Forkurseksamen etter tema
Øv på ett tema om gangen med oppgavene fra forkurseksamenene i matematikk. Velg tema, så henter vi oppgavene fra alle settene vi har lagt ut. Prøv selv først – løsningen ligger under oppgaven når du står fast.
Velger du flere tema, får du oppgavene som har alle sammen.
163 oppgaver · viser 71–80
Oppgavene
Oppgave 8
2 poeng
- Flere oppgaver om plan,
- Flere oppgaver om skalarprodukt,
- Flere oppgaver om vektorer,
- Flere oppgaver om vektorprodukt
er gitt ved punktene og
Oppgave 8a)
Bestem lengdene og Finn også
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 8a
Svar
Vi finner vektorene mellom punktene og regner ut lengdene. Vinkelen finner vi med skalarproduktet av de to vektorene som går ut fra \( B\text{.} \)
1. Finn vektorene
Vi tar sluttpunktet minus startpunktet, som i videoen Hva er en Vektor?. Vektorene ut fra \( B \) er:
\[ \begin{aligned} \textcolor{red}{\overrightarrow{BA}} &= [1 - 2,\ 3 - 1,\ 2 - 4] \\ &= \textcolor{red}{[-1, 2, -2]} \\ \textcolor{blue}{\overrightarrow{BC}} &= [3 - 2,\ 2 - 1,\ 0 - 4] \\ &= \textcolor{blue}{[1, 1, -4]} \end{aligned} \]
2. Regn ut lengdene
Formelen for lengden til en vektor forteller oss at:
\[ |[x, y, z]| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2} \]Hvis du er usikker, kan du se videoen Lengden til en Vektor.
Plugger vi inn koordinatene, får vi:
\[ \begin{aligned} AB &= \sqrt{(\textcolor{red}{-1})^2 + \textcolor{red}{2}^2 + (\textcolor{red}{-2})^2} \\ &= \sqrt{9} = 3 \\ BC &= \sqrt{\textcolor{blue}{1}^2 + \textcolor{blue}{1}^2 + (\textcolor{blue}{-4})^2} \\ &= \sqrt{18} = 3\sqrt{2} \end{aligned} \]
3. Finn vinkelen
Skalarproduktet forteller oss at:
\[ \textcolor{red}{\vec{a}} \cdot \textcolor{blue}{\vec{b}} = |\textcolor{red}{\vec{a}}| \cdot |\textcolor{blue}{\vec{b}}| \cdot \cos v \]Hvis du er usikker, kan du se videoen Oppgave 5A - Del 2 - R1 Eksamen Høst 2025.
Der er \( v \) vinkelen mellom vektorene. Her er \( {\textcolor{red}{\vec{a}} = \textcolor{red}{\overrightarrow{BA}}} \) og \( {\textcolor{blue}{\vec{b}} = \textcolor{blue}{\overrightarrow{BC}}}\text{.} \) Skalarproduktet regner vi ut koordinat for koordinat:
\[ \textcolor{red}{\vec{a}} \cdot \textcolor{blue}{\vec{b}} = \textcolor{red}{a_1}\textcolor{blue}{b_1} + \textcolor{red}{a_2}\textcolor{blue}{b_2} + \textcolor{red}{a_3}\textcolor{blue}{b_3} \]
Plugger vi inn koordinatene, får vi:
\[ \begin{aligned} &\textcolor{red}{\overrightarrow{BA}} \cdot \textcolor{blue}{\overrightarrow{BC}} \\ &= (-1) \cdot 1 + 2 \cdot 1 + (-2) \cdot (-4) \\ &= -1 + 2 + 8 = 9 \end{aligned} \]
Plugger vi dette inn, får vi:
\[ \begin{aligned} 9 &= \textcolor{red}{3} \cdot \textcolor{blue}{3\sqrt{2}} \cdot \cos B \\ \cos B &= \dfrac{9}{9\sqrt{2}} = \dfrac{1}{\sqrt{2}} = \dfrac{\sqrt{2}}{2} \end{aligned} \]
Den eksakte verdien \( {\cos 45^\circ = \dfrac{\sqrt{2}}{2}} \) gir oss:
\[ \angle B = \arccos\left(\dfrac{\sqrt{2}}{2}\right) = 45^\circ \]
Oppgave 8b)
ligger i et plan. Bestem likningen for dette planet.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 8b
Svar
Vi finner en normalvektor til planet med vektorproduktet av to vektorer i planet. Så setter vi normalvektoren og ett punkt inn i likningen for et plan.
1. Finn to vektorer i planet
Vi tar to vektorer ut fra \( A\text{:} \)
\[ \begin{aligned} \textcolor{red}{\overrightarrow{AB}} &= [2 - 1,\ 1 - 3,\ 4 - 2] \\ &= \textcolor{red}{[1, -2, 2]} \\ \textcolor{blue}{\overrightarrow{AC}} &= [3 - 1,\ 2 - 3,\ 0 - 2] \\ &= \textcolor{blue}{[2, -1, -2]} \end{aligned} \]
2. Finn en normalvektor
Vektorproduktet står vinkelrett på begge vektorene. Formelen forteller oss at:
\[ \begin{aligned} &[\textcolor{red}{a_1}, \textcolor{red}{a_2}, \textcolor{red}{a_3}] \times [\textcolor{blue}{b_1}, \textcolor{blue}{b_2}, \textcolor{blue}{b_3}] \\ &= [\textcolor{red}{a_2}\textcolor{blue}{b_3} - \textcolor{red}{a_3}\textcolor{blue}{b_2}, \\ &\qquad \textcolor{red}{a_3}\textcolor{blue}{b_1} - \textcolor{red}{a_1}\textcolor{blue}{b_3}, \\ &\qquad \textcolor{red}{a_1}\textcolor{blue}{b_2} - \textcolor{red}{a_2}\textcolor{blue}{b_1}] \end{aligned} \]
Plugger vi inn koordinatene, får vi hver koordinat for seg:
\[ \begin{aligned} (\textcolor{red}{-2})(\textcolor{blue}{-2}) - \textcolor{red}{2} \cdot (\textcolor{blue}{-1}) &= 6 \\ \textcolor{red}{2} \cdot \textcolor{blue}{2} - \textcolor{red}{1} \cdot (\textcolor{blue}{-2}) &= 6 \\ \textcolor{red}{1} \cdot (\textcolor{blue}{-1}) - (\textcolor{red}{-2}) \cdot \textcolor{blue}{2} &= 3 \end{aligned} \]
Vektorproduktet er altså \( {[6, 6, 3] = 3 \cdot [2, 2, 1]}\text{.} \) Vi bruker den enkleste vektoren med samme retning:
\[ \vec{n} = [\textcolor{darkorange}{2}, \textcolor{darkorange}{2}, \textcolor{darkorange}{1}] \]
3. Sett opp likningen for planet
Likningen for et plan med normalvektor \( [a, b, c] \) gjennom \( (x_0, y_0, z_0) \) er, som i videoen Hva er et plan og hvordan regner man seg fram?:
\[ \begin{aligned} &\textcolor{darkorange}{a}(x - \textcolor{green}{x_0}) + \textcolor{darkorange}{b}(y - \textcolor{green}{y_0}) \\ &+ \textcolor{darkorange}{c}(z - \textcolor{green}{z_0}) = 0 \end{aligned} \]
Her bruker vi punktet \( A\text{:} \)
\[ \textcolor{green}{(x_0, y_0, z_0)} = \textcolor{green}{(1, 3, 2)} \]
Plugger vi dette inn, får vi:
\[ \begin{aligned} \textcolor{darkorange}{2}(x - \textcolor{green}{1}) + \textcolor{darkorange}{2}(y - \textcolor{green}{3}) + \textcolor{darkorange}{1}(z - \textcolor{green}{2}) &= 0 \\ 2x + 2y + z - 10 &= 0 \end{aligned} \]
Kontroll: \( B \) gir \( {2 \cdot 2 + 2 \cdot 1 + 4 = 10}\text{,} \) og \( C \) gir \( {2 \cdot 3 + 2 \cdot 2 + 0 = 10}\text{.} \) Begge ligger i planet.
