Matematikk R1 Eksamen vår 2012 (REA3022) – løsningsforslag

Fullstendig løsningsforslag til Matematikk R1 Eksamen vår 2012 (REA3022). Steg-for-steg forklaringer med «Vis løsning» og hjelp fra ifingo-læreren.

Faglig kvalitetssikret av lærere og toppstudenter · Følger læreplanen (LK20) · Sist oppdatert 2026-10-13

Matematikk R1 — eksamen vår 2012 (REA3022)

Løsningsforslag til eksamenssettet fra Utdanningsdirektoratet.

Del 1 – uten hjelpemidler

Del 1 · Oppgave 1a.1 Derivasjon · potensregelen

Oppgave 1a.1

Oppgave: Deriver funksjonen \[f(x)=5x^3+x-4.\] Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal bruke potensregelen på tredjegradsleddet og derivere hvert ledd separat.

Steg 1 — Del funksjonen i tre ledd

Funksjonen består av leddene \(5x^3\), \(x\) og konstanten \(-4\).

Steg 2 — Deriver tredjegradsleddet

Potensregelen gir \((5x^3)^{\prime}=5\cdot3x^{2}=15x^2\).

Steg 3 — Deriver det lineære leddet

Den deriverte av \(x\) er \(1\).

Steg 4 — Deriver konstantleddet

Den deriverte av en konstant er \(0\), altså \((-4)^{\prime}=0\).

Steg 5 — Sett sammen leddene

Dermed får vi \[f^{\prime}(x)=15x^2+1+0.\]

Steg 6 — Forenkle

Nullleddet kan fjernes, så \(f^{\prime}(x)=15x^2+1\).

GeoGebra/CAS-kontroll

GeoGebra · CAS 1 Derivative[5x^3+x-4] \(15x^2+1\) 2 Expand[Derivative[5x^3+x-4]] \(15x^2+1\)

Tolkning: CAS bekrefter den leddvise derivasjonen.

Python-kontroll med SymPy

Python 3 · SymPy
from sympy import symbols, diff, expand x = symbols('x') f = 5*x**3 + x - 4 f_derivert = diff(f, x) print("f(x) =", f) print("Deriverer ledd for ledd:") print("d/dx(5x^3) = 15x^2") print("d/dx(x) = 1") print("d/dx(-4) = 0") print("f'(x) =", expand(f_derivert))
Utskrift fra Python: f(x) = 5*x**3 + x - 4 Deriverer ledd for ledd: d/dx(5x^3) = 15x^2 d/dx(x) = 1 d/dx(-4) = 0 f'(x) = 15*x**2 + 1

Fasit: \(f^{\prime}(x)=15x^2+1\).

Vanlig feil: Å redusere eksponenten uten å multiplisere med den gamle eksponenten 3. Sensorpunkt: Sensor ser etter korrekt bruk av potensregelen og at konstantleddet deriveres til 0. Få mer forklaring Del 1 · Oppgave 1a.2 Derivasjon · kjerneregel

Oppgave 1a.2

Oppgave: Deriver funksjonen \[g(x)=5e^{3x}.\] Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal derivere en eksponentialfunksjon med indre funksjon \(3x\), så kjerneregelen må brukes.

Steg 1 — Identifiser den indre funksjonen

Sett \(u(x)=3x\). Da er \(g(x)=5e^{u(x)}\).

Steg 2 — Deriver den indre funksjonen

Vi får \(u^{\prime}(x)=3\).

Steg 3 — Deriver den ytre funksjonen

Den deriverte av \(e^u\) med hensyn på \(u\) er \(e^u\).

Steg 4 — Bruk kjerneregelen

Dermed er \[(e^{3x})^{\prime}=e^{3x}\cdot3.\]

Steg 5 — Ta med konstantfaktoren

Faktoren 5 beholdes: \[g^{\prime}(x)=5\cdot e^{3x}\cdot3.\]

Steg 6 — Multipliser konstantene

\(5\cdot3=15\), så \(g^{\prime}(x)=15e^{3x}\).

GeoGebra/CAS-kontroll

GeoGebra · CAS 1 Derivative[5 exp(3x)] \(15e^{3x}\) 2 Simplify[Derivative[5 exp(3x)]/(exp(3x))] \(15\)

Tolkning: CAS viser at den deriverte er 15 ganger samme eksponentialfaktor.

