Kontinuitet og deriverbarhet stykkevis

Kontinuitet og deriverbarhet stykkevis

Funksjonen ff er gitt ved

f(x)={x2+2,x<02ex,x0f(x) = \begin{cases} x^2 + 2\text{,} \quad & x < 0 \\ 2e^x\text{,} & x \ge 0 \end{cases}

Avgjør om ff er kontinuerlig i x=0x = 0.

Avgjør om ff er deriverbar i x=0x = 0.

Fasit

ff er kontinuerlig i x=0x = 0.

ff er ikke deriverbar i x=0x = 0.

LøsningsforslagKI-generert

Vi skal avgjøre om ff er kontinuerlig i x=0x = 0. Vi undersøker venstregrensen, funksjonsverdien og høyregrensen.

Venstregrensen (x0x \to 0^-, dvs. f(x)=x2+2f(x) = x^2 + 2):

limx0f(x)=02+2=2\lim_{x \to 0^-} f(x) = 0^2 + 2 = 2

Funksjonsverdien (siden x=0x = 0 gir f(x)=2exf(x) = 2e^x):

f(0)=2e0=21=2f(0) = 2e^0 = 2 \cdot 1 = 2

Høyregrensen (x0+x \to 0^+, dvs. f(x)=2exf(x) = 2e^x):

limx0+f(x)=2e0=2\lim_{x \to 0^+} f(x) = 2e^0 = 2

Siden limx0f(x)=f(0)=limx0+f(x)=2\lim_{x \to 0^-} f(x) = f(0) = \lim_{x \to 0^+} f(x) = 2, er ff kontinuerlig i x=0\underline{\underline{\text{kontinuerlig i } x = 0}}.

Vi skal avgjøre om ff er deriverbar i x=0x = 0. Det krever at den deriverte fra venstre og høyre er like.

Den deriverte fra venstre bruker f(x)=x2+2f(x) = x^2 + 2, som gir f(x)=2xf'(x) = 2x:

limx0f(x)=20=0\lim_{x \to 0^-} f'(x) = 2 \cdot 0 = 0

Den deriverte fra høyre bruker f(x)=2exf(x) = 2e^x, som gir f(x)=2exf'(x) = 2e^x:

limx0+f(x)=2e0=2\lim_{x \to 0^+} f'(x) = 2e^0 = 2

Siden 020 \ne 2, er de ensidige deriverte ikke like, og ff er ikke deriverbar i x=0\underline{\underline{\text{ikke deriverbar i } x = 0}}.

Sensorveiledning
1,5 poeng

Kandidaten må begrunne svaret for å få 1 poeng.

1,5 poeng

Kandidaten må begrunne svaret for å få 1 poeng. Kandidater som finner at ff ikke er kontinuerlig i a og argumenterer med dette i b, kan få 1 poeng.