1P eksamenHøst 2021LK20

Matematikk 1P eksamen – høst 2021

ifingo
Norsk (Bokmål)

ifingo · løsningsforslag

Matematikk 1P eksamen høst 2021 – løsningsforslag

Fullstendig, trinnvis løsning på hele settet. Del 1 er løst uten hjelpemidler. Del 2 viser digitale oppsett med GeoGebra, regneark og Python der det er relevant.

Del 1 — uten hjelpemidler

Del 1 · Oppgave 1Prosent

Oppgave 1

Oppgave:

I en klasse har 15 av elevene vært på tur i høstferien. Sverre har regnet ut at det betyr at 60 % av elevene i klassen har vært på tur.

Hvor mange elever er det i klassen?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi kjenner delen, 15 elever, og vet at dette er 60 % av hele klassen. Vi skal derfor finne helheten.

Steg 1 — Skriv prosent som desimaltall

60 % betyr \\(0{,}60\\).

Dette gjør at vi kan sette opp en likning med hele klassen som ukjent.

Steg 2 — Sett opp likningen

La \\(x\\) være antall elever i klassen.

\\[0{,}60x=15\\]

60 % av hele klassen er 15 elever.

Steg 3 — Finn helheten

\\[x=\\dfrac{15}{0{,}60}=25\\]

Vi deler på prosentdelen for å finne hele klassen.

Tolkning

Klassen har 25 elever. Av disse har 15 elever vært på tur.

Vanlig feil: Å regne 60 % av 15. Tallet 15 er allerede prosentdelen, ikke helheten.
Fasit: Klassen har \\(25\\) elever.
Del 1 · Oppgave 2Prosentvis nedgang

Oppgave 2

Oppgave:

Sara har fått oppgaven nedenfor.

For tre år siden kjøpte mormor en bil. I dag er bilens verdi 400 000 kroner. Bilens verdi har gått ned med 10 % hvert år.

Hva var bilens verdi da mormor kjøpte den?

Sara har tenkt slik:

10 % av 400 000 kroner er 40 000 kroner. Verdien har avtatt med 40 000 kroner hvert år. Det blir til sammen 120 000 kroner. Da mormor kjøpte bilen, var verdien 520 000 kroner.

Forklar Sara hvorfor dette ikke er riktig, og vis henne hvordan hun kan sette opp et regnestykke som vil gi riktig svar.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal forklare hvorfor Saras metode er feil, og sette opp riktig regnestykke. Når noe går ned med 10 % hvert år, blir nedgangen 10 % av en ny verdi hvert år.

Steg 1 — Forklar feilen

Sara bruker 40 000 kroner som fast årlig verdifall.

Det er ikke riktig, fordi 10 % skal regnes av bilens verdi det aktuelle året, ikke alltid av 400 000 kroner.

Steg 2 — Finn vekstfaktoren

En nedgang på 10 % gir vekstfaktoren

\\[1-0{,}10=0{,}90\\]

Etter hvert år står 90 % av verdien igjen.

Steg 3 — Sett opp riktig likning

La \\(x\\) være verdien da bilen ble kjøpt.

\\[x\\cdot 0{,}90^3=400000\\]

Bilen har falt med 10 % tre ganger.

Steg 4 — Løs likningen

\\[x=\\dfrac{400000}{0{,}90^3}\\approx 548697\\]

Vi deler på samlet vekstfaktor for tre år.

Tolkning

Bilen kostet omtrent 549 000 kroner da mormor kjøpte den.

Vanlig feil: Å behandle prosentvis nedgang som et fast kronebeløp. Prosentvis endring er multiplikativ.
Fasit: Saras metode er feil fordi verdifallet ikke er fast i kroner. Riktig oppsett er \\(x\\cdot 0{,}90^3=400000\\), og startverdien er omtrent \\(548697\\) kroner.
Del 1 · Oppgave 3aLineær modell

Oppgave 3a

Oppgave:

Morten har kjøpt ny varmtvannstank. Han fyller varmtvannstanken med kaldt vann og kobler til strømmen.

Formelen

\\[T=9t+7\\]

kan brukes for å beregne temperaturen \\(T\\) grader celsius (°C) i vannet, \\(t\\) timer etter strømmen er koblet til.

a) Hvor lang tid vil det gå før temperaturen i vannet er 52 °C?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne tiden \\(t\\) når temperaturen \\(T\\) er 52 °C. Derfor setter vi \\(T=52\\) i formelen.

Steg 1 — Sett inn temperaturen

\\[52=9t+7\\]

Temperaturen vi ønsker, er 52 °C.

Steg 2 — Trekk fra starttemperaturen

\\[52-7=9t\\]

Da finner vi hvor mye temperaturen må øke etter strømmen er koblet til.

Steg 3 — Del på økningen per time

\\[45=9t\\]

\\[t=\\dfrac{45}{9}=5\\]

Temperaturen øker med 9 °C per time.

Tolkning

Det tar 5 timer før vannet er 52 °C.

Vanlig feil: Å glemme å trekke fra 7 før man deler på 9.
Fasit: Det tar \\(5\\) timer.
Del 1 · Oppgave 3bTolkning av funksjon

Oppgave 3b

Oppgave:

b) Gi en praktisk tolkning av tallene 9 og 7 i formelen ovenfor.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal tolke tallene i den lineære modellen \\(T=9t+7\\). Tallet foran \\(t\\) er stigningstallet, og konstantleddet er startverdien.

