Trigonometrisk funksjon med nullpunkter og periode

Del 2, alle hjelpemidler

Trigonometrisk funksjon med nullpunkter og periode

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

Funksjonen f er gitt ved

f(x)=sin⁡(πx)+sin⁡(2πx),x∈[0,6]
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Tegn grafen til f.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bruk grafen til å vise at f er en periodisk funksjon, og bestem perioden til f.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Vis at

f(x)=sin⁡(πx)(1+2cos⁡(πx))
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bruk uttrykket i oppgave c) til å bestemme nullpunktene til f ved regning når x∈[0,2].

Fasit

Se graf i løsningsforslaget.

Periodisk med periode p=2

Identiteten er vist, se løsningsforslaget.

x=0, 23, 1, 43, 2

LøsningsforslagKI-generert

Grafen til f(x)=sin⁡(πx)+sin⁡(2πx) på x∈[0,6] er tegnet i GeoGebra:

Graf av f på [0,6]

Fra grafen ser vi at kurveformen mellom x=0 og x=2 er nøyaktig den samme som mellom x=2 og x=4, og igjen den samme mellom x=4 og x=6 — bølgemønsteret (ett høyt og ett lavt maksimum, ett høyt og ett lavt minimum) gjentar seg identisk hver gang x øker med 2. Dette viser at

f(x+2)=f(x)

for alle x, altså at f er periodisk med periode p=2.

Vi bruker formelen for dobbel vinkel, sin⁡(2u)=2sin⁡(u)cos⁡(u), med u=πx:

sin⁡(2πx)=2sin⁡(πx)cos⁡(πx)

Setter vi dette inn i uttrykket for f:

f(x)=sin⁡(πx)+sin⁡(2πx)=sin⁡(πx)+2sin⁡(πx)cos⁡(πx)

Vi faktoriserer ut sin⁡(πx) fra begge leddene:

f(x)=sin⁡(πx)(1+2cos⁡(πx))

som er det vi skulle vise. Kontrollert i CAS (se r2-h13-2-2-cas.png, linje 1): differansen mellom venstre- og høyresiden forenkles til 0.

Et produkt er null når minst én av faktorene er null, så

f(x)=0⇔sin⁡(πx)=0∨1+2cos⁡(πx)=0

Faktor 1: sin⁡(πx)=0

πx=nπ,n∈ℤ⇔x=n

I intervallet [0,2] gir dette x=0, x=1 og x=2.

Faktor 2: 1+2cos⁡(πx)=0

cos⁡(πx)=−12
πx=2π3+2nπ∨πx=4π3+2nπ,n∈ℤ
x=23+2n∨x=43+2n

I intervallet [0,2] gir dette x=23 og x=43 (begge med n=0).

Løsningen er stadfestet i CAS (se r2-h13-2-2-cas.png, linje 2), som gir den generelle løsningsmengden x=2k, x=2k+1, x=2k−23, x=2k+23.

Samlet gir dette nullpunktene til f på [0,2]:

x=0, 23, 1, 43, 2
Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 7 poeng

2 poeng

Både eksakt og tilnærmet verdi for perioden anses som fullgodt.

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