfrac{1}{2x}

g(x)=3e2x+6xe2x=3e2x(1+2x)g'(x) = 3e^{2x} + 6xe^{2x} = 3e^{2x}(1 + 2x)

h(x)=x26x1(x3)2h'(x) = \dfrac{x^2 - 6x - 1}{(x-3)^2}

LøsningsforslagKI-generert
f(x)=12lnxf(x) = \frac{1}{2} \ln x f(x)=121x=12x\underline{\underline{f'(x) = \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x} = \frac{1}{2x}}}
g(x)=3xe2xg(x) = 3x \cdot e^{2x}

Vi bruker produktregelen med u=3xu = 3x og v=e2xv = e^{2x}:

g(x)=3e2x+3x2e2x=3e2x(1+2x)g'(x) = 3 \cdot e^{2x} + 3x \cdot 2e^{2x} = \underline{\underline{3e^{2x}(1 + 2x)}}
h(x)=x2+1x3h(x) = \frac{x^2 + 1}{x - 3}

Vi bruker brøkregelen med u=x2+1u = x^2 + 1 og v=x3v = x - 3:

h(x)=2x(x3)(x2+1)1(x3)2=2x26xx21(x3)2=x26x1(x3)2h'(x) = \frac{2x(x - 3) - (x^2 + 1) \cdot 1}{(x - 3)^2} = \frac{2x^2 - 6x - x^2 - 1}{(x - 3)^2} = \underline{\underline{\frac{x^2 - 6x - 1}{(x - 3)^2}}}

Oppgave 1-2 : Aritmetisk rekke med sum

I en aritmetisk rekke er a1=8a_1 = -8 og a4=7a_4 = 7.

Bestem en formel for ana_n uttrykt ved nn.

Vis at a40=187a_{40} = 187, og bestem summen av de 40 første leddene i rekken.

Fasit

an=5n13a_n = 5n - 13

s40=3580s_{40} = 3580

LøsningsforslagKI-generert

Vi har a1=8a_1 = -8 og a4=7a_4 = 7. Differansen er

d=a4a141=7(8)3=5d = \frac{a_4 - a_1}{4 - 1} = \frac{7 - (-8)}{3} = 5

Formelen for det nn-te leddet:

an=8+(n1)5=5n13\underline{\underline{a_n = -8 + (n-1) \cdot 5 = 5n - 13}}
a40=54013=20013=187a_{40} = 5 \cdot 40 - 13 = 200 - 13 = 187 \quad \checkmark

Summen av de 40 første leddene:

s40=a1+a40240=8+187240=179240=3580s_{40} = \frac{a_1 + a_{40}}{2} \cdot 40 = \frac{-8 + 187}{2} \cdot 40 = \frac{179}{2} \cdot 40 = \underline{\underline{3580}}

Oppgave 1-3 : Uendelig geometrisk rekke og desimaltall

En uendelig geometrisk rekke er gitt ved

63+3234+38+6 - 3 + \frac{3}{2} - \frac{3}{4} + \frac{3}{8} + \ldots

Begrunn at rekken konvergerer, og bestem summen av rekken.

Forklar at desimaltallet 0,1351351350{,}135135135\ldots kan skrives som den uendelige geometriske rekken

1351000+13510002+13510003+\frac{135}{1000} + \frac{135}{1000^2} + \frac{135}{1000^3} + \cdots

Bruk dette til å skrive tallet 0,1351351350{,}135135135\ldots som en brøk.

Fasit

s=4s = 4

537\dfrac{5}{37}

LøsningsforslagKI-generert

Rekken 63+3234+6 - 3 + \frac{3}{2} - \frac{3}{4} + \cdots er geometrisk med a1=6a_1 = 6 og k=36=12k = \frac{-3}{6} = -\frac{1}{2}.

Siden k=12<1|k| = \frac{1}{2} < 1, konvergerer rekken.

s=a11k=61(12)=632=4s = \frac{a_1}{1 - k} = \frac{6}{1 - \left(-\frac{1}{2}\right)} = \frac{6}{\frac{3}{2}} = \underline{\underline{4}}

Tallet 0,1351351350{,}135135135\ldots kan skrives som

1351000+13510002+13510003+\frac{135}{1000} + \frac{135}{1000^2} + \frac{135}{1000^3} + \cdots

fordi hvert ledd plasserer 135135 tre desimalplasser lenger ut.

