Polynomfunksjon derivert vendepunkt og generelt bevis

Del 1, uten hjelpemidler

Polynomfunksjon derivert vendepunkt og generelt bevis

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

Den deriverte til en polynomfunksjon f er gitt ved

f′(x)=2(x+1)(x−3)

Bruk uttrykket over til å finne ut hvor funksjonen f vokser, og hvor den avtar. Bestem også førstekoordinatene til topp- og bunnpunktet på grafen til f.

Bestem f′′(x). Bruk f′′(x) til å finne førstekoordinaten til vendepunktet på grafen til f.

Den deriverte til en polynomfunksjon g er gitt ved

g′(x)=a⋅(x−b)⋅(x−c)

der konstantene a, b og c alle er positive. Vi antar at b<c. Førstekoordinatene til topp- og bunnpunktet på grafen til g er xmaks og xmin.

Forklar hvorfor grafen til g bare kan ha ett vendepunkt. Vis at førstekoordinaten til dette vendepunktet ligger midt mellom xmaks og xmin.

Fasit

f vokser på ⟨−∞,−1⟩ og ⟨3,∞⟩, avtar på ⟨−1,3⟩; toppunkt ved x=−1, bunnpunkt ved x=3

f′′(x)=4x−4, vendepunkt ved x=1

Vist i løsningsforslaget: vendepunktet ligger ved x=b+c2

LøsningsforslagKI-generert

Den deriverte er f′(x)=2(x+1)(x−3), med nullpunkter x=−1 og x=3. Vi setter opp fortegnslinje for f′(x) ved å se på fortegnet til faktorene (x+1) og (x−3):

Fortegnslinje for f'(x) med sjablongkurve for f(x)

Dermed vokser f på ⟨−∞,−1⟩ og på ⟨3,∞⟩, og avtar på ⟨−1,3⟩.

Siden f′ går fra positiv til negativ ved x=−1, har grafen til f et toppunkt ved x=−1. Siden f′ går fra negativ til positiv ved x=3, har grafen til f et bunnpunkt ved x=3.

Vi utvider f′(x) og deriverer på nytt:

f′(x)=2(x+1)(x−3)=2(x2−2x−3)=2x2−4x−6
f′′(x)=4x−4

Vendepunktet finner vi der f′′(x)=0:

4x−4=0⇒x=1

Siden f′′(x) er lineær med positiv stigning, skifter den fortegn (fra negativ til positiv) nettopp i x=1, så dette er et ekte vendepunkt. Merk at x=1 ligger midt mellom toppunktet (x=−1) og bunnpunktet (x=3), akkurat slik oppgave c) ber oss vise generelt.

Vi har g′(x)=a(x−b)(x−c), der a,b,c>0 og b<c.

Hvorfor bare ett vendepunkt: Vi utvider g′(x):

g′(x)=a[x2−(b+c)x+bc]=ax2−a(b+c)x+abc

Dette er et andregradsuttrykk i x, så den deriverte g′′(x) blir lineær:

g′′(x)=2ax−a(b+c)

En lineær funksjon med a≠0 har nøyaktig ett nullpunkt og skifter fortegn akkurat der. Grafen til g kan derfor bare ha ett vendepunkt.

Vendepunktets plassering: Vi løser g′′(x)=0:

2ax−a(b+c)=0⇒x=b+c2

Topp- og bunnpunkt: Siden a>0 og b<c, gir samme type fortegnsdrøfting som i a) at g′(x)>0 for x<b, g′(x)<0 for b<x<c, og g′(x)>0 for x>c. Dermed er xmaks=b og xmin=c.

Konklusjon: Vendepunktets førstekoordinat er

x=b+c2=xmaks+xmin2

som viser at vendepunktet ligger nøyaktig midt mellom topp- og bunnpunktet.

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