Steg 1 — Tolk konstantleddet

\\[T=9t+7\\]

Når \\(t=0\\), er \\(T=7\\). Det betyr at vannet er 7 °C når strømmen blir koblet til.

Steg 2 — Tolk stigningstallet

Tallet 9 står foran \\(t\\).

Det betyr at temperaturen øker med 9 °C per time.

Steg 3 — Sjekk med ett eksempel

Etter 1 time er temperaturen

\\[T=9\\cdot 1+7=16\\]

Temperaturen har da økt fra 7 °C til 16 °C, altså med 9 °C.

Tolkning

Vannet starter på 7 °C og blir 9 °C varmere for hver time strømmen er koblet til.

Vanlig feil: Å si at 9 er starttemperaturen. Starttemperaturen er konstantleddet 7.
Fasit: \\(7\\) er temperaturen i vannet når strømmen kobles til, og \\(9\\) betyr at temperaturen øker med 9 °C per time.
Del 1 · Oppgave 4Fart, tid og vei

Oppgave 4

Oppgave:

En tunell er 24 kilometer lang. Audun kjører gjennom halve tunnelen med en gjennomsnittsfart på 80 km/h. På grunn av veiarbeid må han så bremse ned, og kjører med en gjennomsnittsfart på 60 km/h gjennom resten av tunellen.

Hvor mange minutter bruker Audun på å kjøre gjennom tunellen?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Tunnelen deles i to like lange deler. Vi finner tiden på hver del og legger tidene sammen.

Steg 1 — Finn lengden av hver del

\\[\\dfrac{24}{2}=12\\]

Audun kjører 12 km med hver fart.

Steg 2 — Finn tiden på første del

\\[t_1=\\dfrac{12}{80}=0{,}15\\text{ timer}\\]

Tid er strekning delt på fart.

Steg 3 — Finn tiden på andre del

\\[t_2=\\dfrac{12}{60}=0{,}20\\text{ timer}\\]

Lavere fart gir lengre tid på samme strekning.

Steg 4 — Legg sammen og gjør om til minutter

\\[0{,}15+0{,}20=0{,}35\\text{ timer}\\]

\\[0{,}35\\cdot 60=21\\]

Vi multipliserer med 60 fordi én time er 60 minutter.

Tolkning

Audun bruker 21 minutter gjennom hele tunnelen.

Vanlig feil: Å ta gjennomsnittet av 80 og 60 direkte. Farten gjelder to delstrekninger, så tiden må regnes for hver del.
Fasit: Audun bruker \\(21\\) minutter.
Del 1 · Oppgave 5aLineære funksjoner

Oppgave 5a

Oppgave:

I koordinatsystemet ovenfor ser du grafene til to lineære funksjoner \\(f\\) og \\(g\\).

a) Bestem \\(f(x)\\) og \\(g(x)\\).

(0,3)(0,-2)(2,-1)fg
Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne funksjonsuttrykkene til to rette linjer. Fra figuren leser vi punktene \\(f(0)=3\\), \\(g(0)=-2\\), og at linjene møtes i \\((2,-1)\\).

Steg 1 — Finn \\(f\\)

Linjen \\(f\\) går gjennom \\((0,3)\\) og \\((2,-1)\\).

\\[a_f=\\dfrac{-1-3}{2-0}=\\dfrac{-4}{2}=-2\\]

Stigningstallet er endring i \\(y\\) delt på endring i \\(x\\).

Steg 2 — Skriv funksjonen \\(f\\)

Fordi \\(f(0)=3\\), er konstantleddet 3.

\\[f(x)=-2x+3\\]

Steg 3 — Finn \\(g\\)

Linjen \\(g\\) går gjennom \\((0,-2)\\) og \\((2,-1)\\).

\\[a_g=\\dfrac{-1-(-2)}{2-0}=\\dfrac{1}{2}\\]

Linjen stiger med 1 når \\(x\\) øker med 2.

Steg 4 — Skriv funksjonen \\(g\\)

Fordi \\(g(0)=-2\\), er konstantleddet \\(-2\\).

\\[g(x)=\\dfrac{1}{2}x-2\\]

Tolkning

Funksjonen \\(f\\) synker, mens \\(g\\) stiger svakt.

Vanlig feil: Å bruke bare ett punkt. For stigningstallet trenger vi to punkter.
Fasit: \\(f(x)=-2x+3\\) og \\(g(x)=\\dfrac{1}{2}x-2\\).
Del 1 · Oppgave 5bAreal

Oppgave 5b

Oppgave:

b) Bestem arealet av den grønne trekanten.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Den grønne trekanten har hjørner i \\((0,3)\\), \\((0,-2)\\) og \\((2,-1)\\). Vi kan bruke grunnlinje og høyde.

Steg 1 — Finn grunnlinjen

Den vertikale siden fra \\((0,-2)\\) til \\((0,3)\\) har lengde

\\[3-(-2)=5\\]

Dette kan brukes som grunnlinje.

Steg 2 — Finn høyden

Punktet \\((2,-1)\\) ligger 2 enheter fra \\(y\\)-aksen.

\\[h=2\\]

Høyden står vinkelrett på den vertikale grunnlinjen.

Steg 3 — Regn arealet

\\[A=\\dfrac{g\\cdot h}{2}=\\dfrac{5\\cdot 2}{2}=5\\]

Vi bruker arealformelen for trekant.

Tolkning

Arealet av trekanten i koordinatsystemet er 5 kvadratenheter.

Vanlig feil: Å bruke skrå side som høyde. Høyden må stå vinkelrett på grunnlinjen.
Fasit: Arealet er \\(5\\) kvadratenheter.

