Eksamensoppgaver etter tema

Hvert kast Ane gjør, teller én i antallet. Det forventede antallet kast er derfor summen av sannsynlighetene for at hvert kast blir gjort, og fra kast 3 er det en uendelig geometrisk rekke.

1. Forklar sannsynlighetene i tabellen Kast 1 og 2 må Ane alltid gjøre. Fra kast 3 er et kast nødvendig bare hvis ingen to kast på rad har vært like før det. Hvert kast er ulikt det forrige med sannsynlighet \( \dfrac{5}{6}\text{,} \) og kastene er uavhengige, så kast 3 er nødvendig med sannsynlighet \( \dfrac{5}{6}\text{,} \) kast 4 med \( {\left(\dfrac{5}{6}\right)^2}\text{,} \) og så videre.

2. Forklar summen La \( \textcolor{blue}{X_m} \) være 1 hvis kast nummer \( m \) blir gjort, og 0 ellers, og la \( \textcolor{red}{p_m} \) være sannsynligheten for at kast nummer \( m \) blir gjort. Antallet kast er da \( {N = \textcolor{blue}{X_1} + \textcolor{blue}{X_2} + \textcolor{blue}{X_3} + \dots}\text{,} \) og forventningsverdien til \( \textcolor{blue}{X_m} \) er: \[ \begin{aligned} E(\textcolor{blue}{X_m}) &= 1 \cdot \textcolor{red}{p_m} + 0 \cdot (1 - \textcolor{red}{p_m}) \\ &= \textcolor{red}{p_m} \end{aligned} \]Hvis du er usikker på forventningsverdi, kan du se videoen Oblig Oppgave 1 (Diskret sans). Forventningen til en sum er summen av forventningene, så: \[ \begin{aligned} E(N) &= E(\textcolor{blue}{X_1}) + E(\textcolor{blue}{X_2}) + \dots \\ &= \textcolor{red}{p_1} + \textcolor{red}{p_2} + \textcolor{red}{p_3} + \dots \\ &= 1 + 1 + \dfrac{5}{6} \\ &\quad + \left(\dfrac{5}{6}\right)^2 + \left(\dfrac{5}{6}\right)^3 + \dots \end{aligned} \]

3. Regn ut summen Fra det tredje leddet er rekken uendelig geometrisk med \( {\textcolor{red}{a_1} = \textcolor{red}{p_3} = \textcolor{red}{\dfrac{5}{6}}} \) og \( {\textcolor{green}{k} = \textcolor{green}{\dfrac{5}{6}}}\text{.} \) Summen av en uendelig geometrisk rekke med \( {-1 < k < 1} \) er: \[ S = \dfrac{\textcolor{red}{a_1}}{1 - \textcolor{green}{k}} \]Hvis du er usikker på formelen, kan du se videoen Geometrisk rekke test.

Plugger vi dette inn, får vi: \[ \begin{aligned} E(N) &= 1 + 1 + \dfrac{\textcolor{red}{\tfrac{5}{6}}}{1 - \textcolor{green}{\tfrac{5}{6}}} \\ &= 2 + \dfrac{\tfrac{5}{6}}{\tfrac{1}{6}} = 2 + 5 = 7 \end{aligned} \]

Vi lar datamaskinen kaste terningen til to kast på rad er like, mange ganger, og regner ut gjennomsnittet av summene.

Merk – Eksamen uten PC fra 2027: Uten PC kan du ikke kjøre en simulering. Øv heller på å skrive og lese slike løkker på papir.

1. Les programmet linje for linje Programmet står i svaret. Linje 3 sier hvor mange ganger vi gjentar forsøket, og linje 4 starter summen av alle forsøkene på 0. Løkka i linje 5 gjentar forsøket, som i videoen Oppgave 4B (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023.

I hvert forsøk kaster linje 6 og 7 terningen to ganger, og linje 8 legger sammen øynene. While-løkka i linje 9 kaster videre så lenge \( \textcolor{red}{\texttt{kast}} \) er ulik \( \textcolor{blue}{\texttt{forrige}}\text{,} \) og legger hvert nytt kast til summen. Når to kast på rad er like, legger linje 13 summen til \( \texttt{total}\text{.} \)

2. Kjør programmet Linje 14 skriver ut gjennomsnittet av de \( 100\,000 \) summene. Én kjøring ga \( 24{,}56\text{,} \) og en ny kjøring gir et litt annet tall, fordi kastene er tilfeldige. Forventningsverdien til summen er altså omtrent \( 24{,}5 \) øyne.

