Hopp til hovedinnholdet
Spar 15 % på abonnementet · kode LOCKIN15

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

derivasjon

Velger du flere tema, får du oppgavene som har alle sammen.

36 oppgaver i R1 om derivasjon · viser 31–36

Oppgavene

R1 høst 2023 - Del 1 - uten hjelpemidler

Oppgave 1

Deriver funksjonen
f(x)=x2⋅ln⁡x f(x) = x^2 \cdot \ln x
Vis løsning på oppgave 1

Svar

For x>0 {x > 0} er
f′(x)=2xln⁡x+x‾‾ \underline{\underline{f'(x) = 2x \ln x + x}}
Funksjonen er et produkt av to faktorer, \( x^2 \) og \( \ln x\text{.} \) Vi deriverer den derfor med produktregelen.
1. Skriv opp produktregelen Produktregelen forteller oss at: \[ (\textcolor{red}{u} \cdot \textcolor{blue}{v})' = \textcolor{red}{u'} \cdot \textcolor{blue}{v} + \textcolor{red}{u} \cdot \textcolor{blue}{v'} \]Hvis du er usikker på produktregelen, kan du se videoen Produktregelen.
For å unngå slurvefeil skriver vi opp hva \( \textcolor{red}{u}\text{,} \) \( \textcolor{red}{u'}\text{,} \) \( \textcolor{blue}{v} \) og \( \textcolor{blue}{v'} \) er. Siden \( {(\ln x)' = \dfrac{1}{x}}\text{,} \) som i videoen Derivasjonsregler/​Formler, får vi: \[ \begin{aligned} \textcolor{red}{u} &= \textcolor{red}{x^2} & \textcolor{red}{u'} &= \textcolor{red}{2x} \\ \textcolor{blue}{v} &= \textcolor{blue}{\ln x} & \textcolor{blue}{v'} &= \textcolor{blue}{\dfrac{1}{x}} \end{aligned} \]
2. Sett inn og forenkle Plugger vi dette inn i produktregelen, får vi: \[ f'(x) = \textcolor{red}{2x} \cdot \textcolor{blue}{\ln x} + \textcolor{red}{x^2} \cdot \textcolor{blue}{\dfrac{1}{x}} \]
Siden \( {\dfrac{x^2}{x} = x}\text{,} \) blir det siste leddet bare \( x\text{:} \) \[ f'(x) = 2x \ln x + x \]

R1 høst 2023 - Del 1 - uten hjelpemidler

Oppgave 4

Funksjonen f f er gitt ved
f(x)=2x2−9x−2 f(x) = 2x^2 - 9x - 2
Egil ønsker å lage et program som regner ut koordinatene til bunnpunktet på grafen til f. f\text{.} Han har skrevet koden nedenfor.

Oppgave 4a)

Forklar hvilken strategi Egil har brukt.
Vis løsning på oppgave 4a
Svar
Egil tilnærmer den deriverte med df \texttt{df} og går mot høyre fra a=0 {a = 0} i steg på 1 1 så lenge den er negativ:
Han stopper na˚r df(a,h)≥0‾‾ \underline{\underline{\text{Han stopper når } \texttt{df}(a, h) \ge 0}}
Vi leser programmet linje for linje: først hva funksjonen \( \texttt{df} \) regner ut, og så hva løkka gjør med den.
1. Les hva df regner ut Linje 1 og 2 definerer \( {f(x) = 2x^2 - 9x - 2}\text{,} \) og linje 4 og 5 definerer: \[ \textcolor{red}{\texttt{df}(x, h)} = \dfrac{f(x + h) - f(x)}{h} \]
Brøken er stigningstallet til linja gjennom punktene \( (x, f(x)) \) og \( {(x + h, f(x + h))} \) på grafen. Den deriverte er grenseverdien av den samme brøken når \( h \) går mot \( 0\text{:} \) \[ f'(x) = \lim_{h \to 0} \dfrac{f(x + h) - f(x)}{h} \]Hvis du er usikker på definisjonen, kan du se videoen Definisjonen til den deriverte.
Linje 7 setter \( {h = 0{,}001}\text{,} \) en svært liten \( h\text{.} \) Da er \( \textcolor{red}{\texttt{df}(x, h)} \) nesten lik \( f'(x)\text{.} \)
2. Forklar løkka Linje 8 starter med \( {a = 0}\text{.} \) Løkka i linje 10 og 11 øker \( a \) med \( 1 \) så lenge \( {\textcolor{red}{\texttt{df}(a, h)} < 0}\text{,} \) altså så lenge den deriverte er negativ og grafen synker.
Når \( \textcolor{red}{\texttt{df}(a, h)} \) ikke lenger er negativ, har grafen sluttet å synke. Da stopper løkka, og linje 13 skriver ut \( (a, f(a)) \) som bunnpunktet. Det bygger på at bunnpunktet ligger der den deriverte går fra negativ til positiv, som i videoen Oppgave 2C - Del 1 - R1/S1 Eksamen Vår 2026.
Svaret han får, er ikke riktig.

