Korteste stige mot husvegg over gjerde

Del 2, alle hjelpemidler

Korteste stige mot husvegg over gjerde

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

En stige, som kan justeres, skal stå på skrå mot en husvegg og berøre et 2,0 m høyt gjerde. Gjerdet står 1,0 m fra husveggen. La x være vinkelen mellom stigen og bakken. Se skissen nedenfor.

Skisse av stige mot husvegg over et gjerde

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Vis at lengden av stigen, målt i meter, er

L(x)=1cos⁡x+2sin⁡x,der 0°<x<90°
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem x slik at lengden av stigen blir kortest mulig. Hvor høyt opp på veggen rekker stigen da?

Fasit

Se utledning.

x≈51,6°, kortest stigelengde L≈4,16m, stigen når h≈3,26m opp på veggen.

LøsningsforslagKI-generert

Stigen er en rett linje fra bakken, over gjerdetoppen, og opp til veggen. Fordi hele stigen ligger på én rett linje, danner den samme vinkelen x med bakken/horisontalen i hele sin lengde. Vi deler stigen i to deler ved punktet der den berører gjerdetoppen:

  • Fra foten av stigen til gjerdetoppen — kalt L1. Denne delen, gjerdet (høyde 2,0m) og bakken danner en rettvinklet trekant der gjerdehøyden er motstående katet til vinkelen x, og L1 er hypotenusen:
sin⁡x=2L1⇒L1=2sin⁡x
  • Fra gjerdetoppen til veggen — kalt L2. Denne delen ligger over den horisontale avstanden mellom gjerdet og veggen (1,0m), som er hosliggende katet til vinkelen x, mens L2 er hypotenusen:
cos⁡x=1L2⇒L2=1cos⁡x

Total stigelengde er summen av de to delene:

L(x)=L1+L2=1cos⁡x+2sin⁡x,0°<x<90°

som er det vi skulle vise.

Vi deriverer L(x)=1cos⁡x+2sin⁡x=(cos⁡x)−1+2(sin⁡x)−1 med kjerneregelen:

L′(x)=sin⁡xcos2⁡x−2cos⁡xsin2⁡x

Vi finner minimum ved å sette L′(x)=0:

sin⁡xcos2⁡x=2cos⁡xsin2⁡x⇒sin3⁡x=2cos3⁡x⇒tan3⁡x=2⇒tan⁡x=23
x=arctan⁡(23)≈51,6°

Kontroll i GeoGebra CAS:

Løsning av L'(x)=0 og beregning av minste stigelengde

Siden L(x)→∞ når x→0°+ og når x→90°− (stigen må i praksis bli uendelig lang for å nå over gjerdet ved svært spisse eller svært bratte vinkler), må x≈51,6° gi et minimum.

Minste stigelengde:

L(51,6°)≈4,16m

Hvor høyt stigen når på veggen: Bruker vi delen L2 fra gjerdetoppen til veggen, er høyden stigen stiger over gjerdetoppen lik motstående katet i den lille trekanten med hosliggende katet 1,0m:

hover gjerdet=1⋅tan⁡x=tan⁡(51,6°)≈1,26m

Total høyde opp på veggen blir da gjerdehøyden pluss dette:

h=2+tan⁡x≈2+1,26=3,26m

Den korteste stigen har lengde omtrent 𝟒,𝟏𝟔m, oppnådd når vinkelen mot bakken er omtrent 𝟓𝟏,𝟔°. Da når stigen omtrent 𝟑,𝟐𝟔m opp på husveggen.

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