1P eksamenVår 2022LK20

Matematikk 1P eksamen – vår 2022

ifingo
Norsk (Bokmål)

ifingo · Matematikk 1P · LK20

Matematikk 1P eksamen vår 2022 – løsningsforslag

Fullstendig, trinnvis løsningsforslag på bokmål. Del 1 er løst uten hjelpemidler. Del 2 viser praktisk matematikk med funksjoner, regneark-/graf-tenkning, GeoGebra CAS og Python-kontroll der det er nyttig.

Del 1 — uten hjelpemidler

Del 1 · Oppgave 1aProsentpoeng

Oppgave 1a

Oppgave:

Renten på et lån steg fra \(2{,}0\,\%\) til \(2{,}2\,\%\).

a) Hvor mange prosentpoeng steg renten med?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne endringen i prosentpoeng. Da trekker vi den gamle prosentsatsen fra den nye.

Steg 1 — Finn ny og gammel rente

Den gamle renten er \(2{,}0\,\%\), og den nye renten er \(2{,}2\,\%\).

Steg 2 — Regn differansen

\[2{,}2-2{,}0=0{,}2\]

Prosentpoeng handler om direkte differanse mellom to prosentsatser.

Steg 3 — Skriv med riktig enhet

Endringen er \(0{,}2\) prosentpoeng.

Tolkning

Renten har økt med \(0{,}2\) prosentpoeng, ikke \(0{,}2\,\%\) av lånet.

Vanlig feil: Å blande prosentpoeng og prosentvis økning.
Fasit: \(0{,}2\) prosentpoeng.
Del 1 · Oppgave 1bProsent

Oppgave 1b

Oppgave:

Renten på et lån steg fra \(2{,}0\,\%\) til \(2{,}2\,\%\).

b) Hvor mange prosent steg renten med?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Nå skal vi finne hvor stor økningen er i prosent av den gamle renten.

Steg 1 — Finn økningen

\[2{,}2-2{,}0=0{,}2\]

Renten økte med \(0{,}2\) prosentpoeng.

Steg 2 — Sammenlikn med gammel rente

\[\dfrac{0{,}2}{2{,}0}=0{,}10\]

Vi deler på startverdien fordi prosentvis økning alltid måles fra utgangspunktet.

Steg 3 — Gjør om til prosent

\[0{,}10\cdot100\,\%=10\,\%\]

Tolkning

Selv om renten bare steg \(0{,}2\) prosentpoeng, er dette en økning på \(10\,\%\) av den gamle renten.

Vanlig feil: Å svare \(0{,}2\,\%\). Det er prosentpoeng, ikke prosentvis økning.
Fasit: Renten steg med \(10\,\%\).
Del 1 · Oppgave 2Diagram og prosent

Oppgave 2

Oppgave:

Diagrammet viser antall elever ved en videregående skole de fire siste årene.

Når var det størst prosentvis økning i antall elever fra et år til det neste?

0200400600800100012002018201920202021
Stolpene viser omtrent 700, 800, 900 og 1000 elever.
Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi må sammenlikne prosentvis økning fra år til år, ikke bare økning i antall elever.

Steg 1 — Les av omtrentlige verdier

Fra diagrammet leser vi omtrent \(700\), \(800\), \(900\) og \(1000\) elever.

Steg 2 — Regn prosentvis økning

\[\dfrac{800-700}{700}\cdot100\,\%\approx14{,}3\,\%\]

Dette er økningen fra 2018 til 2019.

Steg 3 — Sammenlikn de neste årene

\[\dfrac{900-800}{800}\cdot100\,\%=12{,}5\,\%\]

\[\dfrac{1000-900}{900}\cdot100\,\%\approx11{,}1\,\%\]

Steg 4 — Velg størst prosent

Den største prosentvise økningen er fra 2018 til 2019.

Tolkning

Alle økningene er omtrent 100 elever, men den første økningen er størst i prosent fordi utgangspunktet er lavest.

Vanlig feil: Å bare se på antall elever og ikke regne prosent.
Fasit: Det var størst prosentvis økning fra 2018 til 2019.
Del 1 · Oppgave 3aProporsjonalitet

Oppgave 3a

Oppgave:

a) Gi et eksempel på to størrelser som er proporsjonale.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal gi et eksempel der den ene størrelsen alltid er et fast tall ganger den andre.

Steg 1 — Velg en praktisk situasjon

Anta at epler koster 20 kroner per kilogram.

Steg 2 — Skriv sammenhengen

\[P=20x\]

Her er \(x\) antall kilogram, og \(P\) er prisen i kroner.

Steg 3 — Forklar hvorfor det er proporsjonalt

Hvis mengden dobles, dobles prisen. Forholdet \(\dfrac{P}{x}=20\) er konstant.

Tolkning

Pris og mengde er proporsjonale når kiloprisen er fast.

Vanlig feil: Å velge en situasjon med fast startpris. Da er sammenhengen vanligvis ikke proporsjonal.
Fasit: Ett mulig eksempel er pris og antall kilogram når kiloprisen er fast, for eksempel \(P=20x\).
Del 1 · Oppgave 3bGrafisk framstilling

Oppgave 3b

Oppgave:

b) Lag en grafisk framstilling som viser sammenhengen mellom de to størrelsene.

xpris123
En proporsjonal sammenheng tegnes som en rett linje gjennom origo.
Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal vise den proporsjonale sammenhengen fra del a grafisk.

