Maksimalt volum av eske med side a

Del 2, alle hjelpemidler

Maksimalt volum av eske med side a

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

En bedrift lager esker av papp som er formet som et kvadrat med side a>0. Et kvadrat med side x klippes av i hvert hjørne.

Kvadratisk pappstykke med side a der et kvadrat med side x klippes av i hvert hjørne

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Vis at volumet av esken kan skrives som

V(x)=(a−2x)2⋅x
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bestem x uttrykt ved a slik at volumet av esken blir størst mulig. Bestem det største volumet.

Fasit

Se utledning.

x=a6, med Vmaks=2a327

LøsningsforslagKI-generert

Når et kvadrat med side x klippes bort i hvert av de fire hjørnene og sidene brettes opp, blir bunnen i esken et kvadrat med side

a−2x

fordi det klippes bort x fra hver av de to endene av kvadratets side a. Høyden i esken blir x, siden dette er hvor høyt sidekantene brettes opp.

Volumet av en eske (lengde ⋅ bredde ⋅ høyde) blir dermed

V(x)=(a−2x)⋅(a−2x)⋅x=(a−2x)2⋅x

som skulle vises.

For at esken skal gi mening må både sidekanten i bunnen og høyden være positive, altså a−2x>0 og x>0. Det gir definisjonsmengden

0<x<a2

Vi ganger ut V(x) for å derivere:

V(x)=(a−2x)2⋅x=(a2−4ax+4x2)⋅x=a2x−4ax2+4x3
V′(x)=a2−8ax+12x2

For å finne ekstremalpunkt setter vi V′(x)=0:

12x2−8ax+a2=0

Dette er en andregradslikning i x med a som en konstant parameter. Vi bruker abc-formelen:

x=8a±(−8a)2−4⋅12⋅a22⋅12=8a±64a2−48a224=8a±16a224=8a±4a24

Siden a>0 er 16a2=4a. Dette gir de to løsningene

x=8a+4a24=12a24=a2ellerx=8a−4a24=4a24=a6

Løsningen x=a2 ligger på randen av definisjonsmengden og gir a−2x=0, altså et volum lik null (esken klippes helt bort). Denne løsningen er derfor ikke aktuell. Den eneste løsningen inni definisjonsmengden er

x=a6

Vi sjekker at dette faktisk er et maksimum ved å se på V′′(x)=−8a+24x. I punktet x=a6:

V′′(a6)=−8a+24⋅a6=−8a+4a=−4a

Siden a>0 er V′′(a6)<0, så x=a6 gir et toppunkt (maksimum) for V.

Det største volumet finner vi ved å sette x=a6 inn i V(x):

V(a6)=(a−2⋅a6)2⋅a6=(2a3)2⋅a6=4a29⋅a6=4a354
Vmaks=2a327

Det vil si at når firkanten av papp med side a deles opp slik at det klippes bort et kvadrat med side x=a6 i hvert hjørne, blir volumet av esken størst mulig, og det maksimale volumet er 2a327.

Illustrasjon: Volumfunksjonen V(x) for a = 6 med maksimumspunktet markert i (1, 16). Generelt gir x = a/6 maksimalt volum 2a³/27, som her stemmer med a/6 = 1 og 2·6³/27 = 16.

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