2P eksamenHøst 2016

Matematikk 2P eksamen – høst 2016

ifingo
Norsk (Bokmål)

ifingo · løsningsforslag

Matematikk 2P eksamen Høst 2016 (K06)

Fullstendig, originalt løsningsforslag på bokmål. Løsningene er skrevet med trinnvis metode, tolkning, vanlige feil, GeoGebra CAS og Python-kontroll med realistisk kjøringsoutput.

Del 1 — uten hjelpemidler

Del 1 · Oppgave 1 · 1 poengStandardform

Oppgave 1

Oppgave:

Skriv tallene nedenfor på standardform: 26,3 millioner og \(16{,}5\cdot 10^{-8}\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal skrive tallene som et tall mellom 1 og 10 multiplisert med en tierpotens.

Steg 1 — Skriv millioner som tierpotens

\[26{,}3\text{ millioner}=26{,}3\cdot 10^6\]

Én million er \(10^6\).

Steg 2 — Flytt kommaet én plass mot venstre

\[26{,}3\cdot 10^6=2{,}63\cdot 10^7\]

Når tallet foran tierpotensen blir delt på 10, må tierpotensen ganges med 10.

Steg 3 — Gjør det samme med det andre tallet

\[16{,}5\cdot 10^{-8}=1{,}65\cdot 10^{-7}\]

Tallet foran tierpotensen må være minst 1 og mindre enn 10.

Tolkning

Begge svarene er skrevet på standardform.

Vanlig feil: Å la \(16{,}5\cdot 10^{-8}\) stå som standardform selv om 16,5 er større enn 10.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
26.3*10^6
\(2{,}63\cdot 10^7\)
2
16.5*10^(-8)
\(1{,}65\cdot 10^{-7}\)

Python

from decimal import Decimal

første = Decimal("26.3") * (Decimal(10) ** 6)
andre = Decimal("16.5") * (Decimal(10) ** -8)

print("26,3 millioner =", første)
print("Standardform:", "2,63 * 10^7")
print("16,5 * 10^-8 =", andre)
print("Standardform:", "1,65 * 10^-7")
Kjøringsoutput
26,3 millioner = 26300000.0
Standardform: 2,63 * 10^7
16,5 * 10^-8 = 1.65E-7
Standardform: 1,65 * 10^-7
Fasit: \(2{,}63\cdot 10^7\) og \(1{,}65\cdot 10^{-7}\).
Del 1 · Oppgave 2 · 1 poengPotenser

Oppgave 2

Oppgave:

Regn ut og skriv svaret som desimaltall: \(\dfrac{3{,}5\cdot 10^8}{7{,}0\cdot 10^5\cdot 0{,}5\cdot 10^6}\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi regner med tallfaktorene og tierpotensene hver for seg.

Steg 1 — Samle tallfaktorene i nevneren

\[7{,}0\cdot 0{,}5=3{,}5\]

Dette gjør brøken lettere å forenkle.

Steg 2 — Samle tierpotensene i nevneren

\[10^5\cdot 10^6=10^{11}\]

Når vi multipliserer potenser med samme grunntall, legger vi sammen eksponentene.

Steg 3 — Forkort

\[\dfrac{3{,}5\cdot 10^8}{3{,}5\cdot 10^{11}}=10^{-3}\]

Faktoren \(3{,}5\) forkortes bort.

Steg 4 — Skriv som desimaltall

\[10^{-3}=0{,}001\]

Negativ eksponent betyr at tallet er mindre enn 1.

Tolkning

Svaret er ett tusendels tall.

Vanlig feil: Å trekke eksponentene før tallfaktorene er samlet riktig.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
(3.5*10^8)/(7.0*10^5*0.5*10^6)
\(0{,}001\)

Python

from fractions import Fraction

verdi = (3.5 * 10**8) / (7.0 * 10**5 * 0.5 * 10**6)
print("Utregnet verdi:", verdi)
print("Som desimaltall:", format(verdi, ".3f"))
Kjøringsoutput
Utregnet verdi: 0.001
Som desimaltall: 0.001
Fasit: \(0{,}001\).
Del 1 · Oppgave 3 · 1 poengProsent

Oppgave 3

Oppgave:

Ved en skole er det 135 jenter og 115 gutter. Hvor mange prosent av elevene er jenter?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi finner først totalt antall elever og deretter jenteandelen i prosent.

Steg 1 — Finn totalt antall elever

\[135+115=250\]

Prosentandelen må regnes av hele elevgruppen.

Steg 2 — Finn andelen jenter

\[\dfrac{135}{250}=0{,}54\]

Andelen er antall jenter delt på totalt antall elever.

Steg 3 — Gjør om til prosent

\[0{,}54\cdot 100\,\%=54\,\%\]

Vi multipliserer med 100 for å få prosent.

Tolkning

Jentene utgjør litt over halvparten av elevene.

Vanlig feil: Å dele på antall gutter i stedet for totalt antall elever.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
135/(135+115)*100
\(54\)

Python

jenter = 135
gutter = 115
totalt = jenter + gutter
prosent_jenter = jenter / totalt * 100

print("Totalt antall elever:", totalt)
print("Andel jenter i prosent:", prosent_jenter)
Kjøringsoutput
Totalt antall elever: 250
Andel jenter i prosent: 54.0
Fasit: \(54\,\%\).
Del 1 · Oppgave 4 · 2 poengProsentvis endring

Oppgave 4

Oppgave:

En vare kostet like mye i butikk A og butikk B. I butikk A ble prisen først satt opp med 10 %, senere satt ned med 10 %. I butikk B ble prisen først satt ned med 10 %, senere satt opp med 10 %. Avgjør hvilken påstand som er riktig: Påstand 1: Varen koster nå minst i butikk A. Påstand 2: Varen koster nå minst i butikk B. Påstand 3: Varen koster nå like mye i de to butikkene.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi lar startprisen være \(P\), slik at vi kan sammenlikne uten å kjenne prisen.

Steg 1 — Butikk A

\[P\cdot 1{,}10\cdot 0{,}90=0{,}99P\]

Opp 10 % betyr faktor 1,10, og ned 10 % betyr faktor 0,90.

Steg 2 — Butikk B

\[P\cdot 0{,}90\cdot 1{,}10=0{,}99P\]

Faktorene er de samme, bare i motsatt rekkefølge.

Steg 3 — Sammenlikn

\[0{,}99P=0{,}99P\]

Begge butikkene ender på 99 % av startprisen.