Oppgave 4b)

Foreslå en endring i koden som vil gi Egil et riktigere svar.
Vis løsning på oppgave 4b
Svar
Med linje 11 endret til a = a + h {\texttt{a = a + h}} går a a i steg på 0,001: 0{,}001\text{:}
Utskrift≈(2,25; −12,125)‾‾ \underline{\underline{\text{Utskrift} \approx (2{,}25;\ -12{,}125)}}
Vi bruker forklaringen av programmet fra a).
Løkka tar steg på \( 1\text{,} \) så den kan bare stoppe i hele tall. Bunnpunktet ligger ikke i et helt tall, så vi gjør steget mindre.
1. Finn det riktige bunnpunktet Potensregelen \( {(x^n)' = n \cdot x^{n - 1}} \) gir \( {f'(x) = 4x - 9}\text{,} \) som i videoen Derivasjonsregler/​Formler. Bunnpunktet ligger der den deriverte er \( 0\text{:} \) \[ \begin{aligned} 4x - 9 &= 0 \\ x &= \textcolor{green}{\dfrac{9}{4}} \end{aligned} \]
Vi setter \( {x = \textcolor{green}{\dfrac{9}{4}}} \) inn i \( f(x)\text{:} \) \[ \begin{aligned} f\left(\dfrac{9}{4}\right) &= 2 \cdot \dfrac{81}{16} - 9 \cdot \dfrac{9}{4} - 2 \\ f\left(\dfrac{9}{4}\right) &= \dfrac{81}{8} - \dfrac{162}{8} - \dfrac{16}{8} = -\dfrac{97}{8} \end{aligned} \]Bunnpunktet er \( {\left(\textcolor{green}{\dfrac{9}{4}},\ -\dfrac{97}{8}\right)}\text{,} \) altså \( {(\textcolor{green}{2{,}25};\ -12{,}125)}\text{.} \)
2. Se hvorfor svaret blir feil Den deriverte er negativ i \( {\textcolor{blue}{a = 2}}\text{,} \) siden \( {\textcolor{blue}{4 \cdot 2 - 9 = -1}}\text{,} \) og positiv i \( {\textcolor{red}{a = 3}}\text{,} \) siden \( {\textcolor{red}{4 \cdot 3 - 9 = 3}}\text{.} \) Løkka hopper derfor over \( {\textcolor{green}{x = 2{,}25}} \) og stopper i \( {\textcolor{red}{a = 3}}\text{,} \) der \( {f(3) = -11}\text{.} \)
3. Gjør steget mindre Vi endrer linje 11 slik at \( a \) øker med \( {h = 0{,}001} \) i stedet for \( 1\text{:} \)
Nå stopper løkka høyst \( 0{,}001 \) fra \( {\textcolor{green}{x = 2{,}25}}\text{,} \) og programmet skriver ut omtrent \( {(2{,}25;\ -12{,}125)}\text{.} \) Et annet lite steg, for eksempel \( 0{,}01\text{,} \) gir også et riktigere svar.

R1 høst 2023 - Del 2 - med hjelpemidler

Oppgave 1

Tabellen nedenfor viser konsentrasjonen, i millimol per liter (mmol/L), av et stoff, t t sekunder etter at en kjemisk reaksjon startet. Når det har gått lang tid, vil konsentrasjonen av stoffet stabilisere seg på 2,5 mmol/L. 2{,}5\,\text{mmol/L}\text{.}
Tid(s)Konsentrasjon(mmol/L)Konsentrasjon− 2,5(mmol/L)00−2,5100,28−2,22200,53−1,97300,76−1,74400,95−1,55501,13−1,37601,28−1,22 \begin{array}{r|r|r} \small \begin{matrix} \text{Tid} \\ (\text{s}) \end{matrix} & \small \begin{matrix} \text{Konsentrasjon} \\ (\text{mmol/L}) \end{matrix} & \small \begin{matrix} \text{Konsentrasjon} \\ -\ 2{,}5 \\ (\text{mmol/L}) \end{matrix} \\ \hline 0 & 0 & -2{,}5 \\ 10 & 0{,}28 & -2{,}22 \\ 20 & 0{,}53 & -1{,}97 \\ 30 & 0{,}76 & -1{,}74 \\ 40 & 0{,}95 & -1{,}55 \\ 50 & 1{,}13 & -1{,}37 \\ 60 & 1{,}28 & -1{,}22 \end{array}

Oppgave 1a)

