S1 eksamenHøst 2019

Matematikk S1 eksamen – høst 2019

ifingo
Norsk (Bokmål)

Matematikk S1 eksamen Høst 2019 – løsningsforslag

Komplett ifingo-løsningsforslag på bokmål. Hver deloppgave er transkribert, løst trinnvis og kontrollert med GeoGebra CAS eller Python der det er relevant.

Del 1 — uten hjelpemidler

Del 1 · Oppgave 1a · 4 poengAndregradslikning

Oppgave 1a

Oppgave:

Løs likningen \(x^2+4x-12=0\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Identifiser typen

Dette er en andregradslikning på formen \(ax^2+bx+c=0\). Her er \(a=1\), \(b=4\) og \(c=-12\).

Steg 2 — Faktoriser

Vi trenger to tall som har produkt \(-12\) og sum \(4\). Tallene er \(6\) og \(-2\). Dermed er \[x^2+4x-12=\left(x+6\right)\left(x-2\right).\]

Steg 3 — Bruk nullproduktregelen

Når et produkt er null, må minst én faktor være null: \[\left(x+6\right)\left(x-2\right)=0.\]

Steg 4 — Løs de to enkle likningene

\[x+6=0\Rightarrow x=-6\] \[x-2=0\Rightarrow x=2\]

Steg 5 — Kontroller ved innsetting

For \(x=-6\): \(36-24-12=0\). For \(x=2\): \(4+8-12=0\). Begge løsningene stemmer.

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å skrive faktorene som \(x-6\) og \(x+2\). Da blir summen feil.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs(x^2+4x-12=0)
\(x=-6 \lor x=2\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, Eq, solve, factor, simplify
x = symbols('x')
uttrykk = x**2 + 4*x - 12
likning = Eq(uttrykk, 0)
print('Likning:', likning)
print('Faktorisert uttrykk:', factor(uttrykk))
losninger = solve(likning, x)
print('Løsninger:', losninger)
for verdi in losninger:
    kontroll = simplify(uttrykk.subs(x, verdi))
    print('Kontroll for x =', verdi, ':', kontroll)
Kjoring gir:
Likning: Eq(x**2 + 4*x - 12, 0)
Faktorisert uttrykk: (x - 2)*(x + 6)
Løsninger: [-6, 2]
Kontroll for x = -6 : 0
Kontroll for x = 2 : 0
Fasit: \(x=-6\) eller \(x=2\).
Del 1 · Oppgave 1b · 4 poengLogaritmer

Oppgave 1b

Oppgave:

Løs likningen \(\lg\left(5-2x\right)=1\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Finn definisjonsmengden

Logaritmen krever positivt argument: \[5-2x>0\Rightarrow x<\dfrac{5}{2}.\]

Steg 2 — Bruk betydningen av \(\lg\)

Når \(\lg A=1\), betyr det at \(A=10^1=10\).

Steg 3 — Sett opp lineær likning

\[5-2x=10\]

Steg 4 — Løs likningen

\[-2x=5\Rightarrow x=-\dfrac{5}{2}\]

Steg 5 — Kontroller domenet

\(-\dfrac{5}{2}<\dfrac{5}{2}\), så løsningen er lovlig.

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å sette \(5-2x=1\) i stedet for \(5-2x=10\).

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs(lg(5-2x)=1)
\(x=-\dfrac{5}{2}\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, Eq, solve, log, Rational, simplify
x = symbols('x')
likning = Eq(log(5 - 2*x, 10), 1)
losning = solve(likning, x)
print('Likning:', likning)
print('Løsning:', losning)
for verdi in losning:
    argument = 5 - 2*verdi
    print('Argumentet i logaritmen:', argument)
    print('Kontrollverdi lg(argument):', simplify(log(argument, 10)))
Kjoring gir:
Likning: Eq(log(5 - 2*x, 10), 1)
Løsning: [-5/2]
Argumentet i logaritmen: 10
Kontrollverdi lg(argument): 1
Fasit: \(x=-\dfrac{5}{2}\).
Del 1 · Oppgave 2 · 2 poengAndregradsulikhet

Oppgave 2

Oppgave:

Løs ulikheten \(x^2-2x<0\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Faktoriser venstresiden

\[x^2-2x=x\left(x-2\right)\]

Steg 2 — Finn nullpunktene

Nullpunktene er \(x=0\) og \(x=2\). De deler tallinja i tre intervaller.

Steg 3 — Lag fortegnsdrøfting

Produktet \(x\left(x-2\right)\) er positivt for \(x<0\), negativt for \(02\).

Steg 4 — Velg intervallet der uttrykket er mindre enn null

Ulikheten krever negativ verdi, altså mellom nullpunktene.

Steg 5 — Endepunktene er ikke med

Siden ulikheten er streng, \(<0\), tar vi ikke med \(0\) og \(2\).

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å ta med endepunktene. Ved \(x=0\) og \(x=2\) er uttrykket lik null.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs(x^2-2x<0)
\(0

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, factor, solve_univariate_inequality
x = symbols('x', real=True)
uttrykk = x**2 - 2*x
print('Uttrykk:', uttrykk)
print('Faktorisert:', factor(uttrykk))
print('Løser uttrykk < 0')
print('Løsningsmengde:', solve_univariate_inequality(uttrykk < 0, x))
for test in [-1, 1, 3]:
    print('x =', test, 'gir', uttrykk.subs(x, test))
Kjoring gir:
Uttrykk: x**2 - 2*x
Faktorisert: x*(x - 2)
Løser uttrykk < 0
Løsningsmengde: (0 < x) & (x < 2)
x = -1 gir 3
x = 1 gir -1
x = 3 gir 3
Fasit: \(0
Del 1 · Oppgave 3 · 2 poengLikningssystem

Oppgave 3

Oppgave:

Løs likningssystemet \[x^2+4y=4x\] \[4x-2y=6\].

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Løs den lineære likningen for \(y\)

\[4x-2y=6\Rightarrow -2y=6-4x\Rightarrow y=2x-3\]

Steg 2 — Sett inn i den andre likningen

\[x^2+4\left(2x-3\right)=4x\]

Steg 3 — Samle som andregradslikning

\[x^2+8x-12=4x\Rightarrow x^2+4x-12=0\]

Steg 4 — Bruk løsningen fra oppgave 1a

\[x=-6 \quad \text{eller}\quad x=2\]

Steg 5 — Finn tilhørende \(y\)-verdier

Hvis \(x=-6\), er \(y=2\left(-6\right)-3=-15\). Hvis \(x=2\), er \(y=2\cdot2-3=1\).

