Cauchys middelverdisetning

Del 2, alle hjelpemidler

Cauchys middelverdisetning

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

I 1823 viste matematikeren Augustin Louis Cauchy følgende setning:

La f(x)=x2+3x+1.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bestem c når a=1 og b=3.

Hjelpemiddelkrav: Oppsett for hånd

Lag et program som bestemmer c, når du gir verdier til a og b.

Hjelpemiddelkrav: Oppsett for hånd

Bruk programmet til å undersøke om det finnes en sammenheng mellom verdien av c og verdiene av a og b.

Anne påstår at dersom a=2 og b=8, så vil c=5 for alle andregradsfunksjoner.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Avgjør om Annes påstand er riktig.

Fasit

c=2

Se program i løsningsforslaget.

c er alltid midtpunktet a+b2.

Annes påstand er riktig for alle andregradsfunksjoner (med p≠0).

LøsningsforslagKI-generert

Vi skal finne c∈⟨1,3⟩ slik at f′(c)=f(3)−f(1)3−1.

Vi beregner først høyresiden:

f(3)−f(1)3−1=(9+9+1)−(1+3+1)2=19−52=7

Siden f′(x)=2x+3, løser vi likningen f′(c)=7:

2c+3=7

I GeoGebra CAS:

GeoGebra CAS – løsning del a) og del d)

CAS gir c=2. Vi sjekker at c=2∈⟨1,3⟩ ✓.

c=2

Programmet beregner den midlere stigningen m=f(b)−f(a)b−a og leter så trinnvis fra x=a til f′(x)≈m:

def f(x):
    return x**2 + 3*x + 1

a = 1
b = 3
m = (f(b) - f(a)) / (b - a)     # midlere stigning

h = 0.0001
c = a
while (f(c + h) - f(c)) / h < m:   # finn c der f'(c) ≈ m
    c = c + h

print("c =", round(c, 4))

Programmet skriver ut c = 2.0.

Ved å kjøre programmet for ulike verdier av a og b (for eksempel a=0,b=4 gir c=2; a=−2,b=2 gir c=0; a=1,b=5 gir c=3) ser vi at c alltid er lik midtpunktet:

c=a+b2

Vi viser dette analytisk for en generell andregradsfunksjon h(x)=px2+qx+r med p≠0.

Midlere stigning:

h(b)−h(a)b−a=p(b2−a2)+q(b−a)b−a=(b−a)(p(b+a)+q)b−a=p(a+b)+q

(CAS bekrefter: se linje 4 i skjermbildet over — uttrykket forenkles til ap+pb+q.)

Setter h′(c) lik midlere stigning:

h′(c)=2pc+q=p(a+b)+q
2pc=p(a+b)⟹c=a+b2

(CAS bekrefter i linje 5: c=12a+12b.)

Siden c=a+b2 gjelder for alle andregradsfunksjoner med p≠0, og spesielt for a=2, b=8:

c=2+82=5

Annes påstand er riktig.

Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 8 poeng

2 poeng

En god strategi kan gi 1 poeng.

2 poeng

Dersom grunnidéen i koden er korrekt, men har noen små mangler, kan det gis 1 poeng. Det er selvsagt ikke nødvendig å bruke input-funksjonen for å få full uttelling.

2 poeng

Kandidater som finner en riktig sammenheng ved å bruke programmet, kan få full uttelling. Kandidater som undersøker sammenhenger ved hjelp av programmet, men som ikke klarer å finne en tydelig sammenheng, kan få 1 poeng. Kandidater som finner en riktig sammenheng uten å bruke programmet, kan få 2 poeng hvis de begrunner godt.

2 poeng

Argumentasjon ved å bruke flere eksempler, kan gi 1 poeng.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt