Tredjegradsfunksjon med parameter b som tangerer y lik 3x

Del 2, alle hjelpemidler

Tredjegradsfunksjon med parameter b som tangerer y lik 3x

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

Funksjonen f er gitt ved

f(x)=x3−2b⋅x2+(b2+3)⋅x,b∈ℝ
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar at f kun har ett nullpunkt, uavhengig av verdien av b.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

For hvilke verdier av b har grafen til f både toppunkt og bunnpunkt?

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Vis at grafen til f tangerer linjen y=3x uavhengig av hvilken verdi b har. Bestem koordinatene til tangeringspunktet.

Fasit

Grafen til f har bare nullpunktet x=0, uavhengig av b.

b<−3 eller b>3

Tangeringspunktet er (b,3b).

LøsningsforslagKI-generert

Vi faktoriserer f(x) ved å sette x utenfor parentes:

f(x)=x3−2bx2+(b2+3)x=x(x2−2bx+b2+3)

Vi legger merke til at x2−2bx+b2=(x−b)2, slik at andrefaktoren kan skrives som et fullstendig kvadrat pluss et positivt tall:

f(x)=x((x−b)2+3)

Siden (x−b)2≥0 for alle reelle x, er

(x−b)2+3≥3>0

for alle x, uansett hvilken verdi b har. Denne faktoren kan altså aldri bli null. Da må f(x)=0 komme fra den andre faktoren, x=0. Dermed har f bare ett nullpunkt, x=0, og dette er uavhengig av b.

Vi deriverer f:

f′(x)=3x2−4bx+b2+3

For at grafen til f skal ha både toppunkt og bunnpunkt, må f′(x)=0 ha to forskjellige løsninger (ett null­punkt for f′ gir toppunkt, det andre gir bunnpunkt). Det krever at diskriminanten til andregradslikningen f′(x)=0 er positiv:

d=(−4b)2−4⋅3⋅(b2+3)=16b2−12b2−36=4b2−36

Vi krever d>0:

4b2−36>04b2>36b2>9

Dette gir b<−3 eller b>3.

b<−3 eller b>3

Vi undersøker differansen mellom f(x) og linja y=3x:

f(x)−3x=x3−2bx2+(b2+3)x−3x=x3−2bx2+b2x

Vi faktoriserer ut x:

f(x)−3x=x(x2−2bx+b2)=x(x−b)2

Uttrykket f(x)−3x er null for x=0 og for x=b, der x=b er en dobbel rot (kvadratet (x−b)2). En dobbel rot betyr at f(x)−3x ikke skifter fortegn ved x=b — grafen til f og linja y=3x møtes uten å krysse hverandre der. Det er nettopp definisjonen på at grafen tangerer linja, og dette gjelder for enhver verdi av b.

Vi finner koordinatene til tangeringspunktet. Siden f(x)−3x=0 for x=b, er f(b)=3b. Tangeringspunktet er altså

(b,3b)

Som en kontroll kan vi sjekke at stigningstallet til f i x=b er det samme som stigningstallet til linja, 3:

f′(b)=3b2−4b⋅b+b2+3=3b2−4b2+b2+3=3

Dette stemmer med stigningstallet til y=3x, som bekrefter tangeringen.

(b,3b)

(For b=0 faller tangeringspunktet sammen med origo, som også er nullpunktet fra a).

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