Kontroll: Hvert kast gir i gjennomsnitt \( 3{,}5 \) øyne, og om et kast blir gjort, avhenger bare av kastene før det. Med 7 kast i gjennomsnitt fra a) ventes summen \( {7 \cdot 3{,}5 = 24{,}5}\text{,} \) som stemmer med simuleringen.

Vi ser at integralet består av to ledd. Vi finner derfor en antiderivert ledd for ledd og setter inn grensene til slutt.

1. Finn en antiderivert ledd for ledd \( e^x \) er sin egen deriverte, så integrasjonsreglene gir: \[ \int e^x\,dx = e^x + C \]Hvis du er usikker på denne regelen, kan du se videoen Basic integrasjonsregler/​formler. \( \textcolor{blue}{2e^x} \) integrert blir derfor \( \underline{\textcolor{blue}{2e^x}}\text{.} \)

For potenser forteller integrasjonsreglene oss at: \[ \int x^{\textcolor{green}{n}}\,dx = \dfrac{1}{\textcolor{green}{n} + 1}x^{\textcolor{green}{n} + 1} + C \]Regelen står også i videoen Basic integrasjonsregler/​formler.

\( \textcolor{red}{2x^2} \) har \( {\textcolor{green}{n} = \textcolor{green}{2}}\text{,} \) så integrert blir den \( \underline{\textcolor{red}{\dfrac{2}{3}x^3}}\text{.} \)

2. Sett inn grensene Et bestemt integral regner vi ut med en antiderivert \( F\text{:} \) \[ \int_a^b f(x)\,dx = F(b) - F(a) \]

Plugger vi inn antiderivertene og grensene, får vi: \[ \begin{aligned} & \int_0^1 \left(2e^x + 2x^2\right) dx \\ &= \left[\textcolor{blue}{2e^x} + \textcolor{red}{\dfrac{2}{3}x^3}\right]_0^1 \\ &= \left(\textcolor{blue}{2e} + \textcolor{red}{\dfrac{2}{3}}\right) - \left(\textcolor{blue}{2} + \textcolor{red}{0}\right) \\ &= 2e - \dfrac{4}{3} \end{aligned} \]Da vi satte inn \( {x = 0}\text{,} \) brukte vi at \( {e^0 = 1}\text{.} \)

Vi ser at telleren \( {2x - 1} \) er den deriverte av nevneren \( {x^2 - x - 6}\text{.} \) Vi bruker derfor variabelskifte med \( u \) lik nevneren.

1. Bytt variabel Vi setter nevneren lik \( \textcolor{green}{u} \) og deriverer: \[ \textcolor{green}{u} = \textcolor{green}{x^2 - x - 6} \qquad \dfrac{d\textcolor{green}{u}}{dx} = 2x - 1 \]Løser vi for \( dx\text{,} \) får vi \( {dx = \dfrac{d\textcolor{green}{u}}{2x - 1}}\text{.} \) Hvis du er usikker på variabelskifte, kan du se videoen Substitusjon.

2. Integrer med den nye variabelen Plugger vi dette inn i integralet, får vi: \[ \begin{aligned} & \int \dfrac{2x - 1}{\textcolor{green}{x^2 - x - 6}}\,dx \\ &= \int \dfrac{2x - 1}{\textcolor{green}{u}} \cdot \dfrac{d\textcolor{green}{u}}{2x - 1} \\ &= \int \dfrac{1}{\textcolor{green}{u}}\,d\textcolor{green}{u} \\ &= \ln|\textcolor{green}{u}| + C \end{aligned} \]\( {2x - 1} \) forkortes bort, og \( \ln|u| \) er en antiderivert til \( \dfrac{1}{u}\text{,} \) som i videoen Basic integrasjonsregler/​formler.

3. Bytt tilbake til den gamle variabelen Til slutt setter vi \( {\textcolor{green}{u} = \textcolor{green}{x^2 - x - 6}} \) tilbake: \[ \begin{aligned} & \int \dfrac{2x - 1}{x^2 - x - 6}\,dx \\ &= \ln|\textcolor{green}{x^2 - x - 6}| + C \end{aligned} \]

Kontroll: Deriverer vi svaret med kjerneregelen, får vi \( {\dfrac{1}{x^2 - x - 6} \cdot (2x - 1)}\text{,} \) som er det vi integrerte.

