R1 2010 vår LØSNING: Forskjell mellom sideversjoner

Fra Matematikk.net
Hopp til: navigasjon, søk
Plutarco (diskusjon | bidrag)
Ingen redigeringsforklaring
m Teksterstatting – «</tex>» til «</math>»
 
(26 mellomliggende versjoner av 4 brukere er ikke vist)
Linje 1: Linje 1:
== Del 1 ==
= Del 1 =






=== Oppgave 1a) ===
== Oppgave 1 ==


=== a) ===




'''1)''' <tex>f(x)=x^3\ln(x)\Rightarrow f'(x)=(x^3)'\ln(x)+x^3(\ln(x))'=3x^2\ln(x)+x^3\frac{1}{x}=x^2(3\ln(x)+1)</tex>
'''1)''' <math>f(x)=x^3\ln(x) \\ f'(x)=(x^3)'\ln(x)+x^3(\ln(x))'=3x^2\ln(x)+x^3\frac{1}{x}=x^2(3\ln(x)+1)</math>




'''2)''' <tex>g(x)=4e^{x^2-3x}\Rightarrow g'(x)=4(2x-3)e^{x^2-3x}</tex>
'''2)''' <math>g(x)=4e^{x^2-3x}\\ g'(x)=4(2x-3)e^{x^2-3x}</math>




=== Oppgave 1b) ===
=== b) ===






'''1)''' La <tex>P(x)=x^3-4x^2-4x+16</tex>. Da er <tex>P(2)=2^3-4\cdot 2^2-4\cdot 2+16=8-16-8+16=0</tex>, og <tex>x-2</tex> er en faktor i <tex>P(x)</tex>. Polynomdivisjon gir at <tex>x^3-4x^2-4x+16\,:\,x-2=x^2-2x-8
'''1)''' La <math>P(x)=x^3-4x^2-4x+16</math>. Da er <math>P(2)=2^3-4\cdot 2^2-4\cdot 2+16=8-16-8+16=0</math>, og <math>x-2</math> er en faktor i <math>P(x)</math>.
</tex>. Vi ser videre at <tex>-2</tex> er en rot i polynomet <tex>x^2-2x-8</tex>, så <tex>x+2</tex> er en faktor. Polynomdivisjon gir dermed at <tex>x^2-2x-8\,:\, x+2=x-4</tex>, så <tex>P(x)=(x-2)(x+2)(x-4)</tex>
<p></p>
Polynomdivisjon gir at <math>x^3-4x^2-4x+16\,:\,x-2=x^2-2x-8
</math>.  
<p></p>
Vi ser videre at <math>-2</math> er en rot i polynomet <math>x^2-2x-8</math>, så <math>x+2</math> er en faktor. Polynomdivisjon gir dermed at <math>x^2-2x-8\,:\, x+2=x-4</math>, så<p></p>
<math>P(x)=(x-2)(x+2)(x-4)</math>




'''2)''' <tex>P(x)\leq 0\Rightarrow (x-2)(x+2)(x-4)\leq 0</tex>. P(x) har nullpunkter i <tex>x=-2</tex>, <tex>x=2</tex> og <tex>x=4</tex>, og skifter fortegn i disse punktene. Dersom <tex>x<-2</tex> er hver av de tre faktorene i <tex>P(x)</tex> negativ, og <tex>P(x)<0</tex>. Dersom <tex>-2<x<2</tex> er to av faktorene negative og <tex>P(x)>0</tex>. Dersom <tex>2<x<4</tex> er nøyaktig én faktor negativ, og <tex>P(x)<0</tex>. Dersom <tex>x>4</tex> er alle faktorene positive, og <tex>P(x)>0</tex>. Ulikheten <tex>P(x)\leq 0</tex> er følgelig tilfredsstilt for <tex>x\leq -2</tex> og <tex>2\leq x\leq 4</tex>.
'''2)''' <math>P(x)\leq 0\Rightarrow (x-2)(x+2)(x-4)\leq 0</math>. P(x) har nullpunkter i <math>x=-2</math>, <math>x=2</math> og <math>x=4</math>, og skifter fortegn i disse punktene. Dersom <math>x<-2</math> er hver av de tre faktorene i <math>P(x)</math> negativ, og <math>P(x)<0</math>. Dersom <math>-2<x<2</math> er to av faktorene negative og <math>P(x)>0</math>. Dersom <math>2<x<4</math> er nøyaktig én faktor negativ, og <math>P(x)<0</math>. Dersom <math>x>4</math> er alle faktorene positive, og <math>P(x)>0</math>. Ulikheten <math>P(x)\leq 0</math> er følgelig tilfredsstilt for <math>x\leq -2</math> og <math>2\leq x\leq 4</math>.