Tolkning

Varen koster like mye i de to butikkene etter endringene.

Vanlig feil: Å tro at \(+10\,\%\) og \(-10\,\%\) alltid gir startprisen tilbake.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
P*1.10*0.90
\(0{,}99P\)
2
P*0.90*1.10
\(0{,}99P\)

Python

startpris = 100
butikk_A = startpris * 1.10 * 0.90
butikk_B = startpris * 0.90 * 1.10

print("Startpris:", startpris)
print("Pris i butikk A:", butikk_A)
print("Pris i butikk B:", butikk_B)
print("Like priser?", butikk_A == butikk_B)
Kjøringsoutput
Startpris: 100
Pris i butikk A: 99.00000000000001
Pris i butikk B: 99.00000000000001
Like priser? True
Fasit: Påstand 3 er riktig.
Del 1 · Oppgave 5 · 2 poengPotenser og halvering

Oppgave 5

Oppgave:

Tenk deg at du har 1024 kroner. Hver uke framover bruker du halvparten av de pengene du har igjen. Skriv 1024 som en potens med grunntall 2, og regn med potenser for å bestemme hvor mye du vil ha igjen etter 7 uker.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skriver startbeløpet som en toerpotens og bruker halvering som faktor \(\dfrac12\).

Steg 1 — Skriv 1024 som toerpotens

\[1024=2^{10}\]

Dette er nyttig fordi hver halvering trekker én fra eksponenten.

Steg 2 — Skriv sju halveringer som potens

\[\left(\dfrac{1}{2}\right)^7=2^{-7}\]

Å halvere sju ganger er det samme som å multiplisere med \(2^{-7}\).

Steg 3 — Regn med potensregler

\[2^{10}\cdot 2^{-7}=2^3\]

Når grunntallet er likt, legger vi sammen eksponentene.

Steg 4 — Finn beløpet

\[2^3=8\]

Etter sju uker er det 8 kroner igjen.

Tolkning

Beløpet blir lite fordi det halveres gjentatte ganger.

Vanlig feil: Å trekke fra \(7\cdot 2\) i stedet for å bruke halveringsfaktoren.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
2^10*(1/2)^7
\(8\)

Python

start = 1024
uker = 7
beløp = start * (1/2)**uker

print("Startbeløp:", start)
print("Antall uker:", uker)
print("Beløp igjen etter 7 uker:", beløp)
Kjøringsoutput
Startbeløp: 1024
Antall uker: 7
Beløp igjen etter 7 uker: 8.0
Fasit: \(1024=2^{10}\), og etter 7 uker er det \(8\) kroner igjen.
Del 1 · Oppgave 6a · 4 poengLineær modell

Oppgave 6a

Oppgave:

Linjediagrammet viser hvordan antall dyr av en art har avtatt i perioden 2010–2015. Bestem en lineær funksjon som tilnærmet beskriver utviklingen.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi leser av omtrentlige endepunkter og lager en lineær modell der \(x\) er år etter 2010.

Steg 1 — Velg to punkter fra grafen

\[(0,8500)\quad \text{og}\quad (5,5900)\]

Grafen starter omtrent ved 8500 dyr og ender omtrent ved 5900 dyr.

Steg 2 — Finn stigningstallet

\[a=\dfrac{5900-8500}{5-0}=\dfrac{-2600}{5}=-520\]

Stigningstallet viser endring i antall dyr per år.

Steg 3 — Skriv modellen

\[f(x)=8500-520x\]

Konstantleddet er startverdien når \(x=0\).

Tolkning

Modellen sier at bestanden minker med omtrent 520 dyr per år.

Vanlig feil: Å bruke årstallene 2010 og 2015 direkte uten å definere \(x\) tydelig.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

f(x)=8500-520xår etter 2010dyr
Forenklet modellgraf basert på endepunktene i linjediagrammet.
GeoGebra · CAS
1
RegLin({(0,8500),(5,5900)})
\(f(x)=8500-520x\)

Python

x1, y1 = 0, 8500
x2, y2 = 5, 5900
stigningstall = (y2 - y1) / (x2 - x1)
konstantledd = y1

print("Valgte punkter:", (x1, y1), (x2, y2))
print("Stigningstall:", stigningstall)
print("Lineær modell: f(x) =", konstantledd, "+", stigningstall, "* x")
Kjøringsoutput
Valgte punkter: (0, 8500) (5, 5900)
Stigningstall: -520.0
Lineær modell: f(x) = 8500 + -520.0 * x
Fasit: En mulig modell er \(f(x)=8500-520x\), der \(x\) er år etter 2010.
Del 1 · Oppgave 6bLineær modell

Oppgave 6b

Oppgave:

Hvor mange dyr av arten vil det være i området i 2018 ifølge funksjonen fra oppgave a)?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Året 2018 er 8 år etter 2010, så vi setter \(x=8\).

Steg 1 — Finn \(x\)-verdien

\[2018-2010=8\]

Modellen bruker antall år etter 2010.

Steg 2 — Sett inn i modellen

\[f(8)=8500-520\cdot 8\]

Dette gir modellens anslag for 2018.

Steg 3 — Regn ut

\[f(8)=8500-4160=4340\]

Vi runder naturlig til hele dyr.

Tolkning

Modellen anslår omtrent 4340 dyr i 2018.

Vanlig feil: Å sette inn \(x=2018\) i stedet for \(x=8\).

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
8500-520*8
\(4340\)

Python

def f(x):
    return 8500 - 520*x

år = 2018
x = år - 2010
anslag = f(x)

print("År:", år)
print("x-verdi:", x)
print("Anslag:", anslag)
Kjøringsoutput
År: 2018
x-verdi: 8
Anslag: 4340
Fasit: Omtrent \(4340\) dyr.
Del 1 · Oppgave 6cLineær modell

Oppgave 6c

Oppgave:

Hvor mange år vil det gå før det ikke er flere dyr av arten igjen i området ifølge funksjonen fra oppgave a)?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi finner når modellen gir \(f(x)=0\).

Steg 1 — Sett funksjonen lik null

\[8500-520x=0\]

Ingen dyr betyr at modellen treffer 0.

Steg 2 — Løs likningen

\[520x=8500\]

Vi flytter \(-520x\) over på andre siden.

Steg 3 — Del på 520

\[x=\dfrac{8500}{520}\approx 16{,}35\]

Dette er antall år etter 2010.

Tolkning

Ifølge modellen tar det omtrent 16 år etter 2010, altså rundt 2026.

