Sekant gjennom ekstremalpunkter og tangent i midtpunktet for tredjegradsfunksjon

Del 2, alle hjelpemidler

Sekant gjennom ekstremalpunkter og tangent i midtpunktet for tredjegradsfunksjon

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

I denne oppgaven skal du velge enten alternativ I eller alternativ II. De to alternativene teller like mye ved sensuren.

Alternativ I

I denne oppgaven kan det være en fordel å bruke dynamisk programvare.

La funksjonen f være gitt ved

f(x)=x3−6x2+9x−1
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Tegn grafen til f. Finn koordinatene til toppunktet og bunnpunktet.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Finn stigningstallet til linjen l gjennom toppunktet og bunnpunktet.

La m være gjennomsnittet av x-koordinatene til toppunktet og bunnpunktet.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Finn stigningstallet til tangenten til grafen til f i punktet (m,f(m)). Vis at forholdet mellom stigningstallene til linjene l og t er 23.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Finn to andre tredjegradsfunksjoner som har både toppunkt og bunnpunkt. Løs oppgavene a), b) og c) for hver av disse funksjonene. Sett opp en hypotese om forholdet mellom stigningstallene til linjen l og tangenten t.

Fasit

Toppunkt (1,3), bunnpunkt (3,−1)

al=−2

at=−3, forholdet alat=23

To eksempler bekrefter hypotesen: forholdet mellom stigningstallene er 23 for alle tredjegradsfunksjoner med toppunkt og bunnpunkt

LøsningsforslagKI-generert

Vi deriverer f(x)=x3−6x2+9x−1 for å finne ekstremalpunktene:

f′(x)=3x2−12x+9=3(x−1)(x−3)

f′(x)=0 gir x=1 og x=3. Grafen til f er tegnet i GeoGebra nedenfor, med toppunktet og bunnpunktet markert.

Graf til f med toppunkt, bunnpunkt, sekanten l og tangenten t

Fra grafen (og ved innsetting f(1)=1−6+9−1=3 og f(3)=27−54+27−1=−1) leser vi av

Toppunkt (1,3)Bunnpunkt (3,−1)

Stigningstallet til linjen l gjennom toppunktet (1,3) og bunnpunktet (3,−1):

al=−1−33−1=−42=−2

Linjen l har stigningstall al=−2.

Midtpunktet m er gjennomsnittet av x-koordinatene til toppunktet og bunnpunktet:

m=1+32=2

Stigningstallet til tangenten t i punktet (m,f(m))=(2,f(2)) er f′(m):

f′(2)=3⋅22−12⋅2+9=12−24+9=−3

Tangenten t har stigningstall at=−3.

Forholdet mellom stigningstallene til l og t er da

alat=−2−3=23

som er det vi skulle vise. I figuren over ser vi at l (grønn) og t (rød) begge går gjennom punktet M=(2,f(2)), og at t er brattere enn l — i samsvar med at |at|>|al|.

Vi prøver hypotesen på to andre tredjegradsfunksjoner med toppunkt og bunnpunkt.

Eksempel 1: g(x)=x3−3x+1

g′(x)=3x2−3=3(x−1)(x+1)

Nullpunkter i x=−1 og x=1. Innsetting gir g(−1)=−1+3+1=3 og g(1)=1−3+1=−1, altså toppunkt (−1,3) og bunnpunkt (1,−1).

al=−1−31−(−1)=−42=−2

Midtpunktet er m=−1+12=0, og

at=g′(0)=3⋅02−3=−3
alat=−2−3=23✓

Eksempel 2: h(x)=−x3+3x2+1

h′(x)=−3x2+6x=−3x(x−2)

Nullpunkter i x=0 og x=2. Innsetting gir h(0)=1 og h(2)=−8+12+1=5, altså bunnpunkt (0,1) og toppunkt (2,5).

al=5−12−0=42=2

Midtpunktet er m=0+22=1, og

at=h′(1)=−3⋅12+6⋅1=3
alat=23✓

Hypotese: For enhver tredjegradsfunksjon f(x)=ax3+bx2+cx+d som har både et toppunkt og et bunnpunkt, er forholdet mellom stigningstallet til sekanten l gjennom ekstremalpunktene og stigningstallet til tangenten t i punktet med x-koordinat lik gjennomsnittet av ekstremalpunktenes x-koordinater, alltid

alat=23

uavhengig av hvilke koeffisienter a,b,c,d funksjonen har.

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