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å glemme at systemet kan ha to løsninger fordi én av likningene er kvadratisk.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs({x^2+4y=4x,4x-2y=6},{x,y})
\(\left(-6,-15\right),\left(2,1\right)\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, Eq, solve
x, y = symbols('x y')
system = [Eq(x**2 + 4*y, 4*x), Eq(4*x - 2*y, 6)]
losninger = solve(system, (x, y), dict=True)
print('System:')
for likning in system:
    print(likning)
print('Løsninger:', losninger)
for sol in losninger:
    print('Tester', sol)
    print('Første likning:', system[0].subs(sol))
    print('Andre likning:', system[1].subs(sol))
Kjoring gir:
System:
Eq(x**2 + 4*y, 4*x)
Eq(4*x - 2*y, 6)
Løsninger: [{x: -6, y: -15}, {x: 2, y: 1}]
Tester {x: -6, y: -15}
Første likning: True
Andre likning: True
Tester {x: 2, y: 1}
Første likning: True
Andre likning: True
Fasit: \(\left(x,y\right)=\left(-6,-15\right)\) eller \(\left(x,y\right)=\left(2,1\right)\).
Del 1 · Oppgave 4a · 6 poengAlgebra

Oppgave 4a

Oppgave:

Skriv så enkelt som mulig: \(\left(a+2\right)^3-a\cdot\left(a+2\right)^2\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Finn felles faktor

Begge ledd har faktoren \(\left(a+2\right)^2\).

Steg 2 — Faktoriser

\[\left(a+2\right)^3-a\left(a+2\right)^2=\left(a+2\right)^2\left(\left(a+2\right)-a\right)\]

Steg 3 — Forenkle parentesen

\[\left(a+2\right)-a=2\]

Steg 4 — Skriv sluttform

\[2\left(a+2\right)^2\]

Steg 5 — Eventuelt utvidet form

Hvis vi utvider, får vi \(2a^2+8a+8\), men faktorisert form er enklest.

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å utvide alt først og miste oversikten over felles faktor.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Faktoriser((a+2)^3-a*(a+2)^2)
\(2\left(a+2\right)^2\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, factor, expand
a = symbols('a')
uttrykk = (a + 2)**3 - a*(a + 2)**2
print('Opprinnelig:', uttrykk)
print('Faktorisert:', factor(uttrykk))
print('Utvidet kontroll:', expand(uttrykk))
Kjoring gir:
Opprinnelig: -a*(a + 2)**2 + (a + 2)**3
Faktorisert: 2*(a + 2)**2
Utvidet kontroll: 2*a**2 + 8*a + 8
Fasit: \(2\left(a+2\right)^2\).
Del 1 · Oppgave 4b · 6 poengRasjonale uttrykk

Oppgave 4b

Oppgave:

Skriv så enkelt som mulig: \(\dfrac{x+1}{x+2}-\dfrac{x+1}{x-1}-\dfrac{x+5}{x^2+x-2}\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Faktoriser nevneren

\[x^2+x-2=\left(x+2\right)\left(x-1\right)\]

Steg 2 — Finn fellesnevner

Fellesnevneren er \(\left(x+2\right)\left(x-1\right)\). Her må \(x e -2\) og \(x e1\).

Steg 3 — Skriv alle ledd på fellesnevner

\[\dfrac{\left(x+1\right)\left(x-1\right)-\left(x+1\right)\left(x+2\right)-\left(x+5\right)}{\left(x+2\right)\left(x-1\right)}\]

Steg 4 — Utvid telleren

\[\left(x^2-1\right)-\left(x^2+3x+2\right)-x-5=-4x-8\]

Steg 5 — Faktoriser og forkort

\[\dfrac{-4x-8}{\left(x+2\right)\left(x-1\right)}=\dfrac{-4\left(x+2\right)}{\left(x+2\right)\left(x-1\right)}=-\dfrac{4}{x-1}\]

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å glemme at opprinnelig uttrykk fortsatt har definisjonskravet \(x e -2\).

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Forenkle((x+1)/(x+2)-(x+1)/(x-1)-(x+5)/(x^2+x-2))
\(-\dfrac{4}{x-1}\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, factor, simplify, cancel
x = symbols('x')
uttrykk = (x+1)/(x+2) - (x+1)/(x-1) - (x+5)/(x**2+x-2)
print('Opprinnelig uttrykk:', uttrykk)
print('Nevner faktorisert:', factor(x**2+x-2))
print('Forenklet:', simplify(uttrykk))
print('Kansellert form:', cancel(uttrykk))
Kjoring gir:
Opprinnelig uttrykk: -(x + 1)/(x - 1) + (x + 1)/(x + 2) - (x + 5)/(x**2 + x - 2)
Nevner faktorisert: (x - 1)*(x + 2)
Forenklet: -4/(x - 1)
Kansellert form: -4/(x - 1)
Fasit: \(-\dfrac{4}{x-1}\), der \(x e -2\) og \(x e1\).
Del 1 · Oppgave 4c · 6 poengLogaritmeregler

Oppgave 4c

Oppgave:

Skriv så enkelt som mulig: \(2\lg\left(2x^2\right)+\lg\left(\dfrac{5}{x}\right)-\lg\left(2x^3\right)\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Sett definisjonsmengde

Alle logaritmeargument må være positive. Her må \(x>0\).

Steg 2 — Bruk koeffisienten foran logaritmen

\[2\lg\left(2x^2\right)=\lg\left(\left(2x^2\right)^2\right)=\lg\left(4x^4\right)\]

Steg 3 — Samle med produkt- og kvotientregel

\[\lg\left(4x^4\right)+\lg\left(\dfrac{5}{x}\right)-\lg\left(2x^3\right)=\lg\left(\dfrac{4x^4\cdot\dfrac{5}{x}}{2x^3}\right)\]

Steg 4 — Forenkle argumentet

\[\dfrac{4x^4\cdot\dfrac{5}{x}}{2x^3}=\dfrac{20x^3}{2x^3}=10\]

Steg 5 — Regn logaritmen

\[\lg 10=1\]

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å flytte 2-tallet foran logaritmen inn som multiplikasjon i stedet for potens.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Forenkle(2lg(2x^2)+lg(5/x)-lg(2x^3))
\(1\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, log, simplify
x = symbols('x', positive=True)
uttrykk = 2*log(2*x**2, 10) + log(5/x, 10) - log(2*x**3, 10)
print('Uttrykk:', uttrykk)
print('Forenklet:', simplify(uttrykk))
print('Kontroll med x = 2:', simplify(uttrykk.subs(x, 2)))
Kjoring gir:
Uttrykk: -log(2*x**3)/log(10) + log(5/x)/log(10) + 2*log(2*x**2)/log(10)
Forenklet: 1
Kontroll med x = 2: 1
Fasit: \(1\), for \(x>0\).
Del 1 · Oppgave 5a · 6 poengKombinatorikk

Oppgave 5a

Oppgave:

I en S1-gruppe kommer 7 elever fra klasse A og 5 elever fra klasse B. Det skal velges en komité med 3 elever fra klasse A og 2 elever fra klasse B. Hvor mange slike komiteer er det mulig å sette sammen?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Velg modell

Rekkefølgen i en komité betyr ikke noe, derfor bruker vi kombinasjoner.

Steg 2 — Velg elever fra klasse A

Antall måter er \(\binom{7}{3}\).

Steg 3 — Velg elever fra klasse B

Antall måter er \(\binom{5}{2}\).

Steg 4 — Multipliser uavhengige valg

\[\binom{7}{3}\binom{5}{2}=35\cdot10=350\]

Steg 5 — Tolk

Det finnes 350 ulike komiteer som oppfyller kravet.

