Hoppekreps – lineær og eksponentiell modell med regresjon

Del 2, alle hjelpemidler

Hoppekreps – lineær og eksponentiell modell med regresjon

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

Lars og Lene forsker på hvordan antallet hoppekreps i et ferskvann endrer seg. Tabellen nedenfor viser antall observerte hoppekreps noen dager i april og mai.

Dato30.0403.0504.0506.05
Antall hoppekreps10 00020 00030 000120 000

Ut fra disse observasjonene vil Lars og Lene lage ulike modeller. De lar x være antall dager etter 30. april.

Når Lars lager sin modell, antar han at antallet hoppekreps øker med et fast antall hver dag.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem modellen han da får. Gjør rede for hva hvert av tallene i modellen betyr i denne praktiske situasjonen.

Når Lene lager sin modell, antar hun at antallet hoppekreps øker med en fast prosent hver dag.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem modellen hun da får. Gjør rede for hva hvert av tallene i modellen betyr i denne praktiske situasjonen.

Ved å bruke regresjon har Lene i tillegg funnet modellen h gitt ved

h(x)=1667x3−10000x2+18333x+10000
Hjelpemiddelkrav: Krever PC

Vis hvordan hun har gått fram for å finne denne modellen.

Hjelpemiddelkrav: Krever PC

Tegn grafen til modellen fra oppgave b) og grafen til h i samme koordinatsystem, og beskriv forskjeller og likheter mellom de to modellene.

Fasit

f(x)=16800x−9600 (lineær regresjon)

g(x)≈7961⋅1,49x (eksponentiell regresjon)

Tredjegradsregresjon i GeoGebra gjennom alle fire datapunkter gir h(x)=1667x3−10000x2+18333x+10000

Se graf. Kubikkmodellen h treffer alle fire datapunkter nøyaktig, mens den eksponentielle g bommer litt på punktene. Begge vokser raskt for store x.

LøsningsforslagKI-generert

Lars antar at antallet hoppekreps øker med et fast antall per dag. Det betyr at han bruker en lineær modell. Siden vi har fire datapunkter og hjelpemidler, bruker vi lineær regresjon i GeoGebra.

Vi fører datapunktene (0,10000), (3,20000), (4,30000) og (6,120000) inn i regnearket og velger regresjonsanalyse med lineær modell. GeoGebra gir:

f(x)=16800x−9600

Hva tallene betyr:

  • 16800 er den daglige økningen i antall hoppekreps (stigningstallet).
  • −9600 har ingen praktisk betydning. Et konstantledd skulle vært antallet hoppekreps på dag 0, men dette tallet er negativt, og et antall hoppekreps kan ikke være negativt (vi vet dessuten at det var 10000 den 30. april). Modellen treffer altså ikke datamaterialet særlig godt.

Lene antar at antallet hoppekreps øker med en fast prosent per dag. Det betyr at hun bruker en eksponentiell modell av typen g(x)=a⋅bx. Vi bruker samme datapunkter, men velger eksponentiell regresjon i GeoGebra:

g(x)≈7961⋅1,49x

Hva tallene betyr:

  • 7961 er startverdien. Ifølge Lenes modell var det omtrent 8000 hoppekreps på dag 0 (30. april), noe som ikke avviker så mye fra det riktige antallet 10000.
  • 1,49 er vekstfaktoren per dag. Siden 1,49−1=0,49, betyr det at antallet øker med omtrent 49% per dag.

For å finne kubikkmodellen h(x)=ax3+bx2+cx+d bruker Lene regresjon i GeoGebra.

Fremgangsmåte i GeoGebra:

  1. Skriv inn datapunktene som en liste i GeoGebra:
Data={(0,10000),(3,20000),(4,30000),(6,120000)}
  1. Bruk regresjonskommandoen for tredjegradspolynom:
𝙵𝚒𝚝𝙿𝚘𝚕𝚢(𝙳𝚊𝚝𝚊, 𝟹)
  1. GeoGebra beregner koeffisientene ved å løse et likningssystem med fire ligninger (ett for hvert datapunkt) og fire ukjente (a, b, c, d).

Verifisering: Siden vi har nøyaktig fire datapunkter og fire koeffisienter, går kubikkmodellen gjennom alle punktene eksakt:

xh(x)Observert
01000010000
3≈2000020000
4≈3000030000
6≈120000120000

Resultatet er:

h(x)=1667x3−10000x2+18333x+10000

Vi tegner grafene til g(x)≈7961⋅1,49x og h(x)=1667x3−10000x2+18333x+10000 i GeoGebra, sammen med de fire datapunktene.

I GeoGebra:

  • Skriv inn g(x)=7961⋅1.49x (blå kurve)
  • Skriv inn h(x)=1667x3−10000x2+18333x+10000 (grønn kurve)
  • Legg inn datapunktene (0,10000), (3,20000), (4,30000), (6,120000)

Graf av g(x) og h(x) med datapunkter

Likheter og forskjeller:

Likheter:

  • Begge modellene starter omtrent ved riktig startverdi (g(0)≈7961 og h(0)=10000) den 30. april.
  • Etter begge modellene vil bestanden øke kraftig og vokse over alle grenser etter noen få dager.

Forskjeller:

  • h(x) (kubikkmodellen) treffer alle fire datapunkter nøyaktig, mens g(x) bommer litt på punktene.
  • h(x) har et lokalt toppunkt rundt dag 1 og synker litt før den stiger igjen. Ifølge denne modellen skulle altså bestanden gå litt ned før den øker — noe som neppe stemmer med virkeligheten.
  • g(x) er en jevn, alltid voksende og alltid positiv kurve, og er på den måten mer realistisk i formen — den har hatt et visst antall hoppekreps hele tiden som bestanden kan utvikle seg fra.

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