2P eksamenHøst 2017

Matematikk 2P eksamen – høst 2017

ifingo
Norsk (Bokmål)

ifingo · løsningsforslag

Matematikk 2P Høst 2017 (K06)

Komplett, originalt løsningsforslag på bokmål. Hver deloppgave har plan, stegvis løsning, tolkning, vanlig feil og digital kontroll der det passer.

Del 1 — uten hjelpemidler

Del 1 · Oppgave 1Statistikk

Oppgave 1

Oppgave:

Tabellen nedenfor viser karakterfordelingen ved en skole ved norskeksamen våren 2017.

KarakterAntall elever
13
212
325
412
56
62

a) Hvor mange prosent av elevene fikk karakteren 1 eller 2?

b) Bestem mediankarakteren.

c) Bestem gjennomsnittskarakteren.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal bruke frekvenstabellen til prosent, median og gjennomsnitt.

Steg 1 — Finn totalt antall elever

Totalt antall er

\[3+12+25+12+6+2=60\]

Steg 2 — Prosent med karakter 1 eller 2

Antallet er \(3+12=15\). Da får vi

\[\dfrac{15}{60}\cdot100\,\%=25\,\%\]

Steg 3 — Median

Det er 60 elever, så medianen er gjennomsnittlig plass mellom observasjon nummer 30 og 31. Kumulativt har karakter 1 og 2 til sammen 15 elever, og karakter 3 går fram til elev nummer 40. Derfor er både observasjon 30 og 31 lik 3.

Steg 4 — Gjennomsnitt

\[\dfrac{1\cdot3+2\cdot12+3\cdot25+4\cdot12+5\cdot6+6\cdot2}{60}=3{,}2\]

Vanlig feil: Å finne gjennomsnitt av karakterene 1, 2, 3, 4, 5 og 6 uten å ta hensyn til frekvensene.

Python

karakterer = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
antall = [3, 12, 25, 12, 6, 2]
total = sum(antall)
antall_1_eller_2 = antall[0] + antall[1]
prosent = antall_1_eller_2 / total * 100
sum_karakterpoeng = sum(k * f for k, f in zip(karakterer, antall))
gjennomsnitt = sum_karakterpoeng / total
liste = []
for karakter, frekvens in zip(karakterer, antall):
    liste.extend([karakter] * frekvens)
print("Totalt antall elever:", total)
print("Antall med karakter 1 eller 2:", antall_1_eller_2)
print("Prosent med karakter 1 eller 2:", prosent)
print("Observasjon 30:", liste[29])
print("Observasjon 31:", liste[30])
print("Median:", (liste[29] + liste[30]) / 2)
print("Gjennomsnitt:", gjennomsnitt)
Output når koden kjøres:
Totalt antall elever: 60
Antall med karakter 1 eller 2: 15
Prosent med karakter 1 eller 2: 25.0
Observasjon 30: 3
Observasjon 31: 3
Median: 3.0
Gjennomsnitt: 3.2
Fasit: a) \(25\,\%\). b) Medianen er 3. c) Gjennomsnittet er \(3{,}2\).
Del 1 · Oppgave 2Standardform

Oppgave 2

Oppgave:

Regn ut og skriv svaret på standardform

\[3{,}54\cdot10^6+60000\]

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal regne sammen tallene og skrive svaret på formen \(a\cdot10^n\), der \(1\le a<10\).

Steg 1 — Skriv om tallene

\[3{,}54\cdot10^6=3\,540\,000\]

\[60000=60\,000\]

Steg 2 — Legg sammen

\[3\,540\,000+60\,000=3\,600\,000\]

Steg 3 — Skriv på standardform

\[3\,600\,000=3{,}6\cdot10^6\]

Vanlig feil: Å skrive \(36\cdot10^5\). Det er like stort tall, men ikke standardform fordi 36 er større enn 10.

Python

tall = 3.54 * 10**6 + 60000
print("Utregnet verdi:", tall)
print("Standardform:", "3.6 * 10**6")
Output når koden kjøres:
Utregnet verdi: 3600000.0
Standardform: 3.6 * 10**6
Fasit: \(3{,}6\cdot10^6\).
Del 1 · Oppgave 3Graf og fart

Oppgave 3

Oppgave:

Et tog kjørte fra by A til by B. Se diagrammet i oppgaven.

a) Bestem reisetiden mellom de to byene.

b) Beskriv hva som skjer 20 km fra by A.

c) Bestem farten til toget når det er 10 km fra by A, og når det er 10 km fra by B. Du skal gi svarene i km/h.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese av en avstand–tid-graf og bruke stigningstall som fart.

13.4014.0014.1014.502080BA
Skisse av togdiagrammet. Mellom 20 km og 20 km er grafen vannrett, altså et stopp.

Steg 1 — Les av start og slutt

Toget starter omtrent kl. 13.40 og kommer fram omtrent kl. 14.50. Reisetiden er derfor 1 time og 10 minutter.

Steg 2 — Forklar den vannrette delen

Ved 20 km fra A er grafen vannrett. Avstanden endrer seg ikke, så toget står stille.

Steg 3 — Fart 10 km fra A

Første etappe går 20 km på 20 minutter. Det svarer til

\[\dfrac{20}{20/60}=60 ext{ km/h}\]

Steg 4 — Fart 10 km fra B

Hele strekningen er 80 km, så 10 km fra B betyr 70 km fra A. Dette ligger på siste etappe. Siste etappe går fra 20 km til 80 km på 40 minutter:

\[\dfrac{60}{40/60}=90 ext{ km/h}\]

Vanlig feil: Å bruke hele reisetiden når vi skal finne fart i én bestemt del av grafen.

Python

start_tid = 13 + 40/60
slutt_tid = 14 + 50/60
reisetid_timer = slutt_tid - start_tid
fart_forste_etappe = 20 / (20/60)
fart_siste_etappe = 60 / (40/60)
print("Reisetid i timer:", reisetid_timer)
print("Reisetid i minutter:", reisetid_timer * 60)
print("Fart på første etappe:", fart_forste_etappe, "km/h")
print("Fart på siste etappe:", fart_siste_etappe, "km/h")
Output når koden kjøres:
Reisetid i timer: 1.1666666666666679
Reisetid i minutter: 70.00000000000007
Fart på første etappe: 60.0 km/h
Fart på siste etappe: 90.0 km/h
Fasit: a) 1 time og 10 minutter. b) Toget stopper 20 km fra A. c) \(60 ext{ km/h}\) og \(90 ext{ km/h}\).
Del 1 · Oppgave 4Sektordiagram

Oppgave 4

Oppgave:

Et idrettslag har 240 medlemmer. Idrettslaget har fire forskjellige aktivitetsgrupper.

AktivitetsgruppeAntall medlemmer
Langrenn60
Hopp40
Freestyle80
Alpint60

Gjør beregninger og lag et sektordiagram som viser fordelingen av medlemmene på de ulike gruppene. Det skal gå klart fram hvor mange grader hver av sektorene i diagrammet er på.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal gjøre antall medlemmer om til vinkler i et sektordiagram.

Steg 1 — Finn hvor mange grader ett medlem svarer til

Hele sirkelen er \(360^\circ\), og det er 240 medlemmer.

\[\dfrac{360^\circ}{240}=1{,}5^\circ\]

Steg 2 — Regn vinkel for hver gruppe

Langrenn: \(60\cdot1{,}5^\circ=90^\circ\)

Hopp: \(40\cdot1{,}5^\circ=60^\circ\)

Freestyle: \(80\cdot1{,}5^\circ=120^\circ\)

Alpint: \(60\cdot1{,}5^\circ=90^\circ\)

Steg 3 — Kontroller summen

\[90^\circ+60^\circ+120^\circ+90^\circ=360^\circ\]

Langrenn: 90 graderHopp: 60 graderFreestyle: 120 graderAlpint: 90 grader
Vinklene summerer til 360 grader.
Vanlig feil: Å bruke prosentene som grader. Prosent må først gjøres om til sektorvinkler.

Python

grupper = {"Langrenn": 60, "Hopp": 40, "Freestyle": 80, "Alpint": 60}
total = sum(grupper.values())
grader_per_medlem = 360 / total
print("Totalt antall medlemmer:", total)
print("Grader per medlem:", grader_per_medlem)
for gruppe, antall in grupper.items():
    vinkel = antall * grader_per_medlem
    print(gruppe, antall, "medlemmer ->", vinkel, "grader")
print("Kontrollsum:", sum(antall * grader_per_medlem for antall in grupper.values()))
Output når koden kjøres:
Totalt antall medlemmer: 240
Grader per medlem: 1.5
Langrenn 60 medlemmer -> 90.0 grader
Hopp 40 medlemmer -> 60.0 grader
Freestyle 80 medlemmer -> 120.0 grader
Alpint 60 medlemmer -> 90.0 grader
Kontrollsum: 360.0
Fasit: Langrenn \(90^\circ\), Hopp \(60^\circ\), Freestyle \(120^\circ\), Alpint \(90^\circ\).
Del 1 · Oppgave 5Prosent

Oppgave 5

Oppgave:

Du får 40 % rabatt på en billett. Rabatten utgjør 120 kroner.

Hvor mye ville billetten ha kostet dersom du ikke hadde fått rabatt?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne opprinnelig pris når vi vet at 40 % av prisen er 120 kroner.

Steg 1 — Sett opp sammenhengen

La \(x\) være full pris. Da er

\[0{,}40x=120\]

Steg 2 — Løs likningen

\[x=\dfrac{120}{0{,}40}=300\]

Tolkning

Full pris var 300 kroner. Rabattbeløpet er 120 kroner, og kunden betaler da 180 kroner etter rabatt.

