Partikkelbane med rasjonal posisjonsvektor og største fart
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
2 av 3 deloppgaver kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Posisjonsvektoren til en partikkel er gitt ved
Her er enheten langs aksene meter, og er målt i sekunder.
Tegn grafen til .
Ved hvilket tidspunkt var farten til partikkelen størst?
Ved hvilke tidspunkt beveget partikkelen seg parallelt med -aksen?
Fasit
Se figur i løsningsforslaget.
Farten var størst ved , og var da .
LøsningsforslagKI-generert
Vi tegner grafen til ved å bruke Kurve-kommandoen i GeoGebra med parameteren fra til :

Banen er en lukket, dråpeformet kurve som passerer punktet (ved ) og punktet (ved , tilnærmet).
Farten til partikkelen er lengden av fartsvektoren . Vi deriverer hver komponent med kvotientregelen:
Kvadratet av farten blir da
Siden og er størst for samme -verdi (kvadratrotfunksjonen er voksende), holder det å finne ut når har sitt største verdi. Vi deriverer og setter telleren i den deriverte lik null. Dette gir femtegradslikningen
Denne likningen har ingen pen eksakt løsning, så vi løser den numerisk i CAS:

CAS gir . Vi kontrollerer at dette faktisk gir et maksimum ved å sammenlikne med farten i endepunktene av definisjonsområdet:
Begge er langt mindre enn farten ved , så dette er et indre maksimum. Farten der er
Farten til partikkelen var altså størst ved , og var da omtrent .
Partikkelen beveger seg parallelt med -aksen når fartsvektoren ikke har noen komponent i -retning, altså når -komponenten av er null:
Vi løser andregradslikningen med abc-formelen (, , ):
Dette gir de to løsningene (se linje 2 i skjermbildet over)
Begge tidspunktene ligger i definisjonsområdet , så begge er gyldige svar. Partikkelen beveget seg altså parallelt med -aksen ved og ved .