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
integrasjon
Velger du flere tema, får du oppgavene som har alle sammen.
32 oppgaver i R2 om integrasjon · viser 21–30
- Samme tema på forkurseksamen (34 oppgaver)
Oppgavene
R2 vår 2024 - Del 1 - uten hjelpemidler
Oppgave 1
4 poeng
En funksjon er gitt ved
Oppgave 1a)
Regn ut integralet.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 1a
Svar
Vi finner en antiderivert ledd for ledd med potensregelen, og setter inn grensene.
1. Finn en antiderivert
Potensregelen for integrasjon forteller oss at:
\[ \int a x^{\textcolor{blue}{n}}\,dx = \dfrac{a}{\textcolor{blue}{n} + 1}x^{\textcolor{blue}{n} + 1} + C \]Hvis du er usikker på regelen, kan du se videoen Basic integrasjonsregler/formler.
Vi bruker den på hvert ledd:
\[ F(x) = -\dfrac{x^4}{4} + \dfrac{3x^2}{2} \]
2. Sett inn grensene
Det bestemte integralet er \( {F(0) - F(-1)}\text{:} \)
\[ \begin{aligned} \int_{-1}^{0} f(x)\,dx &= 0 - \left(-\dfrac{1}{4} + \dfrac{3}{2}\right) \\ &= -\dfrac{5}{4} \end{aligned} \]
Oppgave 1b)
Bestem arealet av området som er avgrenset av grafen til -aksen og linjene og
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 1b
Svar
Vi bruker integralet fra a), \( {\displaystyle\int_{-1}^{0} f(x)\,dx = -\dfrac{5}{4}}\text{.} \)
Vi ser hvor grafen ligger under og over \( x \)-aksen. Der den ligger under, er integralet negativt, så vi tar arealet av hver del for seg.
1. Finn fortegnet til f
Vi faktoriserer:
\[ f(x) = x(3 - x^2) \]
For \( x \) mellom \( 0 \) og \( 1 \) er begge faktorene positive, så grafen ligger over \( x \)-aksen. For \( x \) mellom \( {-1} \) og \( 0 \) er \( x \) negativ, så grafen ligger under. Hvis du er usikker på arealet som integral, kan du se videoen Hva er integrasjon.
2. Regn ut de to delene
Fra a) er integralet fra \( {-1} \) til \( 0 \) lik \( {-\dfrac{5}{4}}\text{,} \) så \( \textcolor{blue}{\text{arealet under}} \) aksen er \( \textcolor{blue}{\dfrac{5}{4}}\text{.} \) Fra \( 0 \) til \( 1 \) får vi:
\[ \begin{aligned} \int_0^1 f(x)\,dx &= -\dfrac{1}{4} + \dfrac{3}{2} - 0 = \textcolor{red}{\dfrac{5}{4}} \end{aligned} \]Det er \( \textcolor{red}{\text{arealet over}} \) aksen.
Det samlede arealet er:
\[ \textcolor{blue}{\dfrac{5}{4}} + \textcolor{red}{\dfrac{5}{4}} = \dfrac{5}{2} \]
R2 vår 2024 - Del 1 - uten hjelpemidler
Oppgave 2
2 poeng
- Flere oppgaver om integrasjon,
- Flere oppgaver om substitusjon,
- Flere oppgaver om trigonometriske funksjoner
Regn ut integralet.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 2
Svar
Vi ser at \( \cos x \) er den deriverte av \( \sin x\text{.} \) Vi bruker derfor substitusjon med \( {u = \sin x}\text{.} \)
1. Velg kjernen
Vi setter \( {\textcolor{blue}{u = \sin x}}\text{.} \) Da er:
\[ \dfrac{du}{dx} = \cos x \quad \Rightarrow \quad \textcolor{red}{du = \cos x\,dx} \]Hvis du er usikker på substitusjon, kan du se videoen Substitusjon.