Vanlig feil: Å tolke dette som en sikker biologisk prognose. Lineære modeller kan bli dårlige langt fram i tid.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
Løs(8500-520x=0)
\(x\approx 16{,}35\)

Python

from sympy import symbols, solve

x = symbols("x")
løsning = solve(8500 - 520*x, x)[0]

print("Løsning for f(x)=0:", løsning)
print("Desimaltall:", float(løsning))
print("Omtrent årstall:", 2010 + float(løsning))
Kjøringsoutput
Løsning for f(x)=0: 425/26
Desimaltall: 16.346153846153847
Omtrent årstall: 2026.3461538461538
Fasit: Omtrent \(16{,}3\) år etter 2010, altså rundt år 2026.
Del 1 · Oppgave 7a · 4 poengStatistikk

Oppgave 7a

Oppgave:

Sondre solgte frukt og grønnsaker på torget 20 lørdager. Tabellen har intervallene \([0,50)\), \([50,100)\), \([100,150)\), \([150,200)\), og noen frekvenser, relative frekvenser og kumulative frekvenser mangler. Tegn av tabellen og fyll inn tallene som mangler.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi bruker at total frekvens er 20, relativ frekvens er frekvens delt på 20, og kumulativ frekvens er summen til og med intervallet.

Steg 1 — Første intervall

\[0{,}05\cdot 20=1\]

Relativ frekvens 0,05 betyr 1 av 20 lørdager.

Steg 2 — Andre intervall

\[6-1=5\]

Kumulativ frekvens etter andre intervall er 6, så andre intervall må ha frekvens 5.

Steg 3 — Tredje intervall

\[8\quad \text{og}\quad 1+5+8=14\]

Frekvensen er oppgitt til 8, og kumulativ frekvens blir 14.

Steg 4 — Siste intervall

\[20-14=6\]

Siste kumulative frekvens er 20, så siste frekvens er 6.

Steg 5 — Relative frekvenser

\[\dfrac{1}{20}=0{,}05,\quad \dfrac{5}{20}=0{,}25,\quad \dfrac{8}{20}=0{,}40,\quad \dfrac{6}{20}=0{,}30\]

Hver relativ frekvens er frekvens delt på totalen 20.

Tolkning

Tabellen viser at flest lørdager ligger i intervallet \([100,150)\).

Vanlig feil: Å glemme at kumulativ frekvens er oppsamlet sum, ikke frekvensen i bare én klasse.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

Antall kunderFrekvensRelativ frekvensKumulativ frekvens
\([0,50)\)10,051
\([50,100)\)50,256
\([100,150)\)80,4014
\([150,200)\)60,3020
GeoGebra · CAS
1
1/20
\(0{,}05\)
2
5/20
\(0{,}25\)
3
8/20
\(0{,}40\)
4
6/20
\(0{,}30\)

Python

frekvenser = [1, 5, 8, 6]
total = sum(frekvenser)
kumulativ = []
sum_hittil = 0

for f in frekvenser:
    sum_hittil += f
    kumulativ.append(sum_hittil)

relative = [f/total for f in frekvenser]

print("Frekvenser:", frekvenser)
print("Relative frekvenser:", relative)
print("Kumulative frekvenser:", kumulativ)
Kjøringsoutput
Frekvenser: [1, 5, 8, 6]
Relative frekvenser: [0.05, 0.25, 0.4, 0.3]
Kumulative frekvenser: [1, 6, 14, 20]
Fasit: Tabellen blir \([0,50):1,0{,}05,1\), \([50,100):5,0{,}25,6\), \([100,150):8,0{,}40,14\), \([150,200):6,0{,}30,20\).
Del 1 · Oppgave 7bStatistikk

Oppgave 7b

Oppgave:

Listen over kundetall har tre skjulte tall. Foreslå tre mulige tall som kan stå under flekkene slik at de 20 verdiene gir resultatene i tabellen.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi teller de synlige tallene i intervallene og fyller inn tall som gjør frekvensene riktige.

Steg 1 — Tell synlige verdier under 50

\[0\text{ synlige verdier i }[0,50)\]

Tabellen krever 1 verdi i dette intervallet.

Steg 2 — Tell synlige verdier fra 50 til 100

\[50,60,75,88,96\]

Det er allerede 5 verdier, så ingen skjult verdi bør ligge der.

Steg 3 — Tell synlige verdier fra 100 til 150

\[100,105,116,120,125,125,133,140\]

Det er allerede 8 verdier, så ingen skjult verdi bør ligge der.

Steg 4 — Tell synlige verdier fra 150 til 200

\[150,169,175,185\]

Tabellen krever 6 verdier, så to skjulte verdier må ligge her.

Steg 5 — Velg mulige tall

\[30,160,180\]

Dette gir én verdi i første intervall og to verdier i siste intervall.

Tolkning

Det finnes flere mulige svar; poenget er at frekvensene passer med tabellen.

Vanlig feil: Å velge et skjult tall i et intervall som allerede har riktig frekvens.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
AntallElementer({30})
\(1\)
2
AntallElementer({160,180})
\(2\)

Python

synlige = [116,100,125,185,125,150,60,75,120,50,140,175,88,133,96,105,169]
skjulte = [30, 160, 180]
alle = synlige + skjulte
intervaller = [(0,50), (50,100), (100,150), (150,200)]

for a, b in intervaller:
    antall = sum(1 for verdi in alle if a <= verdi < b)
    print(f"[{a},{b}):", antall)
Kjøringsoutput
[0,50): 1
[50,100): 5
[100,150): 8
[150,200): 6
Fasit: Et mulig svar er \(30\), \(160\) og \(180\).
Del 1 · Oppgave 8a · 2 poengEksponentiell modell

Oppgave 8a

Oppgave:

Siri antar at verdien av bilen \(x\) år etter kjøpet er \(V(x)=250000\cdot 0{,}9^x\). Hva forteller tallene 250 000 og 0,9?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi tolker konstantleddet og vekstfaktoren i modellen.

Steg 1 — Startverdien

\[V(0)=250000\cdot 0{,}9^0=250000\]

Tallet 250 000 er bilens verdi da Siri kjøpte den.

Steg 2 — Vekstfaktoren

\[0{,}9=90\,\%\]

Bilen beholder 90 % av verdien fra ett år til det neste.

Steg 3 — Verdifall

\[100\,\%-90\,\%=10\,\%\]

Verdien synker derfor med 10 % per år.