Bruk blant annet regresjon til å vise at funksjonen f f gitt ved
f(t)=2,5−2,5⋅0,99t f(t) = 2{,}5 - 2{,}5 \cdot 0{,}99^t
er en god modell for konsentrasjonen av stoffet t t sekunder etter at reaksjonen startet.
Vis løsning på oppgave 1a
Svar
Regresjonen på 2,5−K {2{,}5 - K} gir 2,5006⋅0,9881t, {2{,}5006 \cdot 0{,}9881^t}\text{,} som med to desimaler gir:
K≈2,5−2,5⋅0,99t=f(t)‾‾ \underline{\underline{K \approx 2{,}5 - 2{,}5 \cdot 0{,}99^t = f(t)}}
Den nederste raden viser hvor langt konsentrasjonen er fra \( 2{,}5\text{.} \) Vi bytter fortegn, bruker eksponentiell regresjon og sammenligner med \( f\text{.} \)
Merk – Eksamen uten PC fra 2027: Uten PC kan vi ikke gjøre regresjon. Øv heller på b) og c) med modellen \( f \) fra oppgaven, med kalkulator.
Metode: Med GeoGebra
1. Legg punktene inn i GeoGebra Vi kaller konsentrasjonen \( K\text{.} \) Tallene i den nederste raden er \( {K - 2{,}5}\text{,} \) og de er negative. Eksponentiell regresjon trenger positive tall, så vi bytter fortegn og bruker \( {\textcolor{blue}{2{,}5 - K}}\text{:} \) \( 2{,}5\text{,} \) \( 2{,}22\text{,} \) \( 1{,}97 \) og så videre.
Vi skriver tiden i kolonne A og \( {\textcolor{blue}{2{,}5 - K}} \) i kolonne B i regnearket, markerer tallene og lager en liste med punkt, som i videoen Oppgave 1A - Del 2 - R1 Eksamen Høst 2025. Lista får navnet \( l_1\text{.} \)
2. Kjør eksponentiell regresjon Eksponentiell regresjon finner de tallene for \( \textcolor{red}{a} \) og \( \textcolor{green}{b} \) i \( {\textcolor{red}{a} \cdot \textcolor{green}{b}^t} \) som gjør at grafen går så nær punktene som mulig, som i videoen Oppgave 1A - Del 2 - R1 Eksamen Høst 2025. Kommandoen heter RegEksp, og GeoGebra bruker \( x \) der vi bruker \( t\text{:} \)
Skriv inn i GeoGebra: g(x) = RegEksp(l1)
Regresjonen gir \( {\textcolor{red}{a} \approx \textcolor{red}{2{,}5006}} \) og \( {\textcolor{green}{b} \approx \textcolor{green}{0{,}9881}}\text{.} \) Med to desimaler er det: \[ \textcolor{blue}{2{,}5 - K} \approx \textcolor{red}{2{,}50} \cdot \textcolor{green}{0{,}99}^t \]
3. Sammenlign med modellen Vi løser for \( K \) og får modellen fra oppgaven: \[ K \approx 2{,}5 - 2{,}5 \cdot 0{,}99^t = f(t) \]
Modellen stemmer også med teksten. Siden \( {0{,}99^0 = 1}\text{,} \) er \( {f(0) = 2{,}5 - 2{,}5 = 0}\text{,} \) som i tabellen. Når \( t \) vokser, går \( 0{,}99^t \) mot \( 0\text{,} \) fordi \( {0{,}99 < 1}\text{.} \) Da går \( f(t) \) mot \( 2{,}5\text{,} \) der konsentrasjonen stabiliserer seg.

Oppgave 1b)

Hvor lang tid vil det ta før konsentrasjonen er 2,0 mmol/L? 2{,}0\,\text{mmol/L}\text{?}
Vis løsning på oppgave 1b
Svar
Avrundet til hele sekunder:
Det tar omtrent 160 s‾‾ \underline{\underline{\text{Det tar omtrent } 160\,\text{s}}}
Selv om du ikke fikk til a), kan du løse denne: modellen \( f \) står i oppgaveteksten.
Vi setter \( {f(t) = 2{,}0}\text{,} \) får potensen \( 0{,}99^t \) alene og tar \( \ln \) på begge sider.
Metode: Med kalkulator
1. Få potensen alene Modellen fra oppgaveteksten er: \[ f(t) = 2{,}5 - 2{,}5 \cdot 0{,}99^t \]
Vi setter \( {f(t) = 2{,}0}\text{:} \) \[ 2{,}5 - 2{,}5 \cdot 0{,}99^t = 2{,}0 \]
Vi trekker fra \( 2{,}5 \) på begge sider og deler på \( {-2{,}5}\text{:} \) \[ \begin{aligned} -2{,}5 \cdot 0{,}99^t &= -0{,}5 \\ 0{,}99^t &= 0{,}2 \end{aligned} \]
2. Ta ln på begge sider Vi tar \( \ln \) på begge sider. Logaritmeregelen for potenser forteller oss at: \[ \ln\left(a^{\textcolor{green}{b}}\right) = \textcolor{green}{b} \cdot \ln a \quad \text{for } a > 0 \]Den flytter \( \textcolor{green}{t} \) ned fra eksponenten, som i videoen Oppgave 5B - Del 1 - R1 Eksamen Vår 2026.
Det gir oss: \[ \begin{aligned} \textcolor{green}{t} \cdot \ln 0{,}99 &= \ln 0{,}2 \\ t &= \dfrac{\ln 0{,}2}{\ln 0{,}99} \approx 160{,}14 \end{aligned} \]Konsentrasjonen er \( 2{,}0\,\text{mmol/L} \) etter omtrent \( 160 \) sekunder.
Metode: Med GeoGebra
1. Løs likningen i CAS Vi skriver modellen inn i CAS og løser \( {f(t) = 2} \) med knappen ≈:
Skriv inn i GeoGebra: f(t) := 2.5 - 2.5*0.99^t Løs(f(t) = 2, t)
CAS gir \( {t \approx 160{,}1377}\text{.} \) Konsentrasjonen er \( 2{,}0\,\text{mmol/L} \) etter omtrent \( 160 \) sekunder.