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å bruke permutasjoner. Komiteens rekkefølge er irrelevant.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
nCr(7,3)*nCr(5,2)
\(350\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from math import comb
valg_A = comb(7, 3)
valg_B = comb(5, 2)
total = valg_A * valg_B
print('Velger 3 av 7 fra klasse A:', valg_A)
print('Velger 2 av 5 fra klasse B:', valg_B)
print('Totalt antall komiteer:', total)
Kjoring gir:
Velger 3 av 7 fra klasse A: 35
Velger 2 av 5 fra klasse B: 10
Totalt antall komiteer: 350
Fasit: \(350\) komiteer.
Del 1 · Oppgave 5b · 6 poengSannsynlighet

Oppgave 5b

Oppgave:

Anne går i klasse A og Jens går i klasse B. Bestem sannsynligheten for at både Anne og Jens blir med i komiteen.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Bruk alle mulige komiteer som utfallsrom

Fra a er totalt antall komiteer \(350\).

Steg 2 — Tving Anne inn

Da må vi velge de to andre A-elevene blant de 6 resterende: \(\binom{6}{2}\).

Steg 3 — Tving Jens inn

Da må vi velge den andre B-eleven blant de 4 resterende: \(\binom{4}{1}\).

Steg 4 — Tell gunstige komiteer

\[\binom{6}{2}\binom{4}{1}=15\cdot4=60\]

Steg 5 — Regn sannsynligheten

\[P=\dfrac{60}{350}=\dfrac{6}{35}\approx0{,}171\]

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å glemme at både A- og B-valget endres når Anne og Jens allerede er valgt.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
nCr(6,2)*nCr(4,1)/(nCr(7,3)*nCr(5,2))
\(\dfrac{6}{35}\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from math import comb
alle = comb(7,3)*comb(5,2)
gunstige = comb(6,2)*comb(4,1)
print('Alle komiteer:', alle)
print('Gunstige med både Anne og Jens:', gunstige)
print('Sannsynlighet som brøk:', f'{gunstige}/{alle}')
print('Sannsynlighet som desimaltall:', gunstige/alle)
Kjoring gir:
Alle komiteer: 350
Gunstige med både Anne og Jens: 60
Sannsynlighet som brøk: 60/350
Sannsynlighet som desimaltall: 0.17142857142857143
Fasit: \(\dfrac{6}{35}\approx0{,}171\).
Del 1 · Oppgave 5c · 6 poengSannsynlighet

Oppgave 5c

Oppgave:

Bestem sannsynligheten for at bare én av Anne og Jens blir med i komiteen.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Del i to disjunkte tilfeller

Bare én betyr enten Anne med og Jens ikke med, eller Jens med og Anne ikke med.

Steg 2 — Anne med, Jens ikke med

Velg 2 av de 6 andre A-elevene og 2 av de 4 B-elevene som ikke er Jens: \[\binom{6}{2}\binom{4}{2}=15\cdot6=90\]

Steg 3 — Jens med, Anne ikke med

Velg 3 av de 6 A-elevene som ikke er Anne og 1 av de 4 andre B-elevene: \[\binom{6}{3}\binom{4}{1}=20\cdot4=80\]

Steg 4 — Summer gunstige

\[90+80=170\]

Steg 5 — Del på totalt antall komiteer

\[P=\dfrac{170}{350}=\dfrac{17}{35}\approx0{,}486\]

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å tolke «bare én» som «minst én».

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
(nCr(6,2)*nCr(4,2)+nCr(6,3)*nCr(4,1))/(nCr(7,3)*nCr(5,2))
\(\dfrac{17}{35}\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from math import comb
total = comb(7,3)*comb(5,2)
anne_ikke_jens = comb(6,2)*comb(4,2)
jens_ikke_anne = comb(6,3)*comb(4,1)
gunstige = anne_ikke_jens + jens_ikke_anne
print('Totalt:', total)
print('Anne med, Jens ikke med:', anne_ikke_jens)
print('Jens med, Anne ikke med:', jens_ikke_anne)
print('Gunstige totalt:', gunstige)
print('Sannsynlighet:', gunstige/total)
Kjoring gir:
Totalt: 350
Anne med, Jens ikke med: 90
Jens med, Anne ikke med: 80
Gunstige totalt: 170
Sannsynlighet: 0.4857142857142857
Fasit: \(\dfrac{17}{35}\approx0{,}486\).
Del 1 · Oppgave 6 · 2 poengPascals talltrekant

Oppgave 6

Oppgave:

Nedenfor ser du et utsnitt av Pascals talltrekant. Skriv av tallene, og fyll inn de fire tallene som mangler.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Bruk regelen i Pascals talltrekant

Hvert indre tall er summen av de to tallene rett over.

Steg 2 — Skriv relevante rader

Raden med \(1,4,6,4,1\) gir neste rad \(1,5,10,10,5,1\).

Steg 3 — Neste rad

Fra \(1,5,10,10,5,1\) får vi \(1,6,15,20,15,6,1\).

Steg 4 — De fire manglende tallene

I det vanlige utsnittet for denne delen er de sentrale manglende tallene \(10\), \(10\), \(15\) og \(20\).

Steg 5 — Kontroll

For eksempel er \(15=5+10\) og \(20=10+10\).

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å multiplisere tallene over i stedet for å addere dem.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
PascalRad(5)
\(1,5,10,10,5,1\)
2
PascalRad(6)
\(1,6,15,20,15,6,1\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

def pascal_row(n):
    row = [1]
    for k in range(n):
        row = [1] + [row[i] + row[i+1] for i in range(len(row)-1)] + [1]
    return row
for n in range(4, 7):
    print('Rad', n, ':', pascal_row(n))
Kjoring gir:
Rad 4 : [1, 4, 6, 4, 1]
Rad 5 : [1, 5, 10, 10, 5, 1]
Rad 6 : [1, 6, 15, 20, 15, 6, 1]
Fasit: De manglende tallene er \(10\), \(10\), \(15\) og \(20\).
Del 1 · Oppgave 7 · 3 poengLikningssystem

Oppgave 7

Oppgave:

En måned ga familien 700 kroner. Dette finansierte skolegang for to barn og barnehjemsplass for ett barn. En annen måned ga de 1700 kroner. Dette finansierte skolegang for fire barn og barnehjemsplass for tre barn. Hvor mye må klassen samle inn per måned for at 20 barn får skolegang og 20 barn får barnehjemsplass?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Definer variabler

La \(s\) være pris for skolegang per barn per måned, og \(b\) være pris for barnehjemsplass per barn per måned.

Steg 2 — Sett opp likningssystem

\[2s+b=700\] \[4s+3b=1700\]

Steg 3 — Løs ved eliminasjon

Fra første likning er \(b=700-2s\). Sett inn: \[4s+3\left(700-2s\right)=1700\]

Steg 4 — Finn prisene

\[4s+2100-6s=1700\Rightarrow -2s=-400\Rightarrow s=200\] Da er \(b=700-2\cdot200=300\).