Steg 1 — Bruk modellen

\[P=20x\]

Grafen viser pris \(P\) som funksjon av antall kilogram \(x\).

Steg 2 — Finn noen punkter

\[x=0 \Rightarrow P=0\]

\[x=1 \Rightarrow P=20\]

\[x=2 \Rightarrow P=40\]

Steg 3 — Tegn linjen

Punktene ligger på en rett linje gjennom origo. Det er kjennetegnet på en proporsjonal sammenheng.

Tolkning

Hver ekstra kilogram øker prisen med 20 kroner.

Vanlig feil: En proporsjonal graf må gå gjennom origo.
Fasit: Grafen er en rett linje gjennom origo, for eksempel grafen til \(P=20x\).
Del 1 · Oppgave 4aFunksjoner

Oppgave 4a

Oppgave:

Siri har et stykke papp og vil lage en eske. Hun har satt opp en modell som viser volumet \(V(x)\,\text{cm}^3\) av esken dersom hun lager den \(x\) cm høy
\[V(x)=4x^3-100x^2+600x,\quad 0<x<10\]
a) Hvor stort volum får esken dersom Siri lager den 5 cm høy?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne volumet når høyden er \(5\) cm. Det betyr at vi setter \(x=5\) inn i modellen.

Steg 1 — Sett inn \(x=5\)

\[V(5)=4\cdot5^3-100\cdot5^2+600\cdot5\]

Vi bruker modellen direkte fordi \(x\) er høyden.

Steg 2 — Regn potensene

\[V(5)=4\cdot125-100\cdot25+3000\]

Steg 3 — Regn ferdig

\[V(5)=500-2500+3000=1000\]

Tolkning

Hvis Siri lager esken 5 cm høy, blir volumet \(1000\,\text{cm}^3\).

Vanlig feil: Å glemme at \(5^3=125\), ikke 15.
Fasit: Volumet blir \(1000\,\text{cm}^3\).
Del 1 · Oppgave 4bLikning og modell

Oppgave 4b

Oppgave:

Siri har et stykke papp og vil lage en eske. Hun har satt opp modellen
\[V(x)=4x^3-100x^2+600x,\quad 0<x<10\]
b) Hva finner Siri ut dersom hun løser likningen \(V(x)=500\)?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Likningen \(V(x)=500\) betyr at Siri undersøker hvilke høyder som gir volum \(500\,\text{cm}^3\).

Steg 1 — Skriv likningen

\[4x^3-100x^2+600x=500\]

Steg 2 — Løs innenfor modellens område

Ved grafisk eller numerisk løsning får vi omtrent

\[x\approx0{,}99 \quad \text{eller} \quad x\approx7{,}77\]

Begge ligger i gyldighetsområdet \(0<x<10\).

Steg 3 — Forkast løsning utenfor området

Likningen har også en løsning rundt \(16{,}23\), men den er ikke aktuell fordi modellen bare gjelder for \(0<x<10\).

Tolkning

Siri finner to mulige høyder som gir volum \(500\,\text{cm}^3\).

Vanlig feil: Å ta med løsninger som ligger utenfor gyldighetsområdet.

Kontroll (Python)

💻 Python

from sympy import symbols, nroots
x = symbols('x')
print(nroots(4*x**3 - 100*x**2 + 600*x - 500))
Fasit: Siri finner at esken får volum \(500\,\text{cm}^3\) når høyden er omtrent \(0{,}99\) cm eller \(7{,}77\) cm.
Del 1 · Oppgave 5Programmering og vekst

Oppgave 5

Oppgave:

En elev har skrevet programkoden ovenfor.

startverdi = 2000
verdi = startverdi
vekstfaktor = 1.05
år = 0

while verdi < startverdi * 2:
    verdi = verdi * vekstfaktor
    år = år + 1

print(verdi)
print(år)

Hva ønsker eleven å finne ut?
Forklar hva som skjer når programmet kjøres.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal tolke programmet, ikke bare regne et tall.

Steg 1 — Tolke startverdiene

Startverdien er \(2000\), vekstfaktoren er \(1{,}05\), og \(år\) starter på \(0\).

Steg 2 — Tolke løkken

Løkken kjører så lenge verdien er mindre enn det dobbelte av startverdien:

\[2000\cdot2=4000\]

Hver gang løkken kjører, økes verdien med \(5\,\%\).

Steg 3 — Tolke utskriften

Programmet skriver ut den første verdien som er minst \(4000\), og hvor mange år det tar.

Steg 4 — Kontrollere resultatet

Programmet stopper etter \(15\) år, med verdi omtrent \(4157{,}86\).

Tolkning

Eleven ønsker å finne ut hvor mange år det tar før en verdi på 2000 dobles når den øker med \(5\,\%\) per år.

Vanlig feil: Å tro at programmet stopper akkurat på 4000. Det stopper først når verdien har passert eller blitt lik 4000.
Fasit: Programmet finner at det tar \(15\) år før verdien har doblet seg, og da er verdien omtrent \(4157{,}86\).
Del 1 · Oppgave 6Areal

Oppgave 6

Oppgave:

Et rektangel er tre ganger så langt som det er bredt.
Arealet av rektangelet er \(432\,\text{cm}^2\).

Hvor bredt er rektangelet?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne bredden når lengden er tre ganger så stor og arealet er kjent.

Steg 1 — Sett bredden lik \(x\)

Da er lengden \(3x\).