Oppgave 1c)

Hvor lang tid vil det ta før konsentrasjonen øker med mindre enn 0,001 mmol/L 0{,}001\,\text{mmol/L} per sekund?
Vis løsning på oppgave 1c
Svar
Avrundet til hele sekunder:
Etter omtrent 321 s‾‾ \underline{\underline{\text{Etter omtrent } 321\,\text{s}}}
Selv om du ikke fikk til a), kan du løse denne: modellen \( f \) står i oppgaveteksten.
Hvor fort konsentrasjonen øker, er den deriverte \( f'(t)\text{.} \) Vi finner når \( {f'(t) = 0{,}001}\text{,} \) og ser at \( f'(t) \) avtar.
Metode: Med kalkulator
1. Deriver modellen Modellen fra oppgaveteksten er: \[ f(t) = 2{,}5 - 2{,}5 \cdot \textcolor{green}{0{,}99^t} \]
Vi skriver \( {\textcolor{green}{0{,}99^t} = e^{t \cdot \ln 0{,}99}}\text{.} \) Da gir kjerneregelen for \( e \) opphøyd i en kjerne, som i videoen Derivasjonsregler/​Formler: \[ \left(\textcolor{green}{0{,}99^t}\right)' = \textcolor{green}{0{,}99^t} \cdot \ln 0{,}99 \]
Konstanten \( 2{,}5 \) har derivert \( 0\text{,} \) så: \[ f'(t) = -2{,}5 \cdot \ln 0{,}99 \cdot \textcolor{green}{0{,}99^t} \]Siden \( {\ln 0{,}99 < 0}\text{,} \) er \( {f'(t) > 0}\text{,} \) og den avtar når \( t \) øker, fordi \( \textcolor{green}{0{,}99^t} \) avtar.
2. Finn når økningen blir så liten Vi setter \( {f'(t) = 0{,}001} \) og deler på \( {-2{,}5 \cdot \ln 0{,}99}\text{:} \) \[ \textcolor{green}{0{,}99^t} = \dfrac{0{,}001}{-2{,}5 \cdot \ln 0{,}99} \approx 0{,}0398 \]
Vi tar \( \ln \) på begge sider, som i b), og regner med alle desimalene på kalkulatoren: \[ t = \dfrac{\ln 0{,}0398\ldots}{\ln 0{,}99} \approx 320{,}8 \]Etter det er \( {f'(t) < 0{,}001}\text{,} \) fordi \( f'(t) \) avtar. Det tar altså omtrent \( 321 \) sekunder.
Metode: Med GeoGebra
1. Løs likningen i CAS Vi lar CAS derivere modellen og løser \( {f'(t) = 0{,}001} \) med knappen ≈:
Skriv inn i GeoGebra: f(t) := 2.5 - 2.5*0.99^t f'(t) Løs(f'(t) = 0.001, t)
CAS gir \( {t \approx 320{,}775}\text{.} \) Siden \( f'(t) \) avtar, øker konsentrasjonen med mindre enn \( 0{,}001\,\text{mmol/L} \) per sekund etter omtrent \( 321 \) sekunder.

R1 høst 2023 - Del 2 - med hjelpemidler

Oppgave 2

Funksjonen f f er gitt ved
f(x)={−x2+(2+k)x,x<kx2+(2−k)x,x≥k f(x) = \begin{cases} -x^2 + (2 + k)x, & x < k \\ x^2 + (2 - k)x, & x \ge k \end{cases}
der k∈R. k \in \mathbb{R}\text{.}

Oppgave 2a)

Forklar at f f er en kontinuerlig funksjon for alle verdier av k. k\text{.}
Vis løsning på oppgave 2a
Svar
Begge uttrykkene gir 2k 2k i skjøten x=k, {x = k}\text{,} uansett hva k k er:
f er kontinuerlig‾‾ \underline{\underline{f \text{ er kontinuerlig}}}
Hver del er et andregradsuttrykk, så grafen kan bare gjøre et sprang i skjøten \( {x = k}\text{.} \) Vi viser at begge uttrykkene gir samme verdi der.
Metode: For hånd
1. Skriv opp kravet \( f \) er kontinuerlig i \( {x = k} \) når grenseverdiene fra begge sider er lik funksjonsverdien: \[ \lim_{x \to k^-} f(x) = \lim_{x \to k^+} f(x) = f(k) \]For en delt forskrift betyr det at uttrykkene på hver side gir samme verdi i skjøten, som i videoen For hvilke verdier av a blir f en kontinuerlig funksjon.
2. Sett inn skjøten i begge uttrykkene Fra venstre gjelder det øverste uttrykket: \[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{-k^2 + (2 + k)k} &= -k^2 + 2k + k^2 \\ &= \textcolor{blue}{2k} \end{aligned} \]
Det nederste uttrykket gjelder for \( {x \ge k}\text{,} \) så det gir både \( f(k) \) og grensen fra høyre: \[ \begin{aligned} \textcolor{red}{k^2 + (2 - k)k} &= k^2 + 2k - k^2 \\ &= \textcolor{red}{2k} \end{aligned} \]
Begge uttrykkene gir \( 2k\text{,} \) uansett hva \( k \) er. Delene møtes altså i punktet \( (k, 2k)\text{,} \) og \( f \) er kontinuerlig for alle verdier av \( k\text{.} \)

Oppgave 2b)