Oppgave 9
2 poeng
Oppgave 9a)
En tallrekke har sum for
Bruk dette til å bestemme
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 9a
Svar
Summen av de tre første leddene minus summen av de to første leddene er akkurat det tredje leddet.
1. Skriv leddet som en differanse
\( s_n \) er summen av de \( n \) første leddene, som i videoen Sum tegn:
\[ \begin{aligned} \textcolor{red}{s_3} &= a_1 + a_2 + a_3 \\ \textcolor{blue}{s_2} &= a_1 + a_2 \end{aligned} \]
Trekker vi den ene fra den andre, står bare det tredje leddet igjen:
\[ a_3 = \textcolor{red}{s_3} - \textcolor{blue}{s_2} \]
2. Regn ut summene
Vi setter inn i \( {s_n = 3n^2 + 4n}\text{:} \)
\[ \begin{aligned} \textcolor{red}{s_3} &= 3 \cdot 3^2 + 4 \cdot 3 = \textcolor{red}{39} \\ \textcolor{blue}{s_2} &= 3 \cdot 2^2 + 4 \cdot 2 = \textcolor{blue}{20} \end{aligned} \]
Det gir oss:
\[ a_3 = \textcolor{red}{39} - \textcolor{blue}{20} = 19 \]
Oppgave 9b)
Gitt en aritmetisk rekke hvor summen av de 10 første leddene er lik 400, og summen av de neste 10 leddene er 1000. Bestem differansen og det første leddet i rekka.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 9b
Svar
Vi kjenner summen av de 10 første og av de 20 første leddene. Sumformelen gir da to likninger med de to ukjente \( a_1 \) og \( d\text{.} \)
1. Sett opp formlene
Summen av de \( n \) første leddene i en aritmetisk rekke er:
\[ S_n = \dfrac{(a_1 + \textcolor{blue}{a_n}) \cdot n}{2} \]Hvis du er usikker, kan du se videoen Sum aritmetiske rekker Eksempel.
Det siste leddet finner vi med formelen for det \( {n\text{-te}} \) leddet, som i videoen Aritmetiske rekker intro:
\[ \textcolor{blue}{a_n} = \textcolor{blue}{a_1 + (n - 1)d} \]
Her er summen av de 20 første leddene de to summene lagt sammen:
\[ \begin{aligned} S_{10} &= 400 \\ S_{20} &= 400 + 1000 = 1400 \end{aligned} \]
2. Sett opp to likninger
Plugger vi dette inn med \( {n = 10} \) og \( {n = 20}\text{,} \) får vi:
\[ \begin{aligned} \dfrac{(a_1 + \textcolor{blue}{a_1 + 9d}) \cdot 10}{2} &= 400 \\ 10a_1 + 45d &= 400 \end{aligned} \]\[ \begin{aligned} \dfrac{(a_1 + \textcolor{blue}{a_1 + 19d}) \cdot 20}{2} &= 1400 \\ 20a_1 + 190d &= 1400 \end{aligned} \]
3. Løs likningssettet
Vi ganger den første likningen med \( 2 \) og trekker den fra den andre, som med addisjonsmetoden i videoen Likningssett:
\[ \begin{aligned} 20a_1 + 190d &= 1400 \\ 20a_1 + 90d &= 800 \\ 100d &= 600 \\ d &= 6 \end{aligned} \]
Setter vi \( {d = 6} \) inn i den første likningen, får vi:
\[ \begin{aligned} 10a_1 + 45 \cdot 6 &= 400 \\ 10a_1 &= 130 \\ a_1 &= 13 \end{aligned} \]
Oppgave 1
3 poeng
- Flere oppgaver om fortegnsskjema,
- Flere oppgaver om nullpunktssetningen,
- Flere oppgaver om polynomdivisjon,
- Flere oppgaver om polynomer,
- Flere oppgaver om ulikheter
Vi definerer
Oppgave 1a)
Vis, uten å utføre en polynomdivisjon, at er en faktor i mens ikke er det.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 1a
Svar
er en faktor, men er det ikke:
Vi bruker nullpunktssetningen, så vi trenger bare å sette inn to tall i \( P(x)\text{.} \)
1. Skriv opp nullpunktssetningen
Nullpunktssetningen forteller oss at:
\[ \begin{aligned} &(x - \textcolor{blue}{r}) \text{ er en faktor i } P(x) \\ &\iff P(\textcolor{blue}{r}) = 0 \end{aligned} \]Hvis du er usikker på den, kan du se videoen Nullpunktssetningen.
Her er:
\[ \begin{aligned} (x - 1) &: \quad \textcolor{blue}{r} = \textcolor{blue}{1} \\ (x - 2) &: \quad \textcolor{blue}{r} = \textcolor{blue}{2} \end{aligned} \]
2. Sett inn de to verdiene
Plugger vi dette inn i \( P(x)\text{,} \) får vi:
\[ \begin{aligned} P(\textcolor{blue}{1}) &= 1^3 - 4 \cdot 1^2 - 7 \cdot 1 + 10 \\ &= 1 - 4 - 7 + 10 \\ &= 0 \end{aligned} \]\[ \begin{aligned} P(\textcolor{blue}{2}) &= 2^3 - 4 \cdot 2^2 - 7 \cdot 2 + 10 \\ &= 8 - 16 - 14 + 10 \\ &= -12 \end{aligned} \]
Siden \( {P(1) = 0} \) er \( {(x - 1)} \) en faktor, og siden \( {P(2) \neq 0} \) er \( {(x - 2)} \) ikke en faktor.
Oppgave 1b)
Utfør polynomdivisjonen og bruk dette til å faktorisere i førstegradspolynomer.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 1b
Svar
Vi deler først. Svaret blir et andregradsuttrykk, og det faktoriserer vi med abc-formelen.
1. Del med polynomdivisjon
Vi deler \( P(x) \) på \( {(x - 1)} \) med polynomdivisjon, som i videoen Introduksjon til Polynomdivisjon. Det kan vi fordi både teller og nevner er polynomer og telleren har høyere grad (3) enn nevneren (1). Det borteste leddet i telleren og leddet med høyest grad i nevneren er markert:
\[ (\textcolor{darkorange}{x^3} - 4x^2 - 7x + 10) : (\textcolor{green}{x} - 1) \]I hver iterasjon deler vi det borteste leddet på leddet med høyest grad i nevneren, ganger svaret med hele nevneren og trekker produktet fra. Vi fortsetter til linja nederst har lavere grad enn nevneren.