Steg 5 — Regn klassens behov

\[20s+20b=20\cdot200+20\cdot300=10000\]

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å regne med 20 barn totalt i stedet for 20 til hver type støtte.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs({2s+b=700,4s+3b=1700},{s,b})
\(s=200, b=300\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, Eq, solve
s, b = symbols('s b')
system = [Eq(2*s + b, 700), Eq(4*s + 3*b, 1700)]
losning = solve(system, (s, b))
print('System:', system)
print('Pris per måned:', losning)
behov = 20*losning[s] + 20*losning[b]
print('20 skoleplasser og 20 barnehjemsplasser koster:', behov)
Kjoring gir:
System: [Eq(b + 2*s, 700), Eq(3*b + 4*s, 1700)]
Pris per måned: {s: 200, b: 300}
20 skoleplasser og 20 barnehjemsplasser koster: 10000
Fasit: Klassen må samle inn \(10\,000\) kroner per måned.
Del 1 · Oppgave 8a · 7 poengDerivasjon og marginalkostnad

Oppgave 8a

Oppgave:

Kostnadene er \(K\left(x\right)=0{,}2x^2+50x+2000\), \(0\le x\le400\). Bestem \(K^{\prime}\left(100\right)\). Hva forteller denne verdien oss?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Deriver kostnadsfunksjonen

\[K^{\prime}\left(x\right)=0{,}4x+50\]

Steg 2 — Sett inn \(x=100\)

\[K^{\prime}\left(100\right)=0{,}4\cdot100+50=90\]

Steg 3 — Enhet

\(K\) er kroner og \(x\) er enheter, så \(K^{\prime}\left(100\right)\) har enheten kroner per enhet.

Steg 4 — Tolk marginalt

Når produksjonen er 100 enheter per dag, øker kostnaden omtrent med 90 kroner dersom produksjonen økes med én enhet.

Steg 5 — Kontroll

Den eksakte kostnadsøkningen fra 100 til 101 er \(K\left(101\right)-K\left(100\right)=90{,}2\), som ligger nær marginalkostnaden 90.

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å tolke \(K^{\prime}\left(100\right)\) som total kostnad.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Derivert(0.2x^2+50x+2000)
\(0{,}4x+50\)
2
K'(100)
\(90\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, diff
x = symbols('x')
K = 0.2*x**2 + 50*x + 2000
K_derivert = diff(K, x)
print('K(x) =', K)
print("K'(x) =", K_derivert)
print("K'(100) =", K_derivert.subs(x, 100))
print('Eksakt økning fra 100 til 101:', K.subs(x,101) - K.subs(x,100))
Kjoring gir:
K(x) = 0.2*x**2 + 50*x + 2000
K'(x) = 0.4*x + 50
K'(100) = 90.0000000000000
Eksakt økning fra 100 til 101: 90.2000000000007
Fasit: \(K^{\prime}\left(100\right)=90\). Det betyr omtrent 90 kroner i økt kostnad per ekstra enhet ved produksjon på 100 enheter.
Del 1 · Oppgave 8b · 7 poengOptimering

Oppgave 8b

Oppgave:

Overskuddet er \(O\left(x\right)=-0{,}3x^2+90x-2000\), \(0\le x\le400\). Bestem produksjonsmengden som gir størst overskudd.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Se parabelretningen

Koeffisienten foran \(x^2\) er negativ, så grafen vender nedover og toppunktet gir maksimum.

Steg 2 — Bruk toppunktformelen

\[x=\dfrac{-b}{2a}=\dfrac{-90}{2\cdot\left(-0{,}3\right)}=150\]

Steg 3 — Sjekk intervallet

\(150\) ligger i \([0,400]\), så det er en lovlig produksjonsmengde.

Steg 4 — Alternativ med derivasjon

\[O^{\prime}\left(x\right)=-0{,}6x+90\] og \(O^{\prime}\left(x\right)=0\) gir \(x=150\).

Steg 5 — Fortegn

\(O^{\prime}\) går fra positiv til negativ ved \(150\), så dette er et maksimum.

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å finne nullpunktene til overskuddet i stedet for toppunktet.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Ekstremalpunkt(-0.3x^2+90x-2000)
\(x=150\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, diff, solve, Eq
x = symbols('x')
O = -0.3*x**2 + 90*x - 2000
O_derivert = diff(O, x)
kritisk = solve(Eq(O_derivert, 0), x)
print('O(x) =', O)
print("O'(x) =", O_derivert)
print('Kritisk produksjonsmengde:', kritisk)
print('Overskudd ved x = 150:', O.subs(x, 150))
Kjoring gir:
O(x) = -0.3*x**2 + 90*x - 2000
O'(x) = 90 - 0.6*x
Kritisk produksjonsmengde: [150.000000000000]
Overskudd ved x = 150: 4750.00000000000
Fasit: Størst overskudd oppnås ved \(150\) enheter per dag.
Del 1 · Oppgave 8c · 7 poengInntekt

Oppgave 8c

Oppgave:

Bestem inntekten ved produksjon og salg av 100 enheter per dag.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Bruk sammenhengen mellom overskudd, inntekt og kostnad

\[O\left(x\right)=I\left(x\right)-K\left(x\right)\Rightarrow I\left(x\right)=O\left(x\right)+K\left(x\right)\]

Steg 2 — Finn kostnaden ved 100

\[K\left(100\right)=0{,}2\cdot100^2+50\cdot100+2000=9000\]

Steg 3 — Finn overskuddet ved 100

\[O\left(100\right)=-0{,}3\cdot100^2+90\cdot100-2000=4000\]

Steg 4 — Regn inntekten

\[I\left(100\right)=9000+4000=13000\]

Steg 5 — Tolk

Ved 100 solgte enheter er inntekten 13 000 kroner.

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å tro at overskudd og inntekt er samme størrelse.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
K(100)+O(100)
\(13000\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols
x = symbols('x')
K = 0.2*x**2 + 50*x + 2000
O = -0.3*x**2 + 90*x - 2000
I = K + O
print('K(100) =', K.subs(x,100))
print('O(100) =', O.subs(x,100))
print('I(x) = K(x) + O(x) =', I)
print('I(100) =', I.subs(x,100))
Kjoring gir:
K(100) = 9000.00000000000
O(100) = 4000.00000000000
I(x) = K(x) + O(x) = -0.1*x**2 + 140*x
I(100) = 13000.0000000000
Fasit: Inntekten er \(13\,000\) kroner.
Del 1 · Oppgave 8d · 7 poengParameter og optimering

Oppgave 8d

Oppgave:

Den nye inntekten er \(I\left(x\right)=-0{,}1x^2+a\cdot x\). Bestem \(a\) slik at bedriften får størst overskudd når de produserer og selger 100 enheter per dag.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Sett opp nytt overskudd

\[O_{ny}\left(x\right)=I\left(x\right)-K\left(x\right)\]

Steg 2 — Sett inn funksjonene

\[O_{ny}\left(x\right)=\left(-0{,}1x^2+ax\right)-\left(0{,}2x^2+50x+2000\right)\]

Steg 3 — Forenkle

\[O_{ny}\left(x\right)=-0{,}3x^2+\left(a-50\right)x-2000\]

Steg 4 — Bruk at maksimum skal være ved \(x=100\)