Del 2 — med hjelpemidler

Del 2 · Oppgave 1aFunksjoner og ulikhet

Oppgave 1a

Oppgave:

En nettbutikk vil starte salg av en ny type ski 1. november 2022.

Anta at funksjonen \\(S\\) gitt ved

\\[S(x)=0{,}75x^3-59{,}5x^2+1200x,\\quad 0\\le x\\le 52\\]

kan brukes som en modell for hvor mange par ski \\(S(x)\\) butikken vil kunne selge per uke \\(x\\) uker etter salgsstart.

a) Hvor mange uker vil butikken kunne selge mer enn 5000 par ski, ifølge modellen?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne når \\(S(x)>5000\\) i intervallet \\(0\\le x\\le 52\\). Det gjør vi ved å finne skjæringspunktene med \\(S(x)=5000\\).

Steg 1 — Løs likningen digitalt

GeoGebra · CAS
1
S(x):=0.75*x^3-59.5*x^2+1200*x
\\(S(x)=0{,}75x^3-59{,}5x^2+1200x\\)
2
NLøs(S(x)=5000, x)
\\(x\\approx 5{,}624\\lor x\\approx 23{,}710\\lor x=50\\)

Skjæringspunktene deler intervallet i deler der salget er over eller under 5000.

Steg 2 — Finn intervallene der salget er over 5000

Ved å teste et punkt, for eksempel \\(x=6\\), får vi \\(S(6)=5220\\), altså over 5000.

Dermed er salget over 5000 i omtrent

\\[(5{,}624,23{,}710)\\quad\\text{og}\\quad(50,52]\\]

Steg 3 — Regn samlet lengde

\\[(23{,}710-5{,}624)+(52-50)\\approx 20{,}086\\]

Dette er antall uker modellen ligger over 5000.

Kontroll (Python)

💻 Python

from sympy import symbols, Rational, nroots
x = symbols('x')
S = Rational(3, 4)*x**3 - Rational(119, 2)*x**2 + 1200*x
print(nroots(S - 5000))

Tolkning

Ifølge modellen vil butikken selge mer enn 5000 par ski per uke i omtrent 20 uker til sammen.

Vanlig feil: Å bare ta første intervallet og glemme at modellen går over 5000 igjen etter uke 50.
Fasit: Omtrent \\(20\\) uker til sammen, mer presist ca. \\(20{,}1\\) uker.
Del 2 · Oppgave 1bGjennomsnittlig vekstfart

Oppgave 1b

Oppgave:

b) Bestem stigningstallet til den rette linjen som går gjennom punktene \\((0,S(0))\\) og \\((12,S(12))\\). Gi en praktisk tolkning av svaret.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne gjennomsnittlig endring i salget fra uke 0 til uke 12. Det er stigningstallet til sekanten gjennom de to punktene.

Steg 1 — Finn funksjonsverdiene

\\[S(0)=0\\]

\\[S(12)=0{,}75\\cdot 12^3-59{,}5\\cdot 12^2+1200\\cdot 12=7128\\]

Vi trenger \\(y\\)-verdiene til punktene.

Steg 2 — Bruk formelen for stigningstall

\\[a=\\dfrac{S(12)-S(0)}{12-0}=\\dfrac{7128-0}{12}=594\\]

Stigningstallet er endring i salg delt på endring i tid.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
(S(12)-S(0))/(12-0)
\\(594\\)

Tolkning

Fra salgsstart til uke 12 øker salget i gjennomsnitt med 594 par ski per uke.

Vanlig feil: Å tolke stigningstallet som salget i uke 12. Salget i uke 12 er 7128 par, mens stigningstallet er gjennomsnittlig økning per uke.
Fasit: Stigningstallet er \\(594\\). Det betyr en gjennomsnittlig økning på 594 par ski per uke fra uke 0 til uke 12.
Del 2 · Oppgave 2aEnergi og prosent

Oppgave 2a

Oppgave:

Energiinnholdet i matvarer blir vanligvis oppgitt i kilojoule (kJ) eller kilokalorier (kcal).

Tabellen viser energiinnholdet i noen næringsstoffer.

Fett: 37 kJ per gram og 9 kcal per gram. Protein: 17 kJ per gram og 4 kcal per gram. Karbohydrater: 17 kJ per gram og 4 kcal per gram.

Tobias har lest at 100 g kokt egg inneholder 10,2 g fett, 12,4 g protein og 0,3 g karbohydrater. Resten av egget er vitaminer og vann, og inneholder ikke energi.

a) Hva er energiinnholdet i 100 g kokt egg? Oppgi svaret i kcal.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne energien fra fett, protein og karbohydrater i 100 g kokt egg. Vi bruker kcal per gram.

Steg 1 — Regn energi fra fett

\\[10{,}2\\cdot 9=91{,}8\\]

Fett gir 9 kcal per gram.

Steg 2 — Regn energi fra protein og karbohydrater

\\[12{,}4\\cdot 4=49{,}6\\]

\\[0{,}3\\cdot 4=1{,}2\\]

Protein og karbohydrater gir 4 kcal per gram.

Steg 3 — Legg sammen

\\[91{,}8+49{,}6+1{,}2=142{,}6\\]

Resten av egget inneholder ikke energi ifølge oppgaven.

Kontroll (Python)

💻 Python

energi = 10.2*9 + 12.4*4 + 0.3*4
print(energi)

Tolkning

100 g kokt egg inneholder 142,6 kcal.