Steg 2 — Bruk arealformelen

\[x\cdot3x=432\]

Arealet av et rektangel er bredde ganger lengde.

Steg 3 — Løs likningen

\[3x^2=432\]

\[x^2=144\]

\[x=12\]

Vi bruker positiv løsning fordi bredde ikke kan være negativ.

Tolkning

Rektangelet er \(12\) cm bredt og \(36\) cm langt.

Vanlig feil: Å sette lengden lik \(x+3\) i stedet for \(3x\).
Fasit: Bredden er \(12\) cm.
Del 2 · Oppgave 1aFunksjoner og tolkning

Oppgave 1a

Oppgave:

En fabrikk har en vanntank. Vannet i tanken skal tappes ut. Anta at funksjonen \(V\) gitt ved
\[V(x)=2000-2000\cdot\left(1-\dfrac{x}{40}\right)^2,\quad 0\le x\le40\]
kan brukes som en modell for hvor mange liter vann \(V(x)\) som er tappet ut av tanken \(x\) minutter etter at tappingen startet.

a) Bestem \(V(0)\). Gi en praktisk tolkning av svaret.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne hvor mye vann som er tappet ut ved starten.

Steg 1 — Sett inn \(x=0\)

\[V(0)=2000-2000\cdot\left(1-\dfrac{0}{40}\right)^2\]

Steg 2 — Regn ut parentesen

\[V(0)=2000-2000\cdot1^2=0\]

Tolkning

Ved starten er det tappet ut \(0\) liter vann.

Vanlig feil: Å tolke \(V(0)\) som vannmengden i tanken. Her betyr \(V(x)\) vannet som er tappet ut.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
V(x):=2000-2000*(1-x/40)^2
\(V(x)=2000-2000\left(1-\dfrac{x}{40}\right)^2\)
2
V(0)
\(0\)
Fasit: \(V(0)=0\). Det er tappet ut \(0\) liter ved starten.

Del 2 — med hjelpemidler

Del 2 · Oppgave 1bVerdimengde

Oppgave 1b

Oppgave:

b) Bestem verdimengden til \(V\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne hvilke \(V\)-verdier modellen kan gi når \(0\le x\le40\).

Steg 1 — Finn startverdien

\[V(0)=0\]

Steg 2 — Finn sluttverdien

\[V(40)=2000-2000\cdot\left(1-\dfrac{40}{40}\right)^2=2000\]

Steg 3 — Vurder utviklingen

Funksjonen øker fra \(0\) til \(2000\) i intervallet. Derfor er verdimengden alle verdier mellom disse.

Tolkning

Totalt kan modellen vise fra \(0\) til \(2000\) liter tappet vann.

Vanlig feil: Å oppgi definisjonsmengden \([0,40]\) i stedet for verdimengden.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
V(0)
\(0\)
2
V(40)
\(2000\)
Fasit: Verdimengden er \([0,2000]\).
Del 2 · Oppgave 1cLikning

Oppgave 1c

Oppgave:

c) Hvor lang tid vil det ta før halvparten av vannet er tappet ut av tanken?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Tanken inneholder \(2000\) liter, så halvparten er \(1000\) liter tappet ut.

Steg 1 — Sett opp likningen

\[2000-2000\cdot\left(1-\dfrac{x}{40}\right)^2=1000\]

Steg 2 — Løs digitalt

Løsningen i intervallet \(0\le x\le40\) er

\[x\approx11{,}7\]

Steg 3 — Vurder enheten

Variabelen \(x\) måles i minutter.

Tolkning

Etter omtrent \(11{,}7\) minutter er halvparten av vannet tappet ut.

Vanlig feil: Å velge den matematiske løsningen som ligger utenfor praktisk situasjon eller utenfor intervallet.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs(2000-2000*(1-x/40)^2=1000, x)
\(x\approx11{,}72 \lor x\approx68{,}28\)

💻 Python

from sympy import symbols, solve
x = symbols('x')
sol = solve(2000 - 2000*(1 - x/40)**2 - 1000, x)
print(sol)
Fasit: Det tar omtrent \(11{,}7\) minutter.
Del 2 · Oppgave 1dGjennomsnittlig vekstfart

Oppgave 1d

Oppgave:

d) Bestem stigningstallet til den rette linjen som går gjennom punktene \((0,V(0))\) og \((30,V(30))\). Gi en praktisk tolkning av svaret.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Stigningstallet mellom to punkter er gjennomsnittlig endring per minutt.

Steg 1 — Finn funksjonsverdiene

\[V(0)=0\]

\[V(30)=2000-2000\cdot\left(1-\dfrac{30}{40}\right)^2=1875\]

Steg 2 — Bruk stigningstallformelen

\[\dfrac{1875-0}{30-0}=62{,}5\]

Steg 3 — Sett på enhet

Stigningstallet er \(62{,}5\) liter per minutt.

Tolkning

I gjennomsnitt tappes det ut \(62{,}5\) liter per minutt de første 30 minuttene.

Vanlig feil: Å tolke dette som farten akkurat etter 30 minutter. Dette er gjennomsnittsfart.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
V(30)
\(1875\)
2
(V(30)-V(0))/(30-0)
\(62{,}5\)
Fasit: Stigningstallet er \(62{,}5\). Det betyr \(62{,}5\) liter per minutt i gjennomsnitt.
Del 2 · Oppgave 1eEndringsfart

Oppgave 1e

Oppgave:

e) Undersøk om det noen gang vil tappes ut mer enn \(105\) liter vann i løpet av ett minutt.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi må undersøke om tappefarten noen gang kan være over \(105\) liter per minutt.

