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

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

74 oppgaver i S1 · viser 71–74

Oppgavene

S1 høst 2023 - Del 2 - med hjelpemidler

Oppgave 3

Per og Kåre setter inn like store beløp på hver sin konto. Per får en årlig rente på 3,00 prosent, mens Kåre får en årlig rente på 6,00 prosent.

Oppgave 3a)

Hvilket beløp må Per sette inn dersom han skal ha 30 000 30\,000 kroner på kontoen etter 8 år?
Vis løsning på oppgave 3a
Svar
Avrundet til hele øre:
Per ma˚ sette inn 23 682,28 kr‾‾ \underline{\underline{\text{Per må sette inn } 23\,682{,}28 \text{ kr}}}
Oppgave 3A (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023, video, 03:26
Hvert år blir beløpet ganget med vekstfaktoren 1,03. Vi setter opp en likning for beløpet etter 8 år og løser den for beløpet Per setter inn.
Metode: Med kalkulator
1. Sett opp likningen 1:51 Med 3 % rente har Per 100 % + 3 % av beløpet etter ett år. Vekstfaktoren er derfor: \[ V = 1 + \dfrac{3}{100} = \textcolor{blue}{1{,}03} \]
Hvert år ganges beløpet med vekstfaktoren, så etter \( x \) år er det ganget med \( \textcolor{blue}{1{,}03}^x\text{,} \) som i videoen Vekstfaktor. Per setter inn \( \textcolor{red}{b} \) kroner og skal ha \( 30\,000 \) kroner etter 8 år: \[ \textcolor{red}{b} \cdot \textcolor{blue}{1{,}03}^8 = 30\,000 \]
2. Løs for beløpet Vi deler begge sider på \( \textcolor{blue}{1{,}03}^8\text{:} \) \[ \textcolor{red}{b} = \dfrac{30\,000}{\textcolor{blue}{1{,}03}^8} \approx 23\,682{,}28 \]
Metode: Med GeoGebra
1. Løs likningen i CAS 0:30 Vi løser likningen \( {b \cdot 1{,}03^8 = 30\,000} \) i CAS, med knappen ≈:
Skriv inn i GeoGebra: Løs(b*1.03^8 = 30000, b)
CAS gir \( {b \approx 23\,682{,}277}\text{,} \) altså omtrent 23 682,28 kroner.

Oppgave 3b)

Påstand Det vil gå nøyaktig dobbelt så lang tid før beløpet Per har på konto, har doblet seg, som det vil gå før beløpet Kåre har på konto, har doblet seg.
Argumenter for at påstanden ikke er riktig.
Vis løsning på oppgave 3b
Svar
Etter dobbelt så lang tid som Kåre bruker, har Per mer enn doblet beløpet, fordi 1,032=1,0609>1,06: {1{,}03^2 = 1{,}0609 > 1{,}06}\text{:}
Pa˚standen er ikke riktig‾‾ \underline{\underline{\text{Påstanden er ikke riktig}}}
Oppgave 3B (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023, video, 03:02
Vi skriver opp beløpene til Per og Kåre etter \( x \) år. Er påstanden riktig, har Per doblet beløpet sitt etter \( 2x \) år når Kåre har doblet sitt etter \( x \) år.
Metode: For hånd
1. Skriv opp beløpene 0:09 Begge setter inn beløpet \( b\text{.} \) Med vekstfaktorene \( \textcolor{blue}{1{,}03} \) og \( \textcolor{red}{1{,}06} \) har de etter \( x \) år: \[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{\text{Per: }} & b \cdot \textcolor{blue}{1{,}03}^x \\ \textcolor{red}{\text{Kåre: }} & b \cdot \textcolor{red}{1{,}06}^x \end{aligned} \]
2. Sett opp påstanden som en likning 0:43 La Kåre ha doblet beløpet sitt etter \( x \) år. Ifølge påstanden har Per da doblet sitt etter \( 2x \) år, og de har begge \( 2b\text{.} \) Det gir likningen: \[ b \cdot \textcolor{blue}{1{,}03}^{2x} = b \cdot \textcolor{red}{1{,}06}^x \]
3. Sammenlign vekstfaktorene 1:56 Vi deler på \( b\text{.} \) En potens opphøyd i en ny potens gir produktet av eksponentene, \( {(p^m)^n = p^{m \cdot n}}\text{,} \) som i videoen Flere regneregler med Potenser. Da er \( {\textcolor{blue}{1{,}03}^{2x} = (\textcolor{blue}{1{,}03}^2)^x}\text{:} \) \[ \begin{aligned} (\textcolor{blue}{1{,}03}^2)^x &= \textcolor{red}{1{,}06}^x \\ 1{,}0609^x &= \textcolor{red}{1{,}06}^x \end{aligned} \]Siden \( {1{,}0609 > 1{,}06}\text{,} \) er venstresiden større enn høyresiden for alle \( {x > 0}\text{.} \) Likningen stemmer aldri: når det har gått dobbelt så lang tid, har Per mer enn doblet beløpet sitt. Påstanden er derfor ikke riktig.
Alternativ metode: Regn ut doblingstidene Beløpet er doblet når vekstfaktoren opphøyd i antall år er 2. Med \( \lg \) på begge sider får vi doblingstidene: \[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{1{,}03}^x = 2 \;&\Rightarrow\; x = \dfrac{\lg 2}{\lg 1{,}03} \approx 23{,}4 \\ \textcolor{red}{1{,}06}^x = 2 \;&\Rightarrow\; x = \dfrac{\lg 2}{\lg 1{,}06} \approx 11{,}9 \end{aligned} \]Dobbelt så lang tid som Kåre ville vært \( {2 \cdot 11{,}9 = 23{,}8} \) år, ikke 23,4. Metoden viser også hvor stor forskjellen er.

Oppgave 3c)

Hvor lang tid vil det går før Per og Kåre til sammen har dobbelt så mye penger som de satte inn på kontoene, dersom den årlige renten er henholdsvis 3,00 prosent og 6,00 prosent?
Vis løsning på oppgave 3c
Svar
Avrundet til én desimal:
Etter omtrent 15,2 a˚r‾‾ \underline{\underline{\text{Etter omtrent } 15{,}2 \text{ år}}}
Oppgave 3C (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023, video, 03:13
Til sammen satte de inn \( 2b\text{,} \) så dobbelt så mye er \( 4b\text{.} \) Vi setter opp en likning for når summen av beløpene er \( 4b\text{,} \) og løser den i GeoGebra.
Merk – Eksamen uten PC fra 2027: Likningen kan ikke løses med logaritmer, fordi grunntallene er ulike. Uten PC kan vi prøve oss fram med kalkulatoren: etter 15 år er summen \( 3{,}95b \) og etter 16 år \( 4{,}15b\text{,} \) så svaret ligger mellom 15 og 16 år.
Metode: Med GeoGebra
1. Sett opp likningen 0:16 Etter \( x \) år har Per \( {b \cdot \textcolor{blue}{1{,}03}^x} \) og Kåre \( {b \cdot \textcolor{red}{1{,}06}^x}\text{.} \) De satte inn \( 2b \) til sammen, og dobbelt så mye er \( 4b\text{:} \) \[ b \cdot \textcolor{blue}{1{,}03}^x + b \cdot \textcolor{red}{1{,}06}^x = 4b \]
Faktoriserer vi ut \( b \) og deler på \( b\text{,} \) får vi: \[ \textcolor{blue}{1{,}03}^x + \textcolor{red}{1{,}06}^x = 4 \]
2. Løs likningen i CAS 2:33 Vi løser likningen numerisk med NLøs og startverdien \( {x = 15}\text{:} \)
Skriv inn i GeoGebra: NLøs(1.03^x + 1.06^x = 4, x = 15)
CAS gir \( {x \approx 15{,}2434}\text{.} \) Det går omtrent 15,2 år, altså i løpet av det 16. året, før de til sammen har dobbelt så mye som de satte inn.

S1 høst 2023 - Del 2 - med hjelpemidler

Oppgave 4

Du kaster fem terninger.