Vanlig feil: Å bruke kJ-kolonnen selv om oppgaven ber om kcal.
Fasit: Energiinnholdet er \\(142{,}6\\) kcal per 100 g kokt egg.
Del 2 · Oppgave 2bProsent av behov

Oppgave 2b

Oppgave:

Tobias har funnet ut at han har et energibehov på 3000 kcal per dag. En dag spiser han to egg. Eggene veier til sammen 125 g med skall. Den spiselige delen av egg er 88 % av totalvekten til egget.

b) Hvor mange prosent av Tobias’ energibehov utgjorde eggene han spiste denne dagen?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal først finne spiselig masse egg, deretter energien i denne massen, og til slutt prosent av 3000 kcal.

Steg 1 — Finn spiselig masse

\\[125\\cdot 0{,}88=110\\]

Den spiselige delen veier 110 g.

Steg 2 — Finn energien i 110 g egg

Fra oppgave a er 100 g kokt egg \\(142{,}6\\) kcal.

\\[110\\cdot \\dfrac{142{,}6}{100}=156{,}86\\]

Vi skalerer fra 100 g til 110 g.

Steg 3 — Finn prosent av dagsbehovet

\\[\\dfrac{156{,}86}{3000}\\cdot 100\\approx 5{,}23\\]

Vi deler på totalt energibehov og gjør om til prosent.

Kontroll (Python)

💻 Python

kcal_per_100g = 142.6
spiselig = 125*0.88
energi = spiselig/100*kcal_per_100g
prosent = energi/3000*100
print(spiselig, energi, prosent)

Tolkning

Eggene utgjorde litt over 5 % av dagsbehovet til Tobias.

Vanlig feil: Å bruke 125 g direkte og glemme at skallet ikke er spiselig.
Fasit: Eggene utgjorde omtrent \\(5{,}2\\) % av energibehovet.
Del 2 · Oppgave 3aLineær modell

Oppgave 3a

Oppgave:

En dyrebestand består i dag av 500 dyr. En forsker antar at bestanden vil doble seg i løpet av de ti neste årene.

a) Sett opp en modell \\(L(x)\\) som viser hvor mange dyr det vil være i bestanden om \\(x\\) år, dersom vi antar at bestanden øker lineært.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? En lineær modell har fast økning per år. Bestanden går fra 500 til 1000 dyr på 10 år.

Steg 1 — Finn økningen på 10 år

\\[1000-500=500\\]

Dobling betyr at 500 dyr blir 1000 dyr.

Steg 2 — Finn økning per år

\\[\\dfrac{500}{10}=50\\]

Lineær vekst betyr samme økning hvert år.

Steg 3 — Sett opp modellen

\\[L(x)=500+50x\\]

Startverdien er 500, og stigningstallet er 50.

Tolkning

Modellen sier at bestanden øker med 50 dyr per år.

Vanlig feil: Å bruke prosentvekst i den lineære modellen. Her skal økningen være fast i antall dyr.
Fasit: \\(L(x)=500+50x\\).
Del 2 · Oppgave 3bEksponentiell modell

Oppgave 3b

Oppgave:

b) Sett opp en modell \\(E(x)\\) som viser hvor mange dyr det vil være i bestanden om \\(x\\) år, dersom vi antar at bestanden øker eksponentielt.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? En eksponentiell modell har fast vekstfaktor. Siden bestanden dobles på 10 år, skal faktoren over 10 år være 2.

Steg 1 — Start med eksponentiell form

\\[E(x)=500\\cdot a^x\\]

Startverdien er 500 dyr.

Steg 2 — Bruk at bestanden dobles etter 10 år

\\[500\\cdot a^{10}=1000\\]

Dette gir

\\[a^{10}=2\\]

Steg 3 — Skriv modellen

\\[a=2^{1/10}\\]

\\[E(x)=500\\cdot 2^{x/10}\\]

Dette gir dobling når \\(x=10\\).

Tolkning

Bestanden øker med samme prosentvise vekst hvert år.

Vanlig feil: Å skrive \\(500\\cdot 2x\\). Da blir modellen lineær, ikke eksponentiell.
Fasit: \\(E(x)=500\\cdot 2^{x/10}\\).
Del 2 · Oppgave 3cGraftegner

Oppgave 3c

Oppgave:

c) Tegn grafen til funksjonen \\(F\\) gitt ved

\\[F(x)=L(x)-E(x),\\quad 0\\le x\\le 13\\]

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal tegne forskjellen mellom lineær og eksponentiell modell. Positiv \\(F(x)\\) betyr at den lineære modellen gir flest dyr.

Steg 1 — Sett inn modellene

\\[F(x)=500+50x-500\\cdot 2^{x/10}\\]

Vi bruker uttrykkene fra oppgave a og b.

Steg 2 — Tegn i GeoGebra

GeoGebra · Graftegner
1
L(x)=500+50x
lineær modell
2
E(x)=500*2^(x/10)
eksponentiell modell
3
Funksjon(L(x)-E(x),0,13)
grafen til \\(F\\) på \\([0,13]\\)
01013topp ca. (5,3,43)F

Steg 3 — Kontroller viktige punkter

\\[F(0)=0\\quad\\text{og}\\quad F(10)=0\\]

Begge modellene gir 500 dyr ved start og 1000 dyr etter 10 år.

Tolkning

Grafen viser hvor mange flere dyr den lineære modellen gir enn den eksponentielle modellen.