2. Integrer og sett tilbake
Vi bytter ut \( \sin x \) med \( \textcolor{blue}{u} \) og \( \cos x\,dx \) med \( \textcolor{red}{du}\text{:} \)
\[ \begin{aligned} \int \sin^3 x \cdot \cos x\,dx &= \int \textcolor{blue}{u}^3\,\textcolor{red}{du} \\ &= \dfrac{\textcolor{blue}{u}^4}{4} + C \\ &= \dfrac{\sin^4 x}{4} + C \end{aligned} \]
R2 vår 2024 - Del 2 - med hjelpemidler
Oppgave 2
2 poeng
- Flere oppgaver om integrasjon,
- Flere oppgaver om omdreiningslegeme,
- Flere oppgaver om regresjon,
- Flere oppgaver om volum
Bildet nedenfor viser halve snittflaten til en pære som er skåret over på midten. Bildet er satt inn i et koordinatsystem. Enheten langs begge aksene er centimeter. Bruk informasjonen i bildet til å bestemme det omtrentlige volumet av pæra.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 2
Svar
Med RegPoly av grad gjennom punkter på kanten er volumet omtrent
Pæra er et omdreiningslegeme om \( x \)-aksen, og kanten i bildet er grafen som dreies. Vi leser av punkter på kanten, lager en funksjon gjennom dem med regresjon, og regner ut volumet med integralet.
Merk – Eksamen uten PC fra 2027: Uten PC kan du ikke gjøre regresjonen. Øv heller på å lese av punkter fra et bilde, og på å sette opp volumet som \( \pi \int f(x)^2\,dx\text{.} \) For hånd kan du tilnærme pæra med noen sylindere.
Metode: Med GeoGebra
1. Les av punkter på kanten
Vi leser av høyden \( \textcolor{blue}{f(x)} \) til kanten i rutenettet. Den er radien i omdreiningslegemet:
\[ \begin{array}{r|ccccc} x & 0 & 0{,}5 & 1 & 2 & 3 \\ \hline \textcolor{blue}{f(x)} & 0 & 2 & 2{,}6 & 3{,}4 & 3{,}7 \end{array} \]\[ \begin{array}{r|ccccc} x & 4 & 5 & 6 & 7 & 8 \\ \hline \textcolor{blue}{f(x)} & 3{,}9 & 3{,}9 & 3{,}6 & 3{,}1 & 2{,}6 \end{array} \]\[ \begin{array}{r|cccc} x & 9 & 10 & 11 & 11{,}9 \\ \hline \textcolor{blue}{f(x)} & 2 & 1{,}5 & 0{,}8 & 0 \end{array} \]Alle målene er i centimeter.
2. Lag modellen og regn ut volumet
Volumet av et omdreiningslegeme om \( x \)-aksen er:
\[ V = \pi \int_a^b \textcolor{blue}{f(x)}^2\,dx \]Hvis du er usikker på formelen, kan du se videoen Omdreiningslegeme x-akse.
Vi legger punktene i en liste og bruker RegPoly med grad \( 6\text{,} \) som i videoen Oppgave 1A (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023. Så regner vi ut integralet fra \( 0 \) til \( 11{,}9\text{:} \)
Skriv inn i GeoGebra:
l1 = {(0, 0), (0.5, 2), (1, 2.6), (2, 3.4), (3, 3.7), (4, 3.9), (5, 3.9), (6, 3.6), (7, 3.1), (8, 2.6), (9, 2), (10, 1.5), (11, 0.8), (11.9, 0)}
f(x) = RegPoly(l1, 6)
V = π*Integral((f(x))^2, 0, 11.9)
Grafen følger kanten godt, og volumet er \( {V \approx 313\,\text{cm}^3}\text{.} \)
3. Vurder svaret
Vi har antatt at pæra er rund om \( x \)-aksen, og punktene er lest av med en nøyaktighet på omtrent en millimeter. Svaret er derfor et overslag, og vi runder av til omtrent \( 310\,\text{cm}^3\text{,} \) eller \( 3{,}1 \) dl. Det passer med en stor pære som er omtrent \( 12\,\text{cm} \) lang og \( 8\,\text{cm} \) bred.
