Algebra-kuben og åtte prismer

Del 2, alle hjelpemidler

Algebra-kuben og åtte prismer

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

En kube har side a+b. Se figur 1.

Kuben kan deles opp i åtte nummererte, rette prismer. Se figur 2.

Kube med side a pluss b, delt i to deler i hver retning
Figur 1: Kube med side a pluss b, delt i to deler i hver retning
De åtte nummererte, rette prismene som kuben kan deles opp i
Figur 2: De åtte nummererte, rette prismene som kuben kan deles opp i

Prisme 1 har volum a2b, prisme 2 har volum a3 og så videre.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bestem et uttrykk for volumet av hvert av de åtte nummererte, rette prismene. Skriv summen av de åtte prismene så enkelt som mulig.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Regn ut (a+b)n når n=0, 1, 2 og 3. Hvilken sammenheng mellom utregningene dine og Pascals talltrekant finner du?

Fasit

a3+3a2b+3ab2+b3=(a+b)3

(a+b)0=1, (a+b)1=a+b, (a+b)2=a2+2ab+b2, (a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3. Koeffisientene er de samme tallene som står i rad 0–3 i Pascals talltrekant.

LøsningsforslagKI-generert

Kuben har side a+b. Når vi deler hver av de tre kantene i en del med lengde a og en del med lengde b, blir kuben delt i 2⋅2⋅2=8 mindre, rette prismer. Hvert av de åtte prismene har da sidekanter som enten er a eller b i hver av de tre retningene (lengde, bredde og høyde).

Volumet av et rett prisme er lengde ⋅ bredde ⋅ høyde. Vi får disse kombinasjonene av sidekanter:

  • a⋅a⋅a=a3 (alle tre kantene er a) — dette er prisme 2.
  • a⋅a⋅b=a2b (to av kantene er a, én er b) — dette er prisme 1. Det finnes tre slike prismer, siden det er tre måter å velge hvilken av de tre kantene som skal være b (prisme 1, 4 og 7 i figuren).
  • a⋅b⋅b=ab2 (én kant er a, to er b) — tre slike prismer, siden det er tre måter å velge hvilken kant som skal være a (prisme 3, 5 og 8 i figuren).
  • b⋅b⋅b=b3 (alle tre kantene er b) — dette er prisme 6.

Volumene til de åtte prismene:

Prisme12345678
Voluma2ba3ab2a2bab2b3a2bab2

Summen av volumet til alle de åtte prismene må være like stor som volumet av hele kuben, som er (a+b)3. Vi summerer:

a3+a2b+a2b+a2b⏟3a2b+ab2+ab2+ab2⏟3ab2+b3=a3+3a2b+3ab2+b3

Så enkelt som mulig blir summen av volumene til de åtte prismene:

a3+3a2b+3ab2+b3=(a+b)3

Vi regner ut (a+b)n for n=0,1,2 og 3.

For n=0 og n=1 er svaret gitt direkte:

(a+b)0=1(a+b)1=a+b

For n=2 bruker vi første kvadratsetning:

(a+b)2=a2+2ab+b2

For n=3 ganger vi (a+b)2 med (a+b) én gang til:

(a+b)3=(a+b)2⋅(a+b)=(a2+2ab+b2)(a+b)=a3+a2b+2a2b+2ab2+ab2+b3=a3+3a2b+3ab2+b3

Dette stemmer overens med svaret vi fant i oppgave a) ved å summere volumene av de åtte prismene.

Vi setter opp koeffisientene foran leddene i hver utregning i en tabell, og sammenligner med Pascals talltrekant:

nKoeffisienter i (a+b)nRad i Pascals talltrekant
011
11,11,1
21,2,11,2,1
31,3,3,11,3,3,1

Sammenhengen: Koeffisientene foran leddene når vi regner ut (a+b)n, er nøyaktig de samme tallene som står i rad n i Pascals talltrekant.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt