Minste veilengde mellom fire byer med CAS

Del 2, alle hjelpemidler

Minste veilengde mellom fire byer med CAS

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

Fire byer A, B, C og D ligger plassert slik at de danner et kvadrat med side 10. Vi skal lage veiforbindelse mellom disse fire byene. Det viser seg at den samlede veilengden blir minst når veiene legges slik skissen nedenfor viser. De enkelte veistrekningene er markert med blått. Alle mål er gitt i kilometer.

Veinettverk mellom fire byer A, B, C, D i kvadrat med knutepunkter E og F

Vi lar avstanden mellom E og F være x.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Vis at den samlede veilengden er gitt ved

g(x)=x+2(x−10)2+102
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bruk CAS til å bestemme x slik at den samlede veilengden blir minst mulig. Hva blir den samlede veilengden da?

Fasit

Se utledning.

x=10−1033≈4,23km, minste samlede veilengde g(x)=10+103≈27,32km.

LøsningsforslagKI-generert

Vi setter opp et koordinatsystem der A=(0,0), B=(10,0), C=(10,10) og D=(0,10). La M være midtpunktet på AB og N midtpunktet på DC. Punktene E og F ligger på symmetriaksen MN (siden E er likt plassert i forhold til A og B, og F likt plassert i forhold til C og D), og av symmetrigrunner er ME=NF.

Siden MN=10 og EF=x, får vi

ME=NF=10−x2

I den rettvinklede trekanten AME (rett vinkel i M) er AM=5 og ME=10−x2. Pytagoras’ setning gir da veistykket s=AE:

s=AM2+ME2=52+(10−x2)2=25+(10−x)24

Vi multipliserer opp under rottegnet:

2s=4⋅25+(10−x)2=100+(x−10)2

Det samlede veinettet består av de fire like lange strekningene AE, BE, CF, DF (alle med lengde s) og strekningen EF=x. Den samlede veilengden blir dermed

g(x)=4s+x=2⋅(2s)+x=x+2(x−10)2+102

som er det vi skulle vise.

Vi bruker CAS til å derivere g(x), løse g′(x)=0 og finne minimumsverdien direkte med Min.

CAS-utregning av g(x), g'(x), nullpunkt og minimum

Av utklippet ser vi at g′(x)=0 for x≈4,2265, og at minimumspunktet er (4,2265,27,32051). Siden g′(x)<0 for x mindre enn dette og g′(x)>0 for x større, er dette et minimumspunkt.

Eksakt er x=10−1033, og minsteverdien er g(x)=10+103.

Den samlede veilengden blir altså minst når x≈4,23km, og den minste samlede veilengden er da omtrent 27,32km.

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