Vanlig feil: Å trekke 120 fra 40 eller å tro at 120 kroner er prisen etter rabatt.

Python

rabatt_prosent = 40
rabatt_kroner = 120
full_pris = rabatt_kroner / (rabatt_prosent / 100)
pris_etter_rabatt = full_pris - rabatt_kroner
print("Rabatt i prosent:", rabatt_prosent)
print("Rabatt i kroner:", rabatt_kroner)
print("Full pris:", full_pris)
print("Pris etter rabatt:", pris_etter_rabatt)
Output når koden kjøres:
Rabatt i prosent: 40
Rabatt i kroner: 120
Full pris: 300.0
Pris etter rabatt: 180.0
Fasit: Billetten ville kostet 300 kroner.
Del 1 · Oppgave 6Lineær modell

Oppgave 6

Oppgave:

I en butikk kan kundene kjøpe armbånd og charms (små figurer) til å feste på armbåndene. Butikken selger alle charms til samme pris.

Antall charms37
Pris for armbånd med charms (kroner)13502450

a) Hvor mye koster armbåndet, og hvor mye koster hver charm?

b) Bestem en lineær modell som viser sammenhengen mellom antall charms på armbåndet og samlet pris for armbånd med charms.

Hanne betaler 3825 kroner for et armbånd med charms.

c) Hvor mange charms har hun på armbåndet?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne startpris og pris per charm, og bruke dette som en lineær modell.

Steg 1 — Finn pris per charm

Fra 3 til 7 charms øker antallet med 4 charms, og prisen øker med

\[2450-1350=1100\]

Pris per charm er derfor

\[\dfrac{1100}{4}=275\]

Steg 2 — Finn armbåndsprisen

Når 3 charms koster \(3\cdot275=825\) kroner, blir selve armbåndet

\[1350-825=525\]

Steg 3 — Modell

La \(x\) være antall charms og \(P(x)\) samlet pris. Da er

\[P(x)=275x+525\]

Steg 4 — Bruk modellen for Hanne

\[275x+525=3825\]

\[275x=3300\]

\[x=12\]

Vanlig feil: Å dele totalprisen på antall charms. Da får man med armbåndsprisen i charm-prisen.
GeoGebra · CAS
1
Stigning=(2450-1350)/(7-3)
\(275\)
2
b=1350-275*3
\(525\)
3
Løs(275x+525=3825)
\(x=12\)

Python

pris_3 = 1350
pris_7 = 2450
charms_3 = 3
charms_7 = 7
pris_per_charm = (pris_7 - pris_3) / (charms_7 - charms_3)
armband = pris_3 - pris_per_charm * charms_3
hanne_pris = 3825
hanne_charms = (hanne_pris - armband) / pris_per_charm
print("Pris per charm:", pris_per_charm)
print("Pris for armbåndet uten charms:", armband)
print("Modell: P(x) =", pris_per_charm, "* x +", armband)
print("Antall charms Hanne har:", hanne_charms)
Output når koden kjøres:
Pris per charm: 275.0
Pris for armbåndet uten charms: 525.0
Modell: P(x) = 275.0 * x + 525.0
Antall charms Hanne har: 12.0
Fasit: a) Armbåndet koster 525 kroner, og hver charm koster 275 kroner. b) \(P(x)=275x+525\). c) Hanne har 12 charms.
Del 1 · Oppgave 7Figurmønster

Oppgave 7

Oppgave:

Ovenfor ser du tre figurer. Figurene er satt sammen av små kvadrater. Tenk deg at du skal fortsette å lage figurer etter samme mønster.

a) Hvor mange små kvadrater vil det være i figur 4?

b) Bestem et uttrykk for antall små kvadrater i figur \(n\) uttrykt ved \(n\).

c) Hvor mange små kvadrater vil det være i figur 20?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal finne et mønster for antall kvadrater og bruke uttrykket videre.

Figur 1Figur 2Figur 3
Antall kvadrater følger mønsteret som gir uttrykket \(3n^2+4n\).

Steg 1 — Tell de første figurene

Figur 1 har 7 kvadrater, figur 2 har 20 kvadrater og figur 3 har 39 kvadrater.

Steg 2 — Se økningen

Økningene er \(20-7=13\) og \(39-20=19\). Andre differanse er \(6\), så uttrykket er et andregradsuttrykk.

Steg 3 — Uttrykk for figur \(n\)

Mønsteret kan deles opp slik at antallet blir

\[3n^2+4n\]

Dette stemmer for \(n=1\), \(n=2\) og \(n=3\):

\[3\cdot1^2+4\cdot1=7\]

\[3\cdot2^2+4\cdot2=20\]

\[3\cdot3^2+4\cdot3=39\]

Steg 4 — Figur 4 og figur 20

\[3\cdot4^2+4\cdot4=64\]

\[3\cdot20^2+4\cdot20=1280\]

Vanlig feil: Å tro at økningen er konstant. Her øker økningen, så modellen er ikke lineær.

