Eksamensoppgaver etter tema
Øv på ett tema om gangen. Velg fag og tema, så henter vi oppgavene fra alle eksamenene vi har lagt ut. Prøv selv først – løsningen ligger under oppgaven når du står fast.
Fag
Del
funksjoner
Velger du flere tema, får du oppgavene som har alle sammen.
2 oppgaver i 1T om funksjoner
Oppgavene
1T vår 2025 - Del 2 - med hjelpemidler
Oppgave 5
6 poeng
- Flere oppgaver om derivasjon,
- Flere oppgaver om formler,
- Flere oppgaver om funksjoner,
- Flere oppgaver om optimering,
- Flere oppgaver om volum
Isabel er industridesigner. Hun arbeider med et design på bokser med form som sylindre.
Formel for å regne ut volumet av en boks med radius og høyde
Formel for å regne ut arealet av overflaten av boksen
Isabel lurer på hvor stor radius hun bør velge og hvor høye boksene må være, når hver boks skal ha
• et volum på
• minst mulig overflate
Isabel ser at når hun har gitt volum og radius, kan hun regne ut høyden ved å bruke formelen
Oppgave 5a)
Lag en oversikt som vist nedenfor. Gjør beregninger og fyll inn verdiene som mangler.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 5a
Svar
Avrundet til én desimal, med og i cm, i cm² og i cm³:
Vi løser volumformelen for \( h \) og finner høyden for hver radius. Så setter vi \( r \) og \( h \) inn i formelen for overflaten.
Merk – Boksen har ikke lokk: Tegningen ser ut som en lukket sylinder, men formelen for overflaten har bare én \( \pi r^2\text{,} \) altså bare bunnen. En lukket sylinder har \( {2\pi r^2 + 2\pi r h}\text{,} \) som i videoen Volum og Overflate. Her er det formelen i oppgaven som gjelder.
Metode: Med kalkulator
1. Finn høyden
Vi deler begge sider av volumformelen på \( \pi r^2\text{:} \)
\[ \begin{aligned} \pi r^2 h &= 450 \\ h &= \dfrac{450}{\pi r^2} \end{aligned} \]
Vi setter inn radiusene med kalkulator:
\[ \begin{aligned} r = \textcolor{blue}{4}&: \quad h = \dfrac{450}{\pi \cdot \textcolor{blue}{4}^2} \approx \textcolor{red}{8{,}952} \\ r = \textcolor{blue}{6}&: \quad h = \dfrac{450}{\pi \cdot \textcolor{blue}{6}^2} \approx \textcolor{red}{3{,}979} \\ r = \textcolor{blue}{8}&: \quad h = \dfrac{450}{\pi \cdot \textcolor{blue}{8}^2} \approx \textcolor{red}{2{,}238} \end{aligned} \]
2. Finn overflaten
Vi setter \( \textcolor{blue}{r} \) og \( \textcolor{red}{h} \) inn i \( {O = \pi \cdot r^2 + 2 \cdot \pi \cdot r \cdot h}\text{:} \)
\[ \begin{aligned} O &= \pi \cdot \textcolor{blue}{4}^2 + 2\pi \cdot \textcolor{blue}{4} \cdot \textcolor{red}{8{,}952} \approx 275{,}3 \\ O &= \pi \cdot \textcolor{blue}{6}^2 + 2\pi \cdot \textcolor{blue}{6} \cdot \textcolor{red}{3{,}979} \approx 263{,}1 \\ O &= \pi \cdot \textcolor{blue}{8}^2 + 2\pi \cdot \textcolor{blue}{8} \cdot \textcolor{red}{2{,}238} \approx 313{,}6 \end{aligned} \]
Merk – Ikke rund av for tidlig: Bruk alle desimalene til \( h \) fra kalkulatoren. Med \( {h = 9{,}0} \) blir overflaten for \( {r = 4} \) omtrent \( 276{,}5\text{,} \) ikke \( 275{,}3\text{.} \) Tallet \( 462{,}6 \) i oppgaven er også regnet med alle desimalene.