Første iterasjon: Vi deler det borteste leddet, \( \textcolor{darkorange}{x^3}\text{,} \) på \( \textcolor{green}{x}\text{,} \) ganger svaret med hele nevneren og løser opp parentesen:
\[ \begin{aligned} \dfrac{\textcolor{darkorange}{x^3}}{\textcolor{green}{x}} &= \textcolor{red}{x^2} \\ \textcolor{red}{x^2} \cdot (x - 1) &= x^3 - x^2 \\ -(x^3 - x^2) &= \textcolor{red}{-x^3 + x^2} \end{aligned} \]Så legger vi sammen ledd for ledd, det som står rett under hverandre:
\[ \begin{array}{l} \begin{aligned} &(x^3 - 4x^2 - 7x + 10) : (\textcolor{green}{x} - 1) \\ &= \textcolor{red}{x^2} \end{aligned} \\ \\ \begin{array}{rrrr} \textcolor{darkorange}{\cancel{x^3}} & {}- 4x^2 & {}- 7x & {}+ 10 \\ \textcolor{red}{\cancel{-x^3}} & \textcolor{red}{{}+ x^2} & & \\ \hline & -3x^2 & {}- 7x & {}+ 10 \end{array} \end{array} \]\( x^3 \) strykes mot \( {-x^3}\text{,} \) \( {-4x^2 + x^2 = -3x^2}\text{,} \) og vi trekker ned \( {-7x} \) og \( 10\text{.} \)
Andre iterasjon: Vi deler det borteste leddet, \( {\textcolor{darkorange}{-3x^2}}\text{,} \) på \( \textcolor{green}{x}\text{,} \) ganger svaret med hele nevneren og løser opp parentesen:
\[ \begin{aligned} \dfrac{\textcolor{darkorange}{-3x^2}}{\textcolor{green}{x}} &= \textcolor{magenta}{-3x} \\ \textcolor{magenta}{-3x} \cdot (x - 1) &= -3x^2 + 3x \\ -(-3x^2 + 3x) &= \textcolor{magenta}{3x^2 - 3x} \end{aligned} \]Så legger vi sammen ledd for ledd:
\[ \begin{array}{l} \begin{aligned} &(x^3 - 4x^2 - 7x + 10) : (\textcolor{green}{x} - 1) \\ &= \textcolor{red}{x^2} \textcolor{magenta}{{}- 3x} \end{aligned} \\ \\ \begin{array}{rrrr} \textcolor{darkorange}{\cancel{x^3}} & {}- 4x^2 & {}- 7x & {}+ 10 \\ \textcolor{red}{\cancel{-x^3}} & \textcolor{red}{{}+ x^2} & & \\ \hline & \textcolor{darkorange}{\cancel{-3x^2}} & {}- 7x & {}+ 10 \\ & \textcolor{magenta}{\cancel{3x^2}} & \textcolor{magenta}{{}- 3x} & \\ \hline & & -10x & {}+ 10 \end{array} \end{array} \]\( {-3x^2} \) strykes mot \( 3x^2\text{,} \) \( {-7x - 3x = -10x}\text{,} \) og vi trekker ned \( 10\text{.} \)
Linja \( {-10x + 10} \) har samme grad som nevneren, så vi fortsetter.
Tredje iterasjon: Vi deler det borteste leddet, \( {\textcolor{darkorange}{-10x}}\text{,} \) på \( \textcolor{green}{x}\text{,} \) ganger svaret med hele nevneren og løser opp parentesen:
\[ \begin{aligned} \dfrac{\textcolor{darkorange}{-10x}}{\textcolor{green}{x}} &= \textcolor{blue}{-10} \\ \textcolor{blue}{-10} \cdot (x - 1) &= -10x + 10 \\ -(-10x + 10) &= \textcolor{blue}{10x - 10} \end{aligned} \]Så legger vi sammen ledd for ledd:
\[ \begin{array}{l} \begin{aligned} &(x^3 - 4x^2 - 7x + 10) : (\textcolor{green}{x} - 1) \\ &= \textcolor{red}{x^2} \textcolor{magenta}{{}- 3x} \textcolor{blue}{{}- 10} \end{aligned} \\ \\ \begin{array}{rrrr} \textcolor{darkorange}{\cancel{x^3}} & {}- 4x^2 & {}- 7x & {}+ 10 \\ \textcolor{red}{\cancel{-x^3}} & \textcolor{red}{{}+ x^2} & & \\ \hline & \textcolor{darkorange}{\cancel{-3x^2}} & {}- 7x & {}+ 10 \\ & \textcolor{magenta}{\cancel{3x^2}} & \textcolor{magenta}{{}- 3x} & \\ \hline & & \textcolor{darkorange}{\cancel{-10x}} & {}+ 10 \\ & & \textcolor{blue}{\cancel{10x}} & \textcolor{blue}{{}- 10} \\ \hline & & & 0 \end{array} \end{array} \]\( {-10x} \) strykes mot \( 10x\text{,} \) og \( {10 - 10 = 0}\text{.} \)
Det står 0 nederst, så divisjonen går opp.
Da er nevneren ganget med svaret lik telleren, som i videoen Introduksjon til Polynomdivisjon:
\[ \begin{aligned} &x^3 - 4x^2 - 7x + 10 \\ &= (x - 1)(x^2 - 3x - 10) \end{aligned} \]
2. Faktoriser andregradsuttrykket
Vi finner nullpunktene til \( {x^2 - 3x - 10} \) ved å løse \( {x^2 - 3x - 10 = 0}\text{.} \) abc-formelen forteller oss at:
\[ x = \dfrac{-\textcolor{red}{b} \pm \sqrt{\textcolor{red}{b}^2 - 4\textcolor{blue}{a}\textcolor{green}{c}}}{2\textcolor{blue}{a}} \]Hvis du er usikker på hvordan nullpunktene gir faktorene, kan du se videoen Faktorisering med abc-formelen.
Her er:
\[ \textcolor{blue}{a} = \textcolor{blue}{1}, \quad \textcolor{red}{b} = \textcolor{red}{-3}, \quad \textcolor{green}{c} = \textcolor{green}{-10} \]
Vi regner ut det som står under roten først:
\[ \begin{aligned} \textcolor{red}{b}^2 - 4\textcolor{blue}{a}\textcolor{green}{c} &= (\textcolor{red}{-3})^2 - 4 \cdot \textcolor{blue}{1} \cdot (\textcolor{green}{-10}) \\ &= 9 + 40 = 49 \end{aligned} \]
Plugger vi dette inn, får vi:
\[ x = \dfrac{-(\textcolor{red}{-3}) \pm \sqrt{49}}{2 \cdot \textcolor{blue}{1}} = \dfrac{3 \pm 7}{2} \]
Det gir oss nullpunktene \( {x = 5} \) og \( {x = -2}\text{,} \) og dermed:
\[ x^2 - 3x - 10 = (x - 5)(x + 2) \]
Slår vi dette sammen med divisjonen, får vi:
\[ P(x) = (x - 1)(x - 5)(x + 2) \]
Oppgave 1c)
Løs ulikheten:
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 1c
Svar
Vi bruker faktoriseringen fra b).
Venstresiden er \( P(x)\text{,} \) som vi har på faktorisert form. Da kan vi finne fortegnet med et fortegnsskjema.
1. Skriv ulikheten med faktorene
I b) fant vi:
\[ P(x) = (x - 1)(x - 5)(x + 2) \]
Ulikheten er derfor:
\[ (\textcolor{darkorange}{x + 2})(\textcolor{magenta}{x - 1})(\textcolor{green}{x - 5}) \geq 0 \]
Faktorene er \( 0 \) i \( {x = -2}\text{,} \) \( {x = 1} \) og \( {x = 5}\text{.} \)
2. Lag et fortegnsskjema
Fortegnet til produktet finner vi ved å gange fortegnene til faktorene, som i videoen Ulikheter med Fortegnsskjema:
:::fortegnsskjema {"points": [-2, 1, 5], "rows": [{"label": "\\textcolor{darkorange}{x + 2}", "expr": "x + 2"}, {"label": "\\textcolor{magenta}{x - 1}", "expr": "x - 1"}, {"label": "\\textcolor{green}{x - 5}", "expr": "x - 5"}, {"label": "P(x)", "expr": "(x + 2)(x - 1)(x - 5)"}]}
En strek viser hvor en faktor er \( 0\text{.} \)
3. Les av svaret
Vi skal ha der \( P(x) \) er positiv, og også der den er \( 0\text{,} \) siden ulikheten har \( {\geq}\text{.} \) Det gir oss:
\[ -2 \leq x \leq 1 \quad \text{eller} \quad x \geq 5 \]
Oppgave 2
2 poeng
Vi har et rett prisme der lengden av grunnflaten er tre ganger så stor som bredden. Volumet er Vi setter bredden lik cm. Se figur.