Alle de seks sidene er like sannsynlige, så sannsynligheten for et antall øyne er antall sider med det tallet delt på 6. Så regner vi ut forventningsverdien.

1. Fyll ut tabellen Ener, toer og treer står på én side hver, og sekser står på tre sider: \[ P(X = 6) = \dfrac{3}{6} = \dfrac{1}{2} \]

Tabellen blir: \[ \begin{array}{c|c|c|c|c} \textcolor{blue}{k} & \textcolor{blue}{1} & \textcolor{blue}{2} & \textcolor{blue}{3} & \textcolor{blue}{6} \\ \hline P(X = k) & \textcolor{red}{\dfrac{1}{6}} & \textcolor{red}{\dfrac{1}{6}} & \textcolor{red}{\dfrac{1}{6}} & \textcolor{red}{\dfrac{1}{2}} \end{array} \]Sannsynlighetene summerer seg til \( {\dfrac{3}{6} + \dfrac{1}{2} = 1}\text{,} \) som de skal.

2. Regn ut forventningsverdien Forventningsverdien er summen av hver verdi ganget med sannsynligheten for den: \[ E(X) = \sum \textcolor{blue}{k} \cdot \textcolor{red}{P(X = k)} \]Hvis du er usikker på formelen, kan du se videoen Oblig Oppgave 1 (Diskret sans).

Plugger vi inn tallene fra tabellen, får vi: \[ \begin{aligned} E(X) &= \textcolor{blue}{1} \cdot \textcolor{red}{\dfrac{1}{6}} + \textcolor{blue}{2} \cdot \textcolor{red}{\dfrac{1}{6}} + \textcolor{blue}{3} \cdot \textcolor{red}{\dfrac{1}{6}} \\ &\quad + \textcolor{blue}{6} \cdot \textcolor{red}{\dfrac{1}{2}} \\ &= \dfrac{6}{6} + 3 \\ &= 4 \end{aligned} \]

Vi bruker tabellen fra a) og \( {E(X) = 4}\text{,} \) som står i oppgaveteksten. Ved følgefeil kan det gis full uttelling.

Variansen finner vi som forventningen til \( X^2 \) minus forventningen til \( X \) i andre. Vi regner derfor først ut \( E(X^2)\text{.} \)

1. Finn forventningen til kvadratet Fra a) har vi tabellen: \[ \begin{array}{c|c|c|c|c} \textcolor{blue}{k} & \textcolor{blue}{1} & \textcolor{blue}{2} & \textcolor{blue}{3} & \textcolor{blue}{6} \\ \hline P(X = k) & \textcolor{red}{\dfrac{1}{6}} & \textcolor{red}{\dfrac{1}{6}} & \textcolor{red}{\dfrac{1}{6}} & \textcolor{red}{\dfrac{1}{2}} \end{array} \]

\( E(X^2) \) regner vi ut som \( E(X)\text{,} \) men med hver verdi i andre: \[ \begin{aligned} E(X^2) &= \textcolor{blue}{1}^2 \cdot \textcolor{red}{\dfrac{1}{6}} + \textcolor{blue}{2}^2 \cdot \textcolor{red}{\dfrac{1}{6}} + \textcolor{blue}{3}^2 \cdot \textcolor{red}{\dfrac{1}{6}} \\ &\quad + \textcolor{blue}{6}^2 \cdot \textcolor{red}{\dfrac{1}{2}} \\ &= \dfrac{1 + 4 + 9}{6} + 18 \\ &= \dfrac{7}{3} + 18 = \dfrac{61}{3} \end{aligned} \]

2. Regn ut variansen Variansen er: \[ Var(X) = E(X^2) - \left(E(X)\right)^2 \]Hvis du er usikker på formelen, kan du se videoen Oblig Oppgave 1 (Diskret sans).

Med \( {E(X) = 4} \) fra a) får vi: \[ \begin{aligned} Var(X) &= \dfrac{61}{3} - 4^2 \\ &= \dfrac{61}{3} - \dfrac{48}{3} = \dfrac{13}{3} \end{aligned} \]

Vi går gjennom løkka én runde om gangen og skriver opp hva \( \texttt{a} \) er i hver runde.