Vanlig feil: Å tegne \\(L\\) og \\(E\\), men ikke selve differansefunksjonen \\(F=L-E\\).
Fasit: Grafen er grafen til \\(F(x)=500+50x-500\\cdot 2^{x/10}\\) for \\(0\\le x\\le 13\\).
Del 2 · Oppgave 3dToppunkt og skjæringspunkt

Oppgave 3d

Oppgave:

d) Bestem toppunktet på grafen til \\(F\\) og skjæringspunktene mellom grafen til \\(F\\) og hver av de rette linjene \\(x=12\\) og \\(y=12\\).

Gi en praktisk tolkning av svarene du får.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal bruke graftegner til å finne et toppunkt og skjæringspunkter. Deretter skal vi forklare hva punktene betyr i dyrebestanden.

Steg 1 — Finn toppunktet digitalt

GeoGebra · CAS
1
F(x):=500+50x-500*2^(x/10)
\\(F(x)=500+50x-500\\cdot 2^{x/10}\\)
2
Ekstremalpunkt(F,0,13)
\\((5{,}288,43{,}036)\\)

Toppunktet viser størst forskjell mellom modellene.

Steg 2 — Skjæring med \\(x=12\\)

\\[F(12)\\approx -48{,}7\\]

Skjæringspunktet er derfor omtrent \\((12,-48{,}7)\\).

Steg 3 — Skjæring med \\(y=12\\)

GeoGebra · CAS
1
NLøs(F(x)=12, x)
\\(x\\approx 0{,}838\\lor x\\approx 9{,}323\\)

Skjæringspunktene med \\(y=12\\) er omtrent \\((0{,}838,12)\\) og \\((9{,}323,12)\\).

Kontroll (Python)

💻 Python

from sympy import symbols, nsolve
x = symbols('x')
F = 500 + 50*x - 500*2**(x/10)
print(nsolve(F.diff(x), 5))
print(F.subs(x, 12).evalf())
print(nsolve(F - 12, 1))
print(nsolve(F - 12, 9))

Tolkning

Etter omtrent 5,3 år gir den lineære modellen ca. 43 flere dyr enn den eksponentielle modellen. Etter 12 år gir den eksponentielle modellen ca. 49 flere dyr enn den lineære. Ved ca. 0,84 år og 9,32 år gir den lineære modellen 12 flere dyr enn den eksponentielle.

Vanlig feil: Å tolke negativ \\(F(12)\\) som negativ dyrebestand. Det betyr bare at \\(L(12)\\) er mindre enn \\(E(12)\\).
Fasit: Toppunkt \\((5{,}288,43{,}036)\\). Skjæring med \\(x=12\\): \\((12,-48{,}7)\\). Skjæring med \\(y=12\\): \\((0{,}838,12)\\) og \\((9{,}323,12)\\).
Del 2 · Oppgave 4Proporsjonalitet

Oppgave 4

Oppgave:

Avgjør hvilken eller hvilke av påstandene nedenfor som er riktig(e). Husk å begrunne svarene dine.

Påstand 1: Dersom utgiftene til en klassefest skal deles likt mellom elevene som er med på festen, vil beløpet hver elev må betale alltid være omvendt proporsjonalt med antall elever.

Påstand 2: To størrelser er alltid proporsjonale dersom det er slik at når den ene øker, så øker den andre også.

Påstand 3: To størrelser er alltid omvendt proporsjonale dersom den ene størrelsen dobler seg når den andre halveres.

Påstand 4: Arealet av en sirkel er alltid proporsjonalt med omkretsen av sirkelen.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal vurdere fire påstander om proporsjonale og omvendt proporsjonale størrelser. Vi må sjekke definisjonene, ikke bare om noe øker eller minker.

Steg 1 — Vurder påstand 1

Hvis totalutgiften er fast, og \\(n\\) elever deler den, betaler hver elev

\\[B=\\dfrac{k}{n}\\]

Da er beløpet omvendt proporsjonalt med antall elever. Påstand 1 er riktig dersom utgiftene er faste.

Steg 2 — Vurder påstand 2

At to størrelser øker samtidig, betyr ikke nødvendigvis proporsjonalitet.

For proporsjonalitet må forholdet \\(\\dfrac{y}{x}\\) være konstant. Påstand 2 er feil.

Steg 3 — Vurder påstand 3

Hvis den ene dobles når den andre halveres, passer det med \\(xy=k\\).

Det er kjennetegnet på omvendt proporsjonalitet. Påstand 3 er riktig.

Steg 4 — Vurder påstand 4

For en sirkel er

\\[A=\\pi r^2\\quad\\text{og}\\quad O=2\\pi r\\]

Arealet er ikke proporsjonalt med omkretsen, fordi arealet avhenger av \\(r^2\\), mens omkretsen avhenger av \\(r\\). Påstand 4 er feil.

Tolkning

Riktige påstander er 1 og 3. De bygger på fast produkt eller fast totalbeløp.

Vanlig feil: Å tro at «begge øker» automatisk betyr proporsjonalitet.
Fasit: Påstand 1 og påstand 3 er riktige. Påstand 2 og 4 er feil.
Del 2 · Oppgave 5Prosentvis økning

Oppgave 5

Oppgave:

Angelica har laget blåbærsaft. Saften inneholder 10 % sukker. Angelica synes saften er sur og vil lage en ny saftblanding med 50 % mer sukker.

Hvor mange prosent sukker vil den nye saftblandingen inneholde?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal øke sukkerinnholdet 10 % med 50 %. Det betyr 50 % mer enn den opprinnelige sukkerprosenten, ikke 50 prosentpoeng mer.

