Stettglass og omdreiningslegeme

Del 2, alle hjelpemidler

Stettglass og omdreiningslegeme

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

Innsideflaten av en type stettglass framkommer når funksjonen f gitt ved

f(x)=−0,3⋅sin⁡(1,9x−4,1)+0,25,x∈[0,1,5]

roteres 360° grader om x-aksen. Her er x målt i dm.

Stettglass innside

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hvor mye vann er det plass til i glasset om det fylles helt opp?

Stettglasset er laget av 3 mm tykt glass. Dersom funksjonen g gitt ved

g(x)=f(x)+0,03

roteres 360° om x-aksen, får vi en tilnærming av ytterflaten til glasset.

Stettglass utside

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem volumet til materialet som stettglasset (uten stett) er laget av.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator + svaret på tidligere oppgave

Bruk svaret i b) til å bestemme en tilnærmet verdi for overflatearealet til utsiden av stettglasset (uten stett).

I en matematikkbok finner vi denne setningen:

Anta at en funksjon f er kontinuerlig og deriverbar i et intervall [a,b], og f(x)≥0 for alle x∈[a,b]. Overflatearealet til omdreiningslegemet vi får når vi roterer grafen til f om x-aksen mellom x=a og x=b, er da gitt ved formelen

O=2π∫abf(x)1+(f′(x))2dx
Hjelpemiddelkrav: Oppsett for hånd

Bruk setningen til å bestemme overflatearealet av utsiden av stettglasset (uten stett).

Fasit

V≈0,715dm3≈0,72liter

Vmateriale≈0,101dm3

O≈3,38dm2

O≈3,75dm2

LøsningsforslagKI-generert

Vi bruker GeoGebra CAS til å definere funksjonene og beregne integralene. Skjermbildet under viser hele CAS-økten:

CAS-utregning stettglass

Når grafen til f roteres 360° om x-aksen, får vi et omdreiningslegeme med volum

V=π∫01,5[f(x)]2dx

I CAS (linje 3) finner vi π∫01,5[f(x)]2dx≈0,71462.

Siden x er målt i dm, er volumet målt i dm3, og 1dm3=1liter.

Det er plass til omtrent 0,72liter vann i glasset.

Ytterflaten er tilnærmet gitt ved g(x)=f(x)+0,03, altså f forskjøvet 0,03dm (3mm) oppover — dette svarer til glassveggens tykkelse.

Volumet av det omdreiningslegemet vi får når g roteres om x-aksen, er

Vg=π∫01,5[g(x)]2dx

I CAS (linje 4) finner vi Vg≈0,81604.

Volumet til selve glassmaterialet er differansen mellom de to omdreiningslegemene:

Vmateriale=Vg−Vf=0,81604−0,71462≈0,10142dm3

(se Vmateriale i CAS, linje 5).

Volumet av materialet er Vmateriale≈0,101dm3.

Glassveggen er tynn (tykkelse t=0,03dm) sammenlignet med glassets størrelse. Vi kan derfor tenke oss materialet som et tynt lag med (nesten) konstant tykkelse utbrettet over utsideflaten. Da er volumet omtrent lik overflatearealet ganger tykkelsen:

Vmateriale≈O⋅t⇒O≈Vmaterialet

I CAS (linje 6, Otilnaermet) settes dette opp som 0,101420,03≈3,38066.

Overflatearealet til utsiden av stettglasset er tilnærmet O≈3,38dm2.

Oppgaven spør om overflatearealet til utsiden av stettglasset. Utsiden er beskrevet av ytterflaten g, ikke av innerflaten f. Setningen brukes derfor på g:

O=2π∫01,5g(x)1+[g′(x)]2dx

I CAS finner vi først den deriverte g′(x)=−57100cos⁡(1910x−4110) (linje 8, gder) — samme uttrykk som f′(x), siden g bare er f forskjøvet en konstant. Deretter beregner vi integralet numerisk (linje 9):

O=2π∫01,5g(x)1+[g′(x)]2dx≈3,7484

Dette er i samme størrelsesorden som tilnærmingen i c) (O≈3,38dm2) — de to metodene gir ikke identisk svar, men begge viser at overflatearealet er i overkant av 3dm2, som forventet siden glassveggen er tynn.

Overflatearealet til utsiden av stettglasset er O≈3,75dm2.

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