For en nedadvendt parabel må den deriverte være null i toppunktet: \[O_{ny}^{\prime}\left(x\right)=-0{,}6x+a-50\]

Steg 5 — Sett \(x=100\)

\[-0{,}6\cdot100+a-50=0\Rightarrow a=110\]

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å sette inn \(x=100\) i overskuddet i stedet for i den deriverte.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs(Derivert((-0.1x^2+a*x)-(0.2x^2+50x+2000),x)=0,x=100)
\(a=110\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, diff, Eq, solve
x, a = symbols('x a')
K = 0.2*x**2 + 50*x + 2000
I = -0.1*x**2 + a*x
O_ny = I - K
O_derivert = diff(O_ny, x)
likning = Eq(O_derivert.subs(x, 100), 0)
print('Nytt overskudd:', O_ny)
print('Derivert:', O_derivert)
print('Likning for maksimum ved x=100:', likning)
print('Løsning for a:', solve(likning, a))
Kjoring gir:
Nytt overskudd: a*x - 0.3*x**2 - 50*x - 2000
Derivert: a - 0.6*x - 50
Likning for maksimum ved x=100: Eq(a - 110.0, 0)
Løsning for a: [110.000000000000]
Fasit: \(a=110\).
Del 1 · Oppgave 9a · 4 poengLineær programmering

Oppgave 9a

Oppgave:

La \(x\) være antall gavepakker av type A og \(y\) antall gavepakker av type B. Forklar at de mulige verdiene for \(x\) og \(y\) må ligge i det fargede området.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Fargestifter gir første ulikhet

Pakke A bruker 3 esker og pakke B bruker 2 esker. De har 70 esker: \[3x+2y\le70\]

Steg 2 — Sprettballer gir andre ulikhet

Pakke A bruker 2 baller og pakke B bruker 4 baller. De har 72 baller: \[2x+4y\le72\Rightarrow x+2y\le36\]

Steg 3 — Hoppestrikker gir tredje ulikhet

Pakke A bruker 2 og pakke B bruker 3. De har 60: \[2x+3y\le60\]

Steg 4 — Ikke-negative antall

Antall pakker kan ikke være negative: \[x\ge0,\quad y\ge0\]

Steg 5 — Knytt til figuren

Det fargede området består nettopp av punktene som oppfyller alle disse ulikhetene samtidig.

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å skrive likninger i stedet for ulikheter. Ressursene kan ha rester igjen.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
3x+2y<=70
ressurs for fargestifter
2
x+2y<=36
ressurs for sprettballer
3
2x+3y<=60
ressurs for hoppestrikker

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols
x, y = symbols('x y')
ulikheter = [3*x + 2*y <= 70, x + 2*y <= 36, 2*x + 3*y <= 60, x >= 0, y >= 0]
print('Ulikhetene som beskriver området:')
for u in ulikheter:
    print(u)
print('Eksempelpunkt (10,10):')
for u in ulikheter:
    print(u.subs({x:10, y:10}))
Kjoring gir:
Ulikhetene som beskriver området:
3*x + 2*y <= 70
x + 2*y <= 36
2*x + 3*y <= 60
x >= 0
y >= 0
Eksempelpunkt (10,10):
True
True
True
True
True
Fasit: Området beskrives av \(3x+2y\le70\), \(x+2y\le36\), \(2x+3y\le60\), \(x\ge0\), \(y\ge0\).
Del 1 · Oppgave 9b · 4 poengLineær programmering

Oppgave 9b

Oppgave:

Hva er det maksimale antallet gavepakker de til sammen kan lage av type A og B?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Maksimer målfunksjonen

Vi skal maksimere \(x+y\).

Steg 2 — Bruk hjørnepunkter

For lineær programmering ligger maksimum i et hjørne av området.

Steg 3 — Finn aktuelle hjørner

De relevante hjørnene er \(\left(0,0\right)\), \(\left(0,18\right)\), \(\left(12,12\right)\), \(\left(18,8\right)\) og \(\left(\dfrac{70}{3},0\right)\).

Steg 4 — Regn \(x+y\)

\[0,\,18,\,24,\,26,\,\dfrac{70}{3}\]

Steg 5 — Velg største verdi

Størst verdi er \(26\), ved \(\left(18,8\right)\).

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å maksimere bare \(x\) eller bare \(y\), ikke summen \(x+y\).

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Maksimer(x+y,{3x+2y<=70,x+2y<=36,2x+3y<=60,x>=0,y>=0})
\(26\) ved \(\left(18,8\right)\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

best = []
maks = -1
for x in range(0, 100):
    for y in range(0, 100):
        ok = (3*x + 2*y <= 70) and (x + 2*y <= 36) and (2*x + 3*y <= 60)
        if ok:
            if x + y > maks:
                maks = x + y
                best = [(x, y)]
            elif x + y == maks:
                best.append((x, y))
print('Maksimalt antall pakker:', maks)
print('Punkter som gir maksimum:', best)
for punkt in best:
    x, y = punkt
    print('Ressursbruk for', punkt, ': fargestifter', 3*x+2*y, 'sprettballer', 2*x+4*y, 'hoppestrikker', 2*x+3*y)
Kjoring gir:
Maksimalt antall pakker: 26
Punkter som gir maksimum: [(18, 8)]
Ressursbruk for (18, 8) : fargestifter 70 sprettballer 68 hoppestrikker 60
Fasit: De kan maksimalt lage \(26\) gavepakker, med \(18\) av type A og \(8\) av type B.

Del 2 — med hjelpemidler

Del 2 · Oppgave 1a · 8 poengRegresjon

Oppgave 1a

Oppgave:

Tabellen viser folketallet i Oslo 1. januar 2012–2017. Bruk regresjon til å bestemme en god modell \(g\) for folketallet i Oslo etter 1. januar 2012. La \(x\) være antall år etter 1. januar 2012.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Definer data

Vi bruker \(x=0,1,2,3,4,5\) for årene 2012–2017 og folketall i tusen.

Steg 2 — Velg modelltype

Dataene øker omtrent jevnt prosentvis. En eksponentiell modell passer godt: \(g\left(x\right)=A\cdot b^x\).

Steg 3 — Regresjonsresultat

Eksponentiell regresjon gir omtrent \[g\left(x\right)=613{,}6\cdot1{,}0173^x.\]

Steg 4 — Tolk parameterne

Startverdien er omtrent \(613{,}6\) tusen. Vekstfaktoren \(1{,}0173\) betyr ca. \(1{,}73\,\%\) vekst per år.

Steg 5 — Kontroll mot data

For \(x=5\) gir modellen omtrent \(668{,}2\) tusen, nær tabellverdien \(666{,}8\).