1. Les koden linje for linje Linje 1 setter \( {\texttt{a} = 2}\text{,} \) og linje 2 setter \( {\texttt{n} = 5}\text{.} \) Løkka i linje 3 går gjennom \( {\texttt{i} = 1, 2, 3, 4, 5}\text{,} \) fordi \( \texttt{range(1, 6)} \) stopper før 6, som i videoen Oppgave 4B - Del 2 - 1T Eksamen Høst 2025.

I hver runde skriver linje 4 ut \( \texttt{a}\text{,} \) og linje 5 legger til \( {\textcolor{red}{\texttt{i} + 2}}\text{.} \)

2. Kjør løkka for hånd De fire første rundene gir: \[ \begin{aligned} \texttt{i} = 1&\text{:} \quad 2 + \textcolor{red}{3} = 5 \\ \texttt{i} = 2&\text{:} \quad 5 + \textcolor{red}{4} = 9 \\ \texttt{i} = 3&\text{:} \quad 9 + \textcolor{red}{5} = 14 \\ \texttt{i} = 4&\text{:} \quad 14 + \textcolor{red}{6} = 20 \end{aligned} \]Programmet skriver ut \( \texttt{a} \) før det legger til, så det skriver ut \( 2\text{,} \) \( 5\text{,} \) \( 9\text{,} \) \( 14 \) og \( 20\text{.} \)

Tallfølgen starter altså på \( 2\text{,} \) og hvert nytt tall er det forrige pluss \( \textcolor{red}{3}\text{,} \) \( \textcolor{red}{4}\text{,} \) \( \textcolor{red}{5}\text{,} \) \( \textcolor{red}{6}\text{,} \) … Det vi legger til, øker med \( 1 \) hver gang.

Vi bruker leddene fra a). Ved følgefeil kan det gis full uttelling.

Vi ser at programmet legger hvert ledd til \( \texttt{S} \) før det lager det neste. \( \texttt{S} \) blir derfor summen av leddene.

1. Les koden Linje 3 setter \( {\texttt{S} = 0}\text{.} \) I hver runde legger linje 5 det leddet vi har nå, til \( \texttt{S}\text{,} \) og linje 6 lager det neste leddet, som i a). Slik oppdaterer vi en sum i en løkke, som i videoen Oppgave 4B - Del 2 - 1T Eksamen Høst 2025.

Linje 7 står utenfor løkka, så den skriver ut \( \textcolor{blue}{\texttt{S}} \) én gang, etter den siste runden. Løkka går fem runder, så eleven vil finne summen av de fem første leddene.

2. Regn ut summen Leddene fra a) er \( 2\text{,} \) \( 5\text{,} \) \( 9\text{,} \) \( 14 \) og \( 20\text{:} \) \[ \textcolor{blue}{\texttt{S}} = 2 + 5 + 9 + 14 + 20 = \textcolor{blue}{50} \]

Enhetskostnaden er kostnaden per enhet, altså stigningstallet til linja fra origo til punktet på grafen. Grensekostnaden er den deriverte, altså stigningstallet til tangenten.

1. Finn enhetskostnaden Enhetskostnaden ved 180 enheter er kostnaden delt på antallet: \[ \begin{aligned} \dfrac{K(180)}{180} &= \dfrac{14\,920 - 0}{180 - 0} \\ &= \dfrac{746}{9} \approx 82{,}89 \end{aligned} \]Det er stigningstallet til linja fra origo \( (0, 0) \) til punktet \( (180, 14\,920)\text{.} \)

Den svarte stiplede linja \( {y = 82{,}89x} \) går gjennom origo og punktet, så enhetskostnaden er omtrent \( 82{,}89 \) kr per enhet, avrundet til hele øre.

Kontroll: \( {9 \cdot 83 = 747}\text{,} \) så \( \dfrac{746}{9} \) er litt under 83 kr, som figuren viser.

2. Finn grensekostnaden Grensekostnaden er den deriverte, \( K'(180)\text{.} \) Den er stigningstallet til tangenten i punktet, og tangenten er den blå stiplede linja \( {y = \textcolor{blue}{138}x - 9920}\text{:} \) \[ K'(180) = \textcolor{blue}{138} \]Den forteller at én enhet til koster omtrent 138 kr mer når det allerede produseres 180 enheter, som i videoen Oppgave 5 - Del 1 - S1 Eksamen Høst 2023.

Vi bruker grensekostnaden \( {K'(180) = 138} \) fra a). Ved følgefeil kan det gis full uttelling.