R2 vår 2024 - Del 2 - med hjelpemidler
Oppgave 6
2 poeng
La og la være summen av en rekke gitt ved
Bestem slik at den minste mulige summen blir
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 6
Svar
for og summen nærmer seg når nærmer seg så
Integralet er et tall for hver \( x\text{,} \) så rekken er en uendelig geometrisk rekke med det tallet som kvotient. Vi finner kvotienten, når rekken konvergerer, og summen som funksjon av \( x\text{.} \)
Metode: For hånd
1. Finn kvotienten
Den antideriverte til \( {e^{-t}} \) er \( {-e^{-t}}\text{,} \) så:
\[ \textcolor{red}{k} = \int_0^x e^{-t}\,dt = \left[-e^{-t}\right]_0^x = \textcolor{red}{1 - e^{-x}} \]Hvis du er usikker på integralet, kan du se videoen Integrasjon regler.
Rekken er \( {a_1 + a_1\textcolor{red}{k} + a_1\textcolor{red}{k}^2 + \dots}\text{,} \) en geometrisk rekke med første ledd \( a_1 \) og kvotient \( \textcolor{red}{k}\text{.} \)
2. Finn når rekken konvergerer
Rekken konvergerer når \( {-1 < \textcolor{red}{k} < 1}\text{,} \) som i videoen Geometrisk rekke test. \( {e^{-x} > 0}\text{,} \) så \( {\textcolor{red}{k} < 1} \) alltid. Den andre ulikheten gir:
\[ \begin{aligned} 1 - e^{-x} &> -1 \\ e^{-x} &< 2 \\ x &> -\ln 2 \end{aligned} \]
3. Finn summen og den minste verdien
Summen av en konvergent geometrisk rekke er \( {\dfrac{a_1}{1 - \textcolor{red}{k}}}\text{:} \)
\[ \begin{aligned} S(x) &= \dfrac{a_1}{1 - (\textcolor{red}{1 - e^{-x}})} \\ &= \dfrac{a_1}{e^{-x}} = a_1 e^x \end{aligned} \]
\( a_1 e^x \) vokser med \( x\text{,} \) så summen er minst når \( x \) er nær \( {-\ln 2}\text{.} \) Der nærmer den seg:
\[ a_1 e^{-\ln 2} = \dfrac{a_1}{2} \]Grensen nås ikke, siden \( {x = -\ln 2} \) gir \( {k = -1}\text{,} \) men summen kommer så nær \( \dfrac{a_1}{2} \) vi vil. Den minste mulige summen blir \( 1 \) når \( {\dfrac{a_1}{2} = 1}\text{,} \) altså \( {a_1 = 2}\text{.} \)
R2 høst 2023 - Del 1 - uten hjelpemidler
Oppgave 1
Regn ut integralet
Hva forteller svaret deg?
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 1
Svar
Arealet mellom grafen og -aksen er like stort under aksen, fra til som over, fra til Det betyr ikke at arealet er
Vi finner en antiderivert med potensregelen, og setter inn grensene. Så ser vi på hva integralet betyr for grafen.
1. Finn en antiderivert
Regelen for å integrere en potens er:
\[ \int a x^{\textcolor{blue}{n}}\,dx = \dfrac{a}{\textcolor{blue}{n} + 1}x^{\textcolor{blue}{n} + 1} + C \]Hvis du er usikker på regelen, kan du se videoen Basic integrasjonsregler/formler.