Steg 1 — Finn endringsfarten

Den deriverte gir liter per minutt:

\[V'(x)=100\left(1-\dfrac{x}{40}\right)\]

Steg 2 — Finn størst mulig fart

I intervallet \(0\le x\le40\) er uttrykket størst når \(x=0\):

\[V'(0)=100\]

Steg 3 — Sammenlikn med \(105\)

\[100<105\]

Den momentane tappefarten kommer aldri over \(105\) liter per minutt.

Tolkning

Modellen viser at det aldri tappes ut mer enn \(105\) liter i løpet av ett minutt.

Vanlig feil: Å se bare på total vannmengde og ikke på endring per minutt.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Derivert(2000-2000*(1-x/40)^2)
\(100\left(1-\dfrac{x}{40}\right)\)
2
Maks(100*(1-x/40), 0, 40)
\(100\)
Fasit: Nei. Største tappefart er \(100\) liter per minutt.
Del 2 · Oppgave 2aLineær funksjon

Oppgave 2a

Oppgave:

Markus skal leie en bil i et døgn. Grafene nedenfor viser prisen han må betale hos firma A, firma B og firma C.

a) Forklar at prisen Markus må betale hos firma A, kan beskrives med uttrykket \(A(x)=4x+600\).

Firma AFirma BFirma CAntall kmKroner
Skisse av grafene fra oppgaven. Firma A har startpris 600 kroner og stigningstall 4.
Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal forklare hvordan startpris og kilometerpris kan leses fra grafen til firma A.

Steg 1 — Les startprisen

Grafen til firma A skjærer \(y\)-aksen ved \(600\). Det betyr at fastprisen er 600 kroner.

Steg 2 — Les stigningstallet

Grafen øker fra \(600\) kroner til \(1000\) kroner når \(x\) øker fra \(0\) til \(100\) km:

\[\dfrac{1000-600}{100-0}=4\]

Steg 3 — Sett opp uttrykket

\[A(x)=4x+600\]

Her er \(4x\) kilometerbetalingen og \(600\) fastprisen.

Tolkning

Firma A tar 600 kroner i fast pris og 4 kroner per kilometer.

Vanlig feil: Å glemme fastprisen og bare bruke \(4x\).
Fasit: Uttrykket \(A(x)=4x+600\) passer fordi firma A har fastpris 600 kroner og kilometerpris 4 kroner per km.
Del 2 · Oppgave 2bPris per kilometer

Oppgave 2b

Oppgave:

b) Hva blir prisen per kilometer hos firma B dersom Markus kjører 50 km? Hva blir prisen per kilometer hos firma B dersom Markus kjører 400 km?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne gjennomsnittsprisen per kilometer, altså total pris delt på antall kilometer.

Steg 1 — Les/formuler firma B

Fra grafen kan firma B beskrives omtrent med

\[B(x)=2x+900\]

Det betyr 900 kroner i fastpris og 2 kroner per kilometer.

Steg 2 — Regn for 50 km

\[B(50)=2\cdot50+900=1000\]

\[\dfrac{1000}{50}=20\]

Steg 3 — Regn for 400 km

\[B(400)=2\cdot400+900=1700\]

\[\dfrac{1700}{400}=4{,}25\]

Tolkning

Fastprisen fordeles på flere kilometer når Markus kjører langt, derfor blir prisen per kilometer lavere ved 400 km.

Vanlig feil: Å svare kilometerprisen i modellen, \(2\) kr/km, i stedet for total pris per kjørte kilometer.
Fasit: For 50 km blir prisen \(20\) kr/km. For 400 km blir prisen \(4{,}25\) kr/km.
Del 2 · Oppgave 2cSammenlikning av modeller

Oppgave 2c

Oppgave:

Markus skal kjøre fra Bodø til Sulitjelma og tilbake til Bodø igjen. På internett finner han ut at avstanden fra Bodø til Sulitjelma er \(9{,}7\) mil.

c) Gjør beregninger, og vurder hvilket firma han bør leie bil hos.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne total kjørelengde og sammenlikne prisene hos de tre firmaene.

Steg 1 — Gjør om mil til kilometer

Én vei er \(9{,}7\) mil, altså \(97\) km. Tur-retur blir

\[2\cdot97=194\]

Markus skal kjøre \(194\) km.

Steg 2 — Regn pris hos firma A

\[A(194)=4\cdot194+600=1376\]

Steg 3 — Regn pris hos firma B og C

Fra grafen bruker vi omtrent \(B(x)=2x+900\) og \(C(x)\approx \dfrac{10}{3}x+700\).

\[B(194)=2\cdot194+900=1288\]

\[C(194)\approx \dfrac{10}{3}\cdot194+700\approx1347\]

Steg 4 — Sammenlikn

\[1288<1347<1376\]

Firma B er billigst etter beregningene.

Tolkning

For en tur på \(194\) km bør Markus leie bil hos firma B.

Vanlig feil: Å glemme at han skal kjøre både fram og tilbake.