Oppgave 4a)

Bestem sannsynligheten for at minst to av terningene viser samme antall øyne.
Vis løsning på oppgave 4a
Svar
Avrundet til tre desimaler:
P(minst to like)=4954≈0,907‾‾ \underline{\underline{P(\text{minst to like}) = \dfrac{49}{54} \approx 0{,}907}}
Oppgave 4A (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023, video, 05:19
«Minst to like» dekker alle tilfellene unntatt ett: at alle fem terningene viser forskjellig. Vi finner sannsynligheten for det og trekker den fra 1.
Metode: For hånd
1. Bruk den motsatte hendelsen 0:20 Enten viser alle fem terningene forskjellig antall øyne, eller så viser minst to av dem det samme. Sannsynlighetene for de to tilfellene blir til sammen 1: \[ \begin{aligned} &P(\text{minst to like}) \\ &= 1 - \textcolor{blue}{P(\text{alle ulike})} \end{aligned} \]
2. Finn sannsynligheten for alle ulike 1:39 Vi tar terningene én om gangen, som i videoen Oppgave 3A - Del 1 - S1 Eksamen Høst 2023. Hver ny terning må vise et antall øyne som ikke er brukt: \[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{P(\text{alle ulike})} &= \dfrac{6}{6} \cdot \dfrac{5}{6} \cdot \dfrac{4}{6} \cdot \dfrac{3}{6} \cdot \dfrac{2}{6} \\ \textcolor{blue}{P(\text{alle ulike})} &= \dfrac{720}{7776} = \textcolor{blue}{\dfrac{5}{54}} \end{aligned} \]
3. Trekk fra 1 4:13 Plugger vi dette inn, får vi: \[ \begin{aligned} P(\text{minst to like}) &= 1 - \textcolor{blue}{\dfrac{5}{54}} \\ &= \dfrac{49}{54} \approx 0{,}907 \end{aligned} \]
La X X være summen av antall øyne på de fem terningene.

Oppgave 4b)

Bruk programmering til å bestemme P(X>20). {P(X > 20)}\text{.}
Vis løsning på oppgave 4b
Svar
Med 10 millioner simulerte kast, avrundet til én desimal, og den eksakte verdien:
P(X>20)≈22,1 %‾‾Eksakt: 2871296≈0,2215‾‾ \begin{aligned} &\underline{\underline{P(X > 20) \approx 22{,}1\,\%}} \\ &\underline{\underline{\text{Eksakt: } \dfrac{287}{1296} \approx 0{,}2215}} \end{aligned}
Oppgave 4B (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023, video, 17:00
Sannsynligheten er omtrent andelen av mange forsøk der summen blir over 20. Vi lar programmet kaste fem terninger svært mange ganger og telle, som i videoen.
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, en løkke og en teller.
Metode: Med Python
1. Simuler fem terninger 4:02 Her er programmet, med utskriften fra én kjøring:
Funksjonen \( \texttt{kast} \) i linje 3 til 12 kaster fem terninger og returnerer summen. \( \texttt{np.random.randint(1, 7)} \) gir et tilfeldig heltall fra 1 til 6, fordi tallet 7 ikke er med.
2. Tell forsøkene med sum over 20 8:18 Løkka i linje 17 til 21 kaster fem terninger \( \textcolor{red}{10\,000\,000} \) ganger, antall forsøk fra linje 14. Hver gang summen er over 20, øker telleren \( \textcolor{blue}{\texttt{antall\_over\_20}} \) med 1.
3. Regn ut sannsynligheten 14:13 Linje 23 deler antallet over 20 på antall forsøk: \[ P(X > 20) \approx \dfrac{\textcolor{blue}{\text{antall over } 20}}{\textcolor{red}{\text{antall forsøk}}} \]Linje 23 ganger også med 100, så programmet skriver ut sannsynligheten i prosent.
Programmet gir omtrent 22,1 %. Svaret varierer litt fra kjøring til kjøring, og jo flere forsøk, jo mindre varierer det.
Kontroll: Teller vi alle \( {6^5 = 7776} \) like sannsynlige kast i stedet for å trekke tilfeldige, har 1722 av dem sum over 20, så sannsynligheten er \( {\dfrac{287}{1296} \approx 0{,}2215}\text{.} \)

Oppgave 4c)

Bestem den største verdien av k k som er slik at P(X≥k)>0,8. {P(X \ge k) > 0{,}8}\text{.}
Vis løsning på oppgave 4c
Svar
P(X≥14)≈0,848, {P(X \ge 14) \approx 0{,}848}\text{,} mens P(X≥15)≈0,779: {P(X \ge 15) \approx 0{,}779}\text{:}
k=14‾‾ \underline{\underline{k = 14}}
Oppgave 4C (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023, video, 09:00
Vi bygger videre på programmet fra b).
\( {P(X \ge k)} \) blir mindre når \( k \) øker. Vi lar et program regne ut sannsynligheten for \( {k = 1, 2, 3} \) og så videre, og stoppe når den ikke lenger er større enn 0,8.
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 while-løkker som stopper når et krav ikke lenger holder.
Metode: Med Python
1. Lag en funksjon for sannsynligheten 4:38 Her er programmet:
Vi flytter tellingen fra b) inn i funksjonen \( \texttt{sannsynlighet(k)} \) i linje 18 til 28. Den kaster fem terninger \( \textcolor{red}{10\,000} \) ganger, teller kastene med sum minst \( k \) i \( \textcolor{blue}{\texttt{antall\_over\_k}} \) og returnerer andelen: \[ P(X \ge k) \approx \dfrac{\textcolor{blue}{\text{antall med sum} \ge k}}{\textcolor{red}{10\,000}} \]
2. La en løkke øke k 6:30 While-løkka i linje 30 til 33 starter med \( {k = 1} \) og øker \( k \) med 1 så lenge sannsynligheten er større enn 0,8. For hver \( k \) skriver den ut \( k \) og sannsynligheten. Kjører vi programmet, skriver det ut:
Den siste \( k \) som skrives ut, er 14. For \( {k = 15} \) er sannsynligheten ikke lenger over 0,8, så løkka stopper.
Kontroll: Teller vi alle 7776 kast, er \( {P(X \ge 14) = \dfrac{1099}{1296} \approx 0{,}848} \) og \( {P(X \ge 15) = \dfrac{1009}{1296} \approx 0{,}779}\text{.} \)

S1 høst 2023 - Del 2 - med hjelpemidler

Oppgave 5

Du skal lage en kasse uten lokk. Den skal ha form som et rett prisme. Grunnflaten i kassen skal være kvadratisk. For at vekten ikke skal bli for stor, kan ikke det samlede arealet av platene som brukes til å lage kassen, være mer enn 120 dm2. 120\,\text{dm}^2\text{.}

Oppgave 5a)

Hva er det største volumet kassen kan få dersom sidene i bunnen skal være 5 dm? 5\,\text{dm}\text{?}
Vis løsning på oppgave 5a
Svar
Med høyden 4,75 dm blir det største volumet:
V=118,75 dm3‾‾ \underline{\underline{V = 118{,}75\,\text{dm}^3}}
Oppgave 5A (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023, video, 07:04
Med bunnsider på 5 dm blir volumet større jo høyere kassen er. Høyden begrenses av at platene til sammen kan være høyst \( 120\,\text{dm}^2\text{.} \)
Metode: For hånd
1. Skriv opp volum og areal 1:15 Vi kaller sidene i bunnen \( \textcolor{blue}{s} \) og høyden \( \textcolor{red}{h}\text{.} \) Volumet er grunnflaten ganget med høyden. Platene er bunnen og de fire sideflatene, men ikke lokket: \[ \begin{aligned} V &= \textcolor{blue}{s}^2 \cdot \textcolor{red}{h} \\ A &= \textcolor{blue}{s}^2 + 4\textcolor{blue}{s}\textcolor{red}{h} \end{aligned} \]
2. Finn den største høyden 4:30 Med \( {\textcolor{blue}{s} = \textcolor{blue}{5}} \) kan arealet være høyst 120: \[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{5}^2 + 4 \cdot \textcolor{blue}{5} \cdot \textcolor{red}{h} &\le 120 \\ 20\textcolor{red}{h} &\le 95 \\ \textcolor{red}{h} &\le 4{,}75 \end{aligned} \]
3. Regn ut volumet 6:30 Volumet er størst når \( \textcolor{red}{h} \) er størst, altså \( {\textcolor{red}{h} = \textcolor{red}{4{,}75}\,\text{dm}}\text{.} \) Vi ganger tallene og enhetene hver for seg, og \( {\text{dm} \cdot \text{dm} \cdot \text{dm} = \text{dm}^3}\text{:} \) \[ \begin{aligned} V &= \textcolor{blue}{5}\,\text{dm} \cdot \textcolor{blue}{5}\,\text{dm} \cdot \textcolor{red}{4{,}75}\,\text{dm} \\ V &= 118{,}75\,\text{dm}^3 \end{aligned} \]