Oppgave 2a)
Vis at overflaten av prismet kan skrives: og finn
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 2a
Svar
Overflaten avhenger av høyden, som vi ikke kjenner. Vi bruker volumet til å uttrykke høyden med \( x\text{,} \) og setter det inn i overflaten.
1. Finn høyden
Volumet er grunnflaten ganget med høyden, som i videoen Volum og Overflate:
\[ V = G \cdot \textcolor{green}{h} \]
Her er:
\[ V = 300, \quad G = 3x \cdot x = 3x^2 \]
Plugger vi dette inn og løser for \( \textcolor{green}{h}\text{,} \) får vi:
\[ \begin{aligned} 3x^2 \cdot \textcolor{green}{h} &= 300 \\ \textcolor{green}{h} &= \textcolor{green}{\dfrac{100}{x^2}} \end{aligned} \]
2. Sett opp overflaten
Overflaten av en kasse er de seks sideflatene lagt sammen, som i videoen Volum og Overflate:
\[ O = 2(\textcolor{blue}{l} \cdot \textcolor{red}{b} + \textcolor{blue}{l} \cdot \textcolor{green}{h} + \textcolor{red}{b} \cdot \textcolor{green}{h}) \]
Her er:
\[ \textcolor{blue}{l} = \textcolor{blue}{3x}, \quad \textcolor{red}{b} = \textcolor{red}{x}, \quad \textcolor{green}{h} = \textcolor{green}{\dfrac{100}{x^2}} \]
Plugger vi dette inn, får vi:
\[ \begin{aligned} O(x) &= 2\Big(\textcolor{blue}{3x} \cdot \textcolor{red}{x} + \textcolor{blue}{3x} \cdot \textcolor{green}{\dfrac{100}{x^2}} \\ &\qquad + \textcolor{red}{x} \cdot \textcolor{green}{\dfrac{100}{x^2}}\Big) \\ &= 2\left(3x^2 + \dfrac{300}{x} + \dfrac{100}{x}\right) \\ &= \dfrac{800}{x} + 6x^2 \end{aligned} \]
3. Deriver ledd for ledd
Vi skriver brøken som en potens, \( {\dfrac{800}{x} = 800x^{-1}}\text{,} \) og bruker potensregelen. Den forteller oss at:
\[ (x^n)' = n \cdot x^{n - 1} \]Hvis du er usikker på den, kan du se videoen Derivasjonsregler/Formler.
\( {800x^{-1}} \) derivert blir:
\[ \underline{800 \cdot (-1) \cdot x^{-2} = -\dfrac{800}{x^2}} \]
\( 6x^2 \) derivert blir:
\[ \underline{6 \cdot 2 \cdot x = 12x} \]
Slår vi dette sammen, får vi:
\[ O'(x) = 12x - \dfrac{800}{x^2} \]
Oppgave 2b)
Bruk til å regne ut den minste overflaten prismet kan ha.
Hva er lengden, bredden og høyden da?
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 2b
Svar
Avrundet til to desimaler er den minste overflaten og målene:
Vi bruker uttrykkene for \( O(x) \) og \( O'(x) \) fra a).
Den minste overflaten finner vi der \( {O'(x) = 0}\text{,} \) og vi sjekker fortegnet for å se at det er et bunnpunkt.
1. Sett den deriverte lik null
I a) fant vi:
\[ O'(x) = 12x - \dfrac{800}{x^2} \]
Et ekstremalpunkt finner vi der den deriverte er \( 0\text{,} \) som i videoen Oppgave 1C (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023. Vi ganger med \( x^2 \) på begge sider og løser for \( x\text{:} \)
\[ \begin{aligned} 12x - \dfrac{800}{x^2} &= 0 \\ 12x^3 &= 800 \\ x^3 &= \dfrac{200}{3} \\ x &= \sqrt[3]{\dfrac{200}{3}} \end{aligned} \]
Vi kaller denne verdien \( \textcolor{blue}{x_0}\text{:} \)
\[ \textcolor{blue}{x_0} = \textcolor{blue}{\sqrt[3]{\dfrac{200}{3}}} \approx \textcolor{blue}{4{,}0548} \]
2. Sjekk at det er et bunnpunkt
Vi skriver den deriverte på én brøkstrek:
\[ O'(x) = \dfrac{12x^3 - 800}{x^2} \]
Nevneren er positiv, så fortegnet bestemmes av telleren:
\[ \begin{aligned} x < \textcolor{blue}{x_0} &: \quad 12x^3 < 800 \Rightarrow O'(x) < 0 \\ x > \textcolor{blue}{x_0} &: \quad 12x^3 > 800 \Rightarrow O'(x) > 0 \end{aligned} \]
Overflaten minker og øker så, og har dermed sin minste verdi i dette punktet.
3. Regn ut målene
Vi regner med den uavrundede verdien av \( \textcolor{blue}{x_0}\text{,} \) og med høyden \( {h = \dfrac{100}{x^2}} \) fra a):
\[ \begin{aligned} \text{Lengden} &= 3\textcolor{blue}{x_0} \approx 12{,}16 \\ \text{Bredden} &= \textcolor{blue}{x_0} \approx 4{,}05 \\ \text{Høyden} &= \dfrac{100}{\textcolor{blue}{x_0}^2} \approx 6{,}08 \end{aligned} \]
4. Regn ut overflaten
Vi setter \( \textcolor{blue}{x_0} \) inn i \( O(x)\text{:} \)
\[ \begin{aligned} O(\textcolor{blue}{x_0}) &= \dfrac{800}{\textcolor{blue}{x_0}} + 6\textcolor{blue}{x_0}^2 \\ &\approx 197{,}30 + 98{,}65 \\ &\approx 295{,}95 \end{aligned} \]
Oppgave 3
1 poeng
I trekanten ABC er og Regn ut arealet til trekanten, lengden av siden BC og
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 3
Svar
Avrundet til to desimaler for arealet og siden, og én for vinkelen:
Vi kjenner to sider og vinkelen mellom dem. Da gir arealsetningen arealet og cosinussetningen siden BC. Vinkel \( C \) finner vi med cosinussetningen igjen.
1. Regn ut arealet
Vi kaller siden BC for \( a\text{,} \) siden AC for \( \textcolor{blue}{b} \) og siden AB for \( \textcolor{red}{c}\text{.} \) Arealsetningen forteller oss at:
\[ T = \dfrac{1}{2} \cdot \textcolor{blue}{b} \cdot \textcolor{red}{c} \cdot \sin(\textcolor{green}{A}) \]Hvis du er usikker på den, kan du se videoen Arealsetningen.
Her er:
\[ \textcolor{blue}{b} = \textcolor{blue}{4}, \quad \textcolor{red}{c} = \textcolor{red}{6}, \quad \textcolor{green}{A} = \textcolor{green}{40^\circ} \]
Plugger vi dette inn, får vi:
\[ \begin{aligned} T &= \dfrac{1}{2} \cdot \textcolor{blue}{4} \cdot \textcolor{red}{6} \cdot \sin(\textcolor{green}{40^\circ}) \\ &= 12\sin(40^\circ) \\ &\approx 7{,}71 \end{aligned} \]
2. Regn ut lengden av siden
Cosinussetningen forteller oss at:
\[ a^2 = \textcolor{blue}{b}^2 + \textcolor{red}{c}^2 - 2\textcolor{blue}{b}\textcolor{red}{c} \cdot \cos(\textcolor{green}{A}) \]Det er setningen i videoen Cosinussetningen.