Python

def antall_kvadrater(n):
    return 3*n**2 + 4*n
for n in [1, 2, 3, 4, 20]:
    print("Figur", n, "har", antall_kvadrater(n), "små kvadrater")
print("Kontroll av økninger:")
print("Figur 2 - figur 1:", antall_kvadrater(2) - antall_kvadrater(1))
print("Figur 3 - figur 2:", antall_kvadrater(3) - antall_kvadrater(2))
Output når koden kjøres:
Figur 1 har 7 små kvadrater
Figur 2 har 20 små kvadrater
Figur 3 har 39 små kvadrater
Figur 4 har 64 små kvadrater
Figur 20 har 1280 små kvadrater
Kontroll av økninger:
Figur 2 - figur 1: 13
Figur 3 - figur 2: 19
Fasit: a) 64 kvadrater. b) \(3n^2+4n\). c) 1280 kvadrater.

Del 2 — med hjelpemidler

Del 2 · Oppgave 1Eksponentiell modell

Oppgave 1

Oppgave:

Tabellen nedenfor viser antall innbyggere i Norge 1. januar noen utvalgte år.

År1960197019801990200020102017
Innbyggere (millioner)3,573,864,084,234,474,855,25

La \(x\) være antall år etter 1960. (La \(x=0\) svare til år 1960, \(x=10\) til 1970 osv.)

a) Vis at \(f(x)=3{,}57\cdot1{,}006^x\) er en modell som passer godt med tallene i tabellen.

b) Hva forteller tallet 1,006 i denne modellen?

Anta at modellen fra oppgave a) vil gjelde i årene framover.

c) I hvilket år vil innbyggertallet i Norge passere 10 millioner ifølge denne modellen?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal vurdere en eksponentiell modell og bruke den til ekstrapolering.

Steg 1 — Kontroller modellen mot tabellen

For 2017 er \(x=57\). Modellen gir

\[f(57)=3{,}57\cdot1{,}006^{57}\approx5{,}02\]

Tabellen viser 5,25 millioner. Modellen ligger litt lavt, men følger hovedutviklingen.

Steg 2 — Vurder modellen

Modellen har jevn prosentvis vekst. Den passer rimelig godt som en enkel langsiktig modell, men treffer ikke alle tabellpunktene nøyaktig.

Steg 3 — Tolk vekstfaktoren

\(1{,}006\) betyr at innbyggertallet øker med omtrent \(0{,}6\,\%\) per år.

Steg 4 — Finn når modellen passerer 10 millioner

Vi løser

\[3{,}57\cdot1{,}006^x=10\]

Dette gir \(x\approx172{,}2\). Året blir

\[1960+172{,}2\approx2132\]

Vanlig feil: Å tolke 1,006 som 6 % vekst. Veksten er \(1{,}006-1=0{,}006=0{,}6\,\%\).
GeoGebra · CAS
1
f(x):=3.57*1.006^x
\(f(x)=3{,}57\cdot1{,}006^x\)
2
f(57)
\(5{,}02\)
3
Løs(3.57*1.006^x=10)
\(x\approx172{,}18\)

Python

import math

def f(x):
    return 3.57 * 1.006**x
print("Modell: f(x) = 3.57 * 1.006**x")
for x in [0, 10, 20, 30, 40, 50, 57]:
    print("x =", x, "modellverdi =", round(f(x), 3), "millioner")
losning_x = math.log(10/3.57) / math.log(1.006)
aar = 1960 + losning_x
print("x når f(x)=10:", losning_x)
print("År:", aar)
print("Første hele år etter passering:", math.ceil(aar))
Output når koden kjøres:
Modell: f(x) = 3.57 * 1.006**x
x = 0 modellverdi = 3.57 millioner
x = 10 modellverdi = 3.79 millioner
x = 20 modellverdi = 4.024 millioner
x = 30 modellverdi = 4.272 millioner
x = 40 modellverdi = 4.535 millioner
x = 50 modellverdi = 4.815 millioner
x = 57 modellverdi = 5.021 millioner
x når f(x)=10: 172.1844124784519
År: 2132.184412478452
Første hele år etter passering: 2133
Fasit: b) Vekstfaktoren betyr ca. \(0{,}6\,\%\) vekst per år. c) Modellen passerer 10 millioner rundt år 2132, første hele år etter passeringen blir 2133.
Del 2 · Oppgave 2Andregradsfunksjon og graf

Oppgave 2

Oppgave:

En gangbro går over en elv. I koordinatsystemet i oppgaven er det tegnet en skisse av broen fra punktet A til punktet B.