Oppgave 5b)

Hva er det maksimale volumet kassen kan få?
Vis løsning på oppgave 5b
Svar
Med sidene 40≈6,32 {\sqrt{40} \approx 6{,}32} dm i bunnen blir volumet, avrundet til to desimaler,
Vmaks≈126,49 dm3‾‾ \underline{\underline{V_{\text{maks}} \approx 126{,}49\,\text{dm}^3}}
Oppgave 5B (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023, video, 04:58
Volumet blir størst når hele arealet på \( 120\,\text{dm}^2 \) brukes. Vi uttrykker høyden ved \( s\text{,} \) skriver volumet som en funksjon av \( s \) og finner toppunktet.
Metode: Med kalkulator
1. Uttrykk høyden ved sidene 0:36 Med sidene \( \textcolor{blue}{s} \) i bunnen og høyden \( \textcolor{red}{h} \) er volumet \( {V = \textcolor{blue}{s}^2 \cdot \textcolor{red}{h}} \) og arealet \( {A = \textcolor{blue}{s}^2 + 4\textcolor{blue}{s}\textcolor{red}{h}}\text{.} \) Vi setter arealet lik 120 og løser for \( \textcolor{red}{h}\text{:} \) \[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{s}^2 + 4\textcolor{blue}{s}\textcolor{red}{h} &= 120 \\ \textcolor{red}{h} &= \textcolor{red}{\dfrac{120 - s^2}{4s}} \end{aligned} \]
2. Skriv volumet som en funksjon 1:36 Plugger vi høyden inn i volumet og stryker en \( s\text{,} \) får vi: \[ \begin{aligned} V(s) &= s^2 \cdot \textcolor{red}{\dfrac{120 - s^2}{4s}} \\ V(s) &= \dfrac{s(120 - s^2)}{4} = 30s - \dfrac{1}{4}s^3 \end{aligned} \]Sidene må være mellom 0 og \( {\sqrt{120} \approx 10{,}95} \) dm, ellers blir høyden negativ.
3. Finn toppunktet 3:20 Toppunktet ligger der den deriverte er null, som i videoen Oppgave 1C (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023. Med potensregelen, \( {(x^n)' = n \cdot x^{n - 1}}\text{,} \) får vi: \[ \begin{aligned} V'(s) = 30 - \dfrac{3}{4}s^2 &= 0 \\ s^2 &= 40 \\ s &= \sqrt{40} \approx 6{,}32 \end{aligned} \]Vi sjekker fortegnet på hver side av \( {s = \sqrt{40} \approx 6{,}32}\text{:} \) \[ \begin{aligned} V'(6) &= 30 - \dfrac{3}{4} \cdot 36 = 3 > 0 \\ V'(7) &= 30 - \dfrac{3}{4} \cdot 49 = -6{,}75 < 0 \end{aligned} \]Volumet vokser før og avtar etter, så det er et toppunkt.
4. Regn ut volumet Vi setter \( {s = \sqrt{40}} \) inn i \( V(s)\text{.} \) Siden \( {(\sqrt{40})^3 = 40\sqrt{40}}\text{,} \) er: \[ \begin{aligned} V(\sqrt{40}) &= 30\sqrt{40} - \dfrac{1}{4} \cdot 40\sqrt{40} \\ V(\sqrt{40}) &= 20\sqrt{40} \approx 126{,}49 \end{aligned} \]
Metode: Med GeoGebra
1. Finn toppunktet i GeoGebra 2:16 Med høyden fra kalkulatorruten er \( {V(s) = s^2 \cdot \dfrac{120 - s^2}{4s}}\text{.} \) Vi tegner funksjonen for \( {0 \le s \le \sqrt{120}} \) og finner toppunktet med Ekstremalpunkt:
Skriv inn i GeoGebra: V(s) = Funksjon(s^2*(120 - s^2)/(4s), 0, sqrt(120)) T = Ekstremalpunkt(V, 0, 10)
Toppunktet er \( {T \approx (6{,}3246,\ 126{,}4911)}\text{.} \) Det største volumet er omtrent \( 126{,}49\,\text{dm}^3\text{.} \)
Du skal lage en slik kasse som rommer 80 dm3. 80\,\text{dm}^3\text{.}

Oppgave 5c)