Tolkning

Modellen beskriver et årlig prosentvis verdifall.

Vanlig feil: Å tolke 0,9 som 0,9 % i stedet for 90 %.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
250000*0.9^0
\(250000\)
2
1-0.9
\(0{,}1\)

Python

startverdi = 250000
vekstfaktor = 0.9
verdifall_prosent = (1 - vekstfaktor) * 100

print("Startverdi:", startverdi)
print("Vekstfaktor:", vekstfaktor)
print("Årlig verdifall i prosent:", verdifall_prosent)
Kjøringsoutput
Startverdi: 250000
Vekstfaktor: 0.9
Årlig verdifall i prosent: 9.999999999999998
Fasit: 250 000 er startverdien, og 0,9 betyr at bilen beholder 90 % av verdien hvert år.
Del 1 · Oppgave 8bEksponentiell modell

Oppgave 8b

Oppgave:

Hva vil bilens verdi være ett år etter at Siri kjøpte den?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi setter \(x=1\) i funksjonen.

Steg 1 — Sett inn ett år

\[V(1)=250000\cdot 0{,}9^1\]

Ett år etter kjøpet betyr \(x=1\).

Steg 2 — Regn ut

\[V(1)=225000\]

Bilen har mistet 10 % av 250 000 kroner.

Tolkning

Etter ett år er verdien 225 000 kroner ifølge modellen.

Vanlig feil: Å regne 10 % av 250 000 og glemme å trekke det fra startverdien.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
250000*0.9
\(225000\)

Python

def V(x):
    return 250000 * 0.9**x

print("V(1) =", V(1))
Kjøringsoutput
V(1) = 225000.0
Fasit: \(225000\) kroner.
Del 1 · Oppgave 9a · 3 poengKlassedelt gjennomsnitt

Oppgave 9a

Oppgave:

Tabellen viser poengintervallene \([0,5)\), \([5,10)\), \([10,15)\), \([15,20)\), \([20,25)\) med frekvensene 4, 12, 10, 0, 4. Bestem gjennomsnittet for det klassedelte datamaterialet.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? For klassedelt materiale bruker vi klassemidtpunkt som representant for hvert intervall.

Steg 1 — Finn klassemidtpunktene

\[2{,}5,\;7{,}5,\;12{,}5,\;17{,}5,\;22{,}5\]

Midtpunktet representerer verdiene i intervallet.

Steg 2 — Multipliser midtpunkter med frekvenser

\[2{,}5\cdot4+7{,}5\cdot12+12{,}5\cdot10+17{,}5\cdot0+22{,}5\cdot4=315\]

Dette gir en tilnærmet poengsum for hele gruppen.

Steg 3 — Del på antall elever

\[\dfrac{315}{30}=10{,}5\]

Det er 30 elever totalt.

Tolkning

Gjennomsnittet blir omtrent 10,5 poeng.

Vanlig feil: Å bruke intervallgrensene i stedet for klassemidtpunktene.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
(2.5*4+7.5*12+12.5*10+17.5*0+22.5*4)/30
\(10{,}5\)

Python

midtpunkter = [2.5, 7.5, 12.5, 17.5, 22.5]
frekvenser = [4, 12, 10, 0, 4]
total_poeng = sum(m*f for m, f in zip(midtpunkter, frekvenser))
antall = sum(frekvenser)
gjennomsnitt = total_poeng / antall

print("Total tilnærmet poengsum:", total_poeng)
print("Antall elever:", antall)
print("Gjennomsnitt:", gjennomsnitt)
Kjøringsoutput
Total tilnærmet poengsum: 315.0
Antall elever: 30
Gjennomsnitt: 10.5
Fasit: Gjennomsnittet er omtrent \(10{,}5\) poeng.
Del 1 · Oppgave 9bMedian

Oppgave 9b

Oppgave:

Per fikk 10 poeng og påstår at han var blant den beste halvdelen av elevene. Kan Per bruke medianen for datamaterialet til å begrunne påstanden sin?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi plasserer medianen ved å se på kumulative frekvenser.

Steg 1 — Finn medianplassene

\[\dfrac{30}{2}=15\]

Medianen ligger mellom verdi nummer 15 og 16 når verdiene sorteres.

Steg 2 — Bruk kumulativ frekvens

\[4+12=16\]

De 16 første verdiene ligger i intervallene \([0,5)\) og \([5,10)\).

Steg 3 — Tolk plasseringen

Medianen ligger i intervallet \([5,10)\), altså lavere enn 10 poeng.

Per har 10 poeng, så han ligger over den klassedelte medianen.

Tolkning

Ja, medianen kan brukes som begrunnelse, men siden dataene er klassedelte, er begrunnelsen omtrentlig.

Vanlig feil: Å tro at medianen er nøyaktig 10 bare fordi Per fikk 10 poeng.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
4+12
\(16\)
2
Medianintervall
\([5,10)\)

Python

frekvenser = [4, 12, 10, 0, 4]
kumulativ = []
s = 0
for f in frekvenser:
    s += f
    kumulativ.append(s)

print("Kumulative frekvenser:", kumulativ)
print("Medianplassene er 15 og 16")
print("Medianintervallet er [5,10)")
print("Pers poengsum 10 ligger over medianintervallet")
Kjøringsoutput
Kumulative frekvenser: [4, 16, 26, 26, 30]
Medianplassene er 15 og 16
Medianintervallet er [5,10)
Pers poengsum 10 ligger over medianintervallet
Fasit: Ja, medianen ligger i \([5,10)\), så 10 poeng er over medianintervallet.
Del 1 · Oppgave 10 · 4 poengGrafer og tolkning

Oppgave 10

Oppgave:

Fire situasjoner beskriver Elines avstand hjemmefra som funksjon av tid. Velg hvilken graf A, B, C og D som passer til situasjon 1, 2, 3 og 4, og begrunn svarene.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi tolker grafene som avstand hjemmefra mot tid. Stigning betyr fart, flat del betyr pause eller venting, og synkende graf betyr at Eline beveger seg hjemover.

Steg 1 — Situasjon 1

Situasjon 1 passer med graf D.

Hun starter rolig, øker tempoet, snur og løper raskt tilbake. Det gir økende stigning ut og bratt retur.

Steg 2 — Situasjon 2

Situasjon 2 passer med graf B.

Hun løper raskt til busstoppet, venter, og går roligere tilbake. Derfor: bratt opp, flat del, slakere ned.

Steg 3 — Situasjon 3

Situasjon 3 passer med graf A.

Hun går opp bakken, tar pause på toppen og løper raskt tilbake. Derfor: opp, flat del og bratt retur.

Steg 4 — Situasjon 4

Situasjon 4 passer med graf C.

Hun padler bort fra hjemmet, og farten øker etter hvert når vinden avtar. Avstanden øker hele tiden, men raskere etter hvert.

Tolkning

Grafenes form forteller både retning og fart.

Vanlig feil: Å tolke y-aksen som fart. Den viser avstand hjemmefra.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

A: øker - pause - rask returB: rask ut - venting - rolig returC: avstand øker, farten økerD: tempo øker ut, rask retur

Python

matching = {
    "Situasjon 1": "Graf D",
    "Situasjon 2": "Graf B",
    "Situasjon 3": "Graf A",
    "Situasjon 4": "Graf C",
}

for situasjon, graf in matching.items():
    print(situasjon, "passer med", graf)
Kjøringsoutput
Situasjon 1 passer med Graf D
Situasjon 2 passer med Graf B
Situasjon 3 passer med Graf A
Situasjon 4 passer med Graf C
Fasit: Situasjon 1: D, situasjon 2: B, situasjon 3: A, situasjon 4: C.

Del 2 — med hjelpemidler

Del 2 · Oppgave 1 · 2 poengSektordiagram

Oppgave 1

Oppgave:

Diagrammet viser hvor mange minutter personer i Norge brukte på ulike massemedier en gjennomsnittsdag i 2015: Internett 127, TV 107, Radio 83, Papiraviser 16, Bøker 16 og Ukeblader 2. Lag et sektordiagram som viser andelene.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi finner total tid, prosentandel og sektorvinkel for hvert medium.

Steg 1 — Finn totalen

\[127+107+83+16+16+2=351\]

Alle sektorene skal til sammen være hele sirkelen.

Steg 2 — Regn prosent for hvert medium

\[\text{andel}=\dfrac{\text{minutter}}{351}\cdot 100\,\%\]

Dette gir andelen av total medietid.

Steg 3 — Regn sektorvinkel

\[\text{vinkel}=\dfrac{\text{minutter}}{351}\cdot 360^\circ\]

Sirkelen har \(360^\circ\).

Steg 4 — Lag diagrammet

Bruk prosentene eller vinklene i regneark/GeoGebra.

I regneark kan du markere kategorier og minutter og velge sektordiagram.

Tolkning

Internett, TV og radio utgjør størstedelen av tidsbruken.

Vanlig feil: Å lage sektordiagram direkte av prosentene uten å kontrollere at summen blir 100 %.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

Internett 36,2 %TV 30,5 %Radio 23,6 %Papiraviser 4,6 %Bøker 4,6 %Ukeblader 0,6 %
Andeler basert på totalt 351 minutter.
MediumMinutterAndelVinkel
Internett12736,2 %130,3°
TV10730,5 %109,7°
Radio8323,6 %85,1°
Papiraviser164,6 %16,4°
Bøker164,6 %16,4°
Ukeblader20,6 %2,1°
GeoGebra · CAS
1
Sektordiagram({127,107,83,16,16,2})
sektordiagram med seks sektorer

Python

medier = {
    "Internett": 127,
    "TV": 107,
    "Radio": 83,
    "Papiraviser": 16,
    "Bøker": 16,
    "Ukeblader": 2,
}

total = sum(medier.values())
print("Total tid:", total, "minutter")

for navn, minutter in medier.items():
    prosent = minutter / total * 100
    vinkel = minutter / total * 360
    print(f"{navn:12s}: {prosent:5.1f} %, {vinkel:6.1f} grader")
Kjøringsoutput
Total tid: 351 minutter
Internett   :  36.2 %,  130.3 grader
TV          :  30.5 %,  109.7 grader
Radio       :  23.6 %,   85.1 grader
Papiraviser :   4.6 %,   16.4 grader
Bøker       :   4.6 %,   16.4 grader
Ukeblader   :   0.6 %,    2.1 grader
Fasit: Sektordiagrammet skal ha sektorene omtrent 36,2 %, 30,5 %, 23,6 %, 4,6 %, 4,6 % og 0,6 %.
Del 2 · Oppgave 2 · 3 poengEksponentiell vekst

Oppgave 2

Oppgave:

Verdien av en eiendom har økt med 2,5 % per år fram til nå og antas å fortsette. I dag er eiendommen verd 6 500 000 kroner. a) Hva vil verdien være om 8 år? b) Hva var verdien for 8 år siden? c) Når vil verdien passere 10 000 000 kroner?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi bruker vekstfaktoren \(1{,}025\). Framover ganger vi, bakover deler vi, og for passering løser vi en eksponentiallikning.

Steg 1 — Modell framover

\[V(x)=6500000\cdot 1{,}025^x\]

Her er \(x\) antall år fra i dag.

Steg 2 — Om 8 år

\[V(8)=6500000\cdot 1{,}025^8\approx 7919619\]

Verdien blir omtrent 7,92 millioner kroner.

Steg 3 — For 8 år siden

\[V(-8)=6500000\cdot 1{,}025^{-8}\approx 5334853\]

Å gå bakover tilsvarer å dele på vekstfaktoren.

Steg 4 — Passering av 10 millioner

\[6500000\cdot 1{,}025^x=10000000\]

Vi løser for \(x\).

Steg 5 — Løs digitalt

\[x\approx 17{,}45\]

Verdien passerer 10 millioner i løpet av det 18. året etter i dag.

Tolkning

Modellen er en ren prosentmodell og forutsetter samme årlige vekst framover.

