Volum av boks med halvsirkelender og optimering

Del 2, alle hjelpemidler

Volum av boks med halvsirkelender og optimering

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

Boks med rektangel og to halvsirkler i bunn/topp

Tenk deg at du skal lage en boks. Bunnen og toppen av boksen skal være satt sammen av et rektangel og to halvsirkler og ha form som vist på figuren ovenfor. Sideflaten skal stå vinkelrett på topp og bunn. Sett bredden i rektanglet lik x cm, lengden lik y cm og høyden lik h cm.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar at volumet V av boksen er gitt ved

V=(π⋅(x2)2+x⋅y)⋅h

Summen av lengden og bredden i rektanglet skal være 10 cm, og summen av bredden og høyden skal være 5 cm.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar at y=10−x og h=5−x, og bruk dette til å sette opp et uttrykk for volumet av boksen uttrykt med x.

Hjelpemiddelkrav: Krever PC

Bruk graftegner til å bestemme hvor bred boksen må være for at volumet skal bli størst mulig.

Fasit

Forklaring av volumformelen (se løsningsforslag).

V(x)=(π⋅(x2)2+x(10−x))(5−x)

x≈2,43cm, Vmax⁡≈59,2cm3

LøsningsforslagKI-generert

Bunnen (og toppen) av boksen består av et rektangel og to halvsirkler.

Arealet av rektanglet er x⋅y.

De to halvsirklene har til sammen radius x2 (siden bredden i rektanglet er x, er diameteren x og dermed radius x2). To halvsirkler med radius r er det samme som én hel sirkel:

Asirkler=π⋅(x2)2

Det totale tverrsnittarealet (bunn eller topp) er da:

A=π⋅(x2)2+x⋅y

Volumet av boksen er tverrsnittarealet multiplisert med høyden h:

V=(π⋅(x2)2+x⋅y)⋅h

Forklare y=10−x:

Summen av lengden og bredden i rektanglet skal være 10cm:

x+y=10⟹y=10−x

Forklare h=5−x:

Summen av bredden og høyden skal være 5cm:

x+h=5⟹h=5−x

Sette inn i volumformelen:

Vi setter inn y=10−x og h=5−x:

V(x)=(π⋅(x2)2+x⋅(10−x))⋅(5−x)

V(x)=(πx24+10x−x2)(5−x)

Definisjonsområdet er 0<x<5 (siden h=5−x>0 og x>0).

Vi skal finne x-verdien som gir størst mulig volum.

Metode: derivasjon

Vi skriver ut V(x):

V(x)=πx24(5−x)+x(10−x)(5−x)
=−π4x3+x3+5π4x2−15x2+50x

Vi deriverer:

V′(x)=−3π4x2+3x2+5π2x−30x+50
=(3−3π4)x2+(5π2−30)x+50

Vi setter V′(x)=0 og løser (andregradsligning). Det gir to løsninger, og den som ligger i området 0<x<5 er:

x≈2,43cm

Maksimalt volum:

V(2,43)≈59,2cm3

Grafen til volumfunksjonen med maksimumspunkt

Boksen må være x≈2,43cm bred for at volumet skal bli størst mulig. Maksimalt volum er omtrent 59,2cm3.

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