Funksjonen \(G\) gitt ved

\[G(x)=-0{,}0008x^2+0{,}08x+1{,}0,\quad 0\le x\le100\]

viser broens høyde \(G(x)\) meter over elva ved normal vannstand der den horisontale avstanden fra punktet A er \(x\) meter.

a) Bruk graftegner til å tegne grafen til \(G\).

En båt har en mast som når 290 cm over vannflaten.

b) Vil båten kunne passere under broen ved normal vannstand?

Broen hviler på to bropilarer i punktene D og F. Ved normal vannstand er høydene CD og EF fra vannflaten opp til broen lik 2,5 m.

c) Bestem avstanden fra C til E.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal tegne og tolke en parabelmodell for broens høyde.

3,0 m2,5 m2,5 mAB
Broen har toppunkt ved \(x=50\), og pilarene treffer høyden 2,5 m ved \(x=25\) og \(x=75\).

Steg 1 — Graf i GeoGebra

Skriv funksjonen i inntastingsfeltet:

GeoGebra · CAS
1
G(x):=-0.0008x^2+0.08x+1
\(G(x)=-0{,}0008x^2+0{,}08x+1\)
2
Toppunkt(G)
\((50,3)\)
3
Løs(G(x)=2.9)
\(x\approx42{,}09\lor x\approx57{,}91\)
4
Løs(G(x)=2.5)
\(x=25\lor x=75\)

Steg 2 — Båtens mast

290 cm er \(2{,}90\) m. Broens største høyde er \(3{,}0\) m ved \(x=50\). Dermed kan båten passere dersom den passerer nær midten.

Steg 3 — Finn pilarpunktene

Pilarene er der høyden er \(2{,}5\) m:

\[-0{,}0008x^2+0{,}08x+1=2{,}5\]

Løsningen er \(x=25\) og \(x=75\). Avstanden fra C til E er derfor

\[75-25=50\]

Vanlig feil: Å sammenligne 290 direkte med meterverdiene uten å gjøre om cm til meter.

Python

import sympy as sp
x = sp.symbols("x")
G = -0.0008*x**2 + 0.08*x + 1
print("Funksjon:", G)
topp_x = -0.08 / (2 * -0.0008)
topp_y = G.subs(x, topp_x)
print("Toppunkt x-verdi:", topp_x)
print("Toppunkt høyde:", topp_y)
losning_mast = sp.solve(sp.Eq(G, 2.9), x)
losning_pilar = sp.solve(sp.Eq(G, 2.5), x)
print("Løsninger for G(x)=2.9:", losning_mast)
print("Løsninger for G(x)=2.5:", losning_pilar)
print("Avstand C til E:", float(losning_pilar[1] - losning_pilar[0]), "m")
Output når koden kjøres:
Funksjon: -0.0008*x**2 + 0.08*x + 1
Toppunkt x-verdi: 50.0
Toppunkt høyde: 3.00000000000000
Løsninger for G(x)=2.9: [38.8196601125011, 61.1803398874989]
Løsninger for G(x)=2.5: [25.0000000000000, 75.0000000000000]
Avstand C til E: 50.0 m
Fasit: a) Grafen er en nedovervendt parabel. b) Ja, ved midten er høyden 3,0 m. c) Avstanden fra C til E er 50 m.
Del 2 · Oppgave 3Gjennomsnitt og standardavvik

Oppgave 3

Oppgave:

Maskin A og maskin B fyller vann på flasker. I hver flaske skal det være 500 mL vann.

Anders måler hvor mye vann det er i 20 av flaskene fra maskin A:

510 mL, 490 mL, 495 mL, 480 mL, 520 mL, 500 mL, 504 mL, 508 mL, 501 mL, 516 mL, 498 mL, 485 mL, 499 mL, 502 mL, 515 mL, 505 mL, 497 mL, 500 mL, 493 mL, 516 mL.

a) Bestem gjennomsnittet og standardavviket for antall mL vann i disse 20 flaskene.

Anders måler også hvor mye vann det er i 20 flasker fra maskin B. Han regner ut at gjennomsnittet er det samme som for maskin A men at standardavviket er 2,5 mL.

b) Hva kan vi si om de 20 flaskene fra maskin B sammenliknet med de 20 flaskene fra maskin A ut fra disse beregningene?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal beregne sentralmål og spredningsmål, og tolke standardavviket.

Steg 1 — Gjennomsnitt

Vi legger sammen de 20 målingene og deler på 20. Dette gir

\[\bar{x}=501{,}7 ext{ mL}\]

Steg 2 — Standardavvik

Med populasjonsstandardavvik for de 20 målte flaskene får vi omtrent

\[\sigma\approx10{,}3 ext{ mL}\]

Steg 3 — Sammenlikn med maskin B

Maskin B har samme gjennomsnitt, men standardavvik \(2{,}5\) mL. Det betyr at flaskene fra B ligger mye tettere rundt gjennomsnittet.

