Skøyteløper og hund med parameterfremstilling R1 V26

Del 2, alle hjelpemidler

Skøyteløper og hund med parameterfremstilling R1 V26

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

En skøyteløper beveger seg over et islagt vann.

I et koordinatsystem der enhetene langs aksene er meter, er posisjonen til skøyteløperen etter t sekunder gitt ved

l:{x=6t+120y=53t+50t∈[0,200]
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem banefarten og posisjonen til skøyteløperen etter et halvt minutt.

Samtidig med skøyteløperen kommer en hund springende over isen. I det samme koordinatsystemet er posisjonen til hunden etter t sekunder gitt ved

m:{x=132t+250y=−95t+520t∈[0,200]
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Vis at skøyteløperen ikke vil treffe hunden.

Hunden har vært savnet en stund, og skøyteløperen ønsker å fange den. Skøyteløperen oppdager hunden etter 1 minutt, og øker da sin banefart uten å endre retning. Hunden endrer verken retning eller banefart.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hvilken ny konstant banefart må skøyteløperen holde fra dette tidspunktet for å fange hunden?

Fasit

Banefart 3493≈6,23m/s, posisjon (300,100) etter 30s

x-likningene gir t=−260 og y-likningene gir t≈135,6 — ingen felles t gir samme posisjon

Ny banefart 181349356≈9,50m/s

LøsningsforslagKI-generert

GeoGebra CAS

Fartsvektoren til skøyteløperen leses av fra parameterfremstillingen som v→l=(6, 53).

Banefarten er lengden av fartsvektoren:

|v→l|=62+(53)2=36+259=324+259=3493

Se linje 1 i GeoGebra: 𝐛𝐚𝐧𝐞𝐟𝐚𝐫𝐭𝐥≈𝟔,𝟐𝟐𝟕𝟐m/s

Et halvt minutt er t=30s. Posisjonen er

x=6⋅30+120=𝟑𝟎𝟎,y=53⋅30+50=𝟏𝟎𝟎

Se linje 2 og 3 i GeoGebra.

Banefarten er 3493≈6,23m/s, og skøyteløperen er i punktet (300, 100) etter 30s.

For at skøyteløperen og hunden skal treffe hverandre, må det finnes en t∈[0,200] slik at begge er i samme punkt samtidig. Vi løser x- og y-likningene separat og sjekker om de gir samme t.

x-likning:

6t+120=132t+250⟹−12t=130⟹t=−260

Se linje 4 i GeoGebra: tx={t=−260}.

y-likning:

53t+50=−95t+520⟹(53+95)t=470⟹5215t=470⟹t=352526≈135,6

Se linje 5 i GeoGebra: ty≈135,6.

Siden tx=−260≠ty≈135,6, finnes det ingen t der begge er i samme posisjon. (Geometrisk betyr dette at banene l og m er to forskjellige rette linjer som skjærer hverandre i ett punkt, men skøyteløperen og hunden passerer det punktet på ulike tidspunkt.)

Skøyteløperen vil ikke treffe hunden.

Etter t=60s (1 minutt) er posisjonene:

Skøyteløper: (6⋅60+120, 53⋅60+50)=(480, 150)
Hund: (132⋅60+250, −95⋅60+520)=(640, 412)

Se linje 6 og 7 i GeoGebra.

Fra t=60 øker skøyteløperen banefarten med en faktor k>0 (beholder retningen (6, 53)). Den nye fartsvektoren er k⋅(6, 53), og posisjonen for t>60 er

{xl(t)=480+6k(t−60)yl(t)=150+53k(t−60)

Hunden fortsetter uendret:

{xm(t)=132t+250ym(t)=−95t+520

Vi setter opp likningssystemet xl(t)=xm(t) og yl(t)=ym(t) og løser for t og k:

480+6k(t−60)=132t+250150+53k(t−60)=−95t+520

Løsning (se Python-beregning): t=710059≈120,3s og k=543356≈1,525.

Den nye banefarten er

v=k⋅|v→l|=543356⋅3493=181349356

Se linje 9 i GeoGebra: 𝐧𝐲_𝐛𝐚𝐧𝐞𝐟𝐚𝐫𝐭≈𝟗,𝟓𝟎m/s.

Skøyteløperen må holde en banefart på 181349356≈9,50m/s for å fange hunden.

Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 6 poeng

2 poeng

1 poeng for banefarten og 1 poeng for posisjonen.

2 poeng

For å få full uttelling må det begrunnes godt med utgangspunkt i tidsdifferanse og/eller avstandsdifferanse.

2 poeng

En god strategi som ikke fører helt fram kan gi 1 poeng.

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