Vanlig feil: Å bruke 2,5 som vekstfaktor i stedet for 1,025.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
6500000*1.025^8
\(7919618{,}83\)
2
6500000/1.025^8
\(5334852{,}71\)
3
Løs(6500000*1.025^x=10000000)
\(x\approx17{,}45\)

Python

import math

verdi_i_dag = 6_500_000
vekstfaktor = 1.025

verdi_om_8_år = verdi_i_dag * vekstfaktor**8
verdi_for_8_år_siden = verdi_i_dag / vekstfaktor**8
år_til_10_millioner = math.log(10_000_000 / verdi_i_dag) / math.log(vekstfaktor)

print("Verdi om 8 år:", round(verdi_om_8_år))
print("Verdi for 8 år siden:", round(verdi_for_8_år_siden))
print("År til passering av 10 000 000:", år_til_10_millioner)
print("Passerer i løpet av år nummer:", math.floor(år_til_10_millioner) + 1)
Kjøringsoutput
Verdi om 8 år: 7919619
Verdi for 8 år siden: 5334853
År til passering av 10 000 000: 17.445821681114168
Passerer i løpet av år nummer: 18
Fasit: a) ca. 7 919 619 kr. b) ca. 5 334 853 kr. c) etter ca. 17,45 år, altså i løpet av det 18. året.
Del 2 · Oppgave 3 · 8 poengRegresjon og modellering

Oppgave 3

Oppgave:

Tabellen viser pris og antall solgte enheter: pris 15, 19, 24, 30, 34, 42, 50 og solgte enheter 160, 132, 108, 90, 79, 67, 58. a) Bruk regresjon til å vise at \(f(x)=1600\cdot x^{-0{,}85}\) er en god modell. b) Tegn grafen for \(15\le x\le 50\). c) Bestem antall solgte enheter når prisen er 45 kroner. d) Bestem prisen når antall solgte enheter er 100. e) Bestem gjennomsnittlig vekstfart fra \(x=20\) til \(x=45\), og tolk svaret.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi bruker potensregresjon, vurderer modelltilpasningen og bruker modellen til beregningene.

Steg 1 — Regresjon

Potensregresjon gir omtrent \[f(x)=1600{,}30\cdot x^{-0{,}8489}\]

Dette stemmer svært godt med den oppgitte modellen \(1600\cdot x^{-0{,}85}\).

Steg 2 — Vurder modellen

\[R^2\approx 0{,}9996\]

Forklaringsgraden er svært høy, og modellen passer godt i intervallet fra 15 til 50 kroner.

Steg 3 — Antall ved 45 kroner

\[f(45)=1600\cdot 45^{-0{,}85}\approx 62{,}9\]

Vi runder til omtrent 63 enheter.

Steg 4 — Pris når antallet er 100

\[1600x^{-0{,}85}=100\]

Vi løser likningen digitalt.

Steg 5 — Løsning for pris

\[x\approx 26{,}1\]

Prisen er omtrent 26 kroner.

Steg 6 — Gjennomsnittlig vekstfart

\[\dfrac{f(45)-f(20)}{45-20}\approx -2{,}50\]

Antall solgte enheter synker i gjennomsnitt med omtrent 2,5 enheter per krone i dette intervallet.

Tolkning

Modellen er god innenfor de observerte prisene, men bør ikke brukes ukritisk langt utenfor intervallet.

Vanlig feil: Å bare finne regresjonen uten å kommentere om modellen passer til punktene.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

f(x)=1600x^(-0,85)prissolgte
Skisse av potensmodellen. Grafen faller når prisen øker.
GeoGebra · CAS
1
RegPot({(15,160),(19,132),(24,108),(30,90),(34,79),(42,67),(50,58)})
\(1600{,}30x^{-0{,}8489}\)
2
1600*45^(-0.85)
\(62{,}93\)
3
Løs(1600*x^(-0.85)=100)
\(x\approx26{,}10\)
4
(1600*45^(-0.85)-1600*20^(-0.85))/(45-20)
\(-2{,}50\)

Python

import numpy as np
from scipy.optimize import brentq

pris = np.array([15, 19, 24, 30, 34, 42, 50], dtype=float)
solgte = np.array([160, 132, 108, 90, 79, 67, 58], dtype=float)

# Potensregresjon: ln(y) = ln(a) + b*ln(x)
b, ln_a = np.polyfit(np.log(pris), np.log(solgte), 1)
a = np.exp(ln_a)
modellverdier = a * pris**b
r2 = 1 - np.sum((solgte - modellverdier)**2) / np.sum((solgte - solgte.mean())**2)

print("Regresjonsmodell: y =", a, "* x^", b)
print("R^2:", r2)

def f(x):
    return 1600 * x**(-0.85)

print("f(45):", f(45))
pris_ved_100 = brentq(lambda x: f(x) - 100, 15, 50)
print("Pris når antall solgte er 100:", pris_ved_100)

vekstfart = (f(45) - f(20)) / (45 - 20)
print("Gjennomsnittlig vekstfart fra 20 til 45:", vekstfart)
Kjøringsoutput
Regresjonsmodell: y = 1600.295556716272 * x^ -0.8489097935123289
R^2: 0.9996403664614125
f(45): 62.934581117339185
Pris når antall solgte er 100: 26.098271471448808
Gjennomsnittlig vekstfart fra 20 til 45: -2.4980040758282875
Fasit: Modellen passer svært godt. c) ca. 63 enheter. d) ca. 26,1 kr. e) ca. \(-2{,}50\) enheter per krone.
Del 2 · Oppgave 4 · 6 poengStatistikk

Oppgave 4

Oppgave:

Klasse 2A har hatt matematikkprøve. Poengsummene er 31, 8, 24, 9, 24, 14, 26, 13, 26, 4, 13, 27, 12, 20, 28. a) Bestem gjennomsnitt og median. b) Avgjør påstandene: 1 Gjennomsnittet er 7,0 % lavere enn medianen. 2 Medianen er 7,5 % høyere enn gjennomsnittet. c) Bestem standardavviket. d) Sammenlikn med klasse 2B, der gjennomsnittet er 18,6 og standardavviket er 5,9.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi beregner sentralmål, prosentvise sammenlikninger og spredning.

Steg 1 — Gjennomsnitt

\[\bar{x}=\dfrac{279}{15}=18{,}6\]

Summen av poengene er 279.

Steg 2 — Median

Sortert liste gir median \[20\]

Det er 15 elever, så medianen er verdi nummer 8 i sortert rekkefølge.

Steg 3 — Påstand 1

\[\dfrac{20-18{,}6}{20}\cdot 100\,\%=7{,}0\,\%\]

Gjennomsnittet er 7,0 % lavere enn medianen. Påstand 1 er riktig.

Steg 4 — Påstand 2

\[\dfrac{20-18{,}6}{18{,}6}\cdot 100\,\%\approx 7{,}5\,\%\]

Medianen er omtrent 7,5 % høyere enn gjennomsnittet. Påstand 2 er også riktig.

Steg 5 — Standardavvik

\[\sigma\approx 8{,}3\]

Med populasjonsstandardavvik blir standardavviket omtrent 8,3 poeng.

Steg 6 — Sammenlikning med 2B

Begge klassene har gjennomsnitt \(18{,}6\), men 2B har lavere standardavvik \(5{,}9\).

