Vanntank som tappes ut

Del 2, alle hjelpemidler

Vanntank som tappes ut

En fabrikk har en vanntank. Vannet i tanken skal tappes ut.

Anta at funksjonen V gitt ved

V(x)=2000−2000⋅(1−x40)2,0≤x≤40

kan brukes som en modell for hvor mange liter vann V(x) som er tappet ut av tanken x minutter etter at tappingen startet.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bestem V(0). Gi en praktisk tolkning av svaret.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bestem verdimengden til V.

Hjelpemiddelkrav: Krever PC

Hvor lang tid vil det ta før halvparten av vannet er tappet ut av tanken?

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem stigningstallet til den rette linjen som går gjennom punktene (0,V(0)) og (30,V(30)). Gi en praktisk tolkning av svaret.

Hjelpemiddelkrav: Krever PC

Undersøk om det noen gang vil tappes ut mer enn 105 liter vann i løpet av ett minutt.

Fasit

V(0)=0 L. Tolkning: ingen vann er tappet ut ved starten.

⟨0,2000⟩

x≈11,72 min (ca. 11 min 43 s)

Stigningstallet er 𝟔𝟐,𝟓. Tolkning: gjennomsnittlig ble det tappet ut 62,5 liter per minutt de første 30 minuttene.

Det tappes aldri ut mer enn 105 liter i løpet av ett minutt. Høyest hastighet er i første minutt: V(1)−V(0)=98,75 L.

Løsningsforslag

Vi bruker GeoGebra CAS til alle utregningene. Se skjermbildet under for linjene 1–7.

Vanntank som tappes ut – CAS-beregninger

Vi definerer funksjonen og beregner V(0) (linje 1–2 i CAS):

V(x)=2000−2000⋅(1−x40)2
V(0)=2000−2000⋅(1−040)2=2000−2000⋅1=𝟎

V(0)=0, det vil si at ved starten av tappingen (x=0) er det tappet ut 0 liter – tanken er ennå full.

Funksjonen V(x)=2000−2000(1−x40)2 er definert på ⟨0,40⟩.

Fra CAS (linje 2–3): V(0)=0 og V(40)=𝟐𝟎𝟎𝟎.

Siden V er en andregradsfunksjon med positiv ledende koeffisient (−2000⋅(−1/40)2⋅x2⇒ koeffisient =−2000/1600=−1,25<0) og har maksimum ved x=40, er V voksende på ⟨0,40⟩.

Verdimengden er ⟨𝟎,𝟐𝟎𝟎𝟎⟩ liter.

Vi løser V(x)=1000 (halvparten av 2000 liter). Se linje 4 i CAS:

2000−2000(1−x40)2=1000

CAS gir x≈11,72 (og x≈68,28, men den er utenfor definisjonsmengden [0,40]).

Det tar omtrent 11,72 min (ca. 11 min 43 s) før halvparten av vannet er tappet ut.

Vi beregner stigningstallet til den rette linjen gjennom (0,V(0)) og (30,V(30)).

Fra CAS (linje 5–6): V(30)=1875 og

V(30)−V(0)30−0=1875−030=𝟔𝟐,𝟓

Stigningstallet er 62,5.

Tolkning: de første 30 minuttene ble det i gjennomsnitt tappet ut 62,5 liter per minutt.

Vi undersøker om det noen gang tappes ut mer enn 105 liter i løpet av ett minutt. Tappehastigheten er størst i starten (funksjonen er konkav – vekstraten avtar). Vi sjekker derfor det første minuttet (linje 7 i CAS):

V(1)−V(0)=98,75−0=98,75 L

Siden V er konkav på [0,40], avtar mengden som tappes ut per minutt hele veien. Det første minuttet gir størst uttak, og dette er 98,75 L<105 L.

Det tappes aldri ut mer enn 105 liter i løpet av ett minutt.

Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 10 poeng

2 poeng

1 poeng for å bestemme V(0). 1 poeng for en riktig praktisk tolkning av svaret.

2 poeng

En kandidat som kommer i gang, tegner grafen eller gjør noen riktige beregninger uten å komme fram til riktig svar, får 1 poeng.

2 poeng

En kandidat som velger en riktig strategi, men ikke kommer fram til riktig svar, får 1 poeng.

2 poeng

1 poeng for riktig stigningstall. 1 poeng for en riktig praktisk tolkning av svaret.

2 poeng

En kandidat som velger en riktig strategi, men regner eller konkluderer feil, får 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