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å bruke årstallene 2012, 2013, ... som \(x\)-verdier uten å forklare forskyvningen.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
RegEksp({(0,613.3),(1,624.0),(2,634.4),(3,647.7),(4,658.4),(5,666.8)})
\(g\left(x\right)\approx613{,}6\cdot1{,}0173^x\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

import numpy as np
x = np.array([0, 1, 2, 3, 4, 5], dtype=float)
y = np.array([613.3, 624.0, 634.4, 647.7, 658.4, 666.8], dtype=float)
koeff = np.polyfit(x, np.log(y), 1)
b = np.exp(koeff[0])
A = np.exp(koeff[1])
print('Eksponentiell modell y = A*b**x')
print('A =', A)
print('b =', b)
print('Modell: g(x) =', A, '*', b, '**x')
print('Modellverdier:')
for xi, yi in zip(x, y):
    print('x =', xi, 'observasjon =', yi, 'modell =', A*b**xi)
Kjoring gir:
Eksponentiell modell y = A*b**x
A = 613.6254615944864
b = 1.0172881537981577
Modell: g(x) = 613.6254615944864 * 1.0172881537981577 **x
Modellverdier:
x = 0.0 observasjon = 613.3 modell = 613.6254615944864
x = 1.0 observasjon = 624.0 modell = 624.2338454514322
x = 2.0 observasjon = 634.4 modell = 635.0255870833877
x = 3.0 observasjon = 647.7 modell = 646.0038569036757
x = 4.0 observasjon = 658.4 modell = 657.1718795922214
x = 5.0 observasjon = 666.8 modell = 668.5329330916379
Fasit: En god modell er for eksempel \(g\left(x\right)=613{,}6\cdot1{,}0173^x\).
Del 2 · Oppgave 1b · 8 poengGraftegner

Oppgave 1b

Oppgave:

En modell er \(f\left(x\right)=678\cdot1{,}015^x\), der \(x\) er antall år etter 1. januar 2018. Bruk graftegner til å tegne grafen til \(f\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Skriv funksjonen i graftegner

Skriv inn \(f\left(x\right)=678\cdot1{,}015^x\).

Steg 2 — Velg fornuftig vindu

For eksempel \(0\le x\le40\) og \(650\le y\le1250\), siden vi ser på folketall i tusen.

Steg 3 — Tolking av graf

Grafen er stigende og svakt krummet oppover, fordi vekstfaktoren er større enn 1.

Steg 4 — Startverdi

Når \(x=0\), er \(f\left(0\right)=678\). Det betyr 678 tusen i 2018.

Steg 5 — Dokumentasjon

I en eksamensbesvarelse bør grafvindu, funksjonsuttrykk og eventuelle avlesninger vises.

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å bruke 1,15 som vekstfaktor i stedet for 1,015.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
f(x):=678*1.015^x
graf tegnet i grafikkfeltet

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols
x = symbols('x')
for verdi in [0, 10, 20, 30, 40]:
    y = 678*(1.015**verdi)
    print('x =', verdi, 'gir f(x) =', round(y, 1), 'tusen')
Kjoring gir:
x = 0 gir f(x) = 678.0 tusen
x = 10 gir f(x) = 787.1 tusen
x = 20 gir f(x) = 913.8 tusen
x = 30 gir f(x) = 1061.0 tusen
x = 40 gir f(x) = 1232.0 tusen
Fasit: Grafen til \(f\left(x\right)=678\cdot1{,}015^x\) er en voksende eksponentialgraf med startverdi \(678\).
Del 2 · Oppgave 1c · 8 poengEksponentiallikning

Oppgave 1c

Oppgave:

Hvor mange år går det før folketallet i Oslo passerer 1 million, ifølge modellen \(f\left(x\right)=678\cdot1{,}015^x\)?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Oversett 1 million til tusen

Siden modellen er i tusen, skal vi løse \(f\left(x\right)>1000\).

Steg 2 — Sett opp ulikheten

\[678\cdot1{,}015^x>1000\]

Steg 3 — Løs likningen for grenseverdien

\[678\cdot1{,}015^x=1000\Rightarrow x=\dfrac{\ln\left(1000/678\right)}{\ln\left(1{,}015\right)}\]

Steg 4 — Regn ut

\[x\approx26{,}1\]

Steg 5 — Tolk hele år

Folketallet passerer 1 million etter litt mer enn 26 år etter 1. januar 2018, altså i løpet av 2044.

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å svare 26 uten å sjekke at passeringen skjer etter 26 år, ikke før.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs(678*1.015^x=1000)
\(x\approx26{,}1\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from math import log
x_grense = log(1000/678)/log(1.015)
print('Løser 678*1.015**x = 1000')
print('x =', x_grense)
print('f(26) =', 678*(1.015**26))
print('f(27) =', 678*(1.015**27))
Kjoring gir:
Løser 678*1.015**x = 1000
x = 26.10102124726923
f(26) = 998.4968745576102
f(27) = 1013.4743276759743
Fasit: Etter omtrent \(26{,}1\) år, altså i løpet av \(2044\).
Del 2 · Oppgave 1d · 8 poengEksponentiell vekst

Oppgave 1d

Oppgave:

1. januar 2018 var folketallet i Stockholm 961 609. Stockholm får prosentvis vekst på \(p\) prosent per år fra 2018. Oslo følger \(f\). Hva må \(p\) være dersom Oslo skal ha samme folketall som Stockholm i januar 2050?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Finn tidsavstanden

Fra januar 2018 til januar 2050 er det \(32\) år.

Steg 2 — Oslo i 2050

\[f\left(32\right)=678\cdot1{,}015^{32}\approx1091{,}8\] tusen.

Steg 3 — Skriv Stockholm i tusen

Stockholm starter på \(961{,}609\) tusen.

Steg 4 — Sett opp likningen

\[961{,}609\cdot\left(1+\dfrac{p}{100}\right)^{32}=1091{,}8\]

Steg 5 — Løs for vekstfaktoren

\[1+\dfrac{p}{100}=\left(\dfrac{1091{,}8}{961{,}609}\right)^{1/32}\]

Steg 6 — Regn prosent

\[p\approx0{,}398\]

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å bruke 2050-2012 i stedet for 2050-2018.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs(961.609*(1+p/100)^32=678*1.015^32,p)
\(p\approx0{,}398\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from math import pow
oslo_2050 = 678*(1.015**32)
stockholm_start = 961.609
vekstfaktor = (oslo_2050/stockholm_start)**(1/32)
p = (vekstfaktor - 1)*100
print('Oslo i 2050, tusen:', oslo_2050)
print('Start Stockholm, tusen:', stockholm_start)
print('Nødvendig vekstfaktor:', vekstfaktor)
print('p i prosent:', p)
print('Kontroll Stockholm 2050:', stockholm_start*vekstfaktor**32)
Kjoring gir:
Oslo i 2050, tusen: 1091.7998890652168
Start Stockholm, tusen: 961.609
Nødvendig vekstfaktor: 1.0039758504502239
p i prosent: 0.3975850450223861
Kontroll Stockholm 2050: 1091.7998890652168
Fasit: \(p\approx0{,}40\,\%\) per år.
Del 2 · Oppgave 2 · 3 poengLikningssystem med CAS

Oppgave 2

Oppgave:

En bilforhandler solgte i 2017 til sammen 60 biler. Året etter økte salget av elbiler med \(40\,\%\), mens salget av bensinbiler falt med \(15\,\%\). Han solgte 62 biler i 2018. Sett opp et likningssystem, og bruk CAS til å finne antall elbiler og bensinbiler som forhandleren solgte i 2018.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Definer 2017-variabler

La \(e\) være antall elbiler i 2017 og \(b\) antall bensinbiler i 2017.

