Eksamensoppgavene er utgitt av Utdanningsdirektoratet. Første nedlasting kjører en bot-sjekk i nettleseren (Vercel BotID) — mer i personvernerklæringen.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
En polynomfunksjon er gitt ved
a)
Bestem slik at blir delelig med
b)
Løs ulikheten for denne -verdien.
Fasit
a)
b)
LøsningsforslagKI-generert
a)
Dersom er delelig med , må være et nullpunkt, altså (nullpunktsetningen/faktorteoremet).
Vi setter :
b)
Med blir funksjonen
Siden er en faktor, utfører vi polynomdivisjon:
Andregradsuttrykket faktoriseres ved å finne to tall som ganget gir og summert gir : tallene og .
Dermed er
Nullpunktene er , og . Vi undersøker fortegnet til i hvert av de fire intervallene disse nullpunktene deler tallinja i, ved å sette inn en testverdi:
:
:
:
:
Fortegnet til er altså negativt for , positivt for , negativt for , og positivt for . Siden nullpunktene , og er inkludert (ulikheten er ), blir løsningen
Oppgave 1-3·Sannsynlighet for representanter fra gruppe
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Fra en gruppe på 7 jenter og 5 gutter skal det trekkes ut 3 representanter.
Bestem sannsynligheten for at 2 jenter og 1 gutt representerer gruppa hvis uttrekket er tilfeldig.
Fasit
LøsningsforslagKI-generert
Gruppa består av totalt personer. Vi skal trekke ut representanter, og ønsker sannsynligheten for at nøyaktig av dem er jenter og er gutt.
Siden rekkefølgen på de uttrukne representantene ikke har betydning, bruker vi kombinasjoner. Antall måter å velge jenter av på er , og antall måter å velge gutt av på er . Totalt antall måter å velge representanter av på er .
Vi regner ut hver binomialkoeffisient:
Dermed blir
Sannsynligheten for at jenter og gutt representerer gruppa er dermed omtrent .
Oppgave 1-9·Funksjonsdrøfting tredjegradsfunksjon på lukket intervall
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Funksjonen er gitt ved
a)
Bestem eventuelle null-, topp- og bunnpunkter på grafen til .
b)
Tegn en skisse av grafen til .
c)
Bestem likningen for tangenten i det punktet på grafen der . Forklar hvorfor denne tangenten kalles en «vendetangent».
Fasit
a)
Nullpunkter og , toppunkt , bunnpunkt
b)
Se skisse i løsningsforslaget
c)
LøsningsforslagKI-generert
a)
Nullpunkter. Vi faktoriserer :
Dette gir når (dobbel rot) eller . Begge ligger i intervallet , så nullpunktene er og .
Topp- og bunnpunkt. Vi deriverer:
Vi setter og finner de kritiske punktene og . Vi lager et fortegnsskjema for :
Siden går fra positiv til negativ i , er dette et toppunkt. Siden går fra negativ til positiv i , er dette et bunnpunkt.
Toppunkt og bunnpunkt .
b)
Grafen starter (for nær ) et stykke under -aksen og stiger opp til toppunktet , faller deretter ned til bunnpunktet , og stiger så videre gjennom nullpunktet og oppover mot . Grafen krysser -aksen i (og flater ut der, siden det er en dobbel rot) og i .
c)
Tangenten i punktet der finner vi ved å bestemme og :
Tangentlikningen er :
Denne tangenten kalles en vendetangent fordi den er tangenten i vendepunktet til grafen. Vendepunktet finner vi der :
Siden for og for , skifter krumningen fra konkav til konveks i . Dette bekrefter at er et vendepunkt, og tangenten der er dermed en vendetangent.
Oppgave 1-10·Garfields bevis for Pytagoras med trapes
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Den tidligere amerikanske presidenten James A. Garfield (1831–1881) er kjent for sitt bevis av Pytagoras-setningen.
På skissen har vi gitt et trapes . , , og .
a)
Forklar hvorfor
b)
Bestem uttrykket for arealet av trapeset og arealet av , og gitt ved , og .
c)
Bruk b) til å bevise Pytagoras-setningen.
Fasit
a)
b)
Areal trapes , Areal , Areal , Areal
c)
LøsningsforslagKI-generert
a)
Siden ligger på linjestykket , ligger vinklene , og på samme side av en rett linje, så de summerer til :
I den rettvinklede (rett vinkel i ) er vinkelsummen , så
Trekantene og er kongruente, fordi begge har en rett vinkel og kateter og (henholdsvis , og , ). Vinkelen som ligger mot kateten er da lik i begge trekanter, altså
Setter vi dette inn får vi
Da blir
b)
Trapeset har parallelle sider og , og høyden mellom dem er . Arealet av et trapes er :
er rettvinklet i med kateter og :
er rettvinklet i med kateter og :
er rettvinklet i (vist i a)) med kateter :
c)
Trapeset er satt sammen av de tre trekantene , og , så summen av trekantarealene må være lik trapesarealet:
Oppgave 1-11·Sirkel sentrum og radius ved fullstendige kvadraters metode
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
En sirkel er gitt ved likningen
Bestem sentrum og radius i sirkelen.
