Optimering av eskevolum med CAS

Del 2, alle hjelpemidler

Optimering av eskevolum med CAS

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

En bedrift lager esker av kvadratiske pappstykker med side lik 6 dm. Dette gjør de ved å klippe ut hjørner som vist nedenfor og brette langs de stiplede linjene.

Pappstykke og ferdig brettet eske

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar at volumet V, målt i kubikkdesimeter, til hver eske er gitt ved

V(x)=8x3−36x2+36x,x∈⟨0, 1,5⟩
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bruk CAS til å bestemme x slik at volumet blir størst mulig. Bestem dette største volumet.

Bedriften skal også lage andre esker der de bruker kvadratiske pappstykker med side lik a dm. De klipper og bretter på samme måte som ovenfor.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bruk CAS til å vise at det maksimale volumet til disse eskene er 336a3.

Fasit

Se løsningsforslag.

x=3−32≈0,63dm, største volum V=63≈10,39dm3

Vmax⁡=336a3 (vist med CAS)

LøsningsforslagKI-generert

Pappstykket er kvadratisk med side 6dm. Langs den ene retningen klippes det bort et hjørnestykke med bredde x i hver ende (totalt 2x), mens det langs den andre retningen — der figuren viser to x-merker sammen i hvert hjørne — klippes bort dobbelt så mye, altså x to ganger i hver ende (totalt 4x). Dette gir de doble flikene som brettes inn og låser hjørnene når esken settes sammen.

Når de fire flikene med høyde x brettes opp, blir bunnen i esken et rektangel med sider

(6−2x)dmog(6−4x)dm,

og esken får høyde x. Volumet blir dermed

V(x)=x(6−2x)(6−4x)=8x3−36x2+36x.

For at bunnen skal ha positiv lengde og bredde, må 6−4x>0, altså x<1,5. Sammen med x>0 gir dette definisjonsmengden x∈⟨0,1,5⟩.

Vi bruker CAS til å derivere V(x) og løse V′(x)=0:

V′(x)=24x2−72x+36

CAS-utregning av kritiske punkt og maksimalt volum

CAS gir x=3−32 eller x=3+32. Siden 3+32≈2,37 ligger utenfor definisjonsmengden ⟨0,1,5⟩, er det eneste gyldige kritiske punktet

x=3−32≈0,63dm.

Siden V(0)=V(1,5)=0 og V(x)>0 inni intervallet, må dette kritiske punktet gi et toppunkt (maksimum). CAS gir

V(3−32)=63≈10,39dm3.

Volumet blir størst, om lag 10,39dm3, når kuttene har bredde x≈0,63dm.

Med kvadratisk pappstykke med side a blir esken bygd på samme måte, så volumfunksjonen blir

W(x)=x(a−2x)(a−4x).

Vi bruker CAS (samme utklipp som over, linje 5–8) til å derivere, løse W′(x)=0 og sette det gyldige kritiske punktet inn igjen:

W′(x)=a2+24x2−12ax.

CAS gir x=(3−3)a12 eller x=(3+3)a12, der bare den første ligger innenfor det gyldige området (x<a/4), akkurat som i b). Setter vi dette inn i W(x) og forenkler med CAS, får vi

W((3−3)a12)=336a3,

som er nøyaktig det uttrykket vi skulle vise. Dermed er Vmax⁡=336a3 bekreftet med CAS.

Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 6 poeng

2 poeng

Kandidaten må argumentere for definisjonsmengden for å få full uttelling.

2 poeng

Dersom CAS ikke er brukt, gis maksimalt 1 poeng for hele deloppgave 4b.

2 poeng

Dersom CAS ikke er brukt, gis maksimalt 1 poeng for hele deloppgave 4c.

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