=== Oppgave 1c) ===
=== c) ===




<tex>\text{Per er fra Bergen}\Rightarrow \text{Per er fra Norge}</tex>. (At Per er fra Norge behøver ikke bety at han er fra Bergen.)
Per er fra Bergen <math>\Rightarrow</math> Per er fra Norge. (At Per er fra Norge behøver ikke bety at han er fra Bergen.)






=== Oppgave 1d) ===
=== d) ===




'''1)''' La <tex>\vec{a}=[3,5]</tex>. Vi dobler vektoren ved å multiplisere med <tex>2</tex>, og snur retningen ved å multiplisere med <tex>-1</tex>. Det følger at <tex>\vec{b}=-2\cdot [3,5]=[-6,-10]</tex>
'''1)''' La <math>\vec{a}=[3,5]</math>. Vi dobler vektoren ved å multiplisere med <math>2</math>, og snur retningen ved å multiplisere med <math>-1</math>. Det følger at <math>\vec{b}=-2\cdot [3,5]=[-6,-10]</math>






'''2)''' For at <tex>\vec{c}=[x,y]</tex> skal stå normalt på <tex>\vec{a}</tex>, må <tex>\vec{c}\cdot \vec{a}=[x,y]\cdot[3,5]=3x+5y=0</tex>. Et naturlig valg er <tex>x=5</tex>, <tex>y=-3</tex>, så <tex>\vec{c}=[5,-3]</tex>.
'''2)''' For at <math>\vec{c}=[x,y]</math> skal stå normalt på <math>\vec{a}</math>, må <math>\vec{c}\cdot \vec{a}=[x,y]\cdot[3,5]=3x+5y=0</math>. Et naturlig valg er <math>x=5</math>, <math>y=-3</math>, så <math>\vec{c}=[5,-3]</math>.






=== Oppgave 1e) ===
=== e) ===




<tex>4\cdot \left ( 1+\frac{x}{100}\right )^4=64\Rightarrow \left ( 1+\frac{x}{100}\right )^4=16=2^4\Rightarrow 1+\frac{x}{100}=2\Rightarrow x=100</tex>
<math>4\cdot \left ( 1+\frac{x}{100}\right )^4=64\Rightarrow \left ( 1+\frac{x}{100}\right )^4=16=2^4\Rightarrow 1+\frac{x}{100}=\pm 2</math>. Altså er <math>x=100</math> eller <math>x=-300</math>.


=== f) ===


[[Fil:R1-vår10 sirk.png]]
<p></p>
Slår sirkelperiferien med passer. Halver radius og fører lengden 3/2 radius ned på periferien, B. Konstruererer 45 grader i B og trekker opp trekanten.


=== Oppgave 2a) ===
== Oppgave 2 ==


=== a) ===


Vi har at <tex>f'(x)=2(x+1)(x-3)</tex>, så <tex>f'(x)</tex> har nullpunkt i <tex>x=-1</tex> og <tex>x=3</tex>. Dersom <tex>x<-1</tex> er <tex>f'(x)>0</tex> og <tex>f(x)</tex> vokser, dersom <tex>-1<x<3</tex> er <tex>f'(x)<0</tex> og <tex>f(x)</tex> avtar, og dersom <tex>x>3</tex> er <tex>f'(x)>0</tex> og <tex>f(x)</tex> vokser. <tex>f(x)</tex> har derfor toppunkt i <tex>x=-1</tex> og bunnpunkt i <tex>x=3</tex>.
Vi har at <math>f'(x)=2(x+1)(x-3)</math>, så <math>f'(x)</math> har nullpunkt i <math>x=-1</math> og <math>x=3</math>. Dersom <math>x<-1</math> er <math>f'(x)>0</math> og <math>f(x)</math> vokser, dersom <math>-1<x<3</math> er <math>f'(x)<0</math> og <math>f(x)</math> avtar, og dersom <math>x>3</math> er <math>f'(x)>0</math> og <math>f(x)</math> vokser. <math>f(x)</math> har derfor toppunkt i <math>x=-1</math> og bunnpunkt i <math>x=3</math>.




=== Oppgave 2b) ===
=== b) ===




<tex>f'(x)=2(x+1)(x-3)\Rightarrow f''(x)=2(x-3)+2(x+1)=4x-4</tex>. <tex>f(x)</tex> har vendepunkt der <tex>f''(x)=0</tex>, altså i <tex>x=1</tex>
<math>f'(x)=2(x+1)(x-3)\Rightarrow f''(x)=2(x-3)+2(x+1)=4x-4</math>. <math>f(x)</math> har vendepunkt der <math>f''(x)=0</math>, altså i <math>x=1</math>




=== Oppgave 2c) ===
=== c) ===




Nullstiller vi den andrederiverte til <tex>g(x)</tex> får vi en lineær ligning som følgelig bare kan ha én løsning. Derfor kan funksjonen maksimalt ha ett vendepunkt. Vi har at <tex>g''(x)=a(x-c)+a(x-b)=a(2x-b-c)</tex>. Førstekoordinaten til vendepunktet er løsning på ligningen <tex>g''(x)=a(2x-b-c)=0</tex>, som er gitt ved <tex>x=\frac{b+c}{2}</tex>, altså midt mellom <tex>b</tex> og <tex>c</tex>, som også er midt mellom <tex>x_{maks}</tex> og <tex>x_{min}</tex> (siden <tex>g(x)</tex> har topp- og bunnpunkt i <tex>x=b</tex> og <tex>x=c</tex>, der den deriverte er <tex>0</tex>).
Nullstiller vi den andrederiverte til <math>g(x)</math> får vi en lineær ligning som følgelig bare kan ha én løsning. Derfor kan funksjonen maksimalt ha ett vendepunkt. Vi har at <math>g''(x)=a(x-c)+a(x-b)=a(2x-b-c)</math>. Førstekoordinaten til vendepunktet er løsning på ligningen <math>g''(x)=a(2x-b-c)=0</math>, som er gitt ved <math>x=\frac{b+c}{2}</math>, altså midt mellom <math>b</math> og <math>c</math>, som også er midt mellom <math>x_{maks}</math> og <math>x_{min}</math> (siden <math>g(x)</math> har topp- og bunnpunkt i <math>x=b</math> og <math>x=c</math>, der den deriverte er <math>0</math>).




== Del 2 ==
= Del 2 =


=== Oppgave 3a) ===
== Oppgave 3 ==


<tex>{12\choose 5}=\frac{12\cdot 11\cdot 10\cdot 9\cdot 8}{5\cdot 4\cdot 3\cdot 2\cdot 1}=792</tex>
=== a) ===


(125)=1211109854321=792


=== Oppgave 3b) ===


For hver av de sju resterende kampene er det to muligheter, altså blir det totalt <tex>2^7=128</tex> måter å fylle ut kupongen.
=== b) ===


=== Oppgave 3c) ===
For hver av de sju resterende kampene er det to muligheter, altså blir det totalt <math>2^7=128</math> måter å fylle ut kupongen.


