Derivasjon, differensiallikninger og rekker
Lov på eksamen
- Skrivesaker og linjal
Ingen kalkulator eller digitale verktøy.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Deriver funksjonen
Forklar hva det betyr at en vinkel er målt i radianer. Hvilken sammenheng er det mellom radianer og grader?
Løs differensiallikningen når
Vi har polynomfunksjonen
Vis at er delelig med og faktoriser .
Vis at kan skrives
Bestem integralet
I en rekke er , og . Bestem slik at rekken blir geometrisk.
Summen av de første leddene i en generell geometrisk rekke er
Bevis denne formelen ved induksjon.
Fasit
Se løsningsforslag.
1) 3)
Se løsningsforslag.
LøsningsforslagKI-generert
Vi bruker produktregelen, , med og .
En vinkel målt i radianer er definert ut fra buelengden på enhetssirkelen (sirkel med radius ): vinkelen i radianer er lik lengden av sirkelbuen som vinkelen spenner over på enhetssirkelen.
Siden hele sirkelen har omkrets , tilsvarer en hel omdreining på nettopp radianer. Dette gir sammenhengen
For å regne om fra grader til radianer multipliserer vi med , og fra radianer til grader multipliserer vi med .
Differensiallikningen er lineær av første orden. Vi løser den med integrerende faktor :
Venstre side er den deriverte av produktet :
Vi integrerer begge sider. Høyre side krever delvis integrasjon med , , altså , :
Dermed er
Setter inn :
1) Vi sjekker om :
Siden , er en faktor i (faktorteoremet).
Vi utfører polynomdivisjon (eller setter opp og sammenligner koeffisienter):
og , så
2) Med setter vi opp delbrøksoppspaltingen med felles nevner :
Vi regner ut telleren ledd for ledd:
Dette er nettopp telleren i det opprinnelige uttrykket, og nevneren . Dermed er
som vi skulle vise.
3) Ved hjelp av delbrøksoppspaltingen fra 2) blir integralet
I en geometrisk rekke er kvotienten mellom to påfølgende ledd konstant, så , altså .
Kontroll: Da blir , , , med konstant kvotient . Rekken er geometrisk.
Vi skal bevise ved induksjon at
for alle , der .
Basissteg (): . Formelen gir
Formelen stemmer for .
Induksjonssteg: Anta at formelen er sann for et vilkårlig , altså at
Vi skal vise at formelen da også er sann for . Siden , og leddet , får vi
Dette er nettopp formelen med erstattet av . Siden formelen er sann for , og sann for medfører sann for , osv., er formelen sann for alle naturlige tall ved induksjonsprinsippet.