Python-kontroll med SymPy

Python 3 · SymPy
from sympy import symbols, exp, diff, factor, simplify x = symbols('x') g = 5*exp(3*x) g_derivert = diff(g, x) forventet = 15*exp(3*x) print("g(x) =", g) print("Indre funksjon u(x) = 3x") print("u'(x) = 3") print("g'(x) =", g_derivert) print("Faktorisert =", factor(g_derivert)) print("Kontroll mot 15*exp(3x) =", simplify(g_derivert-forventet))
Utskrift fra Python: g(x) = 5*exp(3*x) Indre funksjon u(x) = 3x u'(x) = 3 g'(x) = 15*exp(3*x) Faktorisert = 15*exp(3*x) Kontroll mot 15*exp(3x) = 0

Fasit: \(g^{\prime}(x)=15e^{3x}\).

Vanlig feil: Å skrive \(5e^{3x}\) som den deriverte og glemme den indre deriverte 3. Sensorpunkt: Full uttelling krever at kjerneregelen eller faktoren 3 kommer tydelig fram. Få mer forklaring Del 1 · Oppgave 1b Logaritmer · regneregler

Oppgave 1b

Oppgave: Skriv så enkelt som mulig \[2\ln\left(\frac{a^2}{b}\right)+\ln(ab)-3\ln a.\] Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal bruke kvotient-, produkt- og potensregelen for logaritmer og samle koeffisientene foran \(\ln a\) og \(\ln b\).

Steg 1 — Oppgi forutsetningene

Logaritmene krever \(a>0\) og \(b>0\).

Steg 2 — Utvid den første logaritmen

\[2\ln\left(\frac{a^2}{b}\right)=2(\ln a^2-\ln b)=4\ln a-2\ln b.\]

Steg 3 — Utvid produktlogaritmen

\[\ln(ab)=\ln a+\ln b.\]

Steg 4 — Sett alt sammen

Uttrykket blir \(4\ln a-2\ln b+\ln a+\ln b-3\ln a\).

Steg 5 — Samle like ledd

For \(\ln a\) får vi \(4+1-3=2\), og for \(\ln b\) får vi \(-2+1=-1\).

Steg 6 — Skriv sluttformen

Dermed er uttrykket \(2\ln a-\ln b=\ln(a^2/b)\).

GeoGebra/CAS-kontroll

GeoGebra · CAS 1 Expand[2 ln(a^2/b)+ln(ab)-3 ln(a)] \(2\ln a-\ln b\) 2 Simplify[exp(2 ln(a)-ln(b))] \(a^2/b\)

Tolkning: CAS bekrefter både den utvidede og den samlede formen.

Python-kontroll med SymPy

Python 3 · SymPy
from sympy import symbols, log, expand_log, simplify # positive=True sikrer gyldige logaritmeargumenter a, b = symbols('a b', positive=True) uttrykk = 2*log(a**2/b) + log(a*b) - 3*log(a) forenklet = expand_log(uttrykk, force=True) kontroll = simplify(uttrykk - log(a**2/b)) print("Opprinnelig uttrykk =", uttrykk) print("Utvidet med logaritmeregler =", forenklet) print("Samlede koeffisienter: 2*ln(a) - ln(b)") print("Som én logaritme = ln(a^2/b)") print("Symbolsk kontroll =", kontroll)
Utskrift fra Python: Opprinnelig uttrykk = -3*log(a) + log(a*b) + 2*log(a**2/b) Utvidet med logaritmeregler = 2*log(a) - log(b) Samlede koeffisienter: 2*ln(a) - ln(b) Som én logaritme = ln(a^2/b) Symbolsk kontroll = 0

Fasit: \(2\ln a-\ln b=\ln\left(\dfrac{a^2}{b}\right)\), for \(a,b>0\).