Sannsynligheten for nøyaktig fem hjemmeseire blir <tex>792\cdot (\frac{1}{3})^{5}\cdot (\frac{2}{3})^7\approx 0.19
=== c) ===
</tex>
 
=== Oppgave 4a) ===
Sannsynligheten for nøyaktig fem hjemmeseire blir <math>792\cdot (\frac{1}{3})^{5}\cdot (\frac{2}{3})^7\approx 0.19
</math>
 
 
== Oppgave 4 ==
 
 
=== a) ===




Linje 89: Linje 107:




=== Oppgave 4b) ===
=== b) ===
 
v=r=[3t2,1] og a=v=[6t,0]
 
 
=== c) ===
 
v(t) er parallell med y-aksen der x-komponenten er 0, altså der 3t2=0. Da er t=0, så punktet på kurven der hastighetsvektoren er parallell med y-aksen er i (3,1)
 
 
 
 
== Oppgave 5 ==
 
=== Alternativ I ===
 
 
==== a) ====
 
 
Tangenten har ligning y=ax+b. Siden den går gjennom punktet (1,1) må ligningen tilfredsstille 1=a+b. Stigningstallet a må være det samme som stigningstallet til grafen til f(x)=x3 i (1,1). f(x)=3x2, så f(1)=3, og a=f(1)=3. Videre er 1=a+b=3+b, så b=13=2. Ligningen til tangenten T1 er derfor y=3x2.
 
 
==== b) ====
 
Punktet Q må tilfredsstille y=f(x), altså 3x2=x3 som vi kan skrive x33x+2=0. Siden vi kjenner én løsning fra før, x=1, må x1 være en faktor i polynomet x33x+2. Polynomdivisjon gir at x33x+2:x1=x2+x2. Vi ser nå at 1 er en rot i x2+x2, så x1 er en faktor i x2+x2. Polynomdivisjon gir igjen at x2+x2:x1=x+2. Altså er ligningen x33x+2=(x1)2(x+2)=0, med løsninger x=2 og x=1
 
 
==== c) ====
 
Siden T1 og T2 er parallelle må de ha samme stigningstall. Altså må f(x)=3x2=3 i tangeringspunktet, som har løsninger x=±1. Tangeringspunktet mellom T2 og f(x) må derfor være i (x,y)=(1,1)
 
=== Alternativ II ===
 
==== a) ====
 
Siden x meter av ledningen brukes på trekanten, er det 10x tilovers til kvadratet. Siden alle sidene i kvadratet er like lange er hver side 10x4, så arealet er F1(x)=(10x4)2=116(10x)2
 
==== b) ====
 
Vi trekker en normal ned fra toppen av trekanten ned på grunnlinja, som blir høyden h. Pytagoras gir at h2+(x6)2=(x3)2, så h=19x2136x2=336x2=3x6. Arealet av trekanten blir dermed F2(x)=hx6=336x2
 
==== c) ====
 
La F(x)=F1(x)+F2(x)=116(10x)2+336x2, der 0x10. F(x)=18(10x)+3x18=0 gir at x=512+2395.65. Siden den andrederiverte er positiv, må dette være et bunnpunkt, så ledningen må kuttes slik at x5.65
 
== Oppgave 6 ==
 
=== a) ===
 
Siden ASD er likebeint, er SAD=ASD=x
 
=== b) ===
 
SD=SC=rSDC er likebeint og SDC=SCD. SDA=π2x og SDC=πSDA=π(π2x)=2x
 
=== c) ===
 
CSD=π4x=π(x+y), så x+y=4xy=3x
 
== Oppgave 7 ==
 
=== a) ===
 
n=1: 411=3
 
n=2: 421=15=35
 
n=3: 431=63=321


<tex>\vec{v}=\vec{r}'=[3t^2,1]</tex> og <tex>\vec{a}=\vec{v}'=[6t,0]</tex>
<math>n=4:</math> <math>4^4-1=255=3\cdot 85</math>


=== b) ===


=== Oppgave 4c) ===
<math>(2^n-1)(2^n+1)=(2^n)^2+2^n-2^n-1=(2^2)^n-1=4^n-1</math>


<tex>\vec{v}(t)</tex> er parallell med y-aksen der x-komponenten er <tex>0</tex>, altså der <tex>3t^2=0</tex>. Da er <tex>t=0</tex>, så punktet på kurven der hastighetsvektoren er parallell med y-aksen er i <tex>(3,1)</tex>
=== c) ===


Dersom n er et naturlig tall er 2n et heltall, og 2n1 og 2n+1 er de nærmeste heltallene. Blant tre påfølgende heltall vil det alltid være ett som er delelig med 3: Tallene som er delelig med 3 er på formen {3k|kN}={0,3,6,9,12,15,...}.