Dette er en uendelig geometrisk rekke med a1=1351000a_1 = \frac{135}{1000} og k=11000k = \frac{1}{1000}:

s=1351000111000=13510009991000=135999=537s = \frac{\frac{135}{1000}}{1 - \frac{1}{1000}} = \frac{\frac{135}{1000}}{\frac{999}{1000}} = \frac{135}{999} = \underline{\underline{\frac{5}{37}}}

Oppgave 1-4 : Likningssystem med parameter

Gitt likningssystemet

ax2y+z=4a \cdot x - 2y + z = 4 2x+z=62x + z = 6 3x+3y+z=73x + 3y + z = 7

Du får vite at x=2x = -2 er en del av løsningen.

Bruk dette til å bestemme verdien av aa.

Fasit

a=2a = 2

LøsningsforslagKI-generert

Vi setter x=2x = -2 inn i likning 2 og 3 for å finne yy og zz:

Likning 2: 2(2)+z=6    z=102(-2) + z = 6 \implies z = 10

Likning 3: 3(2)+3y+10=7    3y=3    y=13(-2) + 3y + 10 = 7 \implies 3y = 3 \implies y = 1

Setter x=2x = -2, y=1y = 1 og z=10z = 10 inn i likning 1:

a(2)21+10=4    2a+8=4    a=2a \cdot (-2) - 2 \cdot 1 + 10 = 4 \implies -2a + 8 = 4 \implies \underline{\underline{a = 2}}

Oppgave 1-5 : Polynomdivisjon og funksjonsdrøfting

Funksjonen ff er gitt ved

f(x)=x3+3x24f(x) = x^3 + 3x^2 - 4

Bruk blant annet polynomdivisjon til å vise at f(x)=(x+2)2(x1)f(x) = (x + 2)^2 \cdot (x - 1).

Bestem eventuelle toppunkt og bunnpunkt på grafen til ff.

Bestem likningen til vendetangenten til grafen til ff.

Lag en skisse av grafen til ff.

Løs likningen (lnx)3+3(lnx)24=0(\ln x)^3 + 3(\ln x)^2 - 4 = 0.

Fasit

Se løsningsforslag

Toppunkt (2,0)(-2, 0), bunnpunkt (0,4)(0, -4)

y=3x5y = -3x - 5

Se løsningsforslag

x=e2x = e^{-2} eller x=ex = e

LøsningsforslagKI-generert

Vi sjekker at x=1x = 1 er en nullpunktsverdi: f(1)=1+34=0f(1) = 1 + 3 - 4 = 0

Vi utfører polynomdivisjon (x3+3x24):(x1)(x^3 + 3x^2 - 4) : (x - 1):

x3+3x24=(x1)(x2+4x+4)x^3 + 3x^2 - 4 = (x - 1)(x^2 + 4x + 4)

Vi faktoriserer x2+4x+4=(x+2)2x^2 + 4x + 4 = (x + 2)^2, slik at

f(x)=(x+2)2(x1)f(x) = (x + 2)^2(x - 1)
f(x)=3x2+6x=3x(x+2)f'(x) = 3x^2 + 6x = 3x(x + 2)

f(x)=0f'(x) = 0 gir x=0x = 0 eller x=2x = -2.

f(x)=6x+6f''(x) = 6x + 6:

  • f(2)=6<0f''(-2) = -6 < 0: Toppunkt (2,f(2))=(2,0)(-2, f(-2)) = \underline{\underline{(-2, 0)}}
  • f(0)=6>0f''(0) = 6 > 0: Bunnpunkt (0,f(0))=(0,4)(0, f(0)) = \underline{\underline{(0, -4)}}

Vendepunktet er der f(x)=0f''(x) = 0: 6x+6=0    x=16x + 6 = 0 \implies x = -1.

f(1)=1+34=2f(-1) = -1 + 3 - 4 = -2 og f(1)=36=3f'(-1) = 3 - 6 = -3.

Vendetangenten:

y=3(x(1))+(2)=3x5\underline{\underline{y = -3(x - (-1)) + (-2) = -3x - 5}}

Grafen har dobbeltrot i x=2x = -2 (tangerer xx-aksen), nullpunkt i x=1x = 1, toppunkt (2,0)(-2, 0), bunnpunkt (0,4)(0, -4) og vendepunkt (1,2)(-1, -2).