Plugger vi inn de samme verdiene, får vi:
\[ \begin{aligned} a^2 &= \textcolor{blue}{4}^2 + \textcolor{red}{6}^2 - 2 \cdot \textcolor{blue}{4} \cdot \textcolor{red}{6} \cdot \cos(\textcolor{green}{40^\circ}) \\ &= 52 - 48\cos(40^\circ) \\ &\approx 15{,}23 \end{aligned} \]
En lengde er positiv, så:
\[ a = \sqrt{52 - 48\cos(40^\circ)} \approx 3{,}90 \]
3. Regn ut vinkelen
Vi skriver cosinussetningen med siden motsatt vinkel \( C \) alene på venstre side, som i videoen Cosinussetningen:
\[ \textcolor{red}{c}^2 = a^2 + \textcolor{blue}{b}^2 - 2a\textcolor{blue}{b} \cdot \cos(C) \]
Løser vi for \( \cos(C)\text{,} \) og setter inn de uavrundede verdiene, får vi:
\[ \begin{aligned} \cos(C) &= \dfrac{a^2 + \textcolor{blue}{b}^2 - \textcolor{red}{c}^2}{2a\textcolor{blue}{b}} \\ &\approx \dfrac{15{,}23 + \textcolor{blue}{16} - \textcolor{red}{36}}{2 \cdot 3{,}90 \cdot \textcolor{blue}{4}} \\ &\approx -0{,}153 \end{aligned} \]
Vi går baklengs fra cosinusverdien til vinkelen, som i videoen Introduksjon til Trigonometri. Cosinus er negativ, så vinkelen er stump:
\[ C = \cos^{-1}(-0{,}153) \approx 98{,}8^\circ \]
Med sinussetningen måtte vi ha valgt mellom to vinkler, her gir cosinussetningen bare én.
Oppgave 4
6 poeng
- Flere oppgaver om parameterframstilling,
- Flere oppgaver om plan,
- Flere oppgaver om skalarprodukt,
- Flere oppgaver om vektorer,
- Flere oppgaver om vektorprodukt
Gitt punktene og
Oppgave 4a)
Regn ut og
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 4a
Svar
Vi finner først vektorene ved å ta sluttpunkt minus startpunkt, og regner så ut lengdene.
1. Finn vektorene
En vektor fra et punkt til et annet er sluttpunktet minus startpunktet, koordinat for koordinat, som i videoen Hva er en Vektor?:
\[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{\overrightarrow{AB}} &= [5 - 2,\ 2 - 4,\ 2 - (-3)] \\ &= \textcolor{blue}{[3, -2, 5]} \\ \textcolor{red}{\overrightarrow{AC}} &= [0 - 2,\ 0 - 4,\ 5 - (-3)] \\ &= \textcolor{red}{[-2, -4, 8]} \end{aligned} \]
2. Regn ut lengdene
Lengden av en vektor finner vi med Pythagoras, som i videoen Lengden til en Vektor, her med en tredje koordinat:
\[ |[x, y, z]| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2} \]
Plugger vi inn koordinatene, får vi:
\[ \begin{aligned} |\textcolor{blue}{\overrightarrow{AB}}| &= \sqrt{\textcolor{blue}{3}^2 + (\textcolor{blue}{-2})^2 + \textcolor{blue}{5}^2} \\ &= \sqrt{9 + 4 + 25} = \sqrt{38} \\ |\textcolor{red}{\overrightarrow{AC}}| &= \sqrt{(\textcolor{red}{-2})^2 + (\textcolor{red}{-4})^2 + \textcolor{red}{8}^2} \\ &= \sqrt{4 + 16 + 64} \\ &= \sqrt{84} = 2\sqrt{21} \end{aligned} \]
Oppgave 4b)
Regn ut arealet av trekanten
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 4b
Svar
Arealet av trekanten er:
Vi bruker vektorene fra a).
Trekanten er utspent av to vektorer, så arealet er halve lengden av vektorproduktet deres.
1. Skriv opp vektorproduktet
Arealet av trekanten er gitt ved:
\[ T = \dfrac{1}{2} \left|\textcolor{blue}{\vec{u}} \times \textcolor{red}{\vec{v}}\right| \]
Koordinatene til vektorproduktet er:
\[ \begin{aligned} x &= \textcolor{blue}{u_2}\textcolor{red}{v_3} - \textcolor{blue}{u_3}\textcolor{red}{v_2} \\ y &= \textcolor{blue}{u_3}\textcolor{red}{v_1} - \textcolor{blue}{u_1}\textcolor{red}{v_3} \\ z &= \textcolor{blue}{u_1}\textcolor{red}{v_2} - \textcolor{blue}{u_2}\textcolor{red}{v_1} \end{aligned} \]Dette er det samme som å ta determinanten av en \( 3 \times 3 \)-matrise, som i videoene Finn et generelt uttrykk for curlen til vektorfeltet og Determinanter 3x3 matrise.
Her er:
\[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{\vec{u}} &= \overrightarrow{AB} = \textcolor{blue}{[3, -2, 5]} \\ \textcolor{red}{\vec{v}} &= \overrightarrow{AC} = \textcolor{red}{[-2, -4, 8]} \end{aligned} \]
2. Regn ut vektorproduktet
Plugger vi dette inn, får vi:
\[ \begin{aligned} x &= (\textcolor{blue}{-2}) \cdot \textcolor{red}{8} - \textcolor{blue}{5} \cdot (\textcolor{red}{-4}) = 4 \\ y &= \textcolor{blue}{5} \cdot (\textcolor{red}{-2}) - \textcolor{blue}{3} \cdot \textcolor{red}{8} = -34 \\ z &= \textcolor{blue}{3} \cdot (\textcolor{red}{-4}) - (\textcolor{blue}{-2}) \cdot (\textcolor{red}{-2}) = -16 \end{aligned} \]
Det gir oss:
\[ \overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC} = [4, -34, -16] \]
3. Regn ut arealet
Lengden av vektorproduktet er:
\[ \begin{aligned} &|\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}| \\ &= \sqrt{4^2 + (-34)^2 + (-16)^2} \\ &= \sqrt{16 + 1156 + 256} \\ &= \sqrt{1428} = \sqrt{4 \cdot 357} = 2\sqrt{357} \end{aligned} \]
Halvparten av dette er arealet:
\[ T = \dfrac{1}{2} \cdot 2\sqrt{357} = \sqrt{357} \]
Oppgave 4c)
Finn en parameterframstilling for planet ligger i.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 4c
Svar
Der og er parametre:
Vi bruker vektorene fra a).
Et plan er gitt av ett punkt og to retninger. Vi velger punktet \( A \) og vektorene \( \overrightarrow{AB} \) og \( \overrightarrow{AC}\text{.} \)
1. Skriv opp formen
En parameterframstilling for et plan har formen:
\[ [x, y, z] = \textcolor{green}{P} + s \cdot \textcolor{blue}{\vec{u}} + t \cdot \textcolor{red}{\vec{v}} \]Hva et plan er, ser du i videoen Hva er et plan og hvordan regner man seg fram?. Videoen Oppgave 4D - Del 2 - R1 Eksamen Høst 2025 setter opp en parameterframstilling for en linje på samme måte, med én parameter.
Her er:
\[ \begin{aligned} \textcolor{green}{P} &= A = \textcolor{green}{(2, 4, -3)} \\ \textcolor{blue}{\vec{u}} &= \overrightarrow{AB} = \textcolor{blue}{[3, -2, 5]} \\ \textcolor{red}{\vec{v}} &= \overrightarrow{AC} = \textcolor{red}{[-2, -4, 8]} \end{aligned} \]
2. Sett inn koordinatene
Plugger vi dette inn, koordinat for koordinat, får vi:
\[ \begin{aligned} x &= \textcolor{green}{2} + \textcolor{blue}{3}s \textcolor{red}{{}- 2}t \\ y &= \textcolor{green}{4} \textcolor{blue}{{}- 2}s \textcolor{red}{{}- 4}t \\ z &= \textcolor{green}{-3} + \textcolor{blue}{5}s + \textcolor{red}{8}t \end{aligned} \]
Andre parameterframstillinger er også riktige, for eksempel med punktet \( C \) som startpunkt.