Tolkning

Maskin B er mer presis i denne målingen. Maskin A har større variasjon i hvor mye vann flaskene inneholder.

Vanlig feil: Å si at maskin B fyller mer vann. Gjennomsnittet er likt; forskjellen ligger i spredningen.

Python

import statistics as st
maskin_a = [510, 490, 495, 480, 520,
            500, 504, 508, 501, 516,
            498, 485, 499, 502, 515,
            505, 497, 500, 493, 516]
gjennomsnitt = sum(maskin_a) / len(maskin_a)
standardavvik_populasjon = st.pstdev(maskin_a)
standardavvik_utvalg = st.stdev(maskin_a)
print("Antall flasker:", len(maskin_a))
print("Målinger maskin A:", maskin_a)
print("Gjennomsnitt maskin A:", gjennomsnitt)
print("Standardavvik, populasjon:", standardavvik_populasjon)
print("Standardavvik, utvalg:", standardavvik_utvalg)
print("Standardavvik maskin B:", 2.5)
print("Tolkning: Maskin B har mye mindre spredning.")
Output når koden kjøres:
Antall flasker: 20
Målinger maskin A: [510, 490, 495, 480, 520, 500, 504, 508, 501, 516, 498, 485, 499, 502, 515, 505, 497, 500, 493, 516]
Gjennomsnitt maskin A: 501.7
Standardavvik, populasjon: 10.252316811335865
Standardavvik, utvalg: 10.518655107149293
Standardavvik maskin B: 2.5
Tolkning: Maskin B har mye mindre spredning.
Fasit: a) Gjennomsnitt \(501{,}7 ext{ mL}\), standardavvik ca. \(10{,}3 ext{ mL}\). b) Maskin B har samme gjennomsnitt, men mer jevne flasker.
Del 2 · Oppgave 4Lineær og eksponentiell nedgang

Oppgave 4

Oppgave:

I dag er det 280 kaniner innenfor et avgrenset område. Anta at en sykdom brer seg blant kaninene, og at det om 20 måneder bare vil være 40 kaniner igjen i området.

a) Sett opp en modell som viser hvor mange kaniner det vil være i området om \(x\) måneder dersom antallet avtar lineært.

b) Sett opp en modell som viser hvor mange kaniner det vil være i området om \(x\) måneder dersom antallet avtar eksponentielt.

Anta at det om ett år vil være 96 kaniner igjen i området.

c) Vurder om det da er mest rimelig å anta at nedgangen vil være lineær eller eksponentiell.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lage to ulike modeller mellom samme start- og sluttpunkt, og vurdere dem mot et nytt datapunkt.

Steg 1 — Lineær modell

Antallet går fra 280 til 40 på 20 måneder. Endringen er \(-240\), altså

\[\dfrac{-240}{20}=-12\]

Den lineære modellen er

\[L(x)=280-12x\]

Steg 2 — Eksponentiell modell

La modellen være \(E(x)=280\cdot a^x\). Siden \(E(20)=40\), får vi

\[280a^{20}=40\]

\[a^{20}=\dfrac{1}{7}\]

\[a=\left(\dfrac{1}{7}\right)^{1/20}\approx0{,}9073\]

Altså

\[E(x)=280\cdot0{,}9073^x\]

Steg 3 — Sammenlikn etter ett år

Ett år er 12 måneder. Lineær modell gir

\[L(12)=280-12\cdot12=136\]

Eksponentiell modell gir

\[E(12)\approx87\]

Den observerte verdien 96 ligger nærmest den eksponentielle modellen.

Vanlig feil: Å bruke 20 år i stedet for 20 måneder når vekstfaktoren skal finnes.
GeoGebra · CAS
1
L(x):=280-12x
\(L(x)=280-12x\)
2
a:=(40/280)^(1/20)
\(a\approx0{,}9073\)
3
E(x):=280*a^x
\(E(x)=280\cdot0{,}9073^x\)
4
L(12), E(12)
\(136,\ 87{,}1\)

Python

import math
start = 280
slutt = 40
maaneder = 20
lineaer_endring_per_maaned = (slutt - start) / maaneder
vekstfaktor = (slutt / start) ** (1 / maaneder)
print("Lineær endring per måned:", lineaer_endring_per_maaned)
print("Lineær modell: L(x) = 280 - 12*x")
print("Eksponentiell vekstfaktor:", vekstfaktor)
print("Eksponentiell modell: E(x) = 280 *", vekstfaktor, "** x")
L_12 = start + lineaer_endring_per_maaned * 12
E_12 = start * vekstfaktor**12
print("L(12):", L_12)
print("E(12):", E_12)
print("Observasjon etter 12 måneder:", 96)
print("Avvik lineær modell:", abs(96 - L_12))
print("Avvik eksponentiell modell:", abs(96 - E_12))
Output når koden kjøres:
Lineær endring per måned: -12.0
Lineær modell: L(x) = 280 - 12*x
Eksponentiell vekstfaktor: 0.9072878561917624
Eksponentiell modell: E(x) = 280 * 0.9072878561917624 ** x
L(12): 136.0
E(12): 87.11625697931119
Observasjon etter 12 måneder: 96
Avvik lineær modell: 40.0
Avvik eksponentiell modell: 8.883743020688811
Fasit: a) \(L(x)=280-12x\). b) \(E(x)=280\cdot0{,}9073^x\). c) Eksponentiell nedgang virker mest rimelig.
Del 2 · Oppgave 5Klassedelt statistikk