Der overskuddet er størst, er den deriverte av overskuddet null. Vi setter derfor \( {O'(180) = 0} \) og løser for \( p\text{.} \)

1. Sett opp overskuddet Overskuddet er inntekt minus kostnad, som i videoen Oppgave 1A (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023: \[ \begin{aligned} O(x) &= I(x) - K(x) \\ &= \textcolor{green}{p} \cdot x - K(x) \end{aligned} \]

Vi deriverer: \[ O'(x) = \textcolor{green}{p} - K'(x) \]

2. Sett den deriverte lik null I et toppunkt er den deriverte null, som i videoen Oppgave 1C (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023. I a) fant vi \( {K'(180) = \textcolor{blue}{138}}\text{,} \) stigningstallet til den blå tangenten, så: \[ \begin{aligned} O'(180) = \textcolor{green}{p} - \textcolor{blue}{138} &= 0 \\ \textcolor{green}{p} &= 138 \end{aligned} \]

Grafen til \( K \) krummer oppover, så stigningstallet \( K'(x) \) øker. Da er \( {O'(x) = \textcolor{blue}{138} - K'(x)} \) positiv før \( {x = 180} \) og negativ etter: \[ \begin{aligned} x < 180&\text{:} \quad O'(x) > 0 \\ x > 180&\text{:} \quad O'(x) < 0 \end{aligned} \]Overskuddet er derfor størst ved 180 enheter.

Den alternative hypotesen \( H_1 \) er det Benz A/S påstår. Nullhypotesen \( H_0 \) er det motsatte: at det ikke er noen forandring fra den gamle bensinen.

1. Sett opp hypotesene \( \textcolor{red}{H_1} \) er alltid det vi ønsker å finne grunnlag for, og \( \textcolor{blue}{H_0} \) er at det ikke skjer noen forandring, som i videoen Valg av Hypotese og Konklusjon - Intro.

La \( \mu \) være gjennomsnittlig kjørelengde per liter med den nye bensinen. \( \textcolor{red}{\text{Benz A/S}} \) mener at \( {\textcolor{red}{\mu > 20\,\text{km/L}}}\text{,} \) og \( \textcolor{blue}{\text{ingen forandring}} \) betyr \( {\textcolor{blue}{\mu = 20\,\text{km/L}}}\text{.} \) Testen er ensidig, fordi de bare påstår at kjørelengden øker.

Vi bruker hypotesene fra a). Ved følgefeil kan det gis full uttelling.

Standardavviket er kjent, så vi bruker en z-test for gjennomsnittet. Vi finner sannsynligheten for et så høyt gjennomsnitt hvis \( H_0 \) er sann, og sammenligner med \( 5\,\%\text{.} \)

1. Regn ut testobservatoren I a) satte vi opp: \[ H_0\text{: } \mu = 20 \qquad H_1\text{: } \mu > 20 \]

Standardavviket er oppgitt, så vi bruker en z-test, som i videoen Valg av Test - Estimering og Hypotesetesting. Gjennomsnittet av \( n \) biler har standardavviket \( \dfrac{\sigma}{\sqrt{n}}\text{,} \) som i videoen Oblig oppgave 8 Sentralgrenseteoremet. Testobservatoren er: \[ z = \dfrac{\bar{x} - \textcolor{blue}{\mu_0}}{\dfrac{\textcolor{red}{\sigma}}{\sqrt{\textcolor{green}{n}}}} \]

Her er \( {\bar{x} = 21}\text{,} \) \( {\textcolor{blue}{\mu_0} = \textcolor{blue}{20}} \) fra \( H_0\text{,} \) \( {\textcolor{red}{\sigma} = \textcolor{red}{2{,}5}} \) og \( {\textcolor{green}{n} = \textcolor{green}{25}}\text{:} \) \[ \begin{aligned} z &= \dfrac{21 - \textcolor{blue}{20}}{\dfrac{\textcolor{red}{2{,}5}}{\sqrt{\textcolor{green}{25}}}} \\ &= \dfrac{1}{0{,}5} = 2 \end{aligned} \]

2. Finn P-verdien \( H_1 \) sier \( {\mu > 20}\text{,} \) så P-verdien er sannsynligheten for \( {z = 2} \) eller mer. Tabellen over standard normalfordeling i vedlegget gir \( {P(Z \le 2{,}00) = 0{,}9772}\text{,} \) som i videoen Oblig Oppgave 7 Normalfordeling: \[ \begin{aligned} P(Z \ge 2) &= 1 - 0{,}9772 \\ &= 0{,}0228 \end{aligned} \]

3. Konkluder \( {0{,}0228 < 0{,}05}\text{,} \) så vi forkaster \( H_0\text{.} \) Da er det grunnlag for å si at \( H_1 \) stemmer, som i videoen Valg av Hypotese og Konklusjon - Intro: den nye bensinen øker kjørelengden.