2B har derfor mer samlede poengsummer rundt gjennomsnittet enn 2A.

Tolkning

Klassene har samme gjennomsnitt, men 2A har større spredning.

Vanlig feil: Å si at 2A er bedre fordi høyeste verdi er høyere. Gjennomsnittet er likt.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
Gjennomsnitt({31,8,24,9,24,14,26,13,26,4,13,27,12,20,28})
\(18{,}6\)
2
Median({31,8,24,9,24,14,26,13,26,4,13,27,12,20,28})
\(20\)
3
SD({31,8,24,9,24,14,26,13,26,4,13,27,12,20,28})
\(8{,}3\)

Python

import statistics

poeng = [31, 8, 24, 9, 24, 14, 26, 13, 26, 4, 13, 27, 12, 20, 28]
gjennomsnitt = sum(poeng) / len(poeng)
median = statistics.median(poeng)
standardavvik = statistics.pstdev(poeng)

påstand_1 = (median - gjennomsnitt) / median * 100
påstand_2 = (median - gjennomsnitt) / gjennomsnitt * 100

print("Sorterte poeng:", sorted(poeng))
print("Gjennomsnitt:", gjennomsnitt)
print("Median:", median)
print("Påstand 1 prosent:", påstand_1)
print("Påstand 2 prosent:", påstand_2)
print("Standardavvik:", standardavvik)
Kjøringsoutput
Sorterte poeng: [4, 8, 9, 12, 13, 13, 14, 20, 24, 24, 26, 26, 27, 28, 31]
Gjennomsnitt: 18.6
Median: 20
Påstand 1 prosent: 6.999999999999992
Påstand 2 prosent: 7.526881720430099
Standardavvik: 8.276875416886899
Fasit: a) Gjennomsnitt \(18{,}6\), median \(20\). b) Begge påstandene er riktige. c) Standardavvik ca. \(8{,}3\). d) 2B har samme gjennomsnitt, men mindre spredning.
Del 2 · Oppgave 5 · 5 poengEksponentiell modell

Oppgave 5

Oppgave:

Konsentrasjonen av virkestoff i blodet avtar eksponentielt. Tabellen viser at konsentrasjonen er 0,50 \(\mu\text{g}/\text{mL}\) etter 1 time og 0,050 \(\mu\text{g}/\text{mL}\) etter 24 timer. a) Bestem en eksponentiell modell \(f(x)\). b) Bestem konsentrasjonen etter 10 timer. c) En pasient tar én tablett kl. 08.00 og én kl. 20.00 hver dag. Bestem konsentrasjonen 30 timer etter første tablett.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi lager en modell \(f(x)=a\cdot b^x\), der \(x\) er timer etter en tablett.

Steg 1 — Bruk forholdet mellom målingene

\[\dfrac{f(24)}{f(1)}=\dfrac{0{,}050}{0{,}50}=0{,}10\]

Fra time 1 til time 24 går det 23 timer.

Steg 2 — Finn vekstfaktoren per time

\[b^{23}=0{,}10\quad \Rightarrow \quad b=0{,}10^{1/23}\approx 0{,}9047\]

Konsentrasjonen beholder omtrent 90,47 % fra time til time.

Steg 3 — Finn \(a\)

\[0{,}50=a\cdot b^1\quad \Rightarrow \quad a=\dfrac{0{,}50}{b}\approx 0{,}5526\]

Modellen blir \(f(x)\approx 0{,}5526\cdot 0{,}9047^x\).

Steg 4 — Etter 10 timer

\[f(10)\approx 0{,}203\]

Konsentrasjonen er omtrent 0,203 \(\mu\text{g}/\text{mL}\).

Steg 5 — Etter 30 timer med flere tabletter

Tablettene er tatt ved \(0\), \(12\) og \(24\) timer. Etter 30 timer bidrar de med \(f(30)\), \(f(18)\) og \(f(6)\).

Vi legger sammen bidragene fordi virkestoffet fra flere tabletter finnes samtidig.

Steg 6 — Summer bidrag

\[f(30)+f(18)+f(6)\approx 0{,}422\]

Dette er total konsentrasjon 30 timer etter første tablett.

Tolkning

Modellen antar samme nedbryting uansett dose og tidspunkt.

Vanlig feil: Å bare bruke den siste tabletten i c) og glemme restene fra tidligere tabletter.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

GeoGebra · CAS
1
0.10^(1/23)
\(0{,}9047\)
2
0.5/0.9047357
\(0{,}5526\)
3
0.5526*0.9047^10
\(0{,}203\)
4
f(30)+f(18)+f(6)
\(0{,}422\)

Python

b = 0.10 ** (1/23)
a = 0.50 / b

def f(x):
    return a * b**x

print("Vekstfaktor per time:", b)
print("Startfaktor a:", a)
print("Modell: f(x) = a * b^x")
print("f(10):", f(10))

bidrag = [f(30), f(18), f(6)]
print("Bidrag etter 30, 18 og 6 timer:", bidrag)
print("Total konsentrasjon etter 30 timer:", sum(bidrag))
Kjøringsoutput
Vekstfaktor per time: 0.9047357242349298
Startfaktor a: 0.5526475705630107
Modell: f(x) = a * b^x
f(10): 0.20307929941884903
Bidrag etter 30, 18 og 6 timer: [0.027422082880605127, 0.09116740004342211, 0.30309494967487866]
Total konsentrasjon etter 30 timer: 0.42168443259890587
Fasit: a) \(f(x)\approx 0{,}5526\cdot 0{,}9047^x\). b) ca. \(0{,}203\,\mu\text{g}/\text{mL}\). c) ca. \(0{,}422\,\mu\text{g}/\text{mL}\).
Del 2 · Oppgave 6 · 6 poengRegneark og lån

Oppgave 6

Oppgave:

Monica lånte 1 000 000 kroner 1. september 2016. Renten er 2,5 % per år. Hun betaler 100 000 kroner 1. september hvert år, første gang 1. september 2017, til lånet er nedbetalt. Lag et regneark som viser restlån etter hver overføring, renter, avdrag og totale renter.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi setter opp et dynamisk regneark der renten regnes av restlånet før betalingen hvert år.

Steg 1 — Kolonner

Bruk kolonnene År, Restlån før rente, Rente, Innbetaling, Avdrag, Restlån etter betaling og Sum renter.

Dette gjør det tydelig hva som skjer hvert år.