Oppgave 5

Oppgave:

I en klasse på Vg2 idrettsfag er det 30 elever. Tabellen nedenfor viser hvor mye elevene trener utenom skoletiden i løpet av en uke.

Antall minutterAntall eleverKumulativ frekvensRelativ frekvensKumulativ relativ frekvens
\([0,60 angle\)3
\([60,180 angle\)6
\([180,300 angle\)12
\([300,420 angle\)6
\([420,540 angle\)3

a) Tegn av tabellen i besvarelsen din, og fyll inn verdier for kumulativ frekvens, relativ frekvens og kumulativ relativ frekvens.

b) Lag et histogram som viser hvor mye elevene trener utenom skoletiden.

c) Bestem gjennomsnittet for det klassedelte datamaterialet.

d) Bestem medianen for det klassedelte datamaterialet.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal fullføre en klassedelt frekvenstabell, lage histogram og beregne gjennomsnitt og median.

Steg 1 — Fullfør tabellen

IntervallFrekvensKumulativRelativKumulativ relativ
\([0,60 angle\)330,100,10
\([60,180 angle\)690,200,30
\([180,300 angle\)12210,400,70
\([300,420 angle\)6270,200,90
\([420,540 angle\)3300,101,00

Steg 2 — Histogram

Første intervall er 60 minutter bredt, mens de andre er 120 minutter brede. Derfor må høyden i histogrammet være frekvenstetthet.

060180300420540
Klassebredden er ulik for første intervall og de andre. Derfor bruker vi frekvenstetthet i histogrammet.

Steg 3 — Gjennomsnitt

Vi bruker klassemidtpunkt: 30, 120, 240, 360 og 480.

\[\bar{x}=\dfrac{3\cdot30+6\cdot120+12\cdot240+6\cdot360+3\cdot480}{30}=243\]

Steg 4 — Median

Medianen ligger mellom observasjon 15 og 16. Kumulativ frekvens passerer dette i intervallet \([180,300 angle\). Med jevn fordeling i intervallet:

\[180+\dfrac{15-9}{12}\cdot120=240\]

Medianen er omtrent 240 minutter.

Vanlig feil: Å bruke søylehøyde lik frekvens når klassebreddene er ulike.

Python

intervaller = [(0, 60), (60, 180), (180, 300), (300, 420), (420, 540)]
frekvenser = [3, 6, 12, 6, 3]
total = sum(frekvenser)
kumulativ = 0
print("Intervall, frekvens, kumulativ, relativ, kumulativ relativ, frekvenstetthet")
for (start, slutt), f in zip(intervaller, frekvenser):
    kumulativ += f
    relativ = f / total
    kum_rel = kumulativ / total
    tetthet = f / (slutt - start)
    print((start, slutt), f, kumulativ, round(relativ, 2), round(kum_rel, 2), tetthet)
midtpunkt = [(a+b)/2 for a,b in intervaller]
gjennomsnitt = sum(m*f for m,f in zip(midtpunkt, frekvenser)) / total
median = 180 + ((15 - 9) / 12) * 120
print("Klassemidtpunkt:", midtpunkt)
print("Gjennomsnitt:", gjennomsnitt)
print("Median, omtrent:", median)
Output når koden kjøres:
Intervall, frekvens, kumulativ, relativ, kumulativ relativ, frekvenstetthet
(0, 60) 3 3 0.1 0.1 0.05
(60, 180) 6 9 0.2 0.3 0.05
(180, 300) 12 21 0.4 0.7 0.1
(300, 420) 6 27 0.2 0.9 0.05
(420, 540) 3 30 0.1 1.0 0.025
Klassemidtpunkt: [30.0, 120.0, 240.0, 360.0, 480.0]
Gjennomsnitt: 243.0
Median, omtrent: 240.0
Fasit: a) Tabellen som vist. b) Histogram med frekvenstetthet. c) Gjennomsnitt ca. 243 minutter. d) Median ca. 240 minutter.
Del 2 · Oppgave 6Lån og regneark

Oppgave 6

Oppgave:

Karen lånte 90 000 kroner den 1. november 2017. Hun har fått følgende betingelser for nedbetaling av lånet:

- en rente på 0,4 % per måned
- månedlige terminer
- et fast avdrag på 2500 kroner per termin
- termingebyr 50 kroner

a) Vis at første terminbeløp blir 2 910 kroner.

b) Lag et regneark som Karen kan bruke for å holde oversikt over lånet til det er nedbetalt.

c) Hvor mye må Karen totalt betale for dette lånet?