Vi finner \( a\text{,} \) \( b \) og \( c \) med andregradsregresjon på tabellen, og deriverer modellen.

Merk – Eksamen uten PC fra 2027: Regresjonen krever et digitalt verktøy. Uten PC kan du øve på å derivere en andregradsfunksjon når den er gitt, og på å tolke \( K'(x)\text{.} \)

1. Lag modellen med regresjon Vi legger punktene fra tabellen i en liste og bruker andregradsregresjon, som i videoen Oppgave 1A (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023. Regresjonen finner tallene som gjør at grafen går så nær punktene som mulig. Så lar vi GeoGebra derivere modellen:

Skriv inn i GeoGebra: l1 = {(10, 400), (20, 850), (40, 2070), (50, 2890)} K(x) = RegPoly(l1, 2) D(x) = Derivert(K)

Med tallene avrundet til fire desimaler er \( {\textcolor{blue}{a} \approx \textcolor{blue}{0{,}6167}} \) og \( {\textcolor{red}{b} \approx \textcolor{red}{25}}\text{,} \) og modellen er: \[ K(x) \approx \textcolor{blue}{0{,}6167}x^2 + \textcolor{red}{25}x + 93{,}3333 \]

2. Deriver modellen Potensregelen forteller oss at: \[ (x^n)' = n \cdot x^{n - 1} \]Hvis du er usikker på den, kan du se videoen Derivasjonsregler/​Formler. Konstantleddet blir borte, og vi får: \[ \begin{aligned} K'(x) &\approx 2 \cdot \textcolor{blue}{0{,}6167}x + \textcolor{red}{25} \\ &\approx 1{,}233x + 25 \end{aligned} \]GeoGebra regner med tallene uten avrunding og viser \( {D(x) = 1{,}2333x + 25}\text{.} \) Avrundet til to desimaler er det \( {1{,}23x + 25}\text{.} \)

Selv om du ikke fikk til a), kan du løse denne: uttrykket for \( K'(x) \) står i oppgaveteksten.

Vi deriverer \( I \) med regelen for \( \ln u \) og setter inn \( {x = 35} \) i begge de deriverte. De deriverte forteller hvor mye inntekten og kostnaden øker per ekstra enhet.

1. Deriver inntekten Regelen for \( \ln \) av en kjerne forteller oss at: \[ \left(\ln \textcolor{green}{u}\right)' = \dfrac{1}{\textcolor{green}{u}} \cdot \textcolor{green}{u}' \]Hvis du er usikker på den, kan du se videoen Derivasjonsregler/​Formler.

Her er \( {\textcolor{green}{u} = \textcolor{green}{5x}}\text{,} \) så \( {\textcolor{green}{u}' = \textcolor{green}{5}}\text{.} \) Plugger vi dette inn, får vi: \[ \begin{aligned} I'(x) &= 3000 \cdot \dfrac{1}{\textcolor{green}{5x}} \cdot \textcolor{green}{5} \\ &= \dfrac{3000}{x} \end{aligned} \]

2. Sett inn 35 enheter I a) viste vi: \[ K'(x) = 1{,}23x + 25 \]

Vi setter inn \( {x = 35} \) i begge: \[ \begin{aligned} I'(35) &= \dfrac{3000}{35} \approx \textcolor{blue}{85{,}71} \\ K'(35) &= 1{,}23 \cdot 35 + 25 = \textcolor{red}{68{,}05} \end{aligned} \]

Merk – Avrunding: Med modellen fra a) uten avrunding blir \( {K'(35) \approx 68{,}17}\text{.} \) Forskjellen kommer bare av at oppgaven runder av til \( {1{,}23x + 25}\text{,} \) og begge regnemåtene er riktige.

3. Tolk svarene \( I \) og \( K \) er i kroner og \( x \) i enheter per uke, så de deriverte er i kroner per enhet, som i videoen Oppgave 5 - Del 1 - S1 Eksamen Høst 2023. Når bedriften produserer og selger 35 enheter i uka, gir én enhet til omtrent \( \textcolor{blue}{85{,}71} \) kr mer i inntekt og omtrent \( \textcolor{red}{68{,}05} \) kr mer i kostnad. Overskuddet øker altså hvis bedriften produserer og selger litt flere enn 35 enheter.

