Drøfting av eksponentialfunksjon med substitusjonsvinkel

Del 1, uten hjelpemidler

Drøfting av eksponentialfunksjon med substitusjonsvinkel

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

Funksjonen f er gitt ved

f(x)=e2x−4ex+3

I denne oppgaven kan du få bruk for følgende tilnærmingsverdier:

ln⁡2≈0,69 og ln⁡3≈1,10

Bestem nullpunktene til f.

Bestem eventuelle toppunkt og bunnpunkt på grafen til f.

Bestem eventuelle vendepunkt på grafen til f.

Lag en skisse av grafen til f.

Fasit

x=0 og x=ln⁡3≈1,10

Bunnpunkt (ln⁡2,−1)≈(0,69,−1). Ingen toppunkt.

Vendepunkt (0,0)

Se skisse i løsningsforslaget.

LøsningsforslagKI-generert

Vi setter u=ex. Da er e2x=(ex)2=u2, og likningen f(x)=0 blir

u2−4u+3=0

Vi faktoriserer (eller bruker abc-formelen):

(u−1)(u−3)=0⇒u=1∨u=3

Vi går tilbake til x ved å løse ex=u for hver løsning:

ex=1⇒x=ln⁡1=0
ex=3⇒x=ln⁡3≈1,10

Nullpunktene til f er x=0 og x=ln⁡3≈1,10.

Vi deriverer f ved hjelp av kjerneregelen:

f′(x)=2e2x−4ex

For å finne eventuelle topp- og bunnpunkt løser vi f′(x)=0:

2e2x−4ex=0
2ex(ex−2)=0

Siden ex>0 for alle x, må den andre faktoren være null:

ex−2=0⇒ex=2⇒x=ln⁡2≈0,69

Vi undersøker fortegnet til f′(x)=2ex(ex−2) rundt x=ln⁡2. Faktoren 2ex er alltid positiv, så fortegnet bestemmes av ex−2:

  • For x<ln⁡2 er ex<2, så f′(x)<0 (fallende).
  • For x>ln⁡2 er ex>2, så f′(x)>0 (voksende).

f er altså fallende før x=ln⁡2 og voksende etter, så x=ln⁡2 gir et bunnpunkt. Vi finner funksjonsverdien ved å sette u=eln⁡2=2 inn i f(x)=u2−4u+3:

f(ln⁡2)=22−4⋅2+3=4−8+3=−1

f har et bunnpunkt i (ln⁡2,−1)≈(0,69,−1). Siden f′(x) bare skifter fortegn én gang, har f ikke noe toppunkt.

Vi deriverer f′(x) for å finne f′′(x):

f′′(x)=4e2x−4ex

Vi løser f′′(x)=0:

4e2x−4ex=0
4ex(ex−1)=0

Siden ex>0, må ex−1=0, altså ex=1, som gir x=0.

Vi undersøker fortegnet til f′′(x)=4ex(ex−1) rundt x=0:

  • For x<0 er ex<1, så f′′(x)<0 (konkav, vender ned).
  • For x>0 er ex>1, så f′′(x)>0 (konveks, vender opp).

Fortegnet til f′′ skifter ved x=0, så dette er et vendepunkt. Funksjonsverdien er

f(0)=e0−4e0+3=1−4+3=0

f har et vendepunkt i (0,0).

Vi bruker resultatene fra a)–c) til å skissere grafen. Når x→−∞ går e2x→0 og ex→0, slik at f(x)→3 — grafen nærmer seg altså den horisontale asymptoten y=3 mot venstre. Grafen faller gjennom vendepunktet (0,0) og videre ned til bunnpunktet (ln⁡2,−1)≈(0,69,−1), før den vokser gjennom det andre nullpunktet (ln⁡3,0)≈(1,10,0) og videre mot uendelig når x→∞.

x→−∞0ln⁡2≈0,69ln⁡3≈1,10→∞
f(x)→30 (vendepunkt)−1 (bunnpunkt)0→∞

Grafen starter altså nær y=3 langt til venstre, faller monotont gjennom (0,0) og (ln⁡2,−1), og vokser deretter monotont gjennom (ln⁡3,0) mot uendelig.

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