Ledd for ledd får vi:
\[ \int_{-1}^{1} (x^3 + 2x)\,dx = \left[\dfrac{x^4}{4} + x^2\right]_{-1}^{1} \]
2. Sett inn grensene
\[ \begin{aligned} &\left(\dfrac{1^4}{4} + 1^2\right) - \left(\dfrac{(-1)^4}{4} + (-1)^2\right) \\ &= \left(\dfrac{1}{4} + 1\right) - \left(\dfrac{1}{4} + 1\right) = 0 \end{aligned} \]
3. Tolk svaret
Integralet regner arealet over \( x \)-aksen som positivt og arealet under som negativt. Hvis du er usikker på integral som areal, kan du se videoen Hva er integrasjon. \( {f(x) = x^3 + 2x} \) er negativ for \( {x < 0} \) og positiv for \( {x > 0}\text{,} \) og \( {f(-x) = -f(x)}\text{,} \) så grafen er symmetrisk om origo. Området under \( x \)-aksen fra \( {-1} \) til \( 0 \) er derfor like stort som området over fra \( 0 \) til \( 1\text{.} \)
R2 høst 2023 - Del 1 - uten hjelpemidler
Oppgave 2
- Flere oppgaver om areal under graf,
- Flere oppgaver om integrasjon,
- Flere oppgaver om trigonometriske funksjoner
Figuren viser grafene til funksjonene og der og
Bestem arealet av det fargelagte området vist på figuren.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 2
Svar
Grafene skjærer hverandre i og og arealet er
Området ligger mellom to skjæringspunkter, med \( f \) over \( g\text{.} \) Vi finner skjæringspunktene, og integrerer \( {f(x) - g(x)} \) mellom dem.
1. Finn skjæringspunktene
Grafene skjærer hverandre når \( {\cos x = \sin x}\text{,} \) altså når \( {\tan x = 1}\text{:} \)
\[ x = \dfrac{\pi}{4} + \pi k \]På figuren ligger det ene skjæringspunktet like til høyre for \( y \)-aksen, \( {\textcolor{red}{x = \dfrac{\pi}{4}}}\text{,} \) og det andre en halv runde til venstre, \( {\textcolor{blue}{x = -\dfrac{3\pi}{4}}}\text{.} \)
2. Sett opp integralet
Arealet mellom to grafer er integralet av den øverste minus den nederste. Den antideriverte til \( \sin x \) er \( {-\cos x}\text{,} \) som i videoen Basic integrasjonsregler/formler, og til \( \cos x \) er den \( \sin x\text{:} \)
\[ \begin{aligned} A &= \int_{\textcolor{blue}{-3\pi/4}}^{\textcolor{red}{\pi/4}} (\cos x - \sin x)\,dx \\ &= \Big[\sin x + \cos x\Big]_{\textcolor{blue}{-3\pi/4}}^{\textcolor{red}{\pi/4}} \end{aligned} \]
3. Sett inn grensene
Fra enhetssirkelen er \( {\sin\dfrac{\pi}{4} = \cos\dfrac{\pi}{4} = \dfrac{\sqrt{2}}{2}}\text{,} \) og i \( {-\dfrac{3\pi}{4}} \) er begge \( {-\dfrac{\sqrt{2}}{2}}\text{:} \)
\[ \begin{aligned} A &= \left(\dfrac{\sqrt{2}}{2} + \dfrac{\sqrt{2}}{2}\right) \\ &\quad - \left(-\dfrac{\sqrt{2}}{2} - \dfrac{\sqrt{2}}{2}\right) \\ &= \sqrt{2} + \sqrt{2} = 2\sqrt{2} \end{aligned} \]
R2 høst 2023 - Del 1 - uten hjelpemidler
Oppgave 5
En elev har skrevet koden nedenfor.
Oppgave 5a)
Forklar hva eleven ønsker å regne ut med denne koden.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 5a
Svar
Eleven ønsker å regne ut arealet mellom grafen til og -aksen fra til tilnærmet med rektangler:
Vi ser hva som legges til \( S \) i hver runde av løkka. Det er arealet av et smalt rektangel.
1. Les programmet
Linje 1 til 4 deler intervallet \( {[-2, 2]} \) i \( {N = 1000} \) like deler med bredde \( {dx = \dfrac{2 - (-2)}{1000} = 0{,}004}\text{.} \) Linje 6 og 7 definerer \( {f(x) = x^2 - 1}\text{.} \)
I løkka i linje 10 til 12 er \( x_i \) venstre ende av del nummer \( i\text{,} \) og linje 12 legger til \( {\textcolor{red}{|f(x_i)|} \cdot \textcolor{blue}{dx}}\text{.} \) Det er arealet av et rektangel med bredde \( \textcolor{blue}{dx} \) og høyde \( \textcolor{red}{|f(x_i)|}\text{.} \)
2. Se hva summen blir
Summen av rektanglene er en venstre Riemannsum, som i videoen Riemann sum. Med \( 1000 \) smale rektangler er den svært nær integralet. Absoluttverdien gjør at områdene under \( x \)-aksen også telles positivt.