Oppgave 4d)
Regn ut
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 4d
Svar
Avrundet til én desimal:
Vi bruker vektorene og lengdene fra a).
Vinkelen i \( A \) er vinkelen mellom \( \overrightarrow{AB} \) og \( \overrightarrow{AC}\text{,} \) så vi bruker skalarproduktet.
1. Skriv opp skalarproduktet
Skalarproduktet forteller oss at:
\[ \cos(\angle BAC) = \dfrac{\textcolor{blue}{\vec{u}} \cdot \textcolor{red}{\vec{v}}}{|\textcolor{blue}{\vec{u}}| \cdot |\textcolor{red}{\vec{v}}|} \]Det er regelen i videoen Oppgave 5A - Del 2 - R1 Eksamen Høst 2025, skrevet med cosinus alene.
Her er:
\[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{\vec{u}} &= \textcolor{blue}{[3, -2, 5]}, & |\textcolor{blue}{\vec{u}}| &= \sqrt{38} \\ \textcolor{red}{\vec{v}} &= \textcolor{red}{[-2, -4, 8]}, & |\textcolor{red}{\vec{v}}| &= 2\sqrt{21} \end{aligned} \]
2. Regn ut vinkelen
Skalarproduktet regner vi koordinat for koordinat:
\[ \begin{aligned} &\textcolor{blue}{\vec{u}} \cdot \textcolor{red}{\vec{v}} \\ &= \textcolor{blue}{3} \cdot (\textcolor{red}{-2}) + (\textcolor{blue}{-2}) \cdot (\textcolor{red}{-4}) + \textcolor{blue}{5} \cdot \textcolor{red}{8} \\ &= -6 + 8 + 40 = 42 \end{aligned} \]
Plugger vi dette inn, får vi:
\[ \begin{aligned} \cos(\angle BAC) &= \dfrac{42}{\sqrt{38} \cdot 2\sqrt{21}} \\ &= \dfrac{21}{\sqrt{798}} \approx 0{,}743 \end{aligned} \]
Vi går baklengs fra cosinusverdien til vinkelen, som i videoen Introduksjon til Trigonometri:
\[ \angle BAC = \cos^{-1}\left(\dfrac{21}{\sqrt{798}}\right) \approx 42{,}0^\circ \]
Punktene og danner sammen med punktet en trekantet pyramide.
Oppgave 4e)
Vis at pyramiden har volum
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 4e
Svar
Pyramiden har volumet:
Vi bruker vektorproduktet fra b).
Tre vektorer fra samme hjørne bestemmer pyramiden. Volumet får vi fra skalarproduktet av vektorproduktet og den tredje vektoren.
1. Skriv opp volumformelen
Volumet av en trekantet pyramide utspent av tre vektorer er:
\[ V = \dfrac{1}{6} \left|(\textcolor{blue}{\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}}) \cdot \textcolor{red}{\overrightarrow{AD}}\right| \]
I b) fant vi:
\[ \textcolor{blue}{\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}} = \textcolor{blue}{[4, -34, -16]} \]
Den tredje vektoren er sluttpunkt minus startpunkt:
\[ \begin{aligned} \textcolor{red}{\overrightarrow{AD}} &= [3 - 2,\ 1 - 4,\ 8 - (-3)] \\ &= \textcolor{red}{[1, -3, 11]} \end{aligned} \]
2. Regn ut volumet
Skalarproduktet regner vi koordinat for koordinat, som i videoen Oppgave 5A - Del 2 - R1 Eksamen Høst 2025:
\[ \begin{aligned} &\textcolor{blue}{[4, -34, -16]} \cdot \textcolor{red}{[1, -3, 11]} \\ &= \textcolor{blue}{4} \cdot \textcolor{red}{1} + (\textcolor{blue}{-34}) \cdot (\textcolor{red}{-3}) + (\textcolor{blue}{-16}) \cdot \textcolor{red}{11} \\ &= 4 + 102 - 176 = -70 \end{aligned} \]
Plugger vi dette inn, får vi:
\[ V = \dfrac{1}{6} \cdot |-70| = \dfrac{70}{6} = \dfrac{35}{3} \]
Oppgave 4f)
Regn ut høyden av pyramiden fra ned på
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 4f
Svar
Høyden er:
Vi bruker arealet fra b) og volumet fra e). Volumet står i oppgaven, så du kan løse denne selv om du ikke fikk til e).
Vi kjenner volumet og grunnflaten, så høyden får vi fra volumformelen for en pyramide.
1. Skriv opp volumformelen
Volumet av en pyramide er en tredjedel av grunnflaten ganget med høyden:
\[ V = \dfrac{1}{3} \cdot \textcolor{blue}{G} \cdot \textcolor{red}{h} \]Videoen Volum og Overflate viser \( {V = G \cdot h} \) for en kasse og sier at en pyramide har sin egen formel.
Her er:
\[ V = \dfrac{35}{3}, \quad \textcolor{blue}{G} = \textcolor{blue}{\sqrt{357}} \]
2. Løs for høyden
Plugger vi dette inn og løser for \( \textcolor{red}{h}\text{,} \) får vi:
\[ \begin{aligned} \dfrac{35}{3} &= \dfrac{1}{3} \cdot \textcolor{blue}{\sqrt{357}} \cdot \textcolor{red}{h} \\ \textcolor{red}{h} &= \dfrac{35}{\textcolor{blue}{\sqrt{357}}} \\ &= \dfrac{35\sqrt{357}}{357} = \dfrac{5\sqrt{357}}{51} \end{aligned} \]
Oppgave 5
2 poeng
- Flere oppgaver om asymptote,
- Flere oppgaver om derivasjon,
- Flere oppgaver om integrasjon,
- Flere oppgaver om polynomer,
- Flere oppgaver om rasjonale funksjoner,
- Flere oppgaver om topp- og bunnpunkter
Oppgave 5a)
Regn ut et funksjonsuttrykk for en tredjegradsfunksjon som har ekstremalpunkter i og
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 5a
Svar
Et mulig funksjonsuttrykk er:
Vi vet hvor den deriverte er \( 0\text{,} \) så vi setter opp den deriverte først og integrerer den.
1. Sett opp den deriverte
I et ekstremalpunkt er den deriverte \( 0\text{,} \) som i videoen Oppgave 1C (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023. En andregradsfunksjon med nullpunktene \( {-2} \) og \( 1 \) er:
\[ f'(x) = \textcolor{green}{k}(\textcolor{darkorange}{x + 2})(\textcolor{magenta}{x - 1}) \]
Vi velger \( {\textcolor{green}{k} = \textcolor{green}{6}}\text{,} \) slik at alle koeffisientene i \( f(x) \) blir hele tall:
\[ \begin{aligned} f'(x) &= \textcolor{green}{6}(\textcolor{darkorange}{x + 2})(\textcolor{magenta}{x - 1}) \\ &= 6(x^2 + x - 2) \\ &= 6x^2 + 6x - 12 \end{aligned} \]
2. Integrer den deriverte
Vi integrerer ledd for ledd, som i videoen Basic integrasjonsregler/formler. Regelen forteller oss at:
\[ \int x^n\, dx = \dfrac{x^{n + 1}}{n + 1} + C, \quad n \neq -1 \]
Det gir oss:
\[ \begin{aligned} f(x) &= \int (6x^2 + 6x - 12)\, dx \\ &= 6 \cdot \dfrac{x^3}{3} + 6 \cdot \dfrac{x^2}{2} - 12x + C \\ &= 2x^3 + 3x^2 - 12x + C \end{aligned} \]
Vi velger \( {C = 0}\text{.} \)
3. Sjekk at punktene er ekstremalpunkter
Fortegnet til produktet finner vi ved å gange fortegnene til faktorene, som i videoen Ulikheter med Fortegnsskjema:
:::fortegnsskjema {"points": [-2, 1], "rows": [{"label": "\\textcolor{darkorange}{x + 2}", "expr": "x + 2"}, {"label": "\\textcolor{magenta}{x - 1}", "expr": "x - 1"}, {"label": "f'(x)", "expr": "6(x + 2)(x - 1)"}]}
En strek viser hvor en faktor er \( 0\text{.} \)
I \( {x = -2} \) går \( f'(x) \) fra pluss til minus: grafen stiger og så synker, så der er et toppunkt. I \( {x = 1} \) går den fra minus til pluss: grafen synker og så stiger, så der er et bunnpunkt.
