Mange derivasjoner og integrasjon

Del 1, uten hjelpemidler

Mange derivasjoner og integrasjon

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

Deriver funksjonen f(x)=2xcos⁡(3x)

Deriver funksjonen f(x)=3(e4x+1)2

Gitt funksjonen f(x)=23x3−4x2+x+2

Ligger grafen over eller under x-aksen når x=1?

Stiger eller synker grafen når x=1?

Øker eller minker den momentane veksthastigheten når x=1?

Finn summen av den uendelige rekka: 9+0,9+0,09+0,009+⋯

Bestem integralet ∫4x2−1dx

Funksjonen f(x)=24x er gitt.

Vis at likningen for tangenten i punktet (4,f(4)) er gitt ved y=−32x+18.

Bestem arealet av det området som er avgrenset av grafen til f, tangenten i (4,f(4)) og linja x=2.

Gitt punktene A(1,1,1), B(3,3,2) og C(2,1,2). Finn ∠BAC.

Løs differensiallikningen y′+(cos⁡x)⋅y=0 når y(0)=4

En rekke er gitt ved at a1=2 og an+1=an+n+2 der n∈N.

Skriv opp de 5 første leddene i rekken.

Bruk induksjon til å bevise at det generelle leddet er an=n(n+3)2

Fasit

f′(x)=2cos⁡(3x)−6xsin⁡(3x)

f′(x)=24e4x(e4x+1)

1) Under x-aksen. 2) Grafen synker. 3) Den momentane veksthastigheten minker. f(1)=−13, f′(1)=−5, f′′(1)=−4

s=10

∫4x2−1dx=2ln⁡|x−1x+1|+C

1) Vist. 2) A=69−482≈1,12

∠BAC=45°

y=4e−sin⁡x

1) 2,5,9,14,20. 2) an=n(n+3)2 (bevist ved induksjon)

LøsningsforslagKI-generert

Vi bruker produktregelen på f(x)=2x⋅cos⁡(3x) med kjerneregel på cos⁡(3x).

f′(x)=2⏟u′⋅cos⁡(3x)+2x⋅(−3sin⁡(3x))⏟v′
f′(x)=2cos⁡(3x)−6xsin⁡(3x)

Vi bruker kjerneregelen på f(x)=3(e4x+1)2, med indre funksjon u=e4x+1.

f′(x)=3⋅2(e4x+1)⋅4e4x=24e4x(e4x+1)
f′(x)=24e4x(e4x+1)

Vi har f(x)=23x3−4x2+x+2.

1) Ligger grafen over eller under x-aksen ved x=1?

f(1)=23−4+1+2=23−1=−13

Siden f(1)=−13<0, ligger grafen under x-aksen når x=1.

2) Stiger eller synker grafen ved x=1?

Vi deriverer og finner fortegnet til f′(1):

f′(x)=2x2−8x+1
f′(1)=2−8+1=−5

Siden f′(1)=−5<0, synker grafen ved x=1.

3) Øker eller minker den momentane veksthastigheten ved x=1?

Den momentane veksthastigheten er f′(x). Om den øker eller minker, bestemmes av fortegnet til f′′(x):

f′′(x)=4x−8
f′′(1)=4−8=−4

Siden f′′(1)=−4<0, minker den momentane veksthastigheten ved x=1.

Rekken 9+0,9+0,09+⋯ er en uendelig geometrisk rekke med a1=9 og kvotient k=0,1.

Siden |k|<1, konvergerer rekken, og summen er

s=a11−k=91−0,1=90,9=10
s=10

Vi skal finne ∫4x2−1dx. Siden x2−1=(x−1)(x+1), spalter vi i partialbrøker:

4(x−1)(x+1)=Ax−1+Bx+1

Multipliserer med fellesnevneren:

4=A(x+1)+B(x−1)

Setter x=1: 4=2A⇒A=2

Setter x=−1: 4=−2B⇒B=−2

Dermed er

∫4x2−1dx=∫(2x−1−2x+1)dx=2ln⁡|x−1|−2ln⁡|x+1|+C
∫4x2−1dx=2ln⁡|x−1x+1|+C

Vi har f(x)=24x=24x−1/2.

1) Tangenten i (4,f(4))

Vi finner f(4) og f′(4):

f(4)=244=242=12
f′(x)=24⋅(−12)x−3/2=−12x3/2
f′(4)=−1243/2=−128=−32

Tangentlikningen blir da

y−12=−32(x−4)=−32x+6
y=−32x+18

Dette er akkurat det vi skulle vise. ■

2) Arealet mellom grafen, tangenten og linja x=2

Siden f′′(x)=18x−5/2>0 for x>0, er f konveks, og grafen ligger over tangenten for alle x≠4. Arealet mellom grafen og tangenten fra x=2 til x=4 er derfor

A=∫24(f(x)−(−32x+18))dx=∫24(24x−1/2+32x−18)dx

Antiderivert:

F(x)=48x+34x2−18x

Setter inn grensene:

F(4)=48⋅2+34⋅16−18⋅4=96+12−72=36
F(2)=482+34⋅4−18⋅2=482+3−36=482−33
A=F(4)−F(2)=36−(482−33)=69−482
A=69−482≈1,12

Vi har A(1,1,1), B(3,3,2) og C(2,1,2). Vinkelen ∠BAC er vinkelen mellom vektorene AB→ og AC→.

AB→=B−A=(2,2,1),AC→=C−A=(1,0,1)

Skalarprodukt:

AB→⋅AC→=2⋅1+2⋅0+1⋅1=3

Lengder:

|AB→|=22+22+12=9=3,|AC→|=12+02+12=2

Vinkelen mellom vektorene finner vi med formelen

cos⁡(∠BAC)=AB→⋅AC→|AB→|⋅|AC→|=332=12=22
∠BAC=45°
∠BAC=45°

Differensiallikningen y′+(cos⁡x)⋅y=0 er separabel:

dydx=−(cos⁡x)⋅y⇒1ydy=−cos⁡xdx

Integrerer begge sider:

ln⁡|y|=−sin⁡x+C1
y=C⋅e−sin⁡x

Startbetingelsen y(0)=4 gir

4=C⋅e−sin⁡0=C⋅e0=C

Dermed er C=4, og løsningen blir

y=4e−sin⁡x

Rekken er gitt ved a1=2 og an+1=an+n+2.

1) De 5 første leddene

a1=2
a2=a1+1+2=2+3=5
a3=a2+2+2=5+4=9
a4=a3+3+2=9+5=14
a5=a4+4+2=14+6=20
2, 5, 9, 14, 20

2) Bevis ved induksjon at an=n(n+3)2

Basissteg (n=1): Formelen gir

a1=1⋅(1+3)2=42=2

som stemmer med oppgitt a1=2. Basissteget er derfor oppfylt.

Induksjonssteg: Anta at formelen holder for et vilkårlig n=k, altså at

ak=k(k+3)2

Vi skal vise at formelen da også holder for n=k+1, altså at ak+1=(k+1)(k+4)2.

Fra rekursjonsformelen og induksjonsantakelsen:

ak+1=ak+k+2=k(k+3)2+k+2=k(k+3)+2k+42=k2+5k+42

Faktoriserer telleren:

k2+5k+4=(k+1)(k+4)

Dermed er

ak+1=(k+1)(k+4)2

som er nettopp formelen for n=k+1. Siden basissteget er oppfylt og induksjonssteget viser at formelen forplanter seg fra n=k til n=k+1, er formelen bevist for alle n≥1 ved induksjon.

an=n(n+3)2 er bevist for alle n≥1

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