Metode: Med GeoGebra
1. Regn ut i CAS
Vi definerer høyden og overflaten som funksjoner av \( r \) og setter inn alle radiusene på en gang med en liste:
Skriv inn i GeoGebra:
h(r) := 450/(pi*r^2)
O(r) := pi*r^2 + 2*pi*r*h(r)
h({2, 4, 6, 8})
O({2, 4, 6, 8})
CAS gir de samme høydene og overflatene som med kalkulator, og også de to tallene i oppgaven for \( {r = 2}\text{.} \)
Isabel ønsker å lage en modell som viser overflaten av ulike bokser hun kan lage ved å endre radius.
Oppgave 5b)
Sett opp et funksjonsuttrykk Isabel kan bruke, og lag en grafisk framstilling som viser sammenhengen mellom radius og overflate.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 5b
Svar
Overflaten som funksjon av radien i cm, med en graf som synker til et bunnpunkt rundt og stiger igjen:
Vi setter uttrykket for \( h \) fra volumformelen inn i formelen for overflaten. Da får vi \( O \) som en funksjon av \( r \) alene.
Metode: Med kalkulator
1. Sett opp funksjonsuttrykket
Fra volumformelen er \( {\textcolor{red}{h} = \textcolor{red}{\dfrac{450}{\pi r^2}}}\text{.} \) Vi setter det inn i formelen for overflaten, slik arealet settes opp som en funksjon i videoen Oppgave 5B - Del 2 - 1T Eksamen Høst 2025:
\[ \begin{aligned} O(r) &= \pi r^2 + 2\pi r \cdot \textcolor{red}{\dfrac{450}{\pi r^2}} \\ O(r) &= \pi r^2 + \dfrac{900}{r} \end{aligned} \]Vi forkorter \( \pi \) og én \( r\text{,} \) og \( {2 \cdot 450 = 900}\text{.} \) Radien må være positiv, så \( {r > 0}\text{.} \)
2. Lag en verditabell og tegn grafen
Vi regner ut \( O(r) \) for noen verdier av \( r\text{,} \) avrundet til hele tall:
\[ \begin{array}{r|r} r & O(r) \\ \hline 1 & 903 \\ 2 & 463 \\ 3 & 328 \\ 4 & 275 \\ 5 & 259 \\ 6 & 263 \\ 8 & 314 \\ 10 & 404 \end{array} \]
Vi tegner punktene og trekker en glatt kurve gjennom dem:
Overflaten er stor for små \( r\text{,} \) blir minst rundt \( {r = 5} \) og vokser igjen for store \( r\text{.} \)
Metode: Med GeoGebra
1. Tegn grafen
Vi skriver inn funksjonen med \( x \) for radien og en definisjonsmengde:
Skriv inn i GeoGebra:
O(x) = pi*x^2 + 900/x, 0 < x < 12
Grafen viser at overflaten er minst når radien er litt over 5 cm.
Oppgave 5c)
Hvor stor må radius i boksene være for at overflaten skal bli minst mulig?
Hvor stor blir overflaten da?
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 5c
Svar
Avrundet til én desimal:
Vi bruker funksjonen fra b), \( {O(r) = \pi r^2 + \dfrac{900}{r}}\text{.} \) Ved følgefeil kan det gis full uttelling.
Minst overflate er bunnpunktet til \( O\text{.} \) Med kalkulator finner vi det der den deriverte er \( 0\text{,} \) og i GeoGebra med Min.
Metode: Med kalkulator
1. Deriver funksjonen
Vi skriver \( {\dfrac{900}{r} = 900 \cdot r^{-1}}\text{,} \) som i videoen Regneregler med Potenser. Potensregelen forteller oss at:
\[ (r^n)' = n \cdot r^{n - 1} \]Den gjelder for alle tall \( n\text{,} \) også \( {n = -1}\text{.} \) Hvis du er usikker på potensregelen, kan du se videoen Derivasjonsregler/Formler.