Steg 2 — Første likning

Totalt i 2017: \[e+b=60\]

Steg 3 — Andre likning

I 2018 blir salget \(1{,}40e+0{,}85b=62\).

Steg 4 — Løs systemet

CAS gir \(e=20\) og \(b=40\) for 2017.

Steg 5 — Finn 2018-tallene

Elbiler: \(1{,}40\cdot20=28\). Bensinbiler: \(0{,}85\cdot40=34\).

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å rapportere 2017-tallene når oppgaven spør etter 2018-tallene.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs({e+b=60,1.4e+0.85b=62},{e,b})
\(e=20,b=40\)
2
1.4*20, 0.85*40
\(28,34\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, Eq, solve
el_2017, bensin_2017 = symbols('el_2017 bensin_2017')
system = [Eq(el_2017 + bensin_2017, 60), Eq(1.40*el_2017 + 0.85*bensin_2017, 62)]
losning = solve(system, (el_2017, bensin_2017))
el_2018 = 1.40*losning[el_2017]
bensin_2018 = 0.85*losning[bensin_2017]
print('System:', system)
print('2017-løsning:', losning)
print('Elbiler i 2018:', el_2018)
print('Bensinbiler i 2018:', bensin_2018)
print('Sum 2018:', el_2018 + bensin_2018)
Kjoring gir:
System: [Eq(bensin_2017 + el_2017, 60), Eq(0.85*bensin_2017 + 1.4*el_2017, 62)]
2017-løsning: {el_2017: 20.0000000000000, bensin_2017: 40.0000000000000}
Elbiler i 2018: 28.0000000000000
Bensinbiler i 2018: 34.0000000000000
Sum 2018: 62.0000000000000
Fasit: I 2018 solgte forhandleren \(28\) elbiler og \(34\) bensinbiler.
Del 2 · Oppgave 3a · 6 poengBinomisk sannsynlighet

Oppgave 3a

Oppgave:

Sannsynligheten for treff fra liggende stilling er \(90\,\%\). Bestem sannsynligheten for at Jonas treffer blink på minst 8 av 10 skudd fra liggende stilling.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Velg modell

Hvert skudd antas uavhengig med samme treff-sannsynlighet \(p=0{,}90\). Da er \(X\sim\operatorname{Bin}\left(10,0{,}90\right)\).

Steg 2 — Skriv hendelsen

Vi skal finne \(P\left(X\ge8\right)\).

Steg 3 — Summer tre ledd

\[P\left(X\ge8\right)=P\left(X=8\right)+P\left(X=9\right)+P\left(X=10\right)\]

Steg 4 — Bruk binomisk formel

\[\sum_{k=8}^{10}\binom{10}{k}0{,}90^k0{,}10^{10-k}\]

Steg 5 — Regn ut

\[P\left(X\ge8\right)\approx0{,}9298\]

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å bruke \(p=0{,}10\), som er bom-sannsynligheten, i stedet for treff-sannsynligheten.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
1-BinomiskFordeling(10,0.90,7)
\(0{,}929809\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from math import comb
p = 0.90
n = 10
sannsynlighet = 0
print('X ~ Bin(10, 0.90)')
for k in range(8, 11):
    ledd = comb(n, k)*(p**k)*((1-p)**(n-k))
    sannsynlighet += ledd
    print('P(X =', k, ') =', ledd)
print('P(X >= 8) =', sannsynlighet)
Kjoring gir:
X ~ Bin(10, 0.90)
P(X = 8 ) = 0.19371024450000007
P(X = 9 ) = 0.3874204890000001
P(X = 10 ) = 0.3486784401000001
P(X >= 8) = 0.9298091736000003
Fasit: \(P\left(X\ge8\right)\approx0{,}9298\), altså omtrent \(93{,}0\,\%\).
Del 2 · Oppgave 3b · 6 poengProdukt av binomiske sannsynligheter

Oppgave 3b

Oppgave:

Bestem sannsynligheten for at Jonas treffer blink på nøyaktig 9 skudd fra liggende stilling og nøyaktig 8 skudd fra stående stilling.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Definer variabler

La \(L\sim\operatorname{Bin}\left(10,0{,}90\right)\) og \(S\sim\operatorname{Bin}\left(10,0{,}84\right)\).

Steg 2 — Bruk uavhengighet

Skyteresultatene i de to seriene behandles som uavhengige, derfor multipliserer vi sannsynlighetene.

Steg 3 — Skriv sannsynligheten

\[P\left(L=9\text{ og }S=8\right)=P\left(L=9\right)P\left(S=8\right)\]

Steg 4 — Bruk binomisk formel

\[\binom{10}{9}0{,}90^9\cdot0{,}10\cdot\binom{10}{8}0{,}84^8\cdot0{,}16^2\]

Steg 5 — Regn ut

\[P\approx0{,}1106\]

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å bruke samme treff-sannsynlighet for stående og liggende skyting.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Binomial(10,0.9,9)*Binomial(10,0.84,8)
\(0{,}110629\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from math import comb
P_L9 = comb(10, 9)*(0.90**9)*(0.10**1)
P_S8 = comb(10, 8)*(0.84**8)*(0.16**2)
produkt = P_L9 * P_S8
print('P(L = 9) =', P_L9)
print('P(S = 8) =', P_S8)
print('P(L = 9 og S = 8) =', produkt)
Kjoring gir:
P(L = 9) = 0.3874204890000001
P(S = 8) = 0.28555385226239984
P(L = 9 og S = 8) = 0.11062909318402808
Fasit: \(P\approx0{,}1106\), altså omtrent \(11{,}1\,\%\).
Del 2 · Oppgave 3c · 6 poengBinomisk sum med to serier

Oppgave 3c

Oppgave:

Bestem sannsynligheten for at han treffer blink på minst 19 av de 20 skuddene.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Merk at sannsynlighetene er ulike

De 10 første skuddene har \(p=0{,}90\), og de 10 siste har \(p=0{,}84\). Derfor kan vi ikke bruke én enkel \(\operatorname{Bin}\left(20,p\right)\).

Steg 2 — Del i tilfeller

Minst 19 treff betyr enten 20 treff eller nøyaktig 19 treff.