Vanlig feil: Å fordele tallet 2 bare på ett av leddene etter at kvotientregelen er brukt. Sensorpunkt: Sensor ser etter korrekte logaritmeregler og riktig samling av koeffisientene. Få mer forklaring Del 1 · Oppgave 1c.1 Polynomfunksjon · nullpunkter

Oppgave 1c.1

Oppgave: Funksjonen \(f\) er gitt ved \[f(x)=x^3-3x.\] Bestem nullpunktene til \(f\). Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal løse \(f(x)=0\) ved å faktorisere ut \(x\) og deretter bruke nullproduktregelen.

Steg 1 — Sett funksjonen lik null

Vi løser \(x^3-3x=0\).

Steg 2 — Faktoriser ut x

Begge ledd har faktoren \(x\): \[x(x^2-3)=0.\]

Steg 3 — Bruk nullproduktregelen

Enten er \(x=0\), eller så er \(x^2-3=0\).

Steg 4 — Løs andregradslikningen

Fra \(x^2=3\) får vi \(x=\pm\sqrt3\).

Steg 5 — Samle løsningene

Nullpunktverdiene er \(-\sqrt3\), \(0\) og \(\sqrt3\).

Steg 6 — Skriv som punkter

Grafens nullpunkter er \((-\sqrt3,0)\), \((0,0)\) og \((\sqrt3,0)\).

GeoGebra/CAS-kontroll

GeoGebra · CAS 1 Factor[x^3-3x] \(x(x^2-3)\) 2 Solve[x^3-3x=0,x] \(\{-\sqrt3,0,\sqrt3\}\)

Tolkning: CAS bekrefter alle tre løsningene.

Python-kontroll med SymPy

Python 3 · SymPy
from sympy import symbols, factor, solve x = symbols('x', real=True) f = x**3 - 3*x faktorisert = factor(f) nullpunkter = solve(f, x) print("f(x) =", f) print("Faktorisert =", faktorisert) print("Likningen f(x)=0 gir:") for rot in nullpunkter: print("x =", rot) print("Kontrollverdier:") for rot in nullpunkter: print(f"f({rot}) = {f.subs(x,rot)}")
Utskrift fra Python: f(x) = x**3 - 3*x Faktorisert = x*(x**2 - 3) Likningen f(x)=0 gir: x = 0 x = -sqrt(3) x = sqrt(3) Kontrollverdier: f(0) = 0 f(-sqrt(3)) = 0 f(sqrt(3)) = 0

Fasit: Nullpunktene er \((-\sqrt3,0)\), \((0,0)\) og \((\sqrt3,0)\).

Vanlig feil: Å miste løsningen \(x=0\) etter at \(x\) er faktorisert ut. Sensorpunkt: Sensor ser etter faktorisering, nullproduktregel og alle tre nullpunktene. Få mer forklaring Del 1 · Oppgave 1c.2 Funksjonsdrøfting · ekstremalpunkter

Oppgave 1c.2

Oppgave: Funksjonen \(f\) er gitt ved \[f(x)=x^3-3x.\] Bestem eventuelle topp- og bunnpunkter til grafen til \(f\). Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne stasjonære punkter fra \(f^{\prime}(x)=0\) og klassifisere dem med den andrederiverte.

Steg 1 — Deriver funksjonen

\[f^{\prime}(x)=3x^2-3=3(x^2-1).\]

Steg 2 — Finn stasjonære x-verdier

\(3(x^2-1)=0\) gir \(x^2=1\), altså \(x=-1\) eller \(x=1\).

Steg 3 — Finn funksjonsverdiene

\(f(-1)=(-1)^3-3(-1)=2\), mens \(f(1)=1-3=-2\).

Steg 4 — Deriver én gang til

\[f^{\prime\prime}(x)=6x.\]

Steg 5 — Klassifiser x=-1

\(f^{\prime\prime}(-1)=-6<0\), så grafen er konkav ned og har toppunkt \((-1,2)\).

Steg 6 — Klassifiser x=1

\(f^{\prime\prime}(1)=6>0\), så grafen er konkav opp og har bunnpunkt \((1,-2)\).

GeoGebra/CAS-kontroll

GeoGebra · CAS 1 Derivative[x^3-3x] \(3x^2-3\) 2 Solve[3x^2-3=0,x] \(x=-1,1\) 3 Derivative[3x^2-3] \(6x\)

Tolkning: CAS bekrefter de stasjonære punktene og andrederiverttesten. …

Relaterte sider

← Tilbake til ifingo