1. Regn ut i CAS Vi definerer \( I \) i CAS, regner ut \( I'(35) \) og setter inn i \( {K'(x) = 1{,}23x + 25} \) fra oppgaveteksten, med \( {\approx}\text{:} \)

Skriv inn i GeoGebra: I(x) := 3000*ln(5x) I'(35) 1.23*35 + 25

Rad 2 gir \( {I'(35) \approx 85{,}71} \) kr per enhet, og rad 3 gir \( {K'(35) = 68{,}05} \) kr per enhet.

Selv om du ikke fikk til a), kan du løse denne: uttrykket for \( K'(x) \) står i oppgaveteksten.

Vi integrerer \( {K'(x) = 1{,}23x + 25} \) ledd for ledd og setter inn grensene. Integralet av den deriverte er hvor mye \( K \) endrer seg mellom grensene.

1. Finn en antiderivert I a) viste vi: \[ K'(x) = 1{,}23x + 25 \]

For potenser forteller integrasjonsreglene 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 denne regelen, kan du se videoen Basic integrasjonsregler/​formler.

\( \textcolor{blue}{1{,}23x} \) integrert blir \( \underline{\textcolor{blue}{0{,}615x^2}}\text{,} \) og \( \textcolor{red}{25} \) integrert blir \( \underline{\textcolor{red}{25x}}\text{.} \)

2. Sett inn grensene Et bestemt integral regner vi ut med en antiderivert \( F\text{:} \) \[ \int_a^b f(x)\,dx = F(b) - F(a) \]

Plugger vi inn, får vi: \[ \begin{aligned} & \int_{20}^{30} \left(1{,}23x + 25\right) dx \\ &= \left[\textcolor{blue}{0{,}615x^2} + \textcolor{red}{25x}\right]_{20}^{30} \\ &= (\textcolor{blue}{553{,}5} + \textcolor{red}{750}) - (\textcolor{blue}{246} + \textcolor{red}{500}) \\ &= 557{,}5 \end{aligned} \]

Merk – Avrunding: Med modellen fra a) uten avrunding blir \( {K(30) - K(20) \approx 558{,}33}\text{.} \) Forskjellen kommer bare av at oppgaven runder av til \( {1{,}23x + 25}\text{,} \) og begge regnemåtene er riktige.

3. Tolk svaret \( K \) er en antiderivert til \( K'\text{,} \) så integralet er \( {K(30) - K(20)}\text{:} \) hvor mye kostnaden øker fra 20 til 30 enheter. Når produksjonen øker fra 20 til 30 enheter per uke, øker kostnaden med omtrent \( 557{,}50 \) kr.

1. Regn ut integralet i CAS På samme CAS-ark som i b) integrerer vi \( {K'(x) = 1{,}23x + 25} \) fra oppgaveteksten, med \( {\approx}\text{:} \)

Skriv inn i GeoGebra: Integral(1.23x + 25, 20, 30)

Rad 4 gir \( 557{,}5\text{,} \) altså at kostnaden øker med omtrent \( 557{,}50 \) kr fra 20 til 30 enheter per uke.

Lengden er normalfordelt for hver hopper. Vi gjør 90 meter om til en \( z \)-verdi for hver av dem og slår opp i tabellen over standard normalfordeling.

1. Standardiser For en normalfordelt \( X \) med forventning \( \textcolor{blue}{\mu} \) og standardavvik \( \textcolor{red}{\sigma} \) er: \[ \begin{aligned} & P(X > 90) \\ &= 1 - P\left(Z \le \dfrac{90 - \textcolor{blue}{\mu}}{\textcolor{red}{\sigma}}\right) \end{aligned} \]Hvis du er usikker på dette, kan du se videoen Oblig Oppgave 7 Normalfordeling.

