Omdreiningsvolum om variabel akse

Del 2, alle hjelpemidler

Omdreiningsvolum om variabel akse

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

Du skal svare på enten alternativ I eller alternativ II. De to alternativene er likeverdige ved vurderingen.

Alternativ II

Vi har funksjonen

f(x)=x12,Df=[0,9]
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem volumet av det omdreiningslegemet vi får dersom grafen til f dreies 360∘ om x-aksen.

En linje l er gitt ved likningen y=k, der k er en konstant k∈[0,3].

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar at volumet av det omdreiningslegemet vi får når grafen til f dreies 360∘ om linjen l, er gitt ved

V(k)=π∫09(x12−k)2dx
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Finn V(k).

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem hvilken verdi for k som gir det minste volumet.

Fasit

V=812π≈127,2

Se forklaring

V(k)=12π(18k2−72k+81)

k=2

LøsningsforslagKI-generert

Volumet av omdreiningslegemet når grafen til f dreies 360∘ om x-aksen, er gitt ved

V=π∫09(f(x))2dx=π∫09(x12)2dx=π∫09xdx

Beregning i GeoGebra CAS:

Omdreiningsvolum om variabel akse

V=π[x22]09=812π

V=812π≈127,2

For hver x∈[0,9] er den vertikale avstanden mellom grafen til f og linjen l:y=k lik |f(x)−k|. Når grafen dreies 360∘ om linjen l, vil hvert punkt på grafen beskrive en sirkel med radius |f(x)−k| rundt l, akkurat som i a) der grafen dreies om x-aksen (som svarer til k=0).

Tverrsnittet av omdreiningslegemet i punktet x er derfor en sirkel med areal

A(x)=π(f(x)−k)2

siden (f(x)−k)2=|f(x)−k|2 uansett fortegn. Volumet finner vi ved å integrere tverrsnittsarealet over [0,9]:

V(k)=π∫09(x12−k)2dx

som er det som skulle forklares.

Vi løser integralet i GeoGebra CAS (se skjermbildet i a) for hele CAS-sesjonen, linje 3–4):

V(k)=π∫09(x12−k)2dx=π∫09(x−2k⋅x12+k2)dx

CAS gir

V(k)=12π(18k2−72k+81)

For å finne minste volum deriverer vi V(k) med hensyn på k og setter den deriverte lik null (linje 5–6 i skjermbildet):

V′(k)=18πk−36π
V′(k)=0⇒k=2

Siden V(k) er et andregradsuttrykk i k med positiv koeffisient foran k2, er k=2 et minimumspunkt. Verdien k=2 ligger i det tillatte intervallet [0,3].

Minste volum er (linje 7 i skjermbildet)

V(2)=92π≈14,1

k=2 gir det minste omdreiningsvolumet, V(2)=92π.

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