=== Oppgave 5a) ===
2n er aldri delelig med 3 siden eneste primfaktor er 2.


=== d) ===


Tangenten har ligning <tex>y=ax+b</tex>. Siden den går gjennom punktet <tex>(1,1)</tex> ligningen tilfredsstille <tex>1=a+b</tex>. Stigningstallet <tex>a</tex> være det samme som stigningstallet til grafen til <tex>f(x)=x^3</tex> i <tex>(1,1)</tex>. <tex>f'(x)=3x^2</tex>, så <tex>f'(1)=3</tex>, og <tex>a=f'(1)=3</tex>. Videre er <tex>1=a+b=3+b</tex>, så <tex>b=1-3=-2</tex>. Ligningen til tangenten <tex>T_1</tex> er derfor <tex>y=3x-2</tex>.
Fra '''c)''' enten <math>2^n-1</math> eller <math>2^n+1</math> være delelig med <math>3</math> for alle naturlige tall. Siden <math>4^n-1=(2^n-1)(2^n+1)</math> <math>4^n-1</math> alltid være delelig med 3.

Siste sideversjon per 5. feb. 2013 kl. 20:59

Del 1

Oppgave 1

a)

1) f(x)=x3ln(x)f(x)=(x3)ln(x)+x3(ln(x))=3x2ln(x)+x31x=x2(3ln(x)+1)


2) g(x)=4ex23xg(x)=4(2x3)ex23x


b)

1) La P(x)=x34x24x+16. Da er P(2)=2342242+16=8168+16=0, og x2 er en faktor i P(x).

Polynomdivisjon gir at x34x24x+16:x2=x22x8.

Vi ser videre at 2 er en rot i polynomet x22x8, så x+2 er en faktor. Polynomdivisjon gir dermed at x22x8:x+2=x4, så

P(x)=(x2)(x+2)(x4)


2) P(x)0(x2)(x+2)(x4)0. P(x) har nullpunkter i x=2, x=2 og x=4, og skifter fortegn i disse punktene. Dersom x<2 er hver av de tre faktorene i P(x) negativ, og P(x)<0. Dersom 2<x<2 er to av faktorene negative og P(x)>0. Dersom 2<x<4 er nøyaktig én faktor negativ, og P(x)<0. Dersom x>4 er alle faktorene positive, og P(x)>0. Ulikheten P(x)0 er følgelig tilfredsstilt for x2 og 2x4.


c)

Per er fra Bergen Per er fra Norge. (At Per er fra Norge behøver ikke bety at han er fra Bergen.)


d)

1) La a=[3,5]. Vi dobler vektoren ved å multiplisere med 2, og snur retningen ved å multiplisere med 1. Det følger at b=2[3,5]=[6,10]


2) For at c=[x,y] skal stå normalt på a, må ca=[x,y][3,5]=3x+5y=0. Et naturlig valg er x=5, y=3, så c=[5,3].


e)

4(1+x100)4=64(1+x100)4=16=241+x100=±2. Altså er x=100 eller x=300.

f)

Slår sirkelperiferien med passer. Halver radius og fører lengden 3/2 radius ned på periferien, B. Konstruererer 45 grader i B og trekker opp trekanten.

Oppgave 2

a)

Vi har at f(x)=2(x+1)(x3), så f(x) har nullpunkt i x=1 og x=3. Dersom x<1 er f(x)>0 og f(x) vokser, dersom 1<x<3 er f(x)<0 og f(x) avtar, og dersom x>3 er f(x)>0 og f(x) vokser. f(x) har derfor toppunkt i x=1 og bunnpunkt i x=3.


b)

<math>f'(x)=2(x+1)(x-3)\Rightarrow f(x)=2(x-3)+2(x+1)=4x-4</math>. f(x) har vendepunkt der <math>f(x)=0</math>, altså i x=1


c)

Nullstiller vi den andrederiverte til g(x) får vi en lineær ligning som følgelig bare kan ha én løsning. Derfor kan funksjonen maksimalt ha ett vendepunkt. Vi har at <math>g(x)=a(x-c)+a(x-b)=a(2x-b-c)</math>. Førstekoordinaten til vendepunktet er løsning på ligningen <math>g(x)=a(2x-b-c)=0</math>, som er gitt ved x=b+c2, altså midt mellom b og c, som også er midt mellom xmaks og xmin (siden g(x) har topp- og bunnpunkt i x=b og x=c, der den deriverte er 0).