Vi deriverer ledd for ledd. \( \textcolor{blue}{\pi r^2} \) derivert blir \( \textcolor{blue}{\underline{2\pi r}}\text{,} \) og \( {\textcolor{red}{900r^{-1}}} \) derivert blir:
\[ 900 \cdot (-1) \cdot r^{-2} = \textcolor{red}{\underline{-\dfrac{900}{r^2}}} \]
Slår vi dette sammen, får vi:
\[ O'(r) = \textcolor{blue}{2\pi r} - \textcolor{red}{\dfrac{900}{r^2}} \]Du kan også derivere brøken med kvotientregelen, som i videoen Tangentlinje.
2. Sett den deriverte lik null
I bunnpunktet er \( {O'(r) = 0}\text{:} \)
\[ 2\pi r - \dfrac{900}{r^2} = 0 \]
Vi flytter brøken over, ganger begge sider med \( r^2 \) og deler på \( 2\pi\text{:} \)
\[ \begin{aligned} 2\pi r^3 &= 900 \\ r^3 &= \dfrac{450}{\pi} \\ r &= \sqrt[3]{\dfrac{450}{\pi}} \approx 5{,}2322 \end{aligned} \]
3. Vis at det er et bunnpunkt
Vi sjekker fortegnet til \( O'(r) \) på hver side:
\[ \begin{aligned} O'(5) &= 10\pi - 36 \approx -4{,}6 \\ O'(6) &= 12\pi - 25 \approx 12{,}7 \end{aligned} \]Overflaten minker før \( {r \approx 5{,}2322} \) og øker etter, så den er minst der.
4. Regn ut overflaten
Vi setter \( r \) inn i \( O(r) \) med alle desimalene fra kalkulatoren, ledd for ledd:
\[ \begin{aligned} \pi \cdot 5{,}2322^2 &\approx 86{,}00 \\ \dfrac{900}{5{,}2322} &\approx 172{,}01 \end{aligned} \]
Slår vi dette sammen, får vi:
\[ O \approx 86{,}00 + 172{,}01 \approx 258{,}0 \]Minst overflate får boksen med radius omtrent \( 5{,}2 \) cm, og da er overflaten omtrent \( 258{,}0\,\text{cm}^2\text{.} \)
Metode: Med GeoGebra
1. Finn bunnpunktet på grafen
Vi tegner grafen fra b) og finner bunnpunktet med Min, slik du finner et toppunkt med Maks i videoen Oppgave 5B - Del 2 - 1T Eksamen Høst 2025:
Skriv inn i GeoGebra:
O(x) = pi*x^2 + 900/x, 0 < x < 12
A = Min(O, 1, 12)
Bunnpunktet er \( {A \approx (5{,}2322,\ 258{,}0158)}\text{.} \) Minst overflate får boksen med radius omtrent \( 5{,}2 \) cm, og da er overflaten omtrent \( 258{,}0\,\text{cm}^2\text{.} \)
1T vår 2024 - Del 2 - med hjelpemidler
Oppgave 7
6 poeng
- Flere oppgaver om andregradsfunksjoner,
- Flere oppgaver om funksjoner,
- Flere oppgaver om topp- og bunnpunkter
Figuren ovenfor viser tre grafer som til sammen danner en lukket kurve.
• To av grafene har bunnpunkter som ligger på -aksen.
• Punktet og punktet har samme -koordinat.
Bruk tre ulike funksjoner og lag en tilsvarende figur slik at kravene i begge kulepunktene ovenfor er oppfylt.
Det skal gå klart fram av besvarelsen hvilke funksjonsuttrykk du har brukt.
Husk å forklare hvordan du har tenkt, og argumenter for at løsningen din er riktig.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 7
Svar
For eksempel disse tre, med bunnpunktene og på -aksen og
Vi velger en tredjegradsfunksjon og en andregradsfunksjon som begge har bunnpunkt på \( y \)-aksen, og en rett linje som lukker kurven. Så viser vi at kravene er oppfylt.