Kontroll (Python)

💻 Python

from sympy import Rational
x = 194
A = 4*x + 600
B = 2*x + 900
C = Rational(10, 3)*x + 700
print(A, B, float(C))
Fasit: Han bør velge firma B. Prisen blir omtrent \(1288\) kroner.
Del 2 · Oppgave 3Prosent og tilbud

Oppgave 3

Oppgave:

En flaske dusjsåpe koster det samme i fire butikker. De fire butikkene bestemmer seg for å sette ned prisen. Dette gjør de på hver sin måte:

Butikk A: Ta 3 flasker, og betal for 2 av dem.
Butikk B: 30 % rabatt.
Butikk C: Betal full pris for én flaske, og få 75 % rabatt på den neste.
Butikk D: Betal full pris for 3 flasker, og få i tillegg 2 gratis.

Gjør beregninger, og sett opp en oversikt hvor du sorterer tilbudene etter hvor gode de er.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal sammenlikne tilbudene rettferdig. Det kan vi gjøre ved å finne gjennomsnittlig pris per flaske.

Steg 1 — Sett normalprisen lik \(p\)

Da kan alle tilbudene sammenliknes uten å vite den faktiske prisen.

Steg 2 — Regn gjennomsnittspris

Butikk A: \[\dfrac{2p}{3}\approx0{,}667p\]

Butikk B: \[0{,}70p\]

Butikk C: \[\dfrac{p+0{,}25p}{2}=0{,}625p\]

Butikk D: \[\dfrac{3p}{5}=0{,}60p\]

Steg 3 — Sorter fra lavest pris

PlassButikkGjennomsnittspris per flaskeRabatt
1D\(0{,}60p\)\(40\,\%\)
2C\(0{,}625p\)\(37{,}5\,\%\)
3A\(0{,}667p\)\(33{,}3\,\%\)
4B\(0{,}70p\)\(30\,\%\)

Tolkning

Butikk D har best tilbud fordi du betaler lavest gjennomsnittspris per flaske.

Vanlig feil: Å sammenlikne tilbudene uten å regne om til samme enhet, for eksempel pris per flaske.
Fasit: Best til dårligst: Butikk D, Butikk C, Butikk A, Butikk B.
Del 2 · Oppgave 4aMåling og enheter

Oppgave 4a

Oppgave:

Ved en temperatur på \(22\,^\circ\text{C}\) veier \(1\) L olje \(0{,}9124\) kg.

a) Hvor mange gram veier \(10\) mL av oljen ved denne temperaturen?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal gjøre om liter til milliliter og kilogram til gram.

Steg 1 — Gjør om til gram per liter

\[0{,}9124\,\text{kg}=912{,}4\,\text{g}\]

Altså veier \(1000\) mL olje \(912{,}4\) g.

Steg 2 — Finn massen av 10 mL

\[912{,}4\cdot\dfrac{10}{1000}=9{,}124\]

Tolkning

\(10\) mL olje veier litt over \(9\) gram.

Vanlig feil: Å glemme at \(1\) L er \(1000\) mL.
Fasit: \(10\) mL olje veier \(9{,}124\) g.
Del 2 · Oppgave 4bMåling og enheter

Oppgave 4b

Oppgave:

Oljen i et beger veier \(556{,}6\) g ved en temperatur på \(22\,^\circ\text{C}\).

b) Hvor mange desiliter olje er det i begeret?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne volumet når massen og massen per liter er kjent.

Steg 1 — Bruk gram per liter

\(1\) L olje veier \(912{,}4\) g.

Steg 2 — Finn liter

\[\dfrac{556{,}6}{912{,}4}\approx0{,}610\]

Begeret inneholder omtrent \(0{,}610\) L olje.

Steg 3 — Gjør om til desiliter

\[0{,}610\,\text{L}\cdot10\approx6{,}10\,\text{dL}\]

Tolkning

Det er omtrent \(6{,}1\) desiliter olje i begeret.

Vanlig feil: Å runde for tidlig eller blande liter og desiliter.
Fasit: Det er omtrent \(6{,}1\) dL olje i begeret.
Del 2 · Oppgave 5Eksponentiell vekst

Oppgave 5

Oppgave:

En bakterie formerer seg ved todeling hvert 20. minutt.

Det vil si at om det i starten er én bakterie, vil det etter 20 minutter være 2 bakterier, etter 40 minutter fire bakterier osv.

Hvor mange bakterier vil det være etter 12 timer?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne antall doblinger i løpet av 12 timer.

Steg 1 — Gjør om timer til minutter

\[12\cdot60=720\]

Det går \(720\) minutter.

Steg 2 — Finn antall doblinger

\[\dfrac{720}{20}=36\]

Bakteriene dobles \(36\) ganger.

Steg 3 — Regn antall bakterier

\[2^{36}=68\,719\,476\,736\]

Tolkning

Modellen gir svært rask vekst fordi antallet dobles mange ganger.

Vanlig feil: Å regne \(12\cdot2\) i stedet for \(2^{36}\).

Kontroll (Python)

💻 Python

print(2**36)
Fasit: Det vil være \(68\,719\,476\,736\) bakterier etter 12 timer.
Del 2 · Oppgave 6aMønster

Oppgave 6a

Oppgave:

Ovenfor ser du tre figurer. Figurene er satt sammen av små klosser. Roar vil fortsette å lage figurer etter samme mønster.

a) Hvor mange klosser trenger han for å lage figur 5?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne antall klosser i figur 5 ut fra mønsteret.

