Løsningsfamilier til homogen differensiallikning
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Ingen av deloppgavene kan løses helt uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Du skal besvare enten alternativ I eller alternativ II. De to alternativene er likeverdige ved vurderingen.
Alternativ II
Vi har gitt differensiallikningen
Vis at er en løsning når .
Skisser grafene til for og for .
Velg andre verdier for og skisser grafene til . Kommenter.
Vis at er en løsning når .
Velg ulike verdier for og skisser grafene til . Kommenter.
Løs differensiallikningen ved regning
Velg ulike verdier for , og tegn de tilhørende grafene til .
Fasit
LøsningsforslagKI-generert
Vi har differensiallikningen
Vi skal vise at er en løsning når .
Vi deriverer med produkt-/kjerneregelen:
Så setter vi inn på høyre side av differensiallikningen:
Dette er nøyaktig det samme uttrykket som , altså er likningen oppfylt for alle og alle . CAS bekrefter dette i utklippet under (linje 1–3): og forenkler til samme uttrykk.

og 3) Grafene til er øvre/nedre halvdeler av ellipser med toppunkt og nullpunkter i . For (blå) får vi den øvre halvsirkelen med radius , og for (rød) den nedre halvsirkelen. Andre verdier, for eksempel (oransje) og (grønn), gir tilsvarende halv-ellipser som er «flatere» eller «høyere» — men alle har samme nullpunkter siden faktoren er felles for alle løsningene.

Vi skal vise at er en løsning når .
Vi deriverer:
Vi setter inn på høyre side:
Dette stemmer overens med , så er en løsning på de aktuelle intervallene (bekreftet med CAS på linje 4–6 i utklippet over).
Grafene består av to grener, symmetriske om -aksen, som starter i og går mot . For (blå, , og oransje, ) stiger grenene, mens for (rød, ) synker de. Jo større , jo brattere grener.

Vi skal løse
Dette er en separabel differensiallikning:
Vi delbrøkoppspalter og integrerer begge sider:
Initialbetingelsen (siden krever i definisjonsmengden). Vi setter inn :
Dermed blir løsningen
CAS bekrefter dette på linje 7–10 i utklippet: og forenkler til samme uttrykk , og som krevd.
Grafene til på starter (i grensen ) mot og avtar mot ved . For (blå) og (oransje) er kurvene positive og synkende, mens for (rød) er kurven negativ og voksende (speilbildet om -aksen). Alle grafene passerer , i tråd med initialbetingelsen.