Fasit
LøsningsforslagKI-generert
Vi ordner likningen slik at -ledd og -ledd står samlet hver for seg:
Vi fullfører kvadratene. For -leddene: halvparten av er , og . For -leddene: halvparten av er , og . Vi legger til disse tallene på begge sider av likningen:
Dette er sirkellikningen med sentrum og radius . Vi leser av
Oppgave 2-1·Forenkle rasjonalt uttrykk med CAS og bestem deriverbarhet
Hjelpemiddelkrav: For hånd
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Bruk CAS til å skrive funksjonsuttrykket enklere, og tegn grafen til med alle asymptoter
Bestem hvor funksjonen er deriverbar og kontinuerlig.
Fasit
, for og . Loddrett asymptote , vannrett asymptote . er deriverbar og kontinuerlig for alle i definisjonsmengden, altså for og .
LøsningsforslagKI-generert
Forenkling med CAS
Definisjonsmengden til er begrenset av nevnerne i uttrykket: , og , altså og .
Vi taster inn uttrykket i CAS og lar GeoGebra forenkle det:
CAS gir
For hånd (kontroll): fellesnevner er :
Denne forkortingen er lovlig for , siden vi da deler teller og nevner på faktoren .
Grafen med asymptoter
Etter forenkling ser vi at grafen til er grafen til , men med et hull i (siden ikke er definert der) og en vannrett asymptote (siden når ) i tillegg til den loddrette asymptoten (fra nullpunktet i nevneren).
Det røde punktet i markerer hullet i grafen — punktet der ligger på kurven (verdien ), men er ikke definert der.
Deriverbarhet og kontinuitet
Definisjonsmengden til er . Overalt i definisjonsmengden er en rasjonal funksjon med kontinuerlig og deriverbar teller og nevner, og nevneren er forskjellig fra null — dermed er kontinuerlig og deriverbar for alle og .
I og er ikke definert, og da er den per definisjon verken kontinuerlig eller deriverbar der:
I har grafen en loddrett asymptote — funksjonsverdien går mot .
I har grafen et opphevbart bruddpunkt (hull) — grensverdien finnes, men er ikke definert, så er ikke kontinuerlig i .
Oppgave 2-2·Radius i sirkel innskrevet i trekant babylonsk metode
Hjelpemiddelkrav: For hånd
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Figuren ovenfor er fra en leirtavle fra Mesopotamia (ca. 1 700 f.Kr.).
Babylonerne regnet ut radius i sirkelen ovenfor ved å bruke Pytagoras-setningen. Dette er trolig verdens eldste bruk av Pytagoras-setningen, ca. 1 200 år før Pytagoras selv levde!
Bestem radius i sirkelen ved hjelp av Pytagoras-setningen.
Fasit
LøsningsforslagKI-generert
Trekanten er likebeint med og . Sirkelen går gjennom alle de tre hjørnene , og , med sentrum og radius .
Steg 1: Finn høyden fra
La være midtpunktet på . Siden trekanten er likebeint, står vinkelrett på , og deler i to like deler:
I den rettvinklede trekanten gir Pytagoras-setningen høyden :
Steg 2: Sett opp likning for
Av symmetrigrunner ligger sentrum på linjen . Siden , er avstanden fra til lik
I den rettvinklede trekanten (rettvinklet i ) gir Pytagoras-setningen:
Oppgave 2-3·Sannsynlighet bukse og jente med Bayes
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
På en skole går det 60 % gutter og 40 % jenter. Alle guttene går med bukser. Halvparten av jentene går med bukser, mens den andre halvparten går med skjørt.
Vi definerer to hendelser:
: Eleven er en jente.
: Eleven går med bukse.
a)Hjelpemiddelkrav: For hånd
Bestem sannsynlighetene og .
b)Hjelpemiddelkrav: For hånd
Bestem sannsynligheten .
Fasit
a)
og
b)
LøsningsforslagKI-generert
a)
Vi vet at og .
Halvparten av jentene går med bukse, så
For å finne bruker vi setningen om total sannsynlighet. Siden alle guttene går med bukse, er . Da blir
b)
Vi bruker Bayes’ setning:
Sannsynligheten for at en tilfeldig elev som går med bukse, er en jente, er altså .
Oppgave 2-4·Drakeform areal maksimering med graftegner
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
En drake har målene og . Se figuren nedenfor.
a)Hjelpemiddelkrav: For hånd
Vis at arealet av draken kan beskrives ved funksjonen gitt ved
b)Hjelpemiddelkrav: Oppsett for hånd
Bruk graftegner til å bestemme det største arealet draken kan ha.
