Tredjegradsfunksjon med nullpunkter og vendetangent

Tredjegradsfunksjon med nullpunkter og vendetangent

Funksjonen ff er gitt ved

f(x)=x3+6x2+3x10f(x) = x^3 + 6x^2 + 3x - 10

Vis at x=1x = 1 er et nullpunkt til ff. Bestem de andre nullpunktene til ff.

Bestem eksakte verdier for xx-koordinatene til eventuelle toppunkter og til eventuelle bunnpunkter på grafen til ff.

Bestem likningen til vendetangenten til ff.

Lag en skisse av grafen til ff.

Fasit

x=1x = 1, x=2x = -2, x=5x = -5

Topp: x=23x = -2 - \sqrt{3}, bunn: x=2+3x = -2 + \sqrt{3}

y=9x18y = -9x - 18

Skisse

LøsningsforslagKI-generert

Vi setter inn x=1x = 1:

f(1)=1+6+310=0f(1) = 1 + 6 + 3 - 10 = 0 \checkmark

Siden x=1x = 1 er et nullpunkt, er (x1)(x-1) en faktor. Vi utfører polynomdivisjon:

(x3+6x2+3x10)÷(x1)=x2+7x+10(x^3 + 6x^2 + 3x - 10) \div (x-1) = x^2 + 7x + 10

Vi faktoriserer: x2+7x+10=(x+2)(x+5)x^2 + 7x + 10 = (x+2)(x+5).

Nullpunktene er x=1,  x=2,  x=5\underline{\underline{x = 1, \; x = -2, \; x = -5}}.

Vi deriverer:

f(x)=3x2+12x+3f'(x) = 3x^2 + 12x + 3

Vi setter f(x)=0f'(x) = 0:

3x2+12x+3=0    x2+4x+1=03x^2 + 12x + 3 = 0 \implies x^2 + 4x + 1 = 0 x=4±1642=4±122=2±3x = \frac{-4 \pm \sqrt{16 - 4}}{2} = \frac{-4 \pm \sqrt{12}}{2} = -2 \pm \sqrt{3}

Vi sjekker med f(x)=6x+12f''(x) = 6x + 12:

  • f(23)=6(23)+12=63<0f''(-2-\sqrt{3}) = 6(-2-\sqrt{3}) + 12 = -6\sqrt{3} < 0toppunkt i x=23\underline{\underline{x = -2 - \sqrt{3}}}
  • f(2+3)=6(2+3)+12=63>0f''(-2+\sqrt{3}) = 6(-2+\sqrt{3}) + 12 = 6\sqrt{3} > 0bunnpunkt i x=2+3\underline{\underline{x = -2 + \sqrt{3}}}

Vendepunktet ligger der f(x)=0f''(x) = 0:

6x+12=0    x=26x + 12 = 0 \implies x = -2 f(2)=(2)3+6(2)2+3(2)10=8+24610=0f(-2) = (-2)^3 + 6(-2)^2 + 3(-2) - 10 = -8 + 24 - 6 - 10 = 0

Stigningstallet til vendetangenten:

f(2)=34+12(2)+3=1224+3=9f'(-2) = 3 \cdot 4 + 12 \cdot (-2) + 3 = 12 - 24 + 3 = -9

Vendetangenten: y0=9(x(2))y - 0 = -9(x - (-2)), altså

y=9x18\underline{\underline{y = -9x - 18}}

Grafen har nullpunkter i x=5x = -5, x=2x = -2 og x=1x = 1. Toppunkt for x=233,7x = -2-\sqrt{3} \approx -3{,}7 og bunnpunkt for x=2+30,3x = -2+\sqrt{3} \approx -0{,}3. Vendepunktet er (2,0)(-2, \, 0), og vendetangenten y=9x18y = -9x - 18 går gjennom dette punktet. For store xx går f(x)+f(x) \to +\infty og for xx \to -\infty går f(x)f(x) \to -\infty.