Omdreiingslegeme som krukke med kjegle inni

Del 2, alle hjelpemidler

Omdreiingslegeme som krukke med kjegle inni

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

Funksjonen f er gitt ved

f(x)=2⋅sin⁡(x+π6)+5,x∈[0,2π]

Når grafen til f dreies 360 grader om x-aksen, får vi et omdreiingslegeme M.

En krukke har samme form og størrelse som M. Enheten langs aksene er gitt i desimeter.

En kjegle skal plasseres i krukken slik at spissen til kjeglen treffer bunnen av krukken. Kjeglen skal ha samme høyde som krukken.

Krukke som omdreiingslegeme

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem volumet av M.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Avgjør om kjeglen får plass i krukken dersom radiusen til kjeglen er 5 dm.

Hjelpemiddelkrav: Oppsett for hånd

Bestem den største radiusen kjeglen kan ha for å få plass i krukken.

Fasit

V=54π2dm3≈532,96dm3

Nei, kjeglen får ikke plass

r≈4,32dm

LøsningsforslagKI-generert

Når grafen til f dreies 360° om x-aksen, er volumet av omdreiingslegemet M gitt ved

V=π∫02π[f(x)]2dx=π∫02π[2sin⁡(x+π6)+5]2dx

Dette regnes ut i GeoGebra CAS.

GeoGebra CAS – volum av omdreiingslegemet

Fra utklippet ser vi at

V=54π2dm3≈532,96dm3

V=54π2dm3≈532,96dm3

Krukken har høyde 2πdm (lengden av intervallet x∈[0,2π]). Spissen til kjeglen skal treffe bunnen av krukken, altså punktet (0,0), og kjeglen skal ha samme høyde som krukken. Da vokser radiusen til kjeglen lineært med x:

rkjegle(x)=52π⋅x,x∈[0,2π]

Kjeglen får plass i krukken hvis og bare hvis rkjegle(x)≤f(x) for alle x∈[0,2π], altså at

g(x)=f(x)−52πx≥0for alle x∈[0,2π]

Vi finner minimumsverdien til g på [0,2π] i GeoGebra CAS (se MinG i utklippet over, samme økt som b/c).

GeoGebra CAS – sjekk av om kjeglen med r=5 får plass

Fra MinG ser vi at g har minimumsverdi g(4,598)≈−0,494<0. Grafen under viser tydelig at den røde linjen r=5 (kjeglens rand) stikker utenfor krukken (den blå kurven f) for x mellom ca. 3,9 og 5,4.

Graf – krukke med kjegler for r=5 og r=4,32

Siden g(x)<0 for noen x∈[0,2π], er kjeglens radius der større enn krukkens radius. Kjeglen med radius 5 dm får ikke plass i krukken.

Vi skal finne den største radiusen r slik at kjeglen med toppunkt (0,0) og radius r(x)=r2πx passer inn i krukken, det vil si den største r slik at

f(x)−r2πx≥0for alle x∈[0,2π]

Dette er ekvivalent med at r2π≤f(x)x for alle x∈⟨0,2π], altså at

r2π=minx∈⟨0,2π]⁡f(x)x

Vi finner dette minimumet numerisk i GeoGebra CAS (se h(x), MinH og R i utklippet).

Fra MinH er minimumet f(x)x≈0,68768, som inntreffer for x≈4,5398. Dette gir

r=2π⋅0,68768≈4,32085

Grafen viser at den grønne linjen r=4,32 tangerer krukkens rand f nettopp i punktet P≈(4,60,3,17) — for denne radiusen berører kjeglespissens rette linje krukkeveggen akkurat i ett punkt, og ligger for øvrig innenfor.

r≈4,32dm

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