Andre svar er også riktige: alle valg av \( {k \neq 0} \) og \( C \) gir en slik funksjon, for eksempel \( {f(x) = 2x^3 + 3x^2 - 12x + 5}\text{.} \)
Oppgave 5b)
Regn ut et funksjonsuttrykk for en funksjon som har skråasymptote og vertikal asymptote
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 5b
Svar
Et mulig funksjonsuttrykk er:
Vi tar linja \( {y = x - 2} \) og legger til en brøk som går mot \( 0 \) når \( x \) blir stor, og som har nevneren \( 0 \) i \( {x = -2}\text{.} \)
1. Sett opp funksjonen
Brøken \( {\dfrac{1}{x + 2}} \) er den enkleste som har de to egenskapene, så vi velger:
\[ h(x) = \textcolor{blue}{x - 2} + \textcolor{red}{\dfrac{1}{x + 2}} \]
2. Sjekk skråasymptoten
Avstanden mellom grafen og linja er brøken, og den går mot \( 0 \) når \( x \) går mot pluss eller minus uendelig:
\[ h(x) - (\textcolor{blue}{x - 2}) = \textcolor{red}{\dfrac{1}{x + 2}} \to 0 \]
Altså er \( {y = x - 2} \) en skråasymptote.
3. Sjekk den vertikale asymptoten
En vertikal asymptote får vi der nevneren er \( 0 \) og telleren ikke er det, som i videoen Oppgave 3 - Del 1 - 1T Eksamen Høst 2025:
\[ x + 2 = 0 \quad \Rightarrow \quad x = -2 \]
Telleren i brøken er \( 1\text{,} \) så \( {x = -2} \) er en vertikal asymptote.
Andre svar er også riktige, for eksempel \( {h(x) = x - 2 + \dfrac{5}{x + 2}}\text{.} \)
Oppgave 6
3 poeng
Oppgave 6a)
Gitt ei aritmetisk rekke hvor og Finn og
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 6a
Svar
Vi skriver begge leddene med formelen for det \( n \)-te leddet. Trekker vi dem fra hverandre, forsvinner \( a_1\text{.} \)
1. Finn differansen
Formelen for det \( n \)-te leddet forteller oss at:
\[ a_n = \textcolor{blue}{a_1} + (n - 1) \cdot \textcolor{red}{d} \]Hvis du er usikker på den, kan du se videoen Aritmetiske rekker intro.
Plugger vi inn \( {n = 8} \) og \( {n = 27}\text{,} \) får vi:
\[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{a_1} + 7\textcolor{red}{d} &= \dfrac{8}{3} \\ \textcolor{blue}{a_1} + 26\textcolor{red}{d} &= 9 \end{aligned} \]
Trekker vi den øverste fra den nederste, får vi:
\[ \begin{aligned} 19\textcolor{red}{d} &= 9 - \dfrac{8}{3} = \dfrac{19}{3} \\ \textcolor{red}{d} &= \textcolor{red}{\dfrac{1}{3}} \end{aligned} \]
2. Finn det første leddet
Vi setter \( \textcolor{red}{d} \) inn i den øverste likningen:
\[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{a_1} + 7 \cdot \textcolor{red}{\dfrac{1}{3}} &= \dfrac{8}{3} \\ \textcolor{blue}{a_1} &= \dfrac{8}{3} - \dfrac{7}{3} = \textcolor{blue}{\dfrac{1}{3}} \end{aligned} \]
3. Regn ut summen
Summen av en aritmetisk rekke er gitt ved:
\[ s_n = \dfrac{(\textcolor{blue}{a_1} + \textcolor{green}{a_n}) \cdot n}{2} \]Det er formelen i videoen Sum aritmetiske rekker Eksempel.
Her er:
\[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{a_1} &= \textcolor{blue}{\dfrac{1}{3}}, \quad n = 40 \\ \textcolor{green}{a_{40}} &= \dfrac{1}{3} + 39 \cdot \dfrac{1}{3} = \textcolor{green}{\dfrac{40}{3}} \end{aligned} \]
Plugger vi dette inn, får vi:
\[ \begin{aligned} s_{40} &= \dfrac{\left(\textcolor{blue}{\dfrac{1}{3}} + \textcolor{green}{\dfrac{40}{3}}\right) \cdot 40}{2} \\ &= \dfrac{41}{3} \cdot 20 = \dfrac{820}{3} \end{aligned} \]
Gitt den uendelige geometriske rekka:
Oppgave 6b)
Regn ut rekkas konvergensintervall.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 6b
Svar
En geometrisk rekke konvergerer når kvotienten er mellom \( {-1} \) og \( 1\text{.} \) Vi finner kvotienten og løser den ulikheten.
1. Finn kvotienten
Kvotienten er det vi ganger med for å komme til neste ledd, som i videoen Geometriske rekker intro:
\[ \textcolor{blue}{k} = \dfrac{a_2}{a_1} = \textcolor{blue}{\dfrac{x^2 - 1}{x^2}} \]
Det neste leddet stemmer, og \( {x \neq 0} \) siden vi deler på \( x^2\text{:} \)
\[ (x^2 - 1) \cdot \textcolor{blue}{\dfrac{x^2 - 1}{x^2}} = \dfrac{(x^2 - 1)^2}{x^2} \]
2. Sett opp konvergenskravet
En geometrisk rekke konvergerer når absoluttverdien til kvotienten er mindre enn \( 1\text{,} \) som i videoen Geometrisk rekke test:
\[ |\textcolor{blue}{k}| < 1 \quad \iff \quad -1 < \textcolor{blue}{k} < 1 \]
Vi skriver kvotienten som to ledd og setter den inn:
\[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{\dfrac{x^2 - 1}{x^2}} &= \textcolor{blue}{1 - \dfrac{1}{x^2}} \\ -1 &< \textcolor{blue}{1 - \dfrac{1}{x^2}} < 1 \end{aligned} \]
3. Løs de to ulikhetene
Høyre side holder alltid, siden \( \dfrac{1}{x^2} \) er positiv:
\[ 1 - \dfrac{1}{x^2} < 1 \quad \iff \quad \dfrac{1}{x^2} > 0 \]
Venstre side gir oss kravet. Vi ganger med \( x^2\text{,} \) som er positiv, så tegnet snur ikke:
\[ \begin{aligned} -1 &< 1 - \dfrac{1}{x^2} \\ \dfrac{1}{x^2} &< 2 \\ 1 &< 2x^2 \\ x^2 &> \dfrac{1}{2} \end{aligned} \]
Roten av \( \dfrac{1}{2} \) er \( {\dfrac{1}{\sqrt{2}} = \dfrac{\sqrt{2}}{2}}\text{,} \) så det gir oss:
\[ x < -\dfrac{\sqrt{2}}{2} \quad \text{eller} \quad x > \dfrac{\sqrt{2}}{2} \]
Oppgave 6c)
Regn ut når summen av den konvergente geometriske rekka er lik 4.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 6c
Svar
Vi bruker kvotienten og konvergensintervallet fra b).