Steg 1 — Finn 50 % av 10 %

\\[0{,}50\\cdot 10\\%=5\\%\\]

Dette er økningen i sukkerinnholdet.

Steg 2 — Legg til økningen

\\[10\\%+5\\%=15\\%\\]

Den nye blandingen får 5 prosentpoeng mer sukker.

Steg 3 — Kontroller med vekstfaktor

\\[10\\%\\cdot 1{,}50=15\\%\\]

Å øke med 50 % betyr å multiplisere med 1,50.

Tolkning

Den nye saften inneholder 15 % sukker.

Vanlig feil: Å svare 60 %. Det ville vært 50 prosentpoeng mer, ikke 50 % mer.
Fasit: Den nye saftblandingen vil inneholde \\(15\\%\\) sukker.
Del 2 · Oppgave 6aRegneark og prosent

Oppgave 6a

Oppgave:

Verdifallet utgjør bilens største kostnad, særlig det første året, enten bilen er kjøpt ny eller brukt. Verdifallet utgjør bilen største kostnad. Verdifallet er i de aller fleste tilfellene størst det første året. For en nybil kan du forvente 20 prosent første året. Deretter om lag 14 prosent av bruktprisen fra det andre året, synkende til 10 prosent det sjette året. Og fra det sjette året 10 prosent årlig.

Teksten ovenfor er hentet fra smartepenger.no

Mathilde har kjøpt ny bil. Bilen kostet 390 000 kroner.

Mathilde vil lage en oversikt som viser bilens verdifall i prosent de første seks årene. Hvert år vil hun sammenlikne bilens verdi med verdien året før. I tillegg vil hun hvert år sammenlikne bilens verdi med verdien da den var ny.

Hun har brukt tallene fra smartepenger.no og satt opp et regneark som vist nedenfor.

a) Vis hvordan Mathilde kan ha kommet fram til 31 % i celle C4.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Celle C4 viser samlet verdifall etter to år sammenliknet med nypris. Vi må kombinere 20 % fall første år og 14 % fall andre år.

Steg 1 — Finn verdien etter første år

Et fall på 20 % betyr at 80 % av verdien står igjen.

\\[0{,}80\\]

Steg 2 — Finn verdien etter andre år

Andre år faller bilen 14 % av bruktprisen, altså står 86 % igjen.

\\[0{,}80\\cdot 0{,}86=0{,}688\\]

Etter to år er bilen verdt 68,8 % av nypris.

Steg 3 — Finn samlet verdifall

\\[1-0{,}688=0{,}312=31{,}2\\%\\]

Avrundet til hele prosent blir dette 31 %.

Tolkning

C4 viser at bilen har falt omtrent 31 % i verdi fra den var ny til etter år 2.

Vanlig feil: Å legge sammen 20 % og 14 % og få 34 %. Det er feil fordi 14 % regnes av bruktprisen etter første år.
Fasit: \\(1-0{,}80\\cdot 0{,}86=0{,}312\\), altså \\(31{,}2\\%\\), som avrundes til \\(31\\%\\).
Del 2 · Oppgave 6bRegnearkformler

Oppgave 6b

Oppgave:

b) Lag regnearket og legg inn formler for å regne ut verdier i de grønne cellene.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? De grønne cellene er samlet verdifall sammenliknet med nypris for år 3 til 6. Vi kan bruke forrige samlede verdifall og årets verdifall.

Steg 1 — Bruk en rekursiv regnearkformel

I C5 kan vi skrive:

=1-(1-C4)*(1-B5)

Formelen finner først hvor stor del av nyverdien som står igjen, og trekker fra 1.

Steg 2 — Kopier formelen nedover

Kopier formelen fra C5 til C6:C8.

Da bruker regnearket automatisk riktig år på hver rad.

Steg 3 — Resultater avrundet til hele prosent

ÅrSammenliknet med verdien året førSammenliknet med verdien som ny
120 %20 %
214 %31 %
313 %40 %
412 %47 %
511 %53 %
610 %58 %

Kontroll (Python)

💻 Python

rates = [0.20, 0.14, 0.13, 0.12, 0.11, 0.10]
remaining = 1
for r in rates:
    remaining *= (1-r)
    print(round((1-remaining)*100, 1))

Tolkning

Etter seks år har bilen falt omtrent 58 % i verdi sammenliknet med nypris.

Vanlig feil: Å summere prosentene direkte. Prosentene skal brukes år for år på gjenværende verdi.
Fasit: Bruk for eksempel =1-(1-C4)*(1-B5) i C5 og kopier nedover. Grønne celler blir ca. 40 %, 47 %, 53 % og 58 %.
Del 2 · Oppgave 6cRegneark og økonomi

Oppgave 6c

Oppgave:

Mathilde vil også ha en oversikt som viser verdifallet i kroner for bilen hun kjøpte. Hvert år skal oversikten vise verdifallet i kroner fra året før. I tillegg skal den for hvert år vise verdifallet i kroner fra da bilen var ny.

c) Utvid regnearket fra oppgave b) slik at du også får med en slik oversikt.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lage en kroneoversikt basert på nypris 390 000 kroner og de årlige verdifallene. Regnearket bør vise både årets verdifall og samlet verdifall fra ny.

Steg 1 — Bruk nyprisen i en fast celle

Sett nypris i for eksempel celle F2:

390000

Da kan formlene hente nyprisen fra samme sted.

Steg 2 — Lag verdikolonne

Hvis verdien etter år 1 står i D3, kan formelen være:

=$F$2*(1-C3)

Her bruker vi samlet verdifall fra ny.