Fasit
a)
Vist i løsningsforslaget.
b)
ved
LøsningsforslagKI-generert
a)
Diagonalene og i draken står normalt på hverandre og deler draken inn i fire rettvinklede trekanter. La være halve lengden av diagonalen , la være avstanden fra til skjæringspunktet mellom diagonalene, og la være den totale lengden av diagonalen (se figuren).
I den øverste rettvinklede trekanten er hypotenus, med kateter og . Pytagoras’ setning gir
I den nederste rettvinklede trekanten er hypotenus, med kateter og . Pytagoras’ setning gir
Arealet av en firkant med diagonaler som står normalt på hverandre er halvparten av produktet av diagonalene:
Siden , får vi
som er det vi skulle vise. Definisjonsmengden er , siden ikke kan bli større enn den korteste halvdiagonalen (bestemt av siden ).
b)
Vi tegner grafen til for i et graftegningsverktøy og finner toppunktet på grafen.
Grafen viser at har et toppunkt (maksimum) i
Det vil si at arealet er størst når , og det største arealet er
Oppgave 2-5·To fly vektorfunksjoner fart og kollisjon
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Posisjonen til et fly A og posisjonen til et fly B beskrives av vektorfunksjonene og gitt ved
Fly A skal lette, mens fly B skal lande (ved tidspunkt ). Tiden måles i timer, og alle avstander måles i kilometer. Nedenfor ser du hvordan kursen er for de to flyene. -aksen ligger langs landingsbanen, mens høyden over landingsbanen måles langs -aksen.
a)Hjelpemiddelkrav: Kalkulator
Bestem tidspunktet for når fly B lander.
b)Hjelpemiddelkrav: Kalkulator
Bestem farten til fly B når
Vi ser at flyenes kurs krysser hverandre i punkt .
c)Hjelpemiddelkrav: Kalkulator
Avgjør om flyene vil kollidere.
Fasit
a)
b)
c)
LøsningsforslagKI-generert
Hele CAS-utregningen er samlet i skjermbildet under, og linjenumrene under viser til dette.
a)
Fly B lander når høyden over bakken, altså -komponenten til , er lik null:
Fra linje 1 i CAS-utklippet ser vi at likningen har den doble løsningen
At løsningen er dobbel () betyr at grafen til -komponenten bare tangerer -aksen — flyet lander «pent» uten å gå under bakken. Dermed er
b)
Farten til fly B er størrelsen (lengden) av fartsvektoren . Vi deriverer komponentvis:
Dette er lagt inn som bDeriv(t) i linje 2. I linje 3 settes inn:
Farten er lengden av denne vektoren, beregnet i linje 4:
c)
Flyene kolliderer bare dersom de befinner seg i samme punkt til samme tid. Kursene til flyene (settet av punkter de passerer gjennom) kan derimot krysse hverandre i punktet uten at flyene er der samtidig. Vi bruker derfor to forskjellige tidsvariabler — for fly A og for fly B — og finner først hvor kursene krysser hverandre:
Fra den første likningen får vi . Setter vi dette inn i den andre likningen og løser med CAS (utenfor utklippet, se linje 5 for selve løsningen for ), får vi to løsninger for . Bare én av dem gir en -verdi som ligger i det gyldige tidsintervallet :
Denne verdien for er lagt inn i linje 6 og 7 for å finne tidspunktet for fly A og koordinatene til skjæringspunktet :
Fly A er altså i punkt ved timer, mens fly B er i samme punkt først ved timer — det vil si ca. timer sekunder senere. Siden befinner flyene seg i punkt på to ulike tidspunkt: fly A har passert punktet lenge før fly B kommer dit.
Oppgave 2-6·Vendepunkt mellom topp og bunn tredjegradsfunksjon CAS
Hjelpemiddelkrav: For hånd
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
En funksjon er gitt ved
Grafen til har toppunkt når og bunnpunkt når .
Bruk CAS til å vise at -koordinaten til vendepunktet (infleksjonspunktet) ligger midt mellom -koordinaten til toppunktet og -koordinaten til bunnpunktet.
Fasit
— vendepunktet ligger nøyaktig midt mellom toppunktet og bunnpunktet.
LøsningsforslagKI-generert
Vi lar , , og stå som symbolske parametere i CAS (ikke tall), og definerer
Topp- og bunnpunkt. Ekstremalpunktene finner vi der . CAS gir
Å løse gir to løsninger, som er -koordinatene og til toppunktet og bunnpunktet (rekkefølgen avhenger av fortegnet til ). Gjennomsnittet av disse to -verdiene forenkles av CAS til
Vendepunktet. Vendepunktet finner vi der . CAS gir
Å løse gir -koordinaten til vendepunktet:
Konklusjon. Vi ser at
Siden dette gjelder for alle verdier av , , og (med , og forutsatt at faktisk har et topp- og bunnpunkt), har vi vist algebraisk med CAS at -koordinaten til vendepunktet alltid ligger nøyaktig midt mellom -koordinatene til toppunktet og bunnpunktet , uavhengig av hvilke konkrete tall , , og har.