Vi regner ut \( z \)-verdien for hver hopper: \[ \begin{aligned} \text{Birger: } z &= \dfrac{90 - \textcolor{blue}{70}}{\textcolor{red}{20}} = 1 \\ \text{Maren: } z &= \dfrac{90 - \textcolor{blue}{80}}{\textcolor{red}{5}} = 2 \\ \text{Espen: } z &= \dfrac{90 - \textcolor{blue}{75}}{\textcolor{red}{10}} = 1{,}5 \end{aligned} \]

2. Slå opp i tabellen Tabellen gir \( {P(Z \le 1{,}00) = 0{,}8413}\text{,} \) \( {P(Z \le 2{,}00) = 0{,}9772} \) og \( {P(Z \le 1{,}50) = 0{,}9332}\text{:} \) \[ \begin{aligned} \text{Birger: } & 1 - 0{,}8413 = 0{,}1587 \\ \text{Maren: } & 1 - 0{,}9772 = 0{,}0228 \\ \text{Espen: } & 1 - 0{,}9332 = 0{,}0668 \end{aligned} \]Birger har størst sjanse for et hopp over 90 meter. Han har lavest forventning, men størst standardavvik.

1. Regn ut i CAS FordelingNormal\( (\mu, \sigma, x) \) gir \( {P(X \le x)}\text{.} \) Vi trekker den fra 1 og bruker \( {\approx}\text{:} \)

Skriv inn i GeoGebra: 1 - FordelingNormal(70, 20, 90) 1 - FordelingNormal(80, 5, 90) 1 - FordelingNormal(75, 10, 90)

Rad 1 til 3 gir \( 0{,}1587\text{,} \) \( 0{,}0228 \) og \( 0{,}0668 \) for Birger, Maren og Espen.

Maren hoppet lengst hvis både Birger og Espen hoppet kortere enn 83 meter. Hoppene er uavhengige, så vi ganger de to sannsynlighetene.

1. Finn sannsynlighetene for de andre For Birger og Espen standardiserer vi 83 meter, som i videoen Oblig Oppgave 7 Normalfordeling: \[ z = \dfrac{x - \mu}{\sigma} \]

Det gir: \[ \begin{aligned} \text{Birger: } z &= \dfrac{83 - 70}{20} = 0{,}65 \\ \text{Espen: } z &= \dfrac{83 - 75}{10} = 0{,}80 \end{aligned} \]

Tabellen over standard normalfordeling gir: \[ \begin{aligned} P(\text{Birger} < 83) &= \textcolor{blue}{0{,}7422} \\ P(\text{Espen} < 83) &= \textcolor{red}{0{,}7881} \end{aligned} \]

2. Gang sannsynlighetene Hoppene er uavhengige, så sannsynligheten for at begge hopper kortere, er produktet, som når vi kaster flere terninger i videoen Oppgave 3A - Del 1 - S1 Eksamen Høst 2023: \[ P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B) \]

Maren hoppet lengst når både Birger og Espen hoppet kortere enn 83 meter: \[ \begin{aligned} P(\text{Maren lengst}) &= \textcolor{blue}{0{,}7422} \cdot \textcolor{red}{0{,}7881} \\ &\approx 0{,}585 \end{aligned} \]

1. Regn ut i CAS På samme CAS-ark som i a) ganger vi \( {P(\text{Birger} < 83)} \) med \( {P(\text{Espen} < 83)}\text{:} \)

Skriv inn i GeoGebra: FordelingNormal(70, 20, 83)*FordelingNormal(75, 10, 83)

Rad 4 gir \( {P(\text{Maren lengst}) \approx 0{,}585}\text{.} \)

Nå er også Marens hopp tilfeldig. Vi lar et program trekke tre tilfeldige hopp mange ganger og teller hvor ofte Maren hopper lengst. Andelen er et anslag for sannsynligheten.

Merk – Eksamen uten PC fra 2027: Uten PC kan du ikke kjøre en simulering. Øv heller på å lese og skrive slike programmer på papir, og på å forklare hvorfor flere simuleringer gir et sikrere anslag.

1. Skriv programmet Vi trekker lengdene med \( \texttt{normal}\text{,} \) der det første tallet er forventningen og det andre standardavviket, og gjentar forsøket i en løkke, som i videoen Oppgave 4B (Del 2) - S1 Eksamen Høst 2023:

2. Les programmet og kjør det Løkka i linje 6 går \( {N = 100\,000} \) ganger. Linje 7 til 9 trekker ett hopp for hver hopper. Linje 10 sjekker om \( \textcolor{blue}{\texttt{maren}} \) er lenger enn både \( \texttt{birger} \) og \( \texttt{espen}\text{,} \) og da teller linje 11 én til. Linje 13 skriver ut andelen av forsøkene der Maren hopper lengst:

Simuleringen gir litt ulike tall hver gang, men med så mange forsøk endrer svaret seg bare i tredje desimal.