Vi setter u=lnxu = \ln x:

(lnx)3+3(lnx)24=0    u3+3u24=0(\ln x)^3 + 3(\ln x)^2 - 4 = 0 \implies u^3 + 3u^2 - 4 = 0

Dette er likningen f(u)=0f(u) = 0, som fra oppgave a) gir (u+2)2(u1)=0(u + 2)^2(u - 1) = 0, altså u=2u = -2 eller u=1u = 1.

lnx=2    x=e2ellerlnx=1    x=e\ln x = -2 \implies x = e^{-2} \qquad \text{eller} \qquad \ln x = 1 \implies x = e x=e20,135ellerx=e2,718\underline{\underline{x = e^{-2} \approx 0{,}135 \quad \text{eller} \quad x = e \approx 2{,}718}}

Oppgave 1-6 : Logistisk vekstmodell for gås

På en øy er hekkebestanden hh til en type gås tt år etter at en telling startet, gitt ved

h(t)=1001+ae0,0693th(t) = \frac{100}{1 + a \cdot e^{-0{,}0693t}}

Du får oppgitt at h(0)=20h(0) = 20 og h(20)=0h''(20) = 0

Bestem tallet aa.

Hvilken informasjon gir tallet 100 i denne modellen?

Når øker hekkebestanden raskest?

Fasit

a=4a = 4

100 er bæreevnen (øvre grense for hekkebestanden)

Etter 20 år

LøsningsforslagKI-generert

Vi setter t=0t = 0 inn i h(t)=1001+ae0,0693th(t) = \frac{100}{1 + a \cdot e^{-0{,}0693t}}:

h(0)=1001+ae0=1001+a=20h(0) = \frac{100}{1 + a \cdot e^0} = \frac{100}{1 + a} = 20 1+a=5    a=41 + a = 5 \implies \underline{\underline{a = 4}}

Tallet 100 er bæreevnen for hekkebestanden. Når tt \to \infty, nærmer h(t)h(t) seg 100. Det betyr at øya kan opprettholde en hekkebestand på maksimalt omtrent 100 gjess.

Hekkebestanden øker raskest i vendepunktet, der h(t)=0h''(t) = 0. Oppgaven opplyser at h(20)=0h''(20) = 0.

For en logistisk funksjon inntreffer vendepunktet når h(t)=N2=50h(t) = \frac{N}{2} = 50.

Hekkebestanden øker raskest etter 20 år.

Oppgave 1-7 : Insektskader på epletrær

En bestemt type insekt kan skade barken på et epletre.

La XX være antall skader som slike insekter har påført barken på et tilfeldig valgt epletre. På en bestemt eplegård er sannsynlighetsfordelingen til XX gitt i tabellen nedenfor.

kk01234
P(X=k)P(X = k)0,450,300,100,100,05

Bestem forventningsverdien E(X)\text{E}(X). Hva forteller E(X)\text{E}(X) oss i denne situasjonen?

Vis at Var(X)=1,4\text{Var}(X) = 1{,}4.

På eplegården velger vi tilfeldig ut 400 epletrær og nummererer dem fra 1 til 400. Vi lar XiX_i være antall insektskader på tre nummer ii. Vi antar at XiX_i-ene er uavhengige.

Det totale antallet insektskader som finnes på de 400 trærne, er da gitt ved den stokastiske variabelen

S=X1+X2++X400S = X_1 + X_2 + \cdots + X_{400}

Begrunn at SS er tilnærmet normalfordelt. Bestem E(S)\text{E}(S) og Var(S)\text{Var}(S).

Ved tilsyn på en eplegård blir 50 tilfeldig valgte trær kontrollert. Dersom det i gjennomsnitt er mer enn 1,2 skader per tre, får eplegården pålegg om å sette i verk tiltak.

På en bestemt eplegård er YY det totale antallet insektskader på 50 tilfeldig valgte trær. Egne undersøkelser viser at μY=50\mu_Y = 50 og σY=8\sigma_Y = 8.

Bestem sannsynligheten for at denne eplegården må sette i verk tiltak dersom de får tilsyn.

Fasit

E(X)=1\text{E}(X) = 1

Se løsningsforslag

E(S)=400\text{E}(S) = 400, Var(S)=560\text{Var}(S) = 560

P0,106P \approx 0{,}106

LøsningsforslagKI-generert
E(X)=00,45+10,30+20,10+30,10+40,05\text{E}(X) = 0 \cdot 0{,}45 + 1 \cdot 0{,}30 + 2 \cdot 0{,}10 + 3 \cdot 0{,}10 + 4 \cdot 0{,}05 =0+0,30+0,20+0,30+0,20=1,0= 0 + 0{,}30 + 0{,}20 + 0{,}30 + 0{,}20 = \underline{\underline{1{,}0}}

E(X)=1\text{E}(X) = 1 betyr at vi i gjennomsnitt forventer én insektskade per epletre.