Del 2

Oppgave 3

a)

(125)=1211109854321=792


b)

For hver av de sju resterende kampene er det to muligheter, altså blir det totalt 27=128 måter å fylle ut kupongen.

c)

Sannsynligheten for nøyaktig fem hjemmeseire blir 792(13)5(23)70.19


Oppgave 4

a)


b)

v=r=[3t2,1] og a=v=[6t,0]


c)

v(t) er parallell med y-aksen der x-komponenten er 0, altså der 3t2=0. Da er t=0, så punktet på kurven der hastighetsvektoren er parallell med y-aksen er i (3,1)



Oppgave 5

Alternativ I

a)

Tangenten har ligning y=ax+b. Siden den går gjennom punktet (1,1) må ligningen tilfredsstille 1=a+b. Stigningstallet a må være det samme som stigningstallet til grafen til f(x)=x3 i (1,1). f(x)=3x2, så f(1)=3, og a=f(1)=3. Videre er 1=a+b=3+b, så b=13=2. Ligningen til tangenten T1 er derfor y=3x2.


b)

Punktet Q må tilfredsstille y=f(x), altså 3x2=x3 som vi kan skrive x33x+2=0. Siden vi kjenner én løsning fra før, x=1, må x1 være en faktor i polynomet x33x+2. Polynomdivisjon gir at x33x+2:x1=x2+x2. Vi ser nå at 1 er en rot i x2+x2, så x1 er en faktor i x2+x2. Polynomdivisjon gir igjen at x2+x2:x1=x+2. Altså er ligningen x33x+2=(x1)2(x+2)=0, med løsninger x=2 og x=1


c)

Siden T1 og T2 er parallelle må de ha samme stigningstall. Altså må f(x)=3x2=3 i tangeringspunktet, som har løsninger x=±1. Tangeringspunktet mellom T2 og f(x) må derfor være i (x,y)=(1,1)

Alternativ II

a)

Siden x meter av ledningen brukes på trekanten, er det 10x tilovers til kvadratet. Siden alle sidene i kvadratet er like lange er hver side 10x4, så arealet er F1(x)=(10x4)2=116(10x)2

b)

Vi trekker en normal ned fra toppen av trekanten ned på grunnlinja, som blir høyden h. Pytagoras gir at h2+(x6)2=(x3)2, så h=19x2136x2=336x2=3x6. Arealet av trekanten blir dermed F2(x)=hx6=336x2

c)

La F(x)=F1(x)+F2(x)=116(10x)2+336x2, der 0x10. F(x)=18(10x)+3x18=0 gir at x=512+2395.65. Siden den andrederiverte er positiv, må dette være et bunnpunkt, så ledningen må kuttes slik at x5.65

Oppgave 6

a)

Siden ASD er likebeint, er SAD=ASD=x

b)

SD=SC=rSDC er likebeint og SDC=SCD. SDA=π2x og SDC=πSDA=π(π2x)=2x

c)

CSD=π4x=π(x+y), så x+y=4xy=3x

Oppgave 7

a)

n=1: 411=3

n=2: 421=15=35

n=3: 431=63=321

n=4: 441=255=385

b)

(2n1)(2n+1)=(2n)2+2n2n1=(22)n1=4n1

c)

Dersom n er et naturlig tall er 2n et heltall, og 2n1 og 2n+1 er de nærmeste heltallene. Blant tre påfølgende heltall vil det alltid være ett som er delelig med 3: Tallene som er delelig med 3 er på formen {3k|kN}={0,3,6,9,12,15,...}.


2n er aldri delelig med 3 siden eneste primfaktor er 2.

d)

Fra c) må enten 2n1 eller 2n+1 være delelig med 3 for alle naturlige tall. Siden 4n1=(2n1)(2n+1)4n1 alltid være delelig med 3.