Steg 3 — Lag kronefall fra året før og fra ny

For år 1 kan verdifall fra året før være:

=$F$2-D3

For senere år kan verdifall fra året før være:

=D4-D5

Samlet verdifall fra ny kan være:

=$F$2-D5

Steg 4 — Eksempel på ferdige verdier

ÅrBilens verdi etter åretVerdifall fra året førVerdifall fra ny
1312 000 kr78 000 kr78 000 kr
2268 320 kr43 680 kr121 680 kr
3233 438 kr34 882 kr156 562 kr
4205 426 kr28 013 kr184 574 kr
5182 829 kr22 597 kr207 171 kr
6164 546 kr18 283 kr225 454 kr

Tolkning

Etter seks år er bilen verdt omtrent 164 546 kroner, og samlet verdifall fra ny er omtrent 225 454 kroner.

Vanlig feil: Å regne alle årlige kronefall direkte fra nyprisen. Etter år 1 skal prosenten brukes på bruktverdien fra året før.
Fasit: Etter seks år er verdien ca. \\(164546\\) kroner og samlet verdifall fra ny ca. \\(225454\\) kroner.
Del 2 · Oppgave 7aTallmønster

Oppgave 7a

Oppgave:

Marius og Maria arbeider i en dagligvarebutikk. De skal stable bokser med erter.

Marius stabler boksene som vist i figur 1. I figur 1 har han laget et tårn med fire etasjer.

a) Hvor mange bokser trenger Marius for å lage et tårn med 20 etasjer dersom han stabler boksene på denne måten?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Figur 1 viser et trekanttårn: 1 boks øverst, så 2, 3 og videre nedover. For 20 etasjer summerer vi tallene fra 1 til 20.

Steg 1 — Sett opp summen

\\[1+2+3+\\cdots+20\\]

Hver ny etasje har én boks mer enn etasjen over.

Steg 2 — Bruk sumformelen

\\[S=\\dfrac{20(20+1)}{2}\\]

Dette er formelen for summen av de første \\(n\\) naturlige tallene.

Steg 3 — Regn ut

\\[S=\\dfrac{20\\cdot 21}{2}=210\\]

Dette er totalt antall bokser.

Tolkning

Marius trenger 210 bokser for et tårn med 20 etasjer.

Vanlig feil: Å regne \\(20\\cdot 20\\). Det ville vært et kvadrat, ikke et trekanttårn.
Fasit: Marius trenger \\(210\\) bokser.
Del 2 · Oppgave 7bTallmønster

Oppgave 7b

Oppgave:

Marius har 400 bokser.

b) Hvor mange etasjer vil det være i det største tårnet han kan lage?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne størst mulig \\(n\\) slik at trekanttallet \\(\\dfrac{n(n+1)}{2}\\) ikke blir større enn 400.

Steg 1 — Sett opp ulikheten

\\[\\dfrac{n(n+1)}{2}\\le 400\\]

Antall bokser må være høyst 400.

Steg 2 — Test aktuelle etasjetall

For 27 etasjer:

\\[\\dfrac{27\\cdot 28}{2}=378\\]

For 28 etasjer:

\\[\\dfrac{28\\cdot 29}{2}=406\\]

Steg 3 — Velg største mulige

\\[378\\le 400\\quad\\text{men}\\quad 406>400\\]

Derfor er 27 etasjer størst mulig.

Tolkning

Marius kan lage 27 etasjer og får 22 bokser til overs.

Vanlig feil: Å runde opp til 28 fordi 27,8 er nær 28. Han må ha nok bokser til hele etasjen.
Fasit: Det største tårnet har \\(27\\) etasjer.
Del 2 · Oppgave 7cKvadrattall

Oppgave 7c

Oppgave:

Maria vil stable boksene som vist i figur 2. I figur 2 har hun laget et tårn med tre etasjer.

c) Hvor mange bokser trenger Maria for å lage et tårn med 20 etasjer dersom hun stabler boksene på denne måten?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Figur 2 viser et tårn der etasjene er kvadrater: \\(1^2\\), \\(2^2\\), \\(3^2\\) og videre. For 20 etasjer summerer vi kvadrattallene.

Steg 1 — Sett opp summen

\\[1^2+2^2+3^2+\\cdots+20^2\\]

Hver etasje har et kvadratisk antall bokser.

Steg 2 — Bruk sumformelen for kvadrattall

\\[S=\\dfrac{20(20+1)(2\\cdot 20+1)}{6}\\]

Dette gir summen av kvadratene fra \\(1^2\\) til \\(20^2\\).

Steg 3 — Regn ut

\\[S=\\dfrac{20\\cdot 21\\cdot 41}{6}=2870\\]

Tolkning

Maria trenger 2870 bokser for et tårn med 20 etasjer.

Vanlig feil: Å bruke trekanttallformelen fra Marius sin stabling. Maria sin stabling vokser raskere.
Fasit: Maria trenger \\(2870\\) bokser.
Del 2 · Oppgave 7dKvadrattall

Oppgave 7d

Oppgave:

Maria har 4000 bokser.

d) Hvor mange etasjer vil det være i det største tårnet hun kan lage?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne størst mulig \\(n\\) slik at summen av kvadrattallene ikke overstiger 4000.

Steg 1 — Sett opp modellen

\\[S_n=\\dfrac{n(n+1)(2n+1)}{6}\\]

Dette er antall bokser i et kvadratisk tårn med \\(n\\) etasjer.