E(X2)=020,45+120,30+220,10+320,10+420,05\text{E}(X^2) = 0^2 \cdot 0{,}45 + 1^2 \cdot 0{,}30 + 2^2 \cdot 0{,}10 + 3^2 \cdot 0{,}10 + 4^2 \cdot 0{,}05 =0+0,30+0,40+0,90+0,80=2,4= 0 + 0{,}30 + 0{,}40 + 0{,}90 + 0{,}80 = 2{,}4 Var(X)=E(X2)[E(X)]2=2,412=1,4\text{Var}(X) = \text{E}(X^2) - [\text{E}(X)]^2 = 2{,}4 - 1^2 = \underline{\underline{1{,}4}}

Ifølge sentralgrensesetningen er S=X1+X2++X400S = X_1 + X_2 + \cdots + X_{400} tilnærmet normalfordelt når n=400n = 400 er tilstrekkelig stort (og XiX_i-ene er uavhengige og identisk fordelt).

E(S)=400E(X)=4001=400\text{E}(S) = 400 \cdot \text{E}(X) = 400 \cdot 1 = \underline{\underline{400}} Var(S)=400Var(X)=4001,4=560\text{Var}(S) = 400 \cdot \text{Var}(X) = 400 \cdot 1{,}4 = \underline{\underline{560}}

Eplegården må sette i verk tiltak dersom gjennomsnittet er mer enn 1,21{,}2 skader per tre, altså dersom Y>501,2=60Y > 50 \cdot 1{,}2 = 60.

YY er tilnærmet normalfordelt med μY=50\mu_Y = 50 og σY=8\sigma_Y = 8.

z=60508=1,25z = \frac{60 - 50}{8} = 1{,}25 P(Y>60)=1Φ(1,25)=10,8944=0,106P(Y > 60) = 1 - \Phi(1{,}25) = 1 - 0{,}8944 = \underline{\underline{0{,}106}}

Det er omtrent 10{,}6 % sannsynlighet for at eplegården får pålegg om tiltak.

Del 2 — med hjelpemidler · 2 timer

Oppgave 2-1 : Juleprodukter på bondegård

En bondegård produserer juleprodukter. De har kalkuner, griser og juletrær.

  • Til sammen er det 1284 dyr og juletrær på gården.
  • Det samlede antall føtter er 2599. Vi antar at alle kalkunene har to føtter, alle grisene fire føtter og alle juletrærne én fot.
  • Det er dobbelt så mange kalkuner som det er griser og juletrær til sammen.

Bruk opplysningene til å sette opp tre likninger med tre ukjente.

Bruk CAS til å løse likningssystemet i oppgave a). Hvor mange griser er det på gården?

Fasit

Se løsningsforslag

153 griser

LøsningsforslagKI-generert

La xx = antall kalkuner, yy = antall griser og zz = antall juletrær.

Til sammen 1284: x+y+z=1284x + y + z = 1284

Antall føtter: 2x+4y+z=25992x + 4y + z = 2599

Dobbelt så mange kalkuner: x=2(y+z)x = 2(y + z)

Vi skriver inn i CAS:

CAS: Juleprodukter

Vi får x=856x = 856, y=153y = 153, z=275z = 275.

Det er 153 griser\underline{\underline{153 \text{ griser}}} på gården.

Oppgave 2-2 : Inntektsfunksjon med eksponential

En bedrift produserer og selger en vare. Når prisen er pp kroner per enhet, er inntekten II kroner per uke gitt ved

I(p)=1500pe0.05p,p[10,80]I(p) = 1500p \cdot e^{-0.05p}, \quad p \in [10, 80]

Bruk graftegner til å tegne grafen til II.

Bestem den prisen som gir høyest inntekt.

La xx være antall solgte enheter av varen en uke.

Vis at I(x)=20xln(1500x)I(x) = 20x \cdot \ln\left(\dfrac{1500}{x}\right)

Den faste kostnaden for produksjonen er 2000 kroner per uke. I tillegg koster det 15 kroner for hver enhet bedriften produserer.

Bestem det største overskuddet bedriften kan få per uke.

Fasit

Se løsningsforslag

p=20 krp = 20 \text{ kr}

Se løsningsforslag

3213 kr\approx 3213 \text{ kr}

LøsningsforslagKI-generert

Vi tegner grafen til I(p)=1500pe0,05pI(p) = 1500p \cdot e^{-0{,}05p} for p[10,80]p \in [10, 80] i GeoGebra.

