Derivasjon integrasjon differensiallikning og geometrisk rekke

Del 1, uten hjelpemidler

Derivasjon integrasjon differensiallikning og geometrisk rekke

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

Deriver funksjonene

f(x)=3sin⁡(2x)
g(x)=x2⋅sin⁡x
k(x)=5cos⁡(π12⋅x−2)+7

Bestem integralet

∫x⋅e2xdx

Vis at

∫372xx2−4dx=2ln⁡3

Løs differensiallikningen

y′−2y=3nåry(0)=8

Gitt rekken

1+e−x+e−2x+⋯,x>0

Forklar at rekken er geometrisk, og at den konvergerer.

Vis at summen er gitt ved

S(x)=exex−1
Fasit

1) f′(x)=6cos⁡(2x) 2) g′(x)=2xsin⁡x+x2cos⁡x 3) k′(x)=−5π12sin⁡(π12x−2)

12xe2x−14e2x+C

Vist

y=192e2x−32

1) Vist 2) Vist

LøsningsforslagKI-generert

Vi bruker kjerneregelen på f(x)=3sin⁡(2x), med ytre funksjon sin⁡ og indre funksjon 2x:

f′(x)=3cos⁡(2x)⋅2=6cos⁡(2x)

Vi bruker produktregelen på g(x)=x2⋅sin⁡x, med u=x2 og v=sin⁡x:

g′(x)=2x⋅sin⁡x+x2⋅cos⁡x=2xsin⁡x+x2cos⁡x

Vi bruker kjerneregelen på k(x)=5cos⁡(π12x−2)+7, med indre funksjon π12x−2:

k′(x)=−5sin⁡(π12x−2)⋅π12=−5π12sin⁡(π12x−2)

Vi bruker delvis integrasjon på ∫x⋅e2xdx. Vi setter

u=x,dv=e2xdx⇒du=dx,v=12e2x

Formelen for delvis integrasjon gir

∫x⋅e2xdx=12xe2x−∫12e2xdx=12xe2x−14e2x+C
∫x⋅e2xdx=12xe2x−14e2x+C

Vi ser at telleren 2x er den deriverte av nevneren x2−4. Da kan vi bruke substitusjonen u=x2−4, du=2xdx:

∫2xx2−4dx=ln⁡|x2−4|+C

Vi setter inn grensene:

∫372xx2−4dx=[ln⁡|x2−4|]37=ln⁡|45|−ln⁡|5|=ln⁡455=ln⁡9

Siden ln⁡9=ln⁡32=2ln⁡3, har vi vist at

∫372xx2−4dx=2ln⁡3

Vi løser den lineære differensiallikningen y′−2y=3.

Homogen løsning: Likningen y′−2y=0 har løsningen yh=C⋅e2x.

Partikulær løsning: Siden høyresiden er konstant, prøver vi yp=A (konstant). Da er yp′=0, og innsatt i likningen:

0−2A=3⇒A=−32

Generell løsning:

y=C⋅e2x−32

Vi bruker startbetingelsen y(0)=8:

8=C⋅e0−32=C−32⇒C=192
y=192e2x−32

Rekken 1+e−x+e−2x+⋯ har kvotient

k=e−x1=e−x

mellom hvert ledd og hvert ledd før, altså er rekken geometrisk. For x>0 er −x<0, slik at

0<e−x<1

Dermed er |k|<1, og rekken konvergerer.

Summen av en konvergerende geometrisk rekke er s=a11−k, med a1=1 og k=e−x:

S(x)=11−e−x

Vi utvider brøken med ex:

S(x)=1⋅ex(1−e−x)⋅ex=exex−e−x⋅ex=exex−1

Dermed har vi vist at

S(x)=exex−1
Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 13 poeng

2 poeng

I det ubestemte integralet bør C være med for å få full uttelling.

2 poeng

Delbrøkoppspaltning og substitusjon er likeverdige løsningsmetoder.
Det bør vises fullstendig utregning for å vise forståelse.

3 poeng

Løsninger ved integrerende faktor eller som separabel likning er likeverdige.

2 poeng

Forklaring må inneholde at det er en konstant multiplikator, k, og hva den er.
Konvergenskravet må sees i sammenheng med definisjonsmengden. Det må begrunnes at 0<k<1.
Utregning må vises.

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