Like etter at Karen inngikk låneavtalen ovenfor, så hun en reklame der hun kunne ha fått følgende betingelser for nedbetaling av et lån på 90 000 kroner:

- en rente på 0,5 % per måned
- månedlige terminer
- et fast avdrag på 2500 kroner per termin
- ingen gebyrer

d) Hvor mye måtte Karen totalt ha betalt for dette lånet?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal regne terminbeløp med fast avdrag, rente av restlån og eventuelt gebyr.

Steg 1 — Første terminbeløp

Renten første måned er

\[0{,}004\cdot90000=360\]

Terminbeløpet blir

\[2500+360+50=2910\]

Steg 2 — Regnearkoppsett

Et mulig regneark kan ha kolonnene termin, restlån før betaling, rente, avdrag, gebyr, terminbeløp og restlån etter betaling.

Eksempel på formler i rad 2: C2=B2*0,004, D2=MIN(2500;B2), E2=50, F2=C2+D2+E2, G2=B2-D2. Neste rad kan bruke B3=G2.

Steg 3 — Totalt for første lån

Siden avdraget er 2500 kroner, blir lånet nedbetalt på

\[\dfrac{90000}{2500}=36\]

terminer. Summerer vi alle terminbeløpene, får vi 98 460 kroner.

Steg 4 — Reklamelånet

Her er renten 0,5 % per måned og ingen gebyrer. Med samme avdrag blir totalbeløpet 98 325 kroner.

Tolkning

Selv om reklamelånet har høyere månedsrente, mangler det gebyr. I dette tilfellet blir reklamelånet litt billigere totalt.

Vanlig feil: Å beregne rente av 90 000 kroner hver måned. Rente skal beregnes av restlånet før hver termin.

Python

def nedbetalingsplan(lan, manedsrente, fast_avdrag, gebyr):
    restlan = lan
    termin = 0
    total_betalt = 0
    print("Termin | Restlån før | Rente | Avdrag | Gebyr | Terminbeløp | Restlån etter")
    while restlan > 0:
        termin += 1
        rente = restlan * manedsrente
        avdrag = min(fast_avdrag, restlan)
        terminbelop = rente + avdrag + gebyr
        nytt_restlan = restlan - avdrag
        total_betalt += terminbelop
        if termin <= 5 or nytt_restlan == 0:
            print(termin, "|", round(restlan, 2), "|", round(rente, 2), "|", round(avdrag, 2), "|", gebyr, "|", round(terminbelop, 2), "|", round(nytt_restlan, 2))
        restlan = nytt_restlan
    print("Antall terminer:", termin)
    print("Totalt betalt:", round(total_betalt, 2))
    return total_betalt
print("Lån 1:")
total_1 = nedbetalingsplan(90000, 0.004, 2500, 50)
print()
print("Lån 2:")
total_2 = nedbetalingsplan(90000, 0.005, 2500, 0)
print()
print("Forskjell:", round(total_1 - total_2, 2))
Output når koden kjøres:
Lån 1:
Termin | Restlån før | Rente | Avdrag | Gebyr | Terminbeløp | Restlån etter
1 | 90000 | 360.0 | 2500 | 50 | 2910.0 | 87500
2 | 87500 | 350.0 | 2500 | 50 | 2900.0 | 85000
3 | 85000 | 340.0 | 2500 | 50 | 2890.0 | 82500
4 | 82500 | 330.0 | 2500 | 50 | 2880.0 | 80000
5 | 80000 | 320.0 | 2500 | 50 | 2870.0 | 77500
36 | 2500 | 10.0 | 2500 | 50 | 2560.0 | 0
Antall terminer: 36
Totalt betalt: 98460.0

Lån 2:
Termin | Restlån før | Rente | Avdrag | Gebyr | Terminbeløp | Restlån etter
1 | 90000 | 450.0 | 2500 | 0 | 2950.0 | 87500
2 | 87500 | 437.5 | 2500 | 0 | 2937.5 | 85000
3 | 85000 | 425.0 | 2500 | 0 | 2925.0 | 82500
4 | 82500 | 412.5 | 2500 | 0 | 2912.5 | 80000
5 | 80000 | 400.0 | 2500 | 0 | 2900.0 | 77500
36 | 2500 | 12.5 | 2500 | 0 | 2512.5 | 0
Antall terminer: 36
Totalt betalt: 98325.0

Forskjell: 135.0
Fasit: a) Første terminbeløp er 2910 kroner. c) Totalt 98 460 kroner. d) Totalt 98 325 kroner.