Graf: Inntektsfunksjon

Vi finner toppunktet ved å derivere og sette lik null i CAS (se linje 1–2 under).

CAS: Inntektsfunksjon

Fra linje 2 i CAS ser vi at p=20 kr\underline{\underline{p = 20 \text{ kr}}} gir høyest inntekt.

Fra I(p)=1500pe0,05pI(p) = 1500p \cdot e^{-0{,}05p} og x=1500e0,05px = 1500 \cdot e^{-0{,}05p} (antall solgte enheter) får vi

e0,05p=x1500    p=10,05lnx1500=20ln1500xe^{-0{,}05p} = \frac{x}{1500} \implies p = -\frac{1}{0{,}05} \ln\frac{x}{1500} = 20 \ln\frac{1500}{x}

Inntekten uttrykt ved xx:

I(x)=xp=20xln(1500x)I(x) = x \cdot p = 20x \cdot \ln\left(\frac{1500}{x}\right) \quad \square

Kostnadsfunksjonen er K(x)=2000+15xK(x) = 2000 + 15x.

Overskuddet er O(x)=I(x)K(x)=20xln(1500x)200015xO(x) = I(x) - K(x) = 20x \cdot \ln\left(\frac{1500}{x}\right) - 2000 - 15x.

Vi definerer overskuddsfunksjonen i CAS og finner maksimum:

CAS: Overskudd

Fra linje 4 leser vi av x260,7x \approx 260{,}7 og fra linje 5 at det største overskuddet er 3213 kr\underline{\underline{\approx 3213 \text{ kr}}} per uke.

Oppgave 2-3 : Løpstid til Krigsskolen

Denne oppgaven handler om gutter som søker opptak på Krigsskolen.

Vi lar XX være tiden en tilfeldig valgt gutt bruker når han løper 3000 meter. Vi antar at XX er normalfordelt. Forventningsverdien er 12 minutter og 43 sekunder. Standardavviket er 54 sekunder.

Et av kravene for å komme inn på Krigsskolen er at man løper 3000 meter på under 13 minutter.

Bestem sannsynligheten for at en tilfeldig valgt gutt greier tidskravet på 3000-metersløpet.

Pål har som mål å være blant de 5 prosent raskeste på 3000-metersløpet.

Hvor lang tid kan han høyst bruke hvis han skal nå dette målet?

Et spesielt treningsprogram ser ut til å ha god effekt på hvor raskt man løper 3000 meter. Vi ønsker å utføre en hypotesetest for å finne ut om treningsprogrammet har så god effekt som man tror.

Vi velger tilfeldig ut 25 gutter som søker opptak til Krigsskolen, og lar dem gjennomføre programmet før de skal løpe 3000-metersløpet.

Sett opp en hypotesetest som kan brukes i denne situasjonen.

Gjennomsnittstiden blir 12 minutter og 27 sekunder. Vi regner fortsatt at standardavviket er 54 sekunder for løpstiden til en tilfeldig gutt som søker opptak.

Utfør hypotesetesten, og bruk den til å avgjøre om det er grunnlag for å si at treningsprogrammet har god effekt. Bruk et signifikansnivå på 5 prosent.

Fasit

P0,624P \approx 0{,}624

Ca. 11 min 14 s

Se løsningsforslag

pp-verdi 0,069\approx 0{,}069. Ikke grunnlag for å forkaste H0H_0.

LøsningsforslagKI-generert

XX er normalfordelt med μ=12 min 43 s=763 s\mu = 12 \text{ min } 43 \text{ s} = 763 \text{ s} og σ=54 s\sigma = 54 \text{ s}.

Tidskravet er 13 min =780= 780 s. Vi standardiserer:

z=780763540,31z = \frac{780 - 763}{54} \approx 0{,}31 P(X<780)=Φ(0,31)0,624P(X < 780) = \Phi(0{,}31) \approx \underline{\underline{0{,}624}}

Vi trenger P(X<t)=0,05P(X < t) = 0{,}05:

z=Φ1(0,05)1,645z = \Phi^{-1}(0{,}05) \approx -1{,}645 t=763+(1,645)54674 s11 min 14 st = 763 + (-1{,}645) \cdot 54 \approx 674 \text{ s} \approx \underline{\underline{11 \text{ min } 14 \text{ s}}}

Hypoteser:

  • H0H_0: μ=763\mu = 763 s (treningsprogrammet har ingen effekt)
  • H1H_1: μ<763\mu < 763 s (treningsprogrammet gir lavere løpstid)

Vi bruker en venstresidig test med signifikansnivå α=0,05\alpha = 0{,}05.

Testobservator: Z=Xˉμ0σ/nZ = \frac{\bar{X} - \mu_0}{\sigma / \sqrt{n}}

Gjennomsnittstiden er Xˉ=12 min 27 s=747 s\bar{X} = 12 \text{ min } 27 \text{ s} = 747 \text{ s}, med n=25n = 25 og σ=54\sigma = 54 s.

z=74776354/25=1610,81,48z = \frac{747 - 763}{54 / \sqrt{25}} = \frac{-16}{10{,}8} \approx -1{,}48

pp-verdien: P(Z<1,48)0,069P(Z < -1{,}48) \approx 0{,}069.

Siden p=0,069>0,05=αp = 0{,}069 > 0{,}05 = \alpha, forkaster vi ikke H0H_0.

Det er ikke grunnlag for å si at treningsprogrammet har signifikant effekt på signifikansnivå 5 %.

Oppgave 2-4 : Lønnsøkning og videreutdanning

Svein jobber som lærer. I 2019 har han en årslønn på 478 400 kroner. Han regner med å få en årlig lønnsøkning på 4,0 % per år i årene framover.

Vis at Sveins samlede inntekt i årene 2020–2029 da vil bli i overkant av 5,97 millioner kroner.

Svein vurderer å videreutdanne seg i årene 2020 og 2021. Han vil da ikke ha noen inntekt disse to årene. Han regner så med å få en årslønn på 574 000 kroner i 2022 og en årlig lønnsøkning på 4,0 % hvert år etterpå.

Bestem den samlede inntekten i årene 2020–2029 dersom han tar videreutdanningen.

Selv om han vil få høyere årslønn dersom han tar videreutdanning, vil det ta noen år før den samlede inntekten i årene etter 2019 blir større enn om han ikke tar videreutdanning.

Bruk CAS til å bestemme hvor lenge han må jobbe etter at han er ferdig med videreutdanningen, for at den samlede inntekten fra og med 2020 skal bli minst like stor som om han ikke tar videreutdanning.

Fasit

Se løsningsforslag

5289000 kr\approx 5\,289\,000 \text{ kr}

Etter 20 år (i 2041)

LøsningsforslagKI-generert

Svein har årslønn 4784001,04n478\,400 \cdot 1{,}04^n kroner i år 2019+n2019 + n.

Samlet inntekt 2020–2029 er en geometrisk rekke med a1=4784001,04a_1 = 478\,400 \cdot 1{,}04 og k=1,04k = 1{,}04, 10 ledd:

s10=4784001,041,041011,0415973471 krs_{10} = 478\,400 \cdot 1{,}04 \cdot \frac{1{,}04^{10} - 1}{1{,}04 - 1} \approx 5\,973\,471 \text{ kr}

som er i overkant av 5{,}97 millioner kroner. ✓

Med videreutdanning har Svein ingen inntekt i 2020–2021. Fra 2022 tjener han 5740001,04n574\,000 \cdot 1{,}04^{n} der n=0,1,,7n = 0, 1, \ldots, 7 for årene 2022–2029.

Geometrisk rekke med a1=574000a_1 = 574\,000, k=1,04k = 1{,}04, 8 ledd:

s8=5740001,04811,0415289000 krs_8 = 574\,000 \cdot \frac{1{,}04^8 - 1}{1{,}04 - 1} \approx \underline{\underline{5\,289\,000 \text{ kr}}}

Vi definerer samlede inntekter som funksjoner i CAS:

CAS: Lønnsøkning

Uten videreutdanning (linje 1–2): Suten(n)=4784001,041,04n10,04S_{\text{uten}}(n) = 478\,400 \cdot 1{,}04 \cdot \frac{1{,}04^n - 1}{0{,}04}

Med videreutdanning (linje 3–4): Smed(n)=5740001,04n210,04S_{\text{med}}(n) = 574\,000 \cdot \frac{1{,}04^{n-2} - 1}{0{,}04}

Vi bruker CAS til å finne det minste heltallet nn slik at Smed(n)Suten(n)S_{\text{med}}(n) \geq S_{\text{uten}}(n), og finner at dette inntreffer for n=22n = 22, altså i år 2041.

Svein må jobbe i 20 år etter videreutdanningen for at det skal lønne seg.