Steg 2 — Første rente

\[1000000\cdot 0{,}025=25000\]

Første år betaler hun 25 000 kroner i renter.

Steg 3 — Første avdrag

\[100000-25000=75000\]

Avdraget er innbetalingen minus rente.

Steg 4 — Nytt restlån

\[1000000-75000=925000\]

Restlånet etter første betaling blir 925 000 kroner.

Steg 5 — Dynamiske formler

Bruk for eksempel =B2*2,5% for rente, =D2-C2 for avdrag og =B2-E2 for nytt restlån.

Når formlene kopieres nedover, oppdateres lånet år for år.

Steg 6 — Siste betaling

Siste betaling blir lavere enn 100 000 kroner, fordi hun bare skal betale restlån pluss siste rente.

Med beregningen blir siste betaling omtrent 65 334 kroner i 2028.

Tolkning

Total rente blir omtrent 165 334 kroner, og lånet er nedbetalt i 2028.

Vanlig feil: Å trekke 100 000 direkte fra lånet uten å beregne renter først.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

ÅrRenteInnbetalingAvdragRestlån etter
201725 000100 00075 000925 000
201823 125100 00076 875848 125
...............
20281 59465 33463 7400
GeoGebra · CAS
1
1000000*0.025
\(25000\)
2
100000-25000
\(75000\)
3
1000000-75000
\(925000\)

Python

restlån = 1_000_000
rente = 0.025
årlig_betaling = 100_000
total_rente = 0
år = 2017

print("År | Restlån før | Rente | Betaling | Avdrag | Restlån etter")
while restlån > 0.005:
    rente_beløp = restlån * rente
    betaling = min(årlig_betaling, restlån + rente_beløp)
    avdrag = betaling - rente_beløp
    nytt_restlån = restlån - avdrag
    total_rente += rente_beløp

    print(år, "|", round(restlån, 2), "|", round(rente_beløp, 2), "|",
          round(betaling, 2), "|", round(avdrag, 2), "|", round(max(nytt_restlån, 0), 2))

    restlån = max(nytt_restlån, 0)
    år += 1

print("Total rente:", round(total_rente, 2))
Kjøringsoutput
År | Restlån før | Rente | Betaling | Avdrag | Restlån etter
2017 | 1000000 | 25000.0 | 100000 | 75000.0 | 925000.0
2018 | 925000.0 | 23125.0 | 100000 | 76875.0 | 848125.0
2019 | 848125.0 | 21203.12 | 100000 | 78796.88 | 769328.12
2020 | 769328.12 | 19233.2 | 100000 | 80766.8 | 688561.33
2021 | 688561.33 | 17214.03 | 100000 | 82785.97 | 605775.36
2022 | 605775.36 | 15144.38 | 100000 | 84855.62 | 520919.75
2023 | 520919.75 | 13022.99 | 100000 | 86977.01 | 433942.74
2024 | 433942.74 | 10848.57 | 100000 | 89151.43 | 344791.31
2025 | 344791.31 | 8619.78 | 100000 | 91380.22 | 253411.09
2026 | 253411.09 | 6335.28 | 100000 | 93664.72 | 159746.37
2027 | 159746.37 | 3993.66 | 100000 | 96006.34 | 63740.03
2028 | 63740.03 | 1593.5 | 65333.53 | 63740.03 | 0.0
Total rente: 165333.53
Fasit: Lånet er nedbetalt i 2028, siste betaling er ca. 65 334 kr, og total rente er ca. 165 334 kr.
Del 2 · Oppgave 7 · 6 poengMønster og formel

Oppgave 7

Oppgave:

Snorre lager figurer av kvadratiske klosser etter et fast mønster. Figurene \(F_1\), \(F_2\) og \(F_3\) er vist. a) Hvor mange klosser trengs for \(F_4\) og \(F_5\)? b) Bestem et uttrykk for antall klosser i \(F_n\). c) Snorre har 1000 klosser. Hvor mange klosser får han til overs når han lager den største mulige figuren?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi teller mønsteret som en hovedrektangel-del og to øvre kvadrater.

Steg 1 — Tell de første figurene

\[F_1=2,\quad F_2=8,\quad F_3=20\]

Dette stemmer med figuren.

Steg 2 — Del figuren i deler

Hoveddelen har \(n\) rader og \(n+1\) kolonner, altså \(n(n+1)\) klosser.

For \(F_3\) blir dette \(3\cdot4=12\).

Steg 3 — Tell øvre kvadrater

Det er to kvadrater med side \(n-1\), altså \(2(n-1)^2\) klosser.

For \(F_3\) gir dette \(2\cdot2^2=8\).

Steg 4 — Lag formelen

\[K(n)=n(n+1)+2(n-1)^2=3n^2-3n+2\]

Dette gir 2, 8 og 20 for \(n=1,2,3\).

Steg 5 — Finn \(F_4\) og \(F_5\)

\[K(4)=38,\quad K(5)=62\]

Vi setter inn \(n=4\) og \(n=5\).

Steg 6 — Største figur med 1000 klosser

\[K(18)=920,\quad K(19)=1028\]

Han kan lage \(F_{18}\), men ikke \(F_{19}\). Resten blir \(1000-920=80\).

Tolkning

Den største mulige figuren er \(F_{18}\), og han får 80 klosser til overs.

Vanlig feil: Å finne en differanserekke uten å knytte formelen til selve figuren.

Kontroll (GeoGebra CAS / Python)

F1F2F3
GeoGebra · CAS
1
K(n):=3n^2-3n+2
\(K(n)=3n^2-3n+2\)
2
K(4)
\(38\)
3
K(5)
\(62\)
4
K(18), K(19)
\(920,1028\)

Python

def K(n):
    return 3*n**2 - 3*n + 2

print("F1:", K(1))
print("F2:", K(2))
print("F3:", K(3))
print("F4:", K(4))
print("F5:", K(5))

n = 1
while K(n + 1) <= 1000:
    n += 1

print("Største mulige figur:", f"F{n}")
print("Antall klosser brukt:", K(n))
print("Klosser til overs:", 1000 - K(n))
Kjøringsoutput
F1: 2
F2: 8
F3: 20
F4: 38
F5: 62
Største mulige figur: F18
Antall klosser brukt: 920
Klosser til overs: 80
Fasit: a) \(F_4=38\), \(F_5=62\). b) \(K(n)=3n^2-3n+2\). c) Største figur er \(F_{18}\), og han får \(80\) klosser til overs.