Vi setter opp summen av den uendelige rekka, setter den lik \( 4 \) og sjekker at svaret ligger i konvergensintervallet.
1. Skriv opp sumformelen
Summen av en konvergent uendelig geometrisk rekke er gitt ved:
\[ S = \dfrac{\textcolor{red}{a_1}}{1 - \textcolor{blue}{k}} \]Du ser hvor den kommer fra i videoen Geometrisk rekke test.
Her er, med kvotienten fra b):
\[ \textcolor{red}{a_1} = \textcolor{red}{x^2}, \quad \textcolor{blue}{k} = \textcolor{blue}{\dfrac{x^2 - 1}{x^2}} \]
2. Finn summen
Vi regner først ut nevneren:
\[ 1 - \textcolor{blue}{\dfrac{x^2 - 1}{x^2}} = \dfrac{x^2 - x^2 + 1}{x^2} = \dfrac{1}{x^2} \]
Plugger vi dette inn, får vi:
\[ S = \dfrac{\textcolor{red}{x^2}}{\dfrac{1}{x^2}} = x^4 \]
3. Sett summen lik fire
Det gir oss likningen:
\[ \begin{aligned} x^4 &= 4 \\ x^2 &= 2 \\ x &= \pm\sqrt{2} \end{aligned} \]
Her kan \( x^2 \) ikke være \( {-2}\text{,} \) siden et kvadrat aldri er negativt. Begge svarene ligger i konvergensintervallet fra b), siden \( {\sqrt{2} > \dfrac{\sqrt{2}}{2}}\text{.} \)
Oppgave 7
2 poeng
Figuren viser grafen til en trigonometrisk funksjon To av punktene på grafen er angitt.
Oppgave 7a)
Finn perioden, amplituden og likevektslinja til
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 7a
Svar
De to merkede punktene er et toppunkt og bunnpunktet rett etter. Av dem kan vi lese alle tre størrelsene.
1. Les av fra toppunktet og bunnpunktet
Fra et toppunkt til neste bunnpunkt går det en halv periode, så perioden er det dobbelte av avstanden i \( x\text{:} \)
\[ P = 2 \cdot \left(\dfrac{5}{2} - \dfrac{1}{2}\right) = 2 \cdot 2 = 4 \]
Amplituden er halve høydeforskjellen mellom \( {\textcolor{blue}{y_{\text{topp}}} = \textcolor{blue}{1}} \) og \( {\textcolor{red}{y_{\text{bunn}}} = \textcolor{red}{-5}}\text{:} \)
\[ \dfrac{\textcolor{blue}{y_{\text{topp}}} - \textcolor{red}{y_{\text{bunn}}}}{2} = \dfrac{\textcolor{blue}{1} - (\textcolor{red}{-5})}{2} = 3 \]
Likevektslinja ligger midt mellom toppen og bunnen:
\[ \begin{aligned} y &= \dfrac{\textcolor{blue}{y_{\text{topp}}} + \textcolor{red}{y_{\text{bunn}}}}{2} \\ &= \dfrac{\textcolor{blue}{1} + (\textcolor{red}{-5})}{2} = -2 \end{aligned} \]
Oppgave 7b)
Finn et funksjonsuttrykk som beskriver grafen.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 7b
Svar
Vi bruker perioden, amplituden og likevektslinja fra a).
Tre av konstantene følger av a). Den siste, \( c\text{,} \) finner vi fra toppunktet.
1. Finn a, k og d
I \( {f(x) = \textcolor{blue}{a} \sin(\textcolor{red}{k}x + \textcolor{green}{c}) + \textcolor{darkorange}{d}} \) er \( \textcolor{blue}{a} \) amplituden og \( \textcolor{darkorange}{d} \) likevektslinja:
\[ \textcolor{blue}{a} = \textcolor{blue}{3}, \quad \textcolor{darkorange}{d} = \textcolor{darkorange}{-2} \]
Perioden er gitt ved \( {P = \dfrac{2\pi}{\textcolor{red}{k}}}\text{,} \) så med \( {P = 4} \) får vi:
\[ \textcolor{red}{k} = \dfrac{2\pi}{4} = \textcolor{red}{\dfrac{\pi}{2}} \]
2. Finn c fra toppunktet
I toppunktet er sinus størst, altså \( 1\text{.} \) Det skjer når vinkelen er \( 90^\circ\text{,} \) som i videoen Introduksjon til Trigonometri, og \( 90^\circ \) tilsvarer \( \dfrac{\pi}{2}\text{.} \) I \( {x = \dfrac{1}{2}} \) får vi derfor:
\[ \begin{aligned} \textcolor{red}{\dfrac{\pi}{2}} \cdot \dfrac{1}{2} + \textcolor{green}{c} &= \dfrac{\pi}{2} \\ \textcolor{green}{c} &= \dfrac{\pi}{2} - \dfrac{\pi}{4} = \textcolor{green}{\dfrac{\pi}{4}} \end{aligned} \]
3. Sett sammen og sjekk
Plugger vi dette inn, får vi:
\[ f(x) = \textcolor{blue}{3} \sin\left(\textcolor{red}{\dfrac{\pi}{2}}x + \textcolor{green}{\dfrac{\pi}{4}}\right) \textcolor{darkorange}{{}- 2} \]
Kontroll: Bunnpunktet stemmer: i \( {x = \dfrac{5}{2}} \) får vi \( {3\sin\left(\dfrac{3\pi}{2}\right) - 2 = -5}\text{.} \)
Andre uttrykk beskriver samme graf, for eksempel med \( {c = \dfrac{\pi}{4} + 2\pi}\text{.} \)
Oppgave 8
1 poeng
Løs differensialligningen
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 8
Svar
Der er en vilkårlig konstant:
Vi kan samle alt med \( y \) på én side og alt med \( x \) på den andre, så ligningen er separabel.
1. Skill y og x
Vi flytter leddet over og skriver \( {y' = \dfrac{dy}{dx}}\text{:} \)
\[ \dfrac{dy}{dx} = -x^2 y^2 \]
Vi ser at \( {y = 0} \) passer i ligningen, siden begge sider da er \( 0\text{.} \) Det er én løsning. For \( {y \neq 0} \) kan vi dele på \( y^2\text{.} \)
En separabel differensialligning kan vi skrive som i videoen Seperable diff-ligninger:
\[ \textcolor{blue}{g(y)}\,dy = \textcolor{red}{h(x)}\,dx \]
Her er:
\[ \textcolor{blue}{g(y)} = \textcolor{blue}{\dfrac{1}{y^2}}, \quad \textcolor{red}{h(x)} = \textcolor{red}{-x^2} \]
2. Integrer begge sider
Plugger vi dette inn og integrerer, får vi:
\[ \int \textcolor{blue}{y^{-2}}\,dy = \int \textcolor{red}{(-x^2)}\,dx \]
Integrasjonsregelen for potenser forteller oss at:
\[ \int x^n\, dx = \dfrac{x^{n + 1}}{n + 1} + C, \quad n \neq -1 \]Det er regelen i videoen Basic integrasjonsregler/formler, og den gjelder også med \( y \) som variabel.
Det gir oss, med konstantene slått sammen til én:
\[ -\dfrac{1}{y} = -\dfrac{x^3}{3} + C \]
3. Løs for y
Vi ganger med \( {-1} \) og skriver høyresiden på én brøkstrek:
\[ \dfrac{1}{y} = \dfrac{x^3}{3} - C = \dfrac{x^3 - 3C}{3} \]
Vi snur brøkene og kaller konstanten \( {K = -3C}\text{:} \)
\[ y = \dfrac{3}{x^3 + K} \]