Tolkning av integral og areal fra graf Tolkning av integral og areal fra graf

Del 1, uten hjelpemidler

Tolkning av integral og areal fra graf Tolkning av integral og areal fra graf

Nedenfor ser du grafen til funksjonen f gitt ved f(x)=x3+x2−2x.

Grafen til f

Hvilket av uttrykkene nedenfor gir arealet av det markerte området på figuren? Husk å begrunne svaret ditt.

∫−21f(x) dx
∫−21f(x) dx−∫01f(x) dx
∫−20f(x) dx+∫01f(x) dx
∫−20f(x) dx−∫01f(x) dx

Regn ut arealet av det markerte området på figuren.

Kristian ønsker å finne en verdi a<0, som er slik at ∫a1f(x)dx=0. Han bruker en kalkulator og finner at a≈−0,6.

Unni påstår at likningen til Kristian har to løsninger.

Forklar hvorfor påstanden til Unni er riktig, og bruk figuren til å anslå omtrent hvilken verdi den andre løsningen kan ha.

Fasit

4

3712

Mellom -3 og -2,5.

Løsningsforslag

Områder som ligger over x-aksen vil ha identisk areal og integral. Områder som ligger under x-aksen vil ha motsatt fortegn på integralet og arealet.

Vi deler derfor opp integrasjonen vår i to deler, en for området over x-aksen (fra x=−2 til x=0), og en annen del for området under x-aksen (fra x=0 til x=1).

Området fra x=−2 til x=0 ligger over x-aksen, arealet og integralet er identiske. Området fra x=0 til x=1 ligger under x-aksen, så arealet og integralet vil ha motsatt fortegn. For å beregne det samlede arealet må vi derfor endre fortegnet til integralet fra x=0 til x=1, altså

∫−20f(x)dx−∫01f(x)dx

Uttrykk 4 gir arealet markert på figuren.

Jeg finner først det ubestemte integralet

F(x)=∫(x3+x2−2x)dx=14x4+13x3−22x2+C

Arealet er gitt ved

A=∫−20f(x)dx−∫01f(x)dx=[F(x)]−20−[F(x)]01=[14x4+13x3−x2]−20−[14x4+13x3−x2]01=((0)−(14(−2)4+13(−2)3−(−2)2))−((1414+1313−12)−(0))=−(14⋅16+13⋅(−8)−4)−(14+13−1)=−(4−83−4)−(312+412−1212)=83−(−512)=3212+512=3712

Arealet er 3712.

Likningen til Kristian er sann når vi velger a slik at vi får nøyaktig like store områder på oversiden og undersiden av x-aksen.

Fra figuren kan vi se at Kristians beregning ser riktig ut, området som er avgrenset av x-aksen og f(x) fra x=−0,6 til x=1 ser ut til å ha omtrent like mye areal over og under x-aksen.

Hvis vi tar ∫−21f(x)dx så må svaret bli positivt siden det er mer areal på oversiden av x-aksen.

Vi ser videre at f(x) er negativ for x<−2, altså må det være mulig å velge en verdi for a som er mindre enn −2 slik at ∫a1f(x)dx=0.

  • Hvis vi velger a=−2,5 så ser det ut til at vi har litt mer areal over x-aksen enn under.
  • Hvis vi velger a=−3 så ser det ut til at vi har litt mer areal under x-aksen enn over.

Likningen til Kristian krever like mye areal på oversiden og undersiden av x-aksen. Unni har rett i at det finnes to løsninger på likningen, der den andre løsningen ligger i intervallet ⟨−3,−2,5⟩.

Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 5 poeng

2 poeng

1 poeng for å finne riktig uttrykk og 1 poeng for begrunnelse.

1 poeng

Riktig utregning, men feil areal fra oppgave a, gir full uttelling.

2 poeng

1 poeng for forklaring og 1 poeng for å finne en fornuftig verdi. Det må være slingringsmonn på verdi og legg vekt på begrunnelsen.

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