Tangenter til andregradsfunksjon og like arealer med CAS

Del 2, alle hjelpemidler

Tangenter til andregradsfunksjon og like arealer med CAS

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

Funksjonen f er gitt ved

f(x)=x2+ax+b,Df=ℝ

Tangentene i punktene Q(s,f(s)) og R(t,f(t)) skjærer hverandre i et punkt P.

Se skisse 1.

Skisse 1 — to tangenter til parabel skjærer i P

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Vis at likningene for de to tangentene er

g(x)=(a+2s)x+b−s2ogh(x)=(a+2t)x+b−t2
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bruk CAS til å vise at x-koordinaten til punktet P er gitt ved xP=s+t2

Den vertikale linjen x=xP deler området mellom grafen og tangentene i to områder.

Se skisse 2.

Skisse 2 — to arealer mellom parabel og tangenter delt av x = xP

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bruk CAS til å vise at arealene av de to områdene er like store for alle verdier av a og b.

Fasit

Vist — se løsningsforslag.

xP=s+t2

Vist — se løsningsforslag.

LøsningsforslagKI-generert

Vi trenger den deriverte av f:

f′(x)=2x+a

Tangenten til f i punktet Q(s,f(s)) har stigningstall f′(s)=a+2s og går gjennom Q, så likningen blir

g(x)=f(s)+f′(s)(x−s)=(s2+as+b)+(a+2s)(x−s)

Vi regner ut parentesen (a+2s)(x−s)=(a+2s)x−as−2s2 og setter inn:

g(x)=s2+as+b+(a+2s)x−as−2s2=(a+2s)x+b−s2

som er det vi skulle vise. Helt tilsvarende, med t i stedet for s, gir tangenten i R(t,f(t))

h(x)=f(t)+f′(t)(x−t)=(a+2t)x+b−t2

Skjermbildet under viser CAS-kontroll av begge tangentlikningene: vi lar TangentQ/TangentR være tangenten regnet ut direkte med f(s)+f′(s)(x−s), og sammenligner med de oppgitte uttrykkene g og h. Differansen Forenkle(TangentQ(x) - g(x)) og Forenkle(TangentR(x) - h(x)) blir begge 0, som bekrefter at likningene stemmer.

CAS-kontroll av tangentlikningene i a

Skjæringspunktet P mellom g og h finner vi ved å løse g(x)=h(x). I CAS gir dette

xP=12s+12t=s+t2

CAS-løsning av skjæringspunktet i b

Vi ser at xP er midtpunktet mellom s og t på x-aksen.

Området til venstre for x=xP er avgrenset av grafen til f (over) og tangenten g (under), fra x=s til x=xP. Området til høyre er avgrenset av f og tangenten h, fra x=xP til x=t. Vi setter opp de to arealene som bestemte integraler i CAS, med xP=s+t2:

A1=∫sxP[f(x)−g(x)]dx,A2=∫xPt[f(x)−h(x)]dx

CAS-utregning av de to arealene i c

CAS gir

A1=−(s−t)324ogA2=−(s−t)324

slik at A1=A2, og Forenkle(A1 - A2) gir 0. Legg merke til at verken A1 eller A2 inneholder a eller b — dette skyldes at f(x)−g(x)=(x−s)2 og f(x)−h(x)=(x−t)2, der leddene med a og b kansellerer. Arealene avhenger derfor bare av s og t, og er like store (A1=A2=(t−s)324) for alle verdier av a og b.

Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 6 poeng

2 poeng

Kandidater som bruker CAS verktøy korrekt til å vise likningene får full uttelling.

Kandidater som viser at linjene er tangenter i punktene ved verifikasjon må få uttelling.

Vi påpeker at det ikke er spurt etter en CAS-løsning eksplisitt, og en regning for hånd gir full uttelling.

2 poeng

Dersom CAS ikke er brukt, gis maksimalt 1 poeng.

2 poeng

Dersom CAS ikke er brukt, gis maksimalt 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