Oppgave 5b)
Finn ved regning den verdien eleven ønsker å bestemme.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 5b
Svar
Vi regner ut \( {\displaystyle\int_{-2}^{2} |x^2 - 1|\,dx} \) fra a).
\( {x^2 - 1} \) skifter fortegn i \( {x = -1} \) og \( {x = 1}\text{.} \) Grafen er symmetrisk om \( y \)-aksen, så vi regner ut arealet fra \( 0 \) til \( 2 \) og ganger med \( 2\text{.} \)
1. Del opp intervallet
\( {x^2 - 1 < 0} \) for \( {0 < x < 1}\text{,} \) og \( {x^2 - 1 > 0} \) for \( {1 < x < 2}\text{.} \) Der grafen er under aksen, integrerer vi \( {1 - x^2}\text{:} \)
\[ \begin{aligned} &\int_{-2}^{2} |x^2 - 1|\,dx \\ &= 2\textcolor{blue}{\int_0^1 (1 - x^2)\,dx} \\ &\quad + 2\textcolor{red}{\int_1^2 (x^2 - 1)\,dx} \end{aligned} \]
2. Regn ut de to integralene
\[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{\int_0^1 (1 - x^2)\,dx} &= \left[x - \dfrac{x^3}{3}\right]_0^1 = \textcolor{blue}{\dfrac{2}{3}} \\ \textcolor{red}{\int_1^2 (x^2 - 1)\,dx} &= \left[\dfrac{x^3}{3} - x\right]_1^2 \end{aligned} \]
Det siste er:
\[ \left(\dfrac{8}{3} - 2\right) - \left(\dfrac{1}{3} - 1\right) = \dfrac{2}{3} + \dfrac{2}{3} = \textcolor{red}{\dfrac{4}{3}} \]
3. Legg sammen
\[ 2\left(\textcolor{blue}{\dfrac{2}{3}} + \textcolor{red}{\dfrac{4}{3}}\right) = 2 \cdot 2 = 4 \]
R2 høst 2023 - Del 2 - med hjelpemidler
Oppgave 3
En tønne er cm høy. Diameteren i bunnen og toppen er cm. Den største diameteren er cm.
Siden i tønnen fra toppen til bunnen er formet som en parabel.
Bruk blant annet integrasjon til å bestemme volumet av tønnen.
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 3
Svar
Med siden dreid om -aksen fra til er
Vi legger tønna ned langs \( x \)-aksen med midten i \( {x = 0}\text{.} \) Da er siden grafen til en parabel \( r(x)\text{,} \) og tønna er omdreiningslegemet vi får når grafen dreies om \( x \)-aksen.
Metode: Med kalkulator
1. Finn parabelen
Radien er halve diameteren: \( 26 \) cm på midten og \( 22{,}5 \) cm i endene, \( 37{,}5 \) cm fra midten. Parabelen har toppunkt i \( (0, 26)\text{,} \) så:
\[ r(x) = \textcolor{red}{a}x^2 + 26 \]
Med \( {r(37{,}5) = 22{,}5} \) får vi:
\[ \begin{aligned} \textcolor{red}{a} \cdot 37{,}5^2 + 26 &= 22{,}5 \\ \textcolor{red}{a} &= -\dfrac{3{,}5}{1406{,}25} \\ &= \textcolor{red}{-\dfrac{14}{5625}} \end{aligned} \]
2. Sett opp volumet
Volumet av et omdreiningslegeme om \( x \)-aksen er \( \pi \) ganger integralet av radien i andre, her fra den ene enden til den andre:
\[ V = \pi \int_{-37{,}5}^{37{,}5} r(x)^2\,dx \]Hvis du er usikker på formelen, kan du se videoen Omdreiningslegeme x-akse.
Vi kvadrerer \( {r(x) = 26 + \textcolor{red}{a}x^2}\text{:} \)
\[ r(x)^2 = 676 + 52\textcolor{red}{a}x^2 + \textcolor{red}{a}^2x^4 \]
3. Integrer
Tønna er symmetrisk om midten, så vi integrerer fra \( 0 \) til \( 37{,}5 \) og ganger med \( 2\text{:} \)
\[ V = 2\pi\left[676x + \dfrac{52\textcolor{red}{a}}{3}x^3 + \dfrac{\textcolor{red}{a}^2}{5}x^5\right]_0^{37{,}5} \]
Ledd for ledd med \( {x = 37{,}5} \) og \( {\textcolor{red}{a} = -\dfrac{14}{5625}}\text{:} \)
\[ \begin{aligned} 676 \cdot 37{,}5 &= 25\,350 \\ \dfrac{52\textcolor{red}{a}}{3} \cdot 37{,}5^3 &= -2275 \\ \dfrac{\textcolor{red}{a}^2}{5} \cdot 37{,}5^5 &= 91{,}875 \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} V &= 2\pi(25\,350 - 2275 + 91{,}875) \\ &\approx 145\,562\,\text{cm}^3 \end{aligned} \]Det er omtrent \( 146 \) liter.
Metode: Med GeoGebra
1. Regn ut volumet i CAS
Vi finner \( a \) med Løs, og regner ut integralet:
Skriv inn i GeoGebra:
r(x) := a*x^2 + 26
Løs(r(37.5) = 22.5, a)
r(x) := -14/5625 x^2 + 26
≈ π*Integral(r(x)^2, -37.5, 37.5)
Rad 4 gir \( {V \approx 145\,562\,\text{cm}^3}\text{,} \) det samme som med kalkulatoren.
R2 vår 2023 - Del 1 - uten hjelpemidler
Oppgave 1
Regn ut integralene
Oppgave 1a)
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 1a
Svar
Vi integrerer ledd for ledd med potensregelen, og setter inn grensene.
1. Finn den antideriverte
Potensregelen for integraler forteller oss at:
\[ \int x^{\textcolor{green}{n}}\,dx = \dfrac{1}{\textcolor{green}{n} + 1}x^{\textcolor{green}{n} + 1} + C \]Hvis du er usikker på regelen, kan du se videoen Basic integrasjonsregler/formler.
Ledd for ledd får vi:
\[ \int (4x^{\textcolor{green}{3}} - x^{\textcolor{green}{1}})\,dx = x^4 - \dfrac{1}{2}x^2 + C \]
2. Sett inn grensene
\[ \begin{aligned} &\left[x^4 - \dfrac{1}{2}x^2\right]_{-1}^{1} \\ &= \left(1 - \dfrac{1}{2}\right) - \left(1 - \dfrac{1}{2}\right) \\ &= 0 \end{aligned} \]
Det kunne vi også sett på forhånd: \( {4x^3 - x} \) er en odde funksjon, så arealet over og under \( x \)-aksen er like store.
Oppgave 1b)
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 1b
Svar
Vi bruker regelen for integralet av \( e^{kx}\text{,} \) og husker at \( {e^{2\ln 2} = 4}\text{.} \)
1. Finn den antideriverte
Regelen for eksponentialfunksjoner forteller oss at:
\[ \int e^{\textcolor{red}{k}x}\,dx = \dfrac{1}{\textcolor{red}{k}}e^{\textcolor{red}{k}x} + C \]Hvis du er usikker på regelen, kan du se videoen Basic integrasjonsregler/formler.
