Derivasjon integrasjon differensiallikning og geometrisk rekke
Lov på eksamen
- Skrivesaker og linjal
Ingen kalkulator eller digitale verktøy.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Deriver funksjonene
Bestem integralet
Vis at
Løs differensiallikningen
Gitt rekken
Forklar at rekken er geometrisk, og at den konvergerer.
Vis at summen er gitt ved
Fasit
1) 2) 3)
Vist
1) Vist 2) Vist
LøsningsforslagKI-generert
Vi bruker kjerneregelen på , med ytre funksjon og indre funksjon :
Vi bruker produktregelen på , med og :
Vi bruker kjerneregelen på , med indre funksjon :
Vi bruker delvis integrasjon på . Vi setter
Formelen for delvis integrasjon gir
Vi ser at telleren er den deriverte av nevneren . Da kan vi bruke substitusjonen , :
Vi setter inn grensene:
Siden , har vi vist at
Vi løser den lineære differensiallikningen .
Homogen løsning: Likningen har løsningen .
Partikulær løsning: Siden høyresiden er konstant, prøver vi (konstant). Da er , og innsatt i likningen:
Generell løsning:
Vi bruker startbetingelsen :
Rekken har kvotient
mellom hvert ledd og hvert ledd før, altså er rekken geometrisk. For er , slik at
Dermed er , og rekken konvergerer.
Summen av en konvergerende geometrisk rekke er , med og :
Vi utvider brøken med :
Dermed har vi vist at
Sensorveiledning
Oppgaven gir til sammen 13 poeng
I det ubestemte integralet bør være med for å få full uttelling.
Delbrøkoppspaltning og substitusjon er likeverdige løsningsmetoder.
Det bør vises fullstendig utregning for å vise forståelse.
Løsninger ved integrerende faktor eller som separabel likning er likeverdige.
Forklaring må inneholde at det er en konstant multiplikator, , og hva den er.
Konvergenskravet må sees i sammenheng med definisjonsmengden. Det må begrunnes at .
Utregning må vises.