Bestem k k slik at f f blir deriverbar i x=k. {x = k}\text{.}
Vis løsning på oppgave 2b
Svar
k=0‾‾ \underline{\underline{k = 0}}
Selv om du ikke fikk til a), kan du løse denne: at \( f \) er kontinuerlig, står i oppgaveteksten til a).
Delene møtes i \( {x = k}\text{.} \) Da er \( f \) deriverbar der når de to uttrykkene også har samme derivert i \( {x = k}\text{.} \)
Metode: For hånd
1. Deriver begge uttrykkene En delt forskrift er deriverbar i skjøten når den er kontinuerlig der og uttrykkene på hver side har samme derivert, som i videoen Oppgave 2B - Del 2 - R1 Eksamen Høst 2025.
Med potensregelen, \( {(x^n)' = n \cdot x^{n - 1}}\text{,} \) deriverer vi hvert uttrykk: \[ \begin{aligned} \left(-x^2 + (2 + k)x\right)' &= \textcolor{blue}{-2x + 2 + k} \\ \left(x^2 + (2 - k)x\right)' &= \textcolor{red}{2x + 2 - k} \end{aligned} \]
I \( {x = k} \) gir de den deriverte fra venstre og fra høyre: \[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{-2k + 2 + k} &= \textcolor{blue}{2 - k} \\ \textcolor{red}{2k + 2 - k} &= \textcolor{red}{k + 2} \end{aligned} \]
2. Sett de deriverte like De deriverte fra hver side må være like: \[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{2 - k} &= \textcolor{red}{k + 2} \\ -2k &= 0 \\ k &= 0 \end{aligned} \]Da er den deriverte \( 2 \) fra begge sider.

Oppgave 2c)

For hvilke verdier av k k har f f en omvendt funksjon?
Vis løsning på oppgave 2c
Svar
f f vokser hele tiden nøyaktig når
−2≤k≤2‾‾ \underline{\underline{-2 \le k \le 2}}
Vi bruker de deriverte fra b). Ved følgefeil kan det gis full uttelling.
\( f \) har en omvendt funksjon når hver \( y \)-verdi kommer fra bare én \( x \)-verdi. \( f \) er kontinuerlig, så da må grafen vokse hele tiden.
Metode: For hånd
1. Skriv opp kravet For å finne den omvendte funksjonen løser vi \( {y = f(x)} \) for \( x\text{,} \) som i videoen Oppgave 5B - Del 1 - R1 Eksamen Vår 2026. Det går bare når ulike \( x \) gir ulike \( y\text{:} \) \[ x_1 \neq x_2 \quad \Rightarrow \quad f(x_1) \neq f(x_2) \]For en kontinuerlig funksjon betyr det at den hele tiden vokser eller hele tiden avtar. Langt til venstre vokser \( {-x^2 + (2 + k)x}\text{,} \) så \( f \) må vokse hele tiden.
2. Finn når begge delene vokser I b) fant vi de deriverte på hver side: \[ \begin{aligned} x < k\text{:} \quad & \textcolor{blue}{-2x + 2 + k} \\ x > k\text{:} \quad & \textcolor{red}{2x + 2 - k} \end{aligned} \]
\( {\textcolor{blue}{-2x + 2 + k}} \) blir mindre når \( x \) øker. For \( {x < k} \) er den derfor større enn verdien i \( {x = k}\text{,} \) som er \( {\textcolor{blue}{2 - k}}\text{.} \) Den venstre delen vokser hele tiden når: \[ \textcolor{blue}{2 - k} \ge 0 \quad \Leftrightarrow \quad k \le 2 \]
\( {\textcolor{red}{2x + 2 - k}} \) blir større når \( x \) øker, så for \( {x > k} \) er den større enn \( {\textcolor{red}{k + 2}}\text{.} \) Den høyre delen vokser hele tiden når: \[ \textcolor{red}{k + 2} \ge 0 \quad \Leftrightarrow \quad k \ge -2 \]
3. Sjekk verdiene utenfor Delene møtes i \( {x = k}\text{,} \) så når begge vokser, vokser \( f \) hele tiden. Det gjelder når \( {-2 \le k \le 2}\text{.} \)
Er \( {k > 2}\text{,} \) er den deriverte \( {\textcolor{blue}{-2x + 2 + k}} \) negativ like til venstre for \( {x = k}\text{,} \) så grafen snur. For eksempel gir \( {k = 3} \) at \( {f(2) = f(3) = 6}\text{.} \) På samme måte snur grafen like til høyre for \( {x = k} \) når \( {k < -2}\text{.} \) Da har \( f \) ingen omvendt funksjon.

R1 høst 2023 - Del 2 - med hjelpemidler

Oppgave 3

La f f være en tredjegradsfunksjon.
Avgjør for hver av påstandene nedenfor om den er sann eller usann. Begrunn svaret.

Oppgave 3a)

