Nullpunkter og ekstremalpunkter for g

Nullpunkter og ekstremalpunkter for g

En funksjon gg er gitt ved g(x)=12ex(2x1)2g(x) = \frac{1}{2}e^x \cdot (2x-1)^2

Bestem eventuelle nullpunkter til funksjonen gg.

Vis at g(x)=12ex(2x1)(2x+3)g'(x) = \frac{1}{2}e^{x}(2x-1)(2x+3)

Finn koordinatene til eventuelle topp- og bunnpunkter på grafen til gg.

Fasit

x=12\underline{\underline{x = \frac{1}{2}}} (dobbelrot)

Se løsningsforslag.

Toppunkt: (32, 8e3/2)\underline{\underline{\left(-\frac{3}{2},\ 8e^{-3/2}\right)}}, bunnpunkt: (12, 0)\underline{\underline{\left(\frac{1}{2},\ 0\right)}}

LøsningsforslagKI-generert

Vi skal finne nullpunktene til g(x)=12ex(2x1)2g(x) = \frac{1}{2}e^x \cdot (2x-1)^2.

g(x)=0    12ex(2x1)2=0g(x) = 0 \iff \frac{1}{2}e^x \cdot (2x-1)^2 = 0

Siden 12ex>0\frac{1}{2}e^x > 0 for alle xx, må (2x1)2=0(2x-1)^2 = 0.

2x1=0    x=122x - 1 = 0 \iff x = \frac{1}{2}

gg har ett nullpunkt: x=12\underline{\underline{x = \frac{1}{2}}} (dobbelrot).

Vi bruker produktregelen på g(x)=u(x)v(x)g(x) = u(x) \cdot v(x) med

u(x)=12ex,v(x)=(2x1)2u(x) = \frac{1}{2}e^x, \qquad v(x) = (2x-1)^2 u(x)=12ex,v(x)=2(2x1)2=4(2x1)u'(x) = \frac{1}{2}e^x, \qquad v'(x) = 2(2x-1) \cdot 2 = 4(2x-1)

Produktregelen gir

g(x)=uv+uv=12ex(2x1)2+12ex4(2x1)g'(x) = u'v + uv' = \frac{1}{2}e^x(2x-1)^2 + \frac{1}{2}e^x \cdot 4(2x-1)

Vi faktoriserer ut 12ex(2x1)\frac{1}{2}e^x(2x-1):

g(x)=12ex(2x1)[(2x1)+4]=12ex(2x1)(2x+3)g'(x) = \frac{1}{2}e^x(2x-1)\bigl[(2x-1) + 4\bigr] = \frac{1}{2}e^x(2x-1)(2x+3)

Dette er det vi skulle vise. \square

Vi setter g(x)=0g'(x) = 0. Siden 12ex>0\frac{1}{2}e^x > 0 for alle xx, er det tilstrekkelig å løse

(2x1)(2x+3)=0(2x-1)(2x+3) = 0 x=12ellerx=32x = \frac{1}{2} \quad \text{eller} \quad x = -\frac{3}{2}

Vi bestemmer fortegnet til g(x)=12ex(2x1)(2x+3)g'(x) = \frac{1}{2}e^x \cdot \textcolor{steelblue}{(2x-1)} \cdot \textcolor{seagreen}{(2x+3)}:

x<32x < -\frac{3}{2}x=32x = -\frac{3}{2}32<x<12-\frac{3}{2} < x < \frac{1}{2}x=12x = \frac{1}{2}x>12x > \frac{1}{2}
2x1\textcolor{steelblue}{2x-1}---00++
2x+3\textcolor{seagreen}{2x+3}-00++++++
g(x)g'(x)++00-00++
ggvoksendetoppavtagendebunnvoksende

gg har et toppunkt i x=32x = -\frac{3}{2} og et bunnpunkt i x=12x = \frac{1}{2}.

Vi beregner yy-verdiene:

g ⁣(12)=12e1/2(2121)2=12e1/20=0g\!\left(\frac{1}{2}\right) = \frac{1}{2}e^{1/2}\cdot\left(2\cdot\frac{1}{2}-1\right)^2 = \frac{1}{2}e^{1/2}\cdot 0 = 0 g ⁣(32)=12e3/2(2(32)1)2=12e3/2(4)2=12e3/216=8e3/2g\!\left(-\frac{3}{2}\right) = \frac{1}{2}e^{-3/2}\cdot\left(2\cdot\left(-\frac{3}{2}\right)-1\right)^2 = \frac{1}{2}e^{-3/2}\cdot(-4)^2 = \frac{1}{2}e^{-3/2}\cdot 16 = 8e^{-3/2}

Koordinater:

  • Toppunkt: (32, 8e3/2)\underline{\underline{\left(-\frac{3}{2},\ 8e^{-3/2}\right)}}
  • Bunnpunkt: (12, 0)\underline{\underline{\left(\frac{1}{2},\ 0\right)}}
Sensorveiledning
1,7 poeng

Kandidaten må begrunne svaret for å få 1 poeng.

1,7 poeng

Kandidater som viser god kompetanse innen derivasjon, men ikke kommer fram til riktig svar kan få 1 poeng. Kandidater som deriverer riktig, men som ikke viser faktorisering, får 2 poeng.

1,7 poeng

Kandidater som kun finner xx-verdiene til punktene, kan få 1 poeng. For å få 2 poeng må kandidatene argumentere for om punktene er topp- eller bunnpunkter.