Parameterframstilling og fart for partikkel i planet

Del 2, alle hjelpemidler

Parameterframstilling og fart for partikkel i planet

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

Alternativ I

En partikkel beveger seg i planet. Posisjonen til partikkelen ved tiden t er gitt ved

r→(t)=[t2, t3−3t]der t∈[0,2]
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Tegn grafen som beskriver bevegelsen til partikkelen.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bestem ved regning koordinatene til skjæringspunktene mellom grafen og koordinataksene.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Finn et uttrykk for fartsvektoren v→. Hva er t når |v→(t)|=3?

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bestem koordinatene til de punktene på kurven der fartsvektoren er parallell med koordinataksene.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem koordinatene til det punktet der farten er minst.

Fasit

Se figur.

(0,0) og (3,0)

v→(t)=[2t, 3t2−3], t=143≈1,25

(0,0) (parallell med y-aksen),(1,−2) (parallell med x-aksen)

(79,−20727)≈(0,78,−1,96)

LøsningsforslagKI-generert

Vi tegner parameterkurven r→(t)=[t2,t3−3t] for t∈[0,2] med GeoGebra, kommando Curve(t^2, t^3 - 3t, t, 0, 2).

Parameterkurve for partikkelens bane

Skjæringspunkt med y-aksen finner vi ved å sette x(t)=0:

t2=0⇒t=0

Dette gir punktet r(0)=(0,0).

Skjæringspunkter med x-aksen finner vi ved å sette y(t)=0:

t3−3t=0⇒t(t2−3)=0⇒t=0∨t=±3

Bare t=0 og t=3≈1,73 ligger i [0,2]. For t=3:

x(3)=(3)2=3,y(3)=0

Kurven skjærer altså koordinataksene i punktene (0,0) og (3,0), som stemmer med figuren i a) (punktene A og B).

Fartsvektoren er den deriverte av posisjonsvektoren:

v→(t)=r→′(t)=[2t, 3t2−3]

Farten (lengden av fartsvektoren) er

|v→(t)|=(2t)2+(3t2−3)2

Vi setter |v→(t)|=3 og løser med CAS, se skjermbilde.

CAS-utregning

CAS gir 9t4−14t2=0, altså t=0 eller t=±143. Bare de positive løsningene i [0,2] er aktuelle:

t=0ellert=143≈1,25

Fartsvektoren er parallell med x-aksen når y-komponenten er null (og x-komponenten ikke er det):

3t2−3=0⇒t=1(t=−1 er ikke med i [0,2])

Dette gir punktet r(1)=(1,1−3)=(1,−2), med v→(1)=[2,0].

Fartsvektoren er parallell med y-aksen når x-komponenten er null (og y-komponenten ikke er det):

2t=0⇒t=0

Dette gir punktet r(0)=(0,0), med v→(0)=[0,−3].

Farten er minst der |v→(t)|2=(2t)2+(3t2−3)2=9t4−14t2+9 er minst. Vi deriverer og setter lik null:

ddt(9t4−14t2+9)=36t3−28t=4t(9t2−7)=0

Dette gir t=0 eller t=73≈0,88 (av disse ligger begge i [0,2]).

Vi sammenligner funksjonsverdiene (se CAS-utregning i skjermbildet over):

9⋅04−14⋅02+9=9,9(73)4−14(73)2+9=329≈3,56

Minimum er dermed ved t=73. Vi setter inn i posisjonsvektoren:

x=t2=79,y=t3−3t=t(t2−3)=73(79−3)=−20727

Farten er minst i punktet (79,−20727)≈(0,78,−1,96), tilsvarende en fart på |v→|=32/9=423≈1,89.

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