Påstand 1: Grafen til f f har minst ett ekstremalpunkt.
Vis løsning på oppgave 3a
Svar
f(x)=x3+x {f(x) = x^3 + x} har f′(x)=3x2+1>0 {f'(x) = 3x^2 + 1 > 0} og ingen ekstremalpunkter:
Pa˚standen er usann‾‾ \underline{\underline{\text{Påstanden er usann}}}
Påstanden gjelder alle tredjegradsfunksjoner. Ekstremalpunkter kan bare ligge der \( {f'(x) = 0}\text{,} \) så vi ser etter en tredjegradsfunksjon der den deriverte aldri er null.
Metode: For hånd
1. Deriver tredjegradsfunksjonen Oppgaven var også med på S1-eksamen høsten 2023, og du kan se den løst i videoen Oppgave 6A (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023.
En tredjegradsfunksjon kan skrives \( {f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d} \) med \( {a \neq 0}\text{.} \) Med potensregelen, \( {(x^n)' = n \cdot x^{n - 1}}\text{,} \) er: \[ f'(x) = 3ax^2 + 2bx + c \]Den deriverte er et andregradsuttrykk.
2. Se når den deriverte er null Bokstavene \( a\text{,} \) \( b \) og \( c \) er brukt, så vi kaller koeffisientene i \( f'(x) \) for \( {\textcolor{blue}{p} = 3a}\text{,} \) \( {\textcolor{red}{q} = 2b} \) og \( {\textcolor{green}{r} = c}\text{.} \) Med abc-formelen har \( {f'(x) = 0} \) løsningene: \[ x = \dfrac{-\textcolor{red}{q} \pm \sqrt{\textcolor{red}{q}^2 - 4\textcolor{blue}{p}\textcolor{green}{r}}}{2\textcolor{blue}{p}} \]Hvis du er usikker på den, kan du se videoen Andregradslikninger & abc-formelen.
Er tallet under rottegnet negativt, finnes det ingen løsning, som i videoen Andregradslikninger & abc-formelen. Da er \( f'(x) \) aldri null, og grafen har ingen ekstremalpunkter.
3. Finn et moteksempel Vi velger \( {f(x) = x^3 + x}\text{.} \) Da er: \[ f'(x) = 3x^2 + 1 \]Her er \( {\textcolor{blue}{p} = \textcolor{blue}{3}}\text{,} \) \( {\textcolor{red}{q} = \textcolor{red}{0}} \) og \( {\textcolor{green}{r} = \textcolor{green}{1}}\text{,} \) så tallet under rottegnet er \( {\textcolor{red}{0}^2 - 4 \cdot \textcolor{blue}{3} \cdot \textcolor{green}{1} = -12 < 0}\text{.} \)
Siden \( {x^2 \ge 0}\text{,} \) er \( {f'(x) \ge 1} \) for alle \( x\text{.} \) Grafen stiger hele tiden og har ingen ekstremalpunkter. Det er et moteksempel, så påstanden er usann.

Oppgave 3b)

Påstand 2: Alle linjer på formen y=ax+b, {y = ax + b}\text{,} der a,b∈R, a, b \in \mathbb{R}\text{,} vil skjære grafen til f. f\text{.}
Vis løsning på oppgave 3b
Svar
f(x) f(x) minus linja er en tredjegradsfunksjon, og den har alltid minst ett nullpunkt:
Pa˚standen er sann‾‾ \underline{\underline{\text{Påstanden er sann}}}
Linja skjærer grafen der \( f(x) \) er lik linja. Samler vi alt på én side, får vi en tredjegradslikning, og en tredjegradsfunksjon har alltid minst ett nullpunkt.
Metode: For hånd
1. Se hvor grafen kommer fra Oppgaven var også med på S1-eksamen høsten 2023, og du kan se den løst i videoen Oppgave 6B (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023.
Vi skriver \( {f(x) = \textcolor{blue}{a}x^3 + bx^2 + cx + d} \) med \( {\textcolor{blue}{a} \neq 0}\text{.} \) Når \( x \) blir stor i tallverdi, bestemmer leddet \( \textcolor{blue}{a}x^3 \) hvor grafen går. Er \( {\textcolor{blue}{a} > 0}\text{,} \) er: \[ \begin{aligned} \lim_{x \to -\infty} f(x) &= -\infty \\ \lim_{x \to \infty} f(x) &= \infty \end{aligned} \]Er \( {\textcolor{blue}{a} < 0}\text{,} \) er det omvendt.
Grafen henger sammen, så på veien fra \( {-\infty} \) til \( \infty \) må den krysse \( x \)-aksen minst én gang. En tredjegradsfunksjon har altså alltid minst ett nullpunkt.
2. Sett funksjonen lik linja Bokstavene \( a \) og \( b \) er brukt i \( f\text{,} \) så vi skriver linja \( {y = kx + m}\text{.} \) Den skjærer grafen der \( {f(x) = kx + m}\text{,} \) altså der \( {g(x) = 0} \) med: \[ \begin{aligned} g(x) &= f(x) - kx - m \\ &= \textcolor{blue}{a}x^3 + bx^2 \\ &\quad + (c - k)x + (d - m) \end{aligned} \]
\( g \) er en tredjegradsfunksjon, fordi \( {\textcolor{blue}{a} \neq 0}\text{.} \) Den har minst ett nullpunkt, så linja skjærer grafen minst én gang, uansett hva \( k \) og \( m \) er. Påstanden er derfor sann.

Oppgave 3c)