Steg 2 — Test 22 etasjer

\\[S_{22}=\\dfrac{22\\cdot 23\\cdot 45}{6}=3795\\]

Dette er mulig med 4000 bokser.

Steg 3 — Test 23 etasjer

\\[S_{23}=\\dfrac{23\\cdot 24\\cdot 47}{6}=4324\\]

Dette er for mange bokser.

Tolkning

Maria kan lage 22 etasjer, men ikke 23.

Vanlig feil: Å runde opp etter en omtrentlig løsning. Antall etasjer må være et helt tall som faktisk kan bygges.
Fasit: Det største tårnet har \\(22\\) etasjer.
Del 2 · Oppgave 8aTallmønster

Oppgave 8a

Oppgave:

I tabellen ovenfor har vi fargelagt to kvadrater.

a) Bestem differansen mellom tallet nederst til venstre og tallet øverst til høyre, og differansen mellom tallet nederst til høyre og tallet øverst til venstre. Bestem så produktet av de to differansene.

Du skal altså regne ut \\((11-2)\\cdot(12-1)\\) for det blå kvadratet og \\((37-28)\\cdot(38-27)\\) for det grønne kvadratet.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal regne ut to produkter basert på differanser i to \\(2\\times 2\\)-kvadrater i talltabellen.

Steg 1 — Regn for det blå kvadratet

\\[(11-2)\\cdot(12-1)=9\\cdot 11=99\\]

Vi følger uttrykket oppgaven gir.

Steg 2 — Regn for det grønne kvadratet

\\[(37-28)\\cdot(38-27)=9\\cdot 11=99\\]

Differansene blir de samme fordi tabellen øker med 1 bortover og 10 nedover.

Tolkning

Begge kvadratene gir produktet 99.

Vanlig feil: Å regne differansen vannrett eller loddrett i stedet for diagonalt slik oppgaven ber om.
Fasit: Begge produktene er \\(99\\).
Del 2 · Oppgave 8bGeneralisering

Oppgave 8b

Oppgave:

b) Gjør tilsvarende beregninger som i oppgave a) for flere kvadrater med samme størrelse som i oppgave a). Forklar hva du oppdager, og argumenter for at dette er riktig.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal teste flere \\(2\\times 2\\)-kvadrater og forklare hvorfor svaret alltid blir det samme.

Steg 1 — Test et nytt kvadrat

For kvadratet med tallene 45, 46, 55 og 56 får vi

\\[(55-46)\\cdot(56-45)=9\\cdot 11=99\\]

Dette gir samme produkt som i oppgave a.

Steg 2 — Test enda et kvadrat

For kvadratet med tallene 72, 73, 82 og 83 får vi

\\[(82-73)\\cdot(83-72)=9\\cdot 11=99\\]

Steg 3 — Forklar med et generelt tall

La tallet øverst til venstre være \\(n\\). Da er de fire tallene

\\[n,\\quad n+1,\\quad n+10,\\quad n+11\\]

Produktet blir

\\[(n+10-(n+1))\\cdot(n+11-n)=9\\cdot 11=99\\]

Tolkning

Alle \\(2\\times 2\\)-kvadrater i tabellen gir produktet 99.

Vanlig feil: Å bare vise eksempler uten å forklare hvorfor det alltid gjelder.
Fasit: For alle kvadrater med samme størrelse som i a blir produktet \\(99\\).
Del 2 · Oppgave 8cSystematisering og mønster

Oppgave 8c

Oppgave:

c) Gjør tilsvarende beregninger som i oppgave a) for kvadrater med ulike størrelser. Lag en oversikt der du presenterer resultatene på en systematisk måte. Forklar hva du oppdager, og argumenter for at dette er riktig.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal undersøke større kvadrater i 10-kolonne-tabellen. Vi ser etter et mønster for produktet når sidelengden endres.

Steg 1 — Lag en oversikt

Størrelse på kvadratFørste differanseAndre differanseProdukt
\\(2\\times 2\\)\\(9\\)\\(11\\)\\(99\\)
\\(3\\times 3\\)\\(18\\)\\(22\\)\\(396\\)
\\(4\\times 4\\)\\(27\\)\\(33\\)\\(891\\)
\\(5\\times 5\\)\\(36\\)\\(44\\)\\(1584\\)

Produktet øker når kvadratet blir større.

Steg 2 — Finn mønsteret

Når sidelengden er \\(s\\), flytter vi \\(s-1\\) steg bortover og \\(s-1\\) steg nedover.

Første differanse blir \\(9(s-1)\\), og andre differanse blir \\(11(s-1)\\).

Steg 3 — Lag generell formel

\\[9(s-1)\\cdot 11(s-1)=99(s-1)^2\\]

Formelen passer med tabellen: For \\(s=3\\) får vi \\(99\\cdot 2^2=396\\).

Kontroll (Python)

💻 Python

for s in range(2, 6):
    produkt = 99*(s-1)**2
    print(s, produkt)

Tolkning

For kvadrater med ulik størrelse bestemmes produktet bare av sidelengden, ikke av hvor i tabellen kvadratet ligger.

Vanlig feil: Å tro at starttallet i kvadratet bestemmer produktet. Det gjør det ikke; det er størrelsen på kvadratet som bestemmer produktet.
Fasit: For et \\(s\\times s\\)-kvadrat blir produktet \\(99(s-1)^2\\). For eksempel gir \\(3\\times 3\\) produktet \\(396\\), \\(4\\times 4\\) gir \\(891\\), og \\(5\\times 5\\) gir \\(1584\\).