Metode: For hånd
1. Velg en tredjegradsfunksjon
Den øverste grafen i figuren har et toppunkt og så et bunnpunkt, som en tredjegradsfunksjon. Uten \( x \)-ledd blir \( {f'(0) = 0}\text{,} \) så vi velger:
\[ \textcolor{green}{f(x) = x^3 + 3x^2 + 4} \]
Potensregelen forteller oss at \( {(x^n)' = n \cdot x^{n - 1}}\text{,} \) som i videoen Derivasjonsregler/Formler. Vi deriverer ledd for ledd:
\[ f'(x) = 3x^2 + 6x = 3x(x + 2) \]Den deriverte er 0 i \( {x = -2} \) og \( {x = 0}\text{.} \) Rundt \( {x = 0} \) skifter den fra minus til pluss, så grafen har et bunnpunkt på \( y \)-aksen, i \( {B = (0, f(0)) = (0, 4)}\text{.} \)
2. Finn punktet A
\( A \) ligger på grafen til \( f \) og har samme \( y \)-koordinat som \( B\text{,} \) altså \( {f(x) = 4}\text{:} \)
\[ \begin{aligned} x^3 + 3x^2 + 4 &= 4 \\ x^2(x + 3) &= 0 \end{aligned} \]Det gir \( {x = 0}\text{,} \) som er \( B\text{,} \) og \( {x = -3}\text{.} \) Altså er \( {A = (-3, 4)}\text{.} \)
3. Velg en andregradsfunksjon
En parabel \( {x^2 + c} \) har bunnpunktet \( (0, c) \) på \( y \)-aksen, fordi \( {x^2 \ge 0}\text{.} \) Den skal gå gjennom \( A\text{:} \)
\[ \begin{aligned} (-3)^2 + c &= 4 \\ c &= -5 \end{aligned} \]Det gir \( {\textcolor{blue}{g(x) = x^2 - 5}} \) med bunnpunktet \( {C = (0, -5)}\text{.} \)
4. Lukk kurven med en linje
Vi lar \( f \) gå fra \( A \) til \( {x = 1}\text{,} \) der \( {f(1) = 8}\text{,} \) og \( g \) fra \( A \) til \( {x = 3}\text{,} \) der \( {g(3) = 4}\text{.} \) Linjen gjennom \( (1, 8) \) og \( (3, 4) \) har stigningstallet
\[ \dfrac{4 - 8}{3 - 1} = -2 \]Linjen \( {y = -2x + b} \) går gjennom \( (1, 8)\text{,} \) så \( {8 = -2 \cdot 1 + b} \) og \( {b = 10}\text{.} \) Det gir \( {\textcolor{red}{h(x) = -2x + 10}}\text{.} \)
5. Tegn figuren
Vi tegner \( \textcolor{green}{f} \) for \( {-3 \le x \le 1}\text{,} \) \( \textcolor{blue}{g} \) for \( {-3 \le x \le 3} \) og \( \textcolor{red}{h} \) for \( {1 \le x \le 3}\text{:} \)
Grafene henger sammen i \( A\text{,} \) i \( (1, 8) \) og i \( (3, 4)\text{,} \) så de danner en lukket kurve. Andre funksjoner er også riktige, for eksempel \( {f(x) = x^3 + 3x^2 + 1}\text{,} \) \( {g(x) = x^2 - 8} \) og \( {h(x) = -2x + 7}\text{.} \)
Metode: Med GeoGebra
1. Tegn grafene i GeoGebra
Vi skriver inn de tre funksjonene, hver med sitt intervall, og punktene \( A\text{,} \) \( B \) og \( C\text{:} \)
Skriv inn i GeoGebra:
f(x) = x^3 + 3x^2 + 4, -3 <= x <= 1
g(x) = x^2 - 5, -3 <= x <= 3
h(x) = -2x + 10, 1 <= x <= 3
A = (-3, 4)
B = (0, 4)
C = (0, -5)
Grafene danner en lukket kurve. \( f \) har bunnpunktet \( B \) og \( g \) bunnpunktet \( C\text{,} \) begge på \( y \)-aksen, og \( A \) og \( B \) har samme \( y \)-koordinat, 4.