Påstand 3: Dersom grafen til f f har et vendepunkt for x=3, {x = 3}\text{,} er f′(1)=f′(5). {f'(1) = f'(5)}\text{.}
Vis løsning på oppgave 3c
Svar
Vendepunktet gir f′′(3)=0, {f''(3) = 0}\text{,} og da er f′(1)=f′(5): {f'(1) = f'(5)}\text{:}
Pa˚standen er sann‾‾ \underline{\underline{\text{Påstanden er sann}}}
Et vendepunkt ligger der \( {f''(x) = 0}\text{.} \) Vi deriverer \( f \) to ganger, bruker at \( {f''(3) = 0}\text{,} \) og regner ut \( f'(1) \) og \( f'(5)\text{.} \)
Metode: For hånd
1. Deriver to ganger Oppgaven var også med på S1-eksamen høsten 2023, og du kan se den løst i videoen Oppgave 6C (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023.
Med \( {f(x) = \textcolor{blue}{a}x^3 + \textcolor{red}{b}x^2 + cx + d} \) og potensregelen, \( {(x^n)' = n \cdot x^{n - 1}}\text{,} \) er: \[ \begin{aligned} f'(x) &= 3\textcolor{blue}{a}x^2 + 2\textcolor{red}{b}x + c \\ f''(x) &= 6\textcolor{blue}{a}x + 2\textcolor{red}{b} \end{aligned} \]
2. Bruk vendepunktet Vendepunktet i \( {x = 3} \) gir \( {f''(3) = 0}\text{:} \) \[ \begin{aligned} 6\textcolor{blue}{a} \cdot 3 + 2\textcolor{red}{b} &= 0 \\ \textcolor{red}{b} &= -9\textcolor{blue}{a} \end{aligned} \]
3. Regn ut de to deriverte Vi setter inn \( {x = 1} \) og \( {\textcolor{red}{b} = -9\textcolor{blue}{a}} \) i \( f'(x)\text{:} \) \[ \begin{aligned} f'(1) &= 3\textcolor{blue}{a} + 2\textcolor{red}{b} + c \\ f'(1) &= 3\textcolor{blue}{a} - 18\textcolor{blue}{a} + c = c - 15\textcolor{blue}{a} \end{aligned} \]
Og så \( {x = 5}\text{:} \) \[ \begin{aligned} f'(5) &= 75\textcolor{blue}{a} + 10\textcolor{red}{b} + c \\ f'(5) &= 75\textcolor{blue}{a} - 90\textcolor{blue}{a} + c = c - 15\textcolor{blue}{a} \end{aligned} \]
Begge er \( {c - 15\textcolor{blue}{a}}\text{,} \) så \( {f'(1) = f'(5)}\text{,} \) og påstanden er sann. Det passer med at grafen til \( f' \) er en parabel med toppunkt eller bunnpunkt i \( {x = 3}\text{,} \) og 1 og 5 ligger like langt fra 3.

R1 høst 2023 - Del 2 - med hjelpemidler

Oppgave 6

I 1823 viste matematikeren Augustin Louis Cauchy følgende setning:
Anta at en funksjon f f er kontinuerlig i det lukkede intervallet [a,b] [a, b] og deriverbar i det åpne intervallet ⟨a,b⟩. \langle a, b \rangle\text{.} Da finnes en c∈⟨a,b⟩ c \in \langle a, b \rangle slik at
f′(c)=f(b)−f(a)b−a f'(c) = \dfrac{f(b) - f(a)}{b - a}
La f(x)=x2+3x+1. {f(x) = x^2 + 3x + 1}\text{.}

Oppgave 6a)

Bestem c c når a=1 {a = 1} og b=3. {b = 3}\text{.}
Vis løsning på oppgave 6a
Svar
c=2‾‾ \underline{\underline{c = 2}}
Vi regner ut brøken på høyre side med \( {a = 1} \) og \( {b = 3}\text{,} \) og finner \( c \) der den deriverte er lik brøken.
Metode: For hånd
1. Regn ut brøken Brøken \( {\dfrac{f(b) - f(a)}{b - a}} \) er stigningstallet til linja gjennom \( (a, f(a)) \) og \( (b, f(b))\text{,} \) endringen i \( y \) delt på endringen i \( x\text{,} \) som i videoen Definisjonen til den deriverte. Vi regner ut funksjonsverdiene: \[ \begin{aligned} f(\textcolor{blue}{1}) &= 1 + 3 + 1 = \textcolor{blue}{5} \\ f(\textcolor{red}{3}) &= 9 + 9 + 1 = \textcolor{red}{19} \end{aligned} \]
Det gir: \[ \dfrac{f(\textcolor{red}{3}) - f(\textcolor{blue}{1})}{\textcolor{red}{3} - \textcolor{blue}{1}} = \dfrac{\textcolor{red}{19} - \textcolor{blue}{5}}{2} = 7 \]
2. Finn c Med potensregelen, \( {(x^n)' = n \cdot x^{n - 1}}\text{,} \) som i videoen Derivasjonsregler/​Formler, er \( {f'(x) = 2x + 3}\text{.} \) Vi setter \( {f'(c) = 7}\text{:} \) \[ \begin{aligned} 2c + 3 &= 7 \\ 2c &= 4 \\ c &= 2 \end{aligned} \]Det ligger i \( \langle 1, 3 \rangle\text{,} \) som setningen sier.

Oppgave 6b)

Lag et program som bestemmer c, c\text{,} når du gir verdier til a a og b. b\text{.}
Vis løsning på oppgave 6b
Svar
Vi gjør det samme som i a), men med \( a \) og \( b \) som bokstaver.
Programmet regner ut brøken på høyre side og løser \( {f'(c) =} \) brøken, slik vi gjorde for hånd i a).
Merk – Eksamen uten PC fra 2027: Uten PC kan du ikke kjøre programmet. Øv heller på å skrive og lese slike programmer på papir: en funksjon og noen regnelinjer.
Metode: Med Python
1. Løs likningen for c Vi kaller brøken \( \textcolor{blue}{m}\text{:} \) \[ \textcolor{blue}{m} = \dfrac{f(b) - f(a)}{b - a} \]
I a) fant vi \( {f'(x) = 2x + 3}\text{.} \) Da gir \( {f'(c) = \textcolor{blue}{m}} \) at: \[ \begin{aligned} 2c + 3 &= \textcolor{blue}{m} \\ c &= \dfrac{\textcolor{blue}{m} - 3}{2} \end{aligned} \]
2. Skriv programmet Programmet står i svaret. Linje 1 og 2 definerer funksjonen \( f\text{,} \) som i videoen Oppgave 5B - Del 1 - R1 Eksamen Høst 2025. I linje 4 og 5 gir vi verdier til \( a \) og \( b\text{.} \)
Linje 7 regner ut \( \textcolor{blue}{m}\text{,} \) linje 9 regner ut \( {c = \dfrac{\textcolor{blue}{m} - 3}{2}}\text{,} \) og linje 11 skriver ut \( c\text{.} \) Med \( {a = 1} \) og \( {b = 3} \) skriver programmet ut \( {c = 2}\text{,} \) som i a). Andre programmer er også riktige, for eksempel et som prøver seg fram med en løkke.