Steg 1 — Se mønsteret

Figur 1 har \(1^2\) kloss, figur 2 har \(1^2+2^2\), og figur 3 har \(1^2+2^2+3^2\).

Steg 2 — Bruk samme mønster for figur 5

\[1^2+2^2+3^2+4^2+5^2\]

Steg 3 — Regn summen

\[1+4+9+16+25=55\]

Tolkning

Figur 5 består av fem kvadratiske lag med klosser.

Vanlig feil: Å tro at antallet øker lineært. Her øker lagene som kvadrattall.
Fasit: Han trenger \(55\) klosser til figur 5.
Del 2 · Oppgave 6bSummer

Oppgave 6b

Oppgave:

b) Hvor mange klosser trenger han til sammen for å lage de 10 første figurene?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal summere antall klosser i figur 1 til figur 10.

Steg 1 — Finn antall i hver figur

Figurene har \(1\), \(5\), \(14\), \(30\), \(55\), \(91\), \(140\), \(204\), \(285\) og \(385\) klosser.

Steg 2 — Summer tallene

\[1+5+14+30+55+91+140+204+285+385=1210\]

Steg 3 — Kontroller med regneark

Et mulig regnearkoppsett er å legge figurnummer i kolonne A og bruke =SUMMERKVADRAT(1:A2) til hvert figurtall, eller summere kvadrattallene trinnvis.

Tolkning

Roar trenger \(1210\) klosser for å lage alle de 10 første figurene én gang.

Vanlig feil: Å svare bare antallet i figur 10, ikke summen av figur 1 til 10.
Fasit: Han trenger \(1210\) klosser til sammen.
Del 2 · Oppgave 6cMønster og summer

Oppgave 6c

Oppgave:

Roar har \(10\,000\) klosser. Han vil starte med den minste figuren og lage én figur i hver størrelse.

c) Hvor mange figurer kan han lage? Hvor mange klosser vil han ha igjen når han har laget figurene?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne hvor langt han kommer når han lager figurene i rekkefølge.

Steg 1 — Summer figurene fortløpende

Vi summerer antall klosser i figur 1, figur 2, figur 3 osv. til summen passerer \(10\,000\).

Steg 2 — Finn største mulige antall figurer

Summen av figur 1 til figur 17 er

\[8721\]

Hvis han også lager figur 18, trenger han \(2109\) klosser til, og da blir summen større enn \(10\,000\).

Steg 3 — Finn hvor mange klosser som er igjen

\[10\,000-8721=1279\]

Tolkning

Roar kan lage figur 1 til figur 17. Han har ikke nok klosser til figur 18.

Vanlig feil: Å sjekke bare antall klosser i én figur, ikke totalforbruket for alle figurene.

Kontroll (Python)

💻 Python

brukte = 0
for n in range(1, 100):
    figur = sum(k**2 for k in range(1, n+1))
    if brukte + figur > 10000:
        print(n-1, brukte, 10000-brukte)
        break
    brukte += figur
Fasit: Han kan lage \(17\) figurer og får \(1279\) klosser igjen.
Del 2 · Oppgave 7aRegresjon

Oppgave 7a

Oppgave:

Da Eline og Malene kom til hytta, var temperaturen i stua \(2{,}0\,^\circ\text{C}\). De skrudde på varmen og stilte termostaten på \(20\,^\circ\text{C}\). Tabell 1 viser temperaturen i stua \(x\) minutter etter at de skrudde på varmen.

De starter med å bruke tallene i tabell 1 til å lage en modell \(T_1\) på formen \(T_1(x)=a\cdot x^b\).

a) Bestem tallene \(a\) og \(b\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal bruke potensregresjon på målepunktene i tabell 1.

Steg 1 — Legg inn data

Vi bruker punktene \((1,2{,}0)\), \((5,3{,}7)\), \((10,5{,}3)\), \((20,8{,}0)\), \((30,10{,}2)\), \((50,13{,}4)\), \((80,16{,}4)\) og \((120,18{,}4)\).

Steg 2 — Utfør potensregresjon

Regresjon på formen \(T_1(x)=a\cdot x^b\) gir omtrent

\[a\approx1{,}853,\quad b\approx0{,}489\]

Steg 3 — Skriv modellen

\[T_1(x)\approx1{,}853\cdot x^{0{,}489}\]

Tolkning

Modellen beskriver at temperaturen øker raskt i starten og saktere etter hvert.

Vanlig feil: Å bruke lineær regresjon når oppgaven ber om modellen \(a\cdot x^b\).

Kontroll (GeoGebra)

GeoGebra · CAS
1
RegPot({(1,2),(5,3.7),(10,5.3),(20,8),(30,10.2),(50,13.4),(80,16.4),(120,18.4)})
\(1{,}853x^{0{,}489}\)

💻 Python

import numpy as np
x = np.array([1,5,10,20,30,50,80,120], dtype=float)
y = np.array([2.0,3.7,5.3,8.0,10.2,13.4,16.4,18.4], dtype=float)
b, ln_a = np.polyfit(np.log(x), np.log(y), 1)
a = np.exp(ln_a)
print(a, b)
Fasit: \(a\approx1{,}853\) og \(b\approx0{,}489\).
Del 2 · Oppgave 7bModell og gyldighet

Oppgave 7b

Oppgave:

b) Vurder gyldighetsområdet til modellen \(T_1\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal vurdere når modellen gir mening i situasjonen.

Steg 1 — Se på måleområdet

Dataene er målt fra \(x=1\) til \(x=120\) minutter.

Steg 2 — Vurder praktisk grense

Termostaten er satt på \(20\,^\circ\text{C}\). En god temperaturmodell bør derfor ikke fortsette å øke langt over 20 grader.

Steg 3 — Konkluder

Modellen kan brukes omtrent i måleområdet, for eksempel \(1\le x\le120\). Den bør ikke brukes langt fram i tid.

Tolkning

\(T_1\) passer rimelig til de observerte dataene, men er dårlig som langtidsmodell.

Vanlig feil: Å bruke regresjonsmodellen ukritisk langt utenfor måledataene.
Fasit: Et rimelig gyldighetsområde er omtrent \(1\le x\le120\) minutter. Modellen bør ikke brukes langt utenfor dette.
Del 2 · Oppgave 7cEksponentialregresjon

Oppgave 7c

Oppgave:

Eline setter opp tabell 2 med korrigert temperatur ved å trekke \(20\,^\circ\text{C}\) fra hver måling.

c) Lag en eksponentialfunksjon \(f\) som passer godt til tallene i tabell 2.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lage en eksponentialmodell for de korrigerte temperaturene, som er negative og nærmer seg 0.

Steg 1 — Bruk korrigerte data

Dataene er \(-18{,}0\), \(-16{,}3\), \(-14{,}7\), \(-12{,}0\), \(-9{,}8\), \(-6{,}6\), \(-3{,}6\) og \(-1{,}6\).

Steg 2 — Utfør eksponentialregresjon

En modell på formen \(f(x)=a\cdot b^x\) gir omtrent

\[a\approx-18{,}09,\quad b\approx0{,}9800\]

Steg 3 — Skriv funksjonen

\[f(x)\approx-18{,}09\cdot0{,}9800^x\]

Tolkning

Den korrigerte temperaturen er negativ, men nærmer seg \(0\). Det passer med at romtemperaturen nærmer seg \(20\,^\circ\text{C}\).

Vanlig feil: Å prøve å ta logaritmen av negative tall uten å tenke på fortegnet. Her kan vi modellere absoluttverdiene og sette negativt fortegn foran.

Kontroll (Python)

💻 Python

import numpy as np
x = np.array([1,5,10,20,30,50,80,120], dtype=float)
y = np.array([-18.0,-16.3,-14.7,-12.0,-9.8,-6.6,-3.6,-1.6], dtype=float)
k, ln_A = np.polyfit(x, np.log(-y), 1)
A = np.exp(ln_A)
b = np.exp(k)
print(-A, b)
Fasit: En mulig modell er \(f(x)\approx-18{,}09\cdot0{,}9800^x\).
Del 2 · Oppgave 7dGrafer og modellkritikk

Oppgave 7d

Oppgave:

d) Tegn grafen til \(T_1\) og grafen til \(f\) i samme koordinatsystem. Beskriv forskjeller mellom de to grafene.

T2T1minuttertemperatur
Prinsippskisse: Den løftede eksponentialmodellen nærmer seg 20 °C ovenfra eller nedenfra som en realistisk grense.
Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal sammenlikne en potensmodell for temperaturen med en eksponentialmodell for korrigert temperatur.

Steg 1 — Bruk modellene

\[T_1(x)\approx1{,}853x^{0{,}489}\]

\[f(x)\approx-18{,}09\cdot0{,}9800^x\]

Steg 2 — Tegn grafene digitalt

I GeoGebra kan vi skrive inn funksjonene og vise dem i samme koordinatsystem.

Steg 3 — Beskriv forskjellene

Grafen til \(T_1\) ligger i temperaturverdier over \(0\) og øker videre. Grafen til \(f\) ligger under \(0\) og nærmer seg \(0\) nedenfra.

Tolkning

Funksjonen \(f\) alene viser avviket fra \(20\,^\circ\text{C}\), ikke selve romtemperaturen.

Vanlig feil: Å sammenlikne \(T_1\) og \(f\) som om begge viser samme temperatur direkte.

Kontroll (GeoGebra)

GeoGebra · CAS
1
T1(x):=1.853*x^0.489
\(T_1(x)=1{,}853x^{0{,}489}\)
2
f(x):=-18.09*0.9800^x
\(f(x)=-18{,}09\cdot0{,}9800^x\)
Fasit: \(T_1\) øker videre som temperaturmodell, mens \(f\) er negativ og nærmer seg \(0\).
Del 2 · Oppgave 7eEksponentialmodell

Oppgave 7e

Oppgave:

Malene mener de kan bruke funksjonen \(f\) til å lage en bedre modell enn \(T_1\) for temperaturen i stua. «Vi løfter grafen til \(f\) opp \(20\,^\circ\text{C}\), slik at den starter omtrent i punktet \((0,2)\)», sier hun. «Da vil den passe perfekt.»

e) Bruk funksjonen \(f\), og lag en modell \(T_2\) ved å gjøre som Malene foreslår. Hva vil temperaturen i stua være etter 4 timer ifølge modellen \(T_2\)?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal løfte den korrigerte modellen \(20\) grader opp og deretter regne temperaturen etter \(4\) timer.