Her er \( {\textcolor{red}{k} = \textcolor{red}{2}}\text{.} \)
2. Sett inn grensene
\[ \begin{aligned} \left[\dfrac{1}{\textcolor{red}{2}}e^{\textcolor{red}{2}x}\right]_{0}^{\ln 2} &= \dfrac{1}{2}e^{2\ln 2} - \dfrac{1}{2}e^{0} \\ &= \dfrac{1}{2} \cdot 4 - \dfrac{1}{2} = \dfrac{3}{2} \end{aligned} \]Her brukte vi at \( {e^{2\ln 2} = \left(e^{\ln 2}\right)^2 = 2^2 = 4}\text{.} \)
R2 vår 2023 - Del 1 - uten hjelpemidler
Oppgave 2
- Flere oppgaver om derivasjon,
- Flere oppgaver om integrasjon,
- Flere oppgaver om kvotientregelen,
- Flere oppgaver om substitusjon,
- Flere oppgaver om trigonometriske funksjoner
Oppgave 2a)
Vis at dersom så er
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 2a
Svar
Med kvotientregelen på er
Vi skriver \( {\tan x = \dfrac{\sin x}{\cos x}} \) og deriverer brøken med kvotientregelen.
1. Skriv opp kvotientregelen
Kvotientregelen forteller oss at:
\[ \left(\dfrac{\textcolor{blue}{u}}{\textcolor{red}{v}}\right)' = \dfrac{\textcolor{blue}{u}' \cdot \textcolor{red}{v} - \textcolor{blue}{u} \cdot \textcolor{red}{v}'}{\textcolor{red}{v}^2} \]Hvis du er usikker på regelen, kan du se videoen Kvotientregelen.
For å unngå slurvefeil skriver vi opp:
\[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{u} &= \textcolor{blue}{\sin x}, & \textcolor{blue}{u}' &= \cos x \\ \textcolor{red}{v} &= \textcolor{red}{\cos x}, & \textcolor{red}{v}' &= -\sin x \end{aligned} \]
2. Sett inn og forenkle
Plugger vi dette inn, blir telleren:
\[ \begin{aligned} &\cos x \cdot \textcolor{red}{\cos x} - \textcolor{blue}{\sin x} \cdot (-\sin x) \\ &= \cos^2 x + \sin^2 x \end{aligned} \]
Nevneren er \( {\textcolor{red}{v}^2 = \textcolor{red}{\cos^2 x}}\text{,} \) så:
\[ f'(x) = \dfrac{\cos^2 x + \sin^2 x}{\textcolor{red}{\cos^2 x}} \]
Vi deler brøken i to:
\[ \begin{aligned} f'(x) &= \dfrac{\cos^2 x}{\cos^2 x} + \dfrac{\sin^2 x}{\cos^2 x} \\ &= 1 + \tan^2 x \end{aligned} \]
Oppgave 2b)
Regn ut
Vis løsningSkjul løsning på oppgave 2b
Svar
Selv om du ikke fikk til a), kan du løse denne: den deriverte av \( \tan x \) står i oppgaveteksten i a), \( {(\tan x)' = 1 + \tan^2 x}\text{.} \)
Telleren er den deriverte av nevneren, så vi bruker substitusjon med \( {u = \tan x}\text{.} \)
1. Velg u
Vi setter \( {\textcolor{blue}{u = \tan x}}\text{.} \) Fra a) får vi:
\[ \begin{aligned} \dfrac{du}{dx} &= 1 + \tan^2 x \\ \textcolor{red}{du} &= \textcolor{red}{(1 + \tan^2 x)\,dx} \end{aligned} \]Hvis du er usikker på substitusjon, kan du se videoen Substitusjon.
2. Integrer med hensyn på u
Plugger vi dette inn, får vi:
\[ \begin{aligned} \int \dfrac{\textcolor{red}{(1 + \tan^2 x)\,dx}}{\textcolor{blue}{\tan x}} &= \int \dfrac{1}{\textcolor{blue}{u}}\,\textcolor{red}{du} \\ &= \ln|\textcolor{blue}{u}| + C \end{aligned} \]Integralet av \( \dfrac{1}{u} \) står i videoen Basic integrasjonsregler/formler.
Til slutt bytter vi tilbake til \( x\text{.} \)