Rektangel innskrevet under parabel optimering

Del 2, alle hjelpemidler

Rektangel innskrevet under parabel optimering

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

Figuren viser grafen til funksjonen f gitt ved

f(x)=x2+21,x∈⟨0,→⟩

Rektangelet PSRQ lages slik at P ligger på grafen til f, punktene S og R ligger på x-aksen, og R og Q har førstekoordinat x=12. Punktet S ligger mellom origo og R.

Rektangel under parabelgraf med hjørner P, S, R, Q

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar at arealet av rektangelet PSRQ kan skrives som

A(x)=−x3+12x2−21x+252,x∈⟨0,12⟩
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bestem A′(x) og bruk denne til å bestemme største og minste verdi som arealet av rektangelet kan ha.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Tegn grafen til A, og kontroller om svarene dine fra oppgave b) stemmer.

Fasit

A(x)=(12−x)(x2+21)=−x3+12x2−21x+252

Størst areal A(7)=350. Ingen minste verdi (arealet nærmer seg 0 når x→12).

Grafen bekrefter svarene fra b)

LøsningsforslagKI-generert

Rektangelet PSRQ har hjørnene P på grafen til f, S og R på x-aksen, og R og Q med førstekoordinat x=12. Siden PSRQ er et rektangel, må PS være loddrett og QP vannrett. Det betyr at P og S har samme førstekoordinat, kall den x, og at P og Q har samme andrekoordinat.

Da er

P=(x,f(x)),S=(x,0),R=(12,0),Q=(12,f(x))

Bredden av rektangelet er avstanden mellom S og R, altså 12−x (positiv siden S ligger mellom origo og R, så x<12). Høyden er f(x)=x2+21.

Arealet blir dermed

A(x)=(12−x)(x2+21)=12x2+252−x3−21x=−x3+12x2−21x+252

for x∈⟨0,12⟩ (bredde og høyde må begge være positive), som var det som skulle vises.

Vi deriverer A og faktoriserer i CAS.

CAS: derivert, faktorisering og funksjonsverdier

A′(x)=−3x2+24x−21=−3(x−1)(x−7)

Nullpunktene til A′ er x=1 og x=7. Fortegnet til A′(x)=−3(x−1)(x−7):

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

Dette gir et lokalt minimum i x=1 og et lokalt maksimum i x=7:

A(1)=242,A(7)=350

Siden A avtar på ⟨7,12⟩ og A(x)→0 når x→12 (uten at x=12 er med i det åpne intervallet), finnes det ingen minste verdi — arealet kan komme vilkårlig nære 0, men aldri nå det. Legg merke til at A(11)=142, som er mindre enn det lokale minimumet A(1)=242 — dette viser at det lokale minimumet ikke er den minste verdien til funksjonen.

Den største verdien arealet kan ha, er derfor

A(7)=350

Arealet har ingen minste verdi på det åpne intervallet ⟨0,12⟩.

Vi tegner grafen til A i GeoGebra, med det lokale minimumet i x=1 (rødt) og det lokale maksimumet i x=7 (grønt) markert.

Graf til A(x) med lokalt minimum og maksimum markert

Grafen bekrefter analysen fra b): A avtar først, har et lokalt bunnpunkt i (1,242), stiger til et toppunkt i (7,350), og avtar deretter mot 0 når x nærmer seg 12. Grafen viser tydelig at kurven fortsetter å synke godt under 242 etter x=7, slik at x=1 bare gir et lokalt (og ikke globalt) minimum.

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