Krumningsradius til grafpunkt

Del 2, alle hjelpemidler

Krumningsradius til grafpunkt

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

Funksjonen h er gitt ved

h(x)=x2

En sirkel med radius r og sentrum (0,r) tangerer grafen til h i punktet (0,0). Se skissen.

Parabel h(x) = x^2 med tangerende sirkel med sentrum (0,r)

Nedre halvdel av sirkelen er grafen til funksjonen gitt ved

g(x)=r−r2−x2
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bestem r slik at g′′(0)=h′′(0)

Tallet r som du fant i oppgave a), kalles krumningsradiusen til h i (0,h(0)).

Generelt gjelder følgende setning: Anta at en funksjon f er dobbeltderiverbar i x=a, og at f′′(a)≠0. Da er krumningsradiusen r(a) til grafen til f i (a,f(a)) gitt ved

r(a)=(1+(f′(a))2)3(f′′(a))2
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bruk denne formelen til å regne ut krumningsradiusen til grafen til h i (0,h(0)).

Funksjonen f er gitt ved

f(x)=ln⁡(x)
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bruk CAS til å bestemme hvilket punkt på grafen til f som har minst krumningsradius. Hva er den minste krumningsradiusen?

Fasit

r=12

r(0)=12

(22,−ln⁡22), minste krumningsradius r=332≈2,60

LøsningsforslagKI-generert

Vi deriverer g(x)=r−r2−x2 to ganger.

g′(x)=xr2−x2
g′′(x)=1r2−x2+x2(r2−x2)3

I x=0 gir dette g′′(0)=1r.

For h(x)=x2 er h′(x)=2x og h′′(x)=2, så h′′(0)=2.

Kravet g′′(0)=h′′(0) gir

1r=2⇒r=12

Vi bruker formelen for krumningsradius med f=h, a=0:

h′(x)=2x⇒h′(0)=0,h′′(x)=2⇒h′′(0)=2
r(0)=(1+(h′(0))2)3(h′′(0))2=(1+0)322=14=12

Dette stemmer overens med svaret i a), som det skal — krumningsradiusen til h i origo er 12 enten vi finner den geometrisk (tangerende sirkel) eller via formelen.

For f(x)=ln⁡(x) er f′(x)=1x og f′′(x)=−1x2. Setter vi dette inn i krumningsradius-formelen med a som variabel, får vi funksjonen

r(a)=(1+(f′(a))2)3(f′′(a))2

Vi legger f, f′, f′′ og r(a) inn i CAS og løser r′(a)=0 for å finne minimum, siden d(x)>0 for hele definisjonsmengden til f (x>0).

CAS: krumningsradius til f(x)=ln(x)

CAS gir a=22 (den negative løsningen a=−22 ligger utenfor definisjonsmengden til ln⁡(x), så den forkastes).

Videre gir CAS

r(22)=332≈2,60f(22)=ln⁡(22)=−ln⁡22

Punktet på grafen til f med minst krumningsradius er dermed

(22,−ln⁡22)

og den minste krumningsradiusen er r=332≈2,60.

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