Uendelig geometrisk rekke og trekant med kvadrater
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Vi har en uendelig geometrisk rekke som er konvergent.
Vis at summen av rekken kan skrives
Figuren nedenfor viser en rettvinklet og likebeint der katetene har lengde 12. Inne i trekanten har vi en rekke kvadrater (markert med blått på figuren). Det største kvadratet har side 6, det nest største har side 3, slik at sidene til kvadratene blir halvert i det uendelige.

Forklar at summen av arealene til kvadratene kan skrives som en uendelig geometrisk rekke. Bruk formelen i oppgave a) til å bestemme .
inneholder også uendelig mange rettvinklede og likebeinte trekanter (markert med grønt på figuren) der sidene også halveres fra gang til gang. Skriv summen av arealene til disse trekantene som en uendelig geometrisk rekke. Bestem denne summen.
Forklar hvordan du kunne ha funnet de to summene i oppgave b) og oppgave c) ved hjelp av et geometrisk resonnement.
Fasit
Vist, se løsningsforslag.
LøsningsforslagKI-generert
Rekken er en uendelig geometrisk rekke med kvotient . Siden rekken er konvergent, er summen gitt ved
Vi setter inn :
Q.E.D.
Trekanten er rettvinklet og likebeint med kateter . Kvadratet inntil hjørnet har side , og hvert påfølgende kvadrat (oppover mot ) har halvparten så lang side som det forrige. Siden arealet av et kvadrat er proporsjonalt med kvadratet av siden, blir arealene til kvadratene en geometrisk rekke med kvotient
Det første kvadratet har areal , det neste . Med formelen fra a):
Se utregning i GeoGebra CAS (Kvadratsum):

Summen av arealene til kvadratene er .
Det første (og største) av de grønne trekantene har hjørne i . Kvadratet med side ligger inntil langs , slik at det gjenstår en strekning fra til kvadratets nærmeste hjørne. Den grønne trekanten er dermed rettvinklet og likebeint med begge kateter , og har areal
Hele konstruksjonen (kvadrat + grønn trekant + gjenværende trekant) gjentar seg i den mindre, gjenværende trekanten øverst, som er formlik med med skala . Dermed halveres kateten i den grønne trekanten for hver gang, og arealene til de grønne trekantene danner en geometrisk rekke med samme kvotient som for kvadratene:
Det andre leddet blir . Med formelen fra a):
Se utregning i GeoGebra CAS (Trekantsum) i samme utklipp som over.
Summen av arealene til de grønne trekantene er .
For hver runde i konstruksjonen dekkes trekanten av ett kvadrat, én grønn trekant og en ny, mindre trekant som er formlik med (skalert med i lengde, altså i areal). Etter uendelig mange runder krymper den gjenværende ufargede trekanten mot areal , slik at kvadratene og de grønne trekantene til sammen dekker hele :
Dette stemmer med svarene i b) og c), siden (se ArealABC i CAS-utklippet).
Alternativt kan man bruke selvlikheten direkte: siden den gjenværende trekanten etter første runde er en skalert kopi av (skala i areal), må totalsummen av kvadratarealene tilfredsstille
og tilsvarende for de grønne trekantene, — samme svar som i b) og c), men funnet uten å bruke summeformelen for en geometrisk rekke direkte.