Areal under 8e opphøyd minus x ganger sin 2x

Del 2, alle hjelpemidler

Areal under 8e opphøyd minus x ganger sin 2x

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

En funksjon er gitt ved

f(x)=8e−x⋅sin⁡2x
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Tegn grafen til f, og bestem eventuelle null-, topp-, bunn- og vendepunkter når x∈⟨0,π⟩.

I en formelsamling for matematikk finner vi formelen

∫eax⋅sin⁡bxdx=eaxa2+b2(asin⁡bx−bcos⁡bx)+C
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bruk formelen til å bestemme ∫f(x)dx. Kontroller svaret ved derivasjon.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem det samlede arealet av områdene som er avgrenset av x-aksen og grafen til f når x∈[0,π].

Fasit

Nullpunkt x=π2. Toppunkt (0,554,4,114), bunnpunkt (2,124,−0,855). Vendepunkter (1,107,2,115) og (2,678,−0,440).

∫f(x)dx=−85e−x(sin⁡2x+2cos⁡2x)+C

A≈4,67

LøsningsforslagKI-generert

Vi tegner grafen til f(x)=8e−x⋅sin⁡2x på ⟨0,π⟩ i GeoGebra.

Graf med topp-, bunn- og vendepunkter

Nullpunkt. f(x)=0 når sin⁡2x=0, altså 2x=kπ. På det åpne intervallet ⟨0,π⟩ gir dette kun

x=π2

Topp- og bunnpunkt. Vi deriverer med produktregelen:

f′(x)=8(−e−xsin⁡2x+2e−xcos⁡2x)=8e−x(2cos⁡2x−sin⁡2x)

GeoGebra CAS gir f′(x)=0 for

x=kπ2+12tan−1⁡(2)

På ⟨0,π⟩ gir dette to løsninger, x≈0,554 (toppunkt, k=0) og x≈2,124 (bunnpunkt, k=1). Innsatt i f:

f(0,554)≈4,114f(2,124)≈−0,855

Siden fortegnet til f′ skifter fra pluss til minus i x≈0,554, er dette et toppunkt: (0,554,4,114). Tilsvarende skifter f′ fra minus til pluss i x≈2,124, som derfor er et bunnpunkt: (2,124,−0,855).

Vendepunkter. Vi deriverer én gang til:

f′′(x)=8e−x(−4cos⁡2x−3sin⁡2x)

GeoGebra CAS gir f′′(x)=0 for

x=kπ2−12tan−1⁡(43)

På ⟨0,π⟩ gir dette x≈1,107 (k=1) og x≈2,678 (k=2), der f′′ skifter fortegn. Vendepunktene er dermed

(1,107,2,115)(2,678,−0,440)

Formelen gjelder for ∫eax⋅sin⁡bxdx. Her er f(x)=8e−xsin⁡2x, altså a=−1 og b=2:

∫f(x)dx=8⋅e−x(−1)2+22(−sin⁡2x−2cos⁡2x)+C=−85e−x(sin⁡2x+2cos⁡2x)+C

Vi kontrollerer i GeoGebra CAS ved å definere F(x)=−85e−x(sin⁡2x+2cos⁡2x) og derivere:

Integral og kontroll ved derivasjon

Derivasjon av F(x) gir 8e−xsin⁡2x=f(x), som stemmer. Dermed er

∫f(x)dx=−85e−x(sin⁡2x+2cos⁡2x)+C

Fra a) vet vi at f(x)>0 på ⟨0,π2⟩ og f(x)<0 på ⟨π2,π⟩. Det samlede arealet finner vi ved å summere absoluttverdiene av de to delintegralene:

A=|∫0π/2f(x)dx|+|∫π/2πf(x)dx|

Vi beregner de to bestemte integralene i GeoGebra CAS:

Delarealer og samlet areal

Dette gir I1≈3,865 og I2≈−0,803. Det samlede arealet blir

A=|I1|+|I2|≈3,865+0,803≈4,669

A≈4,67

Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 7 poeng

2 poeng

Riktig løsning ved bruk av CAS gir ikke full uttelling.

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