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)
Nullpunktene finner vi ved å løse f ( x ) = 0 f(x) = 0 f ( x ) = 0 :
4 ( x 2 − 5 x + 4 ) ⋅ e − 1 2 x = 0 4(x^2 - 5x + 4) \cdot e^{-\frac{1}{2}x} = 0 4 ( x 2 − 5 x + 4 ) ⋅ e − 2 1 x = 0
Siden e − 1 2 x > 0 e^{-\frac{1}{2}x} > 0 e − 2 1 x > 0 for alle x x x , må
x 2 − 5 x + 4 = 0 x^2 - 5x + 4 = 0 x 2 − 5 x + 4 = 0
Vi faktoriserer: ( x − 1 ) ( x − 4 ) = 0 (x-1)(x-4) = 0 ( x − 1 ) ( x − 4 ) = 0 , som gir nullpunktene x = 1 ‾ ‾ \underline{\underline{x = 1}} x = 1 og x = 4 ‾ ‾ \underline{\underline{x = 4}} x = 4 .
b)
Vi bruker produktregelen med u = 4 ( x 2 − 5 x + 4 ) u = 4(x^2 - 5x + 4) u = 4 ( x 2 − 5 x + 4 ) og v = e − 1 2 x v = e^{-\frac{1}{2}x} v = e − 2 1 x :
u ′ = 4 ( 2 x − 5 ) = 8 x − 20 u' = 4(2x - 5) = 8x - 20 u ′ = 4 ( 2 x − 5 ) = 8 x − 20
v ′ = − 1 2 e − 1 2 x v' = -\frac{1}{2}e^{-\frac{1}{2}x} v ′ = − 2 1 e − 2 1 x
f ′ ( x ) = u ′ v + u v ′ = ( 8 x − 20 ) ⋅ e − 1 2 x + 4 ( x 2 − 5 x + 4 ) ⋅ ( − 1 2 ) e − 1 2 x f'(x) = u'v + uv' = (8x-20) \cdot e^{-\frac{1}{2}x} + 4(x^2-5x+4) \cdot \left(-\frac{1}{2}\right)e^{-\frac{1}{2}x} f ′ ( x ) = u ′ v + u v ′ = ( 8 x − 20 ) ⋅ e − 2 1 x + 4 ( x 2 − 5 x + 4 ) ⋅ ( − 2 1 ) e − 2 1 x
= e − 1 2 x [ 8 x − 20 − 2 ( x 2 − 5 x + 4 ) ] = e^{-\frac{1}{2}x}\left[8x - 20 - 2(x^2 - 5x + 4)\right] = e − 2 1 x [ 8 x − 20 − 2 ( x 2 − 5 x + 4 ) ]
= e − 1 2 x [ 8 x − 20 − 2 x 2 + 10 x − 8 ] = e^{-\frac{1}{2}x}\left[8x - 20 - 2x^2 + 10x - 8\right] = e − 2 1 x [ 8 x − 20 − 2 x 2 + 10 x − 8 ]
= e − 1 2 x [ − 2 x 2 + 18 x − 28 ] = e^{-\frac{1}{2}x}\left[-2x^2 + 18x - 28\right] = e − 2 1 x [ − 2 x 2 + 18 x − 28 ]
= − 2 ( x 2 − 9 x + 14 ) ⋅ e − 1 2 x = -2(x^2 - 9x + 14) \cdot e^{-\frac{1}{2}x} = − 2 ( x 2 − 9 x + 14 ) ⋅ e − 2 1 x
c)
Vi bruker informasjonen fra a) og b) til å identifisere grafen.
Nullpunkter: x = 1 x = 1 x = 1 og x = 4 x = 4 x = 4 .
Ekstrempunkter: f ′ ( x ) = 0 f'(x) = 0 f ′ ( x ) = 0 når x 2 − 9 x + 14 = 0 x^2 - 9x + 14 = 0 x 2 − 9 x + 14 = 0 , altså ( x − 2 ) ( x − 7 ) = 0 (x-2)(x-7) = 0 ( x − 2 ) ( x − 7 ) = 0 , som gir x = 2 x = 2 x = 2 og x = 7 x = 7 x = 7 .
Fortegn til f f f : For x < 1 x < 1 x < 1 : f > 0 f > 0 f > 0 (begge faktorer i x 2 − 5 x + 4 x^2-5x+4 x 2 − 5 x + 4 negative). For 1 < x < 4 1 < x < 4 1 < x < 4 : f < 0 f < 0 f < 0 . For x > 4 x > 4 x > 4 : f > 0 f > 0 f > 0 .
Fortegn til f ′ f' f ′ : f ′ ( x ) = − 2 ( x − 2 ) ( x − 7 ) ⋅ e − 1 2 x f'(x) = -2(x-2)(x-7) \cdot e^{-\frac{1}{2}x} f ′ ( x ) = − 2 ( x − 2 ) ( x − 7 ) ⋅ e − 2 1 x , som gir f ′ > 0 f' > 0 f ′ > 0 for 2 < x < 7 2 < x < 7 2 < x < 7 (stigende) og f ′ < 0 f' < 0 f ′ < 0 ellers.
Altså har f f f et lokalt minimum i x = 2 x = 2 x = 2 (i området der f < 0 f < 0 f < 0 ) og et lokalt maksimum i x = 7 x = 7 x = 7 (der f > 0 f > 0 f > 0 ). Sammen med nullpunktene x = 1 x = 1 x = 1 og x = 4 x = 4 x = 4 og at f ( x ) → 0 f(x) \to 0 f ( x ) → 0 for x → ∞ x \to \infty x → ∞ , er dette graf B .