Steg 1 — Lag modellen

\[T_2(x)=20+f(x)\]

Med modellen fra del c får vi

\[T_2(x)\approx20-18{,}09\cdot0{,}9800^x\]

Steg 2 — Gjør om 4 timer til minutter

\[4\cdot60=240\]

Steg 3 — Regn ut temperaturen

\[T_2(240)\approx20-18{,}09\cdot0{,}9800^{240}\approx19{,}9\]

Tolkning

Etter 4 timer vil temperaturen ifølge modellen være omtrent \(19{,}9\,^\circ\text{C}\), altså nesten termostattemperaturen.

Vanlig feil: Å sette inn \(4\) i stedet for \(240\), selv om \(x\) måles i minutter.

Kontroll (Python)

💻 Python

T2_240 = 20 - 18.087355404694684*(0.9799907931582383**240)
print(T2_240)
Fasit: \(T_2(x)\approx20-18{,}09\cdot0{,}9800^x\), og \(T_2(240)\approx19{,}9\,^\circ\text{C}\).
Del 2 · Oppgave 8aMønster

Oppgave 8a

Oppgave:

Figuren viser et lysgardin med små lyspærer. Lyspærene henger på tråder. Den første tråden i en lenke har tre lyspærer, den neste har seks og den tredje har ni. Dette mønsteret gjentas videre. Avstanden mellom hver tråd er \(10\) cm. Figuren viser altså et gardin med lengde \(80\) cm.

Et annet lysgardin av samme type er én meter langt.

a) Hvor mange tråder har dette lysgardinet?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne antall tråder når avstanden mellom trådene er \(10\) cm.

Steg 1 — Gjør om lengden

Én meter er \(100\) cm.

Steg 2 — Finn antall mellomrom

\[\dfrac{100}{10}=10\]

Det er 10 mellomrom mellom trådene.

Steg 3 — Finn antall tråder

Antall tråder er én mer enn antall mellomrom:

\[10+1=11\]

Tolkning

Et lysgardin på én meter har 11 tråder.

Vanlig feil: Å svare 10 fordi det er 10 mellomrom. Det er 11 tråder.
Fasit: Lysgardinet har \(11\) tråder.
Del 2 · Oppgave 8bMønster

Oppgave 8b

Oppgave:

b) Hvor mange lyspærer er det på den siste tråden?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne hvilken plass den siste tråden har i mønsteret \(3,6,9\).

Steg 1 — Bruk antall tråder

Fra del a har gardinet \(11\) tråder.

Steg 2 — Se på mønsteret

Mønsteret er \(3,6,9,3,6,9,\ldots\). Hver tredje tråd har \(9\) lyspærer.

Steg 3 — Finn plass i mønsteret

\(11=3\cdot3+2\), så tråd 11 er nummer 2 i mønsteret. Den har \(6\) lyspærer.

Tolkning

Den siste tråden på et gardin på én meter har \(6\) lyspærer.

Vanlig feil: Å starte tellingen på 0 i stedet for på første tråd.
Fasit: Den siste tråden har \(6\) lyspærer.
Del 2 · Oppgave 8cMønster og tabell

Oppgave 8c

Oppgave:

Tabellen viser antall lyspærer på lysgardiner med ulike lengder.

c) Hvor mange lyspærer er det på et \(15\) meter langt lysgardin?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne totalt antall lyspærer for et gardin på \(15\) meter.

Steg 1 — Finn antall tråder

\[15\,\text{m}=1500\,\text{cm}\]

\[\dfrac{1500}{10}+1=151\]

Gardinet har \(151\) tråder.

Steg 2 — Bruk mønsteret

Tre tråder har til sammen

\[3+6+9=18\]

lyspærer.

Steg 3 — Del inn i hele mønstre

\[151=50\cdot3+1\]

Det er 50 hele mønstre og én ekstra tråd med 3 lyspærer.

Steg 4 — Regn totalen

\[50\cdot18+3=903\]

Tolkning

Et lysgardin på 15 meter har \(903\) lyspærer.

Vanlig feil: Å bruke 150 tråder i stedet for 151.
Fasit: Det er \(903\) lyspærer på et \(15\) meter langt lysgardin.
Del 2 · Oppgave 8dMønster og rest

Oppgave 8d

Oppgave:

d) Hvilke lengder, i hele meter, kan et lysgardin ha om det skal være ni lyspærer på den siste tråden?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne hvilke hele meterlengder som gjør at siste tråd kommer på tredje plass i mønsteret \(3,6,9\).

Steg 1 — Lag uttrykk for antall tråder

For \(m\) meter er lengden \(100m\) cm. Antall tråder blir

\[\dfrac{100m}{10}+1=10m+1\]

Steg 2 — Krav for 9 lyspærer

Siste tråd må være nummer 3 i mønsteret, altså må antall tråder være delelig med \(3\):

\[10m+1\equiv0\pmod 3\]

Steg 3 — Løs mønsteret

Siden \(10m+1\) har samme rest som \(m+1\) ved divisjon med \(3\), må

\[m+1\equiv0\pmod 3\]

Altså må \(m\) være \(2,5,8,11,\ldots\).

Tolkning

Alle hele meterlengder som er 2 mer enn et multiplum av 3, gir 9 lyspærer på siste tråd.

Vanlig feil: Å bare se på tabellen og stoppe ved 5 meter, selv om mønsteret fortsetter.
Fasit: Lysgardinet kan være \(2\) m, \(5\) m, \(8\) m, \(11\) m, \(14\) m, \(\ldots\). Generelt \(m=2+3k\) meter, der \(k=0,1,2,\ldots\).