Hva er det minste samlede arealet platene kan ha, dersom du skal lage en slik kasse?
Vis løsning på oppgave 5c
Svar
Med sidene 1603≈5,43 {\sqrt[3]{160} \approx 5{,}43} dm i bunnen blir arealet, avrundet til to desimaler,
Amin≈88,42 dm2‾‾ \underline{\underline{A_{\text{min}} \approx 88{,}42\,\text{dm}^2}}
Oppgave 5C (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023, video, 05:11
Nå er volumet fast. Vi uttrykker høyden ved \( s\text{,} \) skriver arealet som en funksjon av \( s \) og finner bunnpunktet.
Metode: Med kalkulator
1. Uttrykk høyden ved sidene 0:56 Med sidene \( \textcolor{blue}{s} \) i bunnen og høyden \( \textcolor{red}{h} \) er volumet \( {V = \textcolor{blue}{s}^2 \cdot \textcolor{red}{h}} \) og arealet \( {A = \textcolor{blue}{s}^2 + 4\textcolor{blue}{s}\textcolor{red}{h}}\text{.} \) Volumet skal være 80: \[ \begin{aligned} \textcolor{blue}{s}^2 \cdot \textcolor{red}{h} &= 80 \\ \textcolor{red}{h} &= \textcolor{red}{\dfrac{80}{s^2}} \end{aligned} \]
2. Skriv arealet som en funksjon 1:39 Plugger vi høyden inn i arealet, får vi: \[ \begin{aligned} A(s) &= s^2 + 4s \cdot \textcolor{red}{\dfrac{80}{s^2}} \\ A(s) &= s^2 + \dfrac{320}{s} \end{aligned} \]for \( {s > 0}\text{.} \)
3. Finn bunnpunktet 3:48 Vi skriver \( {\dfrac{320}{s} = 320s^{-1}}\text{,} \) så potensregelen, \( {(x^n)' = n \cdot x^{n - 1}}\text{,} \) gir: \[ \begin{aligned} A'(s) = 2s - \dfrac{320}{s^2} &= 0 \\ 2s^3 &= 320 \\ s^3 &= 160 \\ s &= \sqrt[3]{160} \approx 5{,}43 \end{aligned} \]Vi sjekker fortegnet på hver side av \( {s = \sqrt[3]{160} \approx 5{,}43}\text{:} \) \[ \begin{aligned} A'(5) &= 10 - \dfrac{320}{25} = -2{,}8 < 0 \\ A'(6) &= 12 - \dfrac{320}{36} \approx 3{,}11 > 0 \end{aligned} \]Arealet avtar før og vokser etter, så det er et bunnpunkt.
4. Regn ut arealet Vi setter \( {s = \sqrt[3]{160}} \) inn i \( A(s) \) med kalkulatoren: \[ \begin{aligned} A\left(\sqrt[3]{160}\right) &= \left(\sqrt[3]{160}\right)^2 + \dfrac{320}{\sqrt[3]{160}} \\ A\left(\sqrt[3]{160}\right) &\approx 88{,}42 \end{aligned} \]
Metode: Med GeoGebra
1. Finn bunnpunktet i GeoGebra 2:40 Med høyden fra kalkulatorruten er \( {A(s) = s^2 + \dfrac{320}{s}}\text{.} \) Vi tegner funksjonen for \( {0 \le s \le 20} \) og finner bunnpunktet med Ekstremalpunkt:
Skriv inn i GeoGebra: A(s) = Funksjon(s^2 + 320/s, 0, 20) B = Ekstremalpunkt(A, 0, 20)
Bunnpunktet er \( {B \approx (5{,}4288,\ 88{,}4168)}\text{.} \) Det minste arealet er omtrent \( 88{,}42\,\text{dm}^2\text{.} \)

S1 høst 2023 - Del 2 - med hjelpemidler

Oppgave 6

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

Oppgave 6a)

Påstand 1: Grafen til f f har minst ett ekstremalpunkt.
Vis løsning på oppgave 6a
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}}}
Oppgave 6A (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023, video, 05:59
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 0:13 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 3:13 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 6b)

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 6b
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}}}
Oppgave 6B (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023, video, 06:56
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 1:50 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 4:16 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 6c)

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 6c
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}}}
Oppgave 6C (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023, video, 07:50
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 0:30 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 1:44 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 4:40 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.