Oppgave 6c)

Bruk programmet til å undersøke om det finnes en sammenheng mellom verdien av c c og verdiene av a a og b. b\text{.}
Vis løsning på oppgave 6c
Svar
I alle kjøringene ligger c c midt mellom a a og b: b\text{:}
c=a+b2‾‾ \underline{\underline{c = \dfrac{a + b}{2}}}
Vi bygger videre på programmet fra b).
Vi lar programmet regne ut \( c \) for flere par \( a \) og \( b\text{,} \) og ser etter et mønster.
Merk – Eksamen uten PC fra 2027: Uten PC kan du ikke kjøre programmet. Øv heller på å skrive og lese slike programmer på papir, særlig løkker som går gjennom flere verdier.
Metode: Med Python
1. Kjør programmet for flere verdier Vi bytter ut linje 4 og 5 i programmet fra b) med en liste med fire par \( a \) og \( b\text{,} \) og en løkke som går gjennom dem, som i videoen Oppgave 4B - Del 2 - 1T Eksamen Høst 2025:
2. Se etter et mønster I hver linje ligger \( \textcolor{green}{c} \) midt mellom \( \textcolor{blue}{a} \) og \( \textcolor{red}{b}\text{,} \) for eksempel er \( {\dfrac{\textcolor{blue}{2} + \textcolor{red}{8}}{2} = \textcolor{green}{5}} \) og \( {\dfrac{\textcolor{blue}{0{,}5} + \textcolor{red}{2}}{2} = \textcolor{green}{1{,}25}}\text{.} \) Sammenhengen er: \[ \textcolor{green}{c} = \dfrac{\textcolor{blue}{a} + \textcolor{red}{b}}{2} \]
Anne påstår at dersom a=2 {a = 2} og b=8, {b = 8}\text{,} så vil c=5 {c = 5} for alle andregradsfunksjoner.

Oppgave 6d)

Avgjør om Annes påstand er riktig.
Vis løsning på oppgave 6d
Svar
For alle andregradsfunksjoner gir a=2 {a = 2} og b=8 {b = 8} at c=5: {c = 5}\text{:}
Annes pa˚stand er riktig‾‾ \underline{\underline{\text{Annes påstand er riktig}}}
Påstanden gjelder alle andregradsfunksjoner, så vi regner med en generell andregradsfunksjon og ser om vi alltid får \( {c = 5}\text{.} \)
Metode: For hånd
1. Skriv en generell andregradsfunksjon Bokstavene \( a\text{,} \) \( b \) og \( c \) er brukt, så vi kaller koeffisientene \( \textcolor{blue}{p}\text{,} \) \( \textcolor{red}{q} \) og \( \textcolor{green}{r}\text{:} \) \[ g(x) = \textcolor{blue}{p}x^2 + \textcolor{red}{q}x + \textcolor{green}{r} \quad \text{der } \textcolor{blue}{p} \neq 0 \]Med potensregelen, som i videoen Derivasjonsregler/​Formler, er \( {g'(x) = 2\textcolor{blue}{p}x + \textcolor{red}{q}}\text{.} \)
2. Regn ut brøken Med \( {a = 2} \) og \( {b = 8} \) er: \[ \begin{aligned} g(8) &= 64\textcolor{blue}{p} + 8\textcolor{red}{q} + \textcolor{green}{r} \\ g(2) &= 4\textcolor{blue}{p} + 2\textcolor{red}{q} + \textcolor{green}{r} \end{aligned} \]
Konstantleddet \( \textcolor{green}{r} \) forsvinner når vi trekker fra, så brøken blir: \[ \dfrac{g(8) - g(2)}{8 - 2} = \dfrac{60\textcolor{blue}{p} + 6\textcolor{red}{q}}{6} = 10\textcolor{blue}{p} + \textcolor{red}{q} \]
3. Løs for c Vi setter \( g'(c) \) lik brøken: \[ \begin{aligned} 2\textcolor{blue}{p}c + \textcolor{red}{q} &= 10\textcolor{blue}{p} + \textcolor{red}{q} \\ 2\textcolor{blue}{p}c &= 10\textcolor{blue}{p} \\ c &= 5 \end{aligned} \]Vi kan dele på \( 2\textcolor{blue}{p}\text{,} \) fordi \( {\textcolor{blue}{p} \neq 0}\text{.} \) Vi får \( {c = 5} \) uansett hva \( \textcolor{blue}{p}\text{,} \) \( \textcolor{red}{q} \) og \( \textcolor{green}{r} \) er, så påstanden er riktig. Det passer med mønsteret i c), siden \( 5 \) er midt mellom \( 2 \) og \( 8\text{.} \)