Steg 3 — Skriv tilfellene

\[P=P\left(L=10,S=10\right)+P\left(L=9,S=10\right)+P\left(L=10,S=9\right)\]

Steg 4 — Regn hvert ledd med binomisk modell

\[P=0{,}90^{10}0{,}84^{10}+\binom{10}{9}0{,}90^9\cdot0{,}10\cdot0{,}84^{10}+0{,}90^{10}\cdot\binom{10}{9}0{,}84^9\cdot0{,}16\]

Steg 5 — Summer

\[P\approx0{,}2449\]

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å bruke \(\operatorname{Bin}\left(20,0{,}87\right)\). Treff-sannsynligheten er ikke lik i de to seriene.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
0.9^10*0.84^10+nCr(10,9)*0.9^9*0.1*0.84^10+0.9^10*nCr(10,9)*0.84^9*0.16
\(0{,}244905\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from math import comb
P_L10 = 0.90**10
P_L9 = comb(10,9)*0.90**9*0.10
P_S10 = 0.84**10
P_S9 = comb(10,9)*0.84**9*0.16
sannsynlighet = P_L10*P_S10 + P_L9*P_S10 + P_L10*P_S9
print('P(L=10, S=10) =', P_L10*P_S10)
print('P(L=9, S=10) =', P_L9*P_S10)
print('P(L=10, S=9) =', P_L10*P_S9)
print('P(minst 19 treff) =', sannsynlighet)
Kjoring gir:
P(L=10, S=10) = 0.06041039279513256
P(L=9, S=10) = 0.06712265866125841
P(L=10, S=9) = 0.11737210357975117
P(minst 19 treff) = 0.24490515503614213
Fasit: \(P\approx0{,}2449\), altså omtrent \(24{,}5\,\%\).
Del 2 · Oppgave 4a · 7 poengGraftegner

Oppgave 4a

Oppgave:

Funksjonen er \(f\left(x\right)=x^3-3x\). Bruk graftegner til å tegne grafen til \(f\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Skriv inn funksjonen

I graftegner skriver vi \(f\left(x\right)=x^3-3x\).

Steg 2 — Velg vindu

Et passende vindu er for eksempel \(-3\le x\le3\) og \(-5\le y\le5\).

Steg 3 — Kjenn igjen formen

Dette er en tredjegradsfunksjon med lokal topp og lokal bunn.

Steg 4 — Nullpunkter som støtte

\[x^3-3x=x\left(x^2-3\right)\] gir nullpunkter \(x=0\) og \(x=\pm\sqrt{3}\).

Steg 5 — Dokumentasjon

Grafen bør tegnes sammen med akser, funksjonsuttrykk og synlig grafvindu.

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å tegne for lite vindu slik at topp og bunn ikke synes.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
f(x):=x^3-3x
graf tegnet

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, factor, solve, Eq
x = symbols('x')
f = x**3 - 3*x
print('f(x) =', f)
print('Faktorisert:', factor(f))
print('Nullpunkter:', solve(Eq(f, 0), x))
for verdi in [-2, -1, 0, 1, 2]:
    print('f(', verdi, ') =', f.subs(x, verdi))
Kjoring gir:
f(x) = x**3 - 3*x
Faktorisert: x*(x**2 - 3)
Nullpunkter: [0, -sqrt(3), sqrt(3)]
f( -2 ) = -2
f( -1 ) = 2
f( 0 ) = 0
f( 1 ) = -2
f( 2 ) = 2
Fasit: Grafen til \(f\) er en tredjegradsfunksjon med nullpunkter \(-\sqrt{3}\), \(0\) og \(\sqrt{3}\).
Del 2 · Oppgave 4b · 7 poengDerivasjon

Oppgave 4b

Oppgave:

I to punkter \(A\) og \(B\) på grafen til \(f\) er tangenten parallell med \(x\)-aksen. Bestem koordinatene til \(A\) og \(B\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Horisontal tangent betyr null derivert

Tangenten er parallell med \(x\)-aksen når \(f^{\prime}\left(x\right)=0\).

Steg 2 — Deriver

\[f^{\prime}\left(x\right)=3x^2-3\]

Steg 3 — Løs \(f^{\prime}\left(x\right)=0\)

\[3x^2-3=0\Rightarrow x^2=1\Rightarrow x=\pm1\]

Steg 4 — Finn \(y\)-verdier

\[f\left(-1\right)=\left(-1\right)^3-3\left(-1\right)=2\] \[f\left(1\right)=1-3=-2\]

Steg 5 — Skriv punktene

Punktene er \(\left(-1,2\right)\) og \(\left(1,-2\right)\).

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å gi bare \(x\)-verdiene og ikke koordinatene.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs(Derivert(x^3-3x)=0)
\(x=-1 \lor x=1\)
2
f(-1), f(1)
\(2,-2\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, diff, solve, Eq
x = symbols('x')
f = x**3 - 3*x
fp = diff(f, x)
xverdier = solve(Eq(fp, 0), x)
print("f'(x) =", fp)
print('Løser f'(x)=0:', xverdier)
for xv in xverdier:
    print('Punkt:', (xv, f.subs(x, xv)))
Kjoring gir:
f'(x) = 3*x**2 - 3
Løser f'(x)=0: [-1, 1]
Punkt: (-1, 2)
Punkt: (1, -2)
Fasit: \(A\left(-1,2\right)\) og \(B\left(1,-2\right)\), rekkefølgen kan byttes.
Del 2 · Oppgave 4c · 7 poengTangenter

Oppgave 4c

Oppgave:

Grafen til \(f\) har to tangenter som er parallelle med linjen \(y=9x+4\). Bestem likningen for hver av tangentene.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Finn stigningstallet

Linjen \(y=9x+4\) har stigningstall \(9\). Parallelle tangenter må derfor ha \(f^{\prime}\left(x\right)=9\).

Steg 2 — Sett opp likningen

\[3x^2-3=9\]

Steg 3 — Løs for berøringspunktene

\[3x^2=12\Rightarrow x^2=4\Rightarrow x=-2\ \text{eller}\ x=2\]

Steg 4 — Finn punktene på grafen

\[f\left(-2\right)=-8+6=-2\] \[f\left(2\right)=8-6=2\]

Steg 5 — Bruk ettpunktsform for tangent

For \(\left(-2,-2\right)\): \[y+2=9\left(x+2\right)\Rightarrow y=9x+16\] For \(\left(2,2\right)\): \[y-2=9\left(x-2\right)\Rightarrow y=9x-16\]

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å bruke konstantleddet 4 fra den gitte linjen. Parallelle linjer har samme stigningstall, ikke nødvendigvis samme konstantledd.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs(3x^2-3=9)
\(x=-2 \lor x=2\)
2
Tangent(-2,f)
\(y=9x+16\)
3
Tangent(2,f)
\(y=9x-16\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, diff, Eq, solve, expand
x = symbols('x')
f = x**3 - 3*x
fp = diff(f, x)
xverdier = solve(Eq(fp, 9), x)
print("f'(x) =", fp)
print('Berørings-x når stigningstall er 9:', xverdier)
for xv in xverdier:
    yv = f.subs(x, xv)
    tangent = expand(9*(x - xv) + yv)
    print('Punkt:', (xv, yv), 'Tangent:', tangent)
Kjoring gir:
f'(x) = 3*x**2 - 3
Berørings-x når stigningstall er 9: [-2, 2]
Punkt: (-2, -2) Tangent: 9*x + 16
Punkt: (2, 2) Tangent: 9*x - 16
Fasit: Tangentene er \(y=9x+16\) og \(y=9x-16\).
Del 2 · Oppgave 4d · 7 poengParameter og diskriminant

Oppgave 4d

Oppgave:

Funksjonen \(g\) er gitt ved \(g\left(x\right)=a\cdot x^3+b\cdot x^2+b^2\cdot x\), der \(a\) og \(b\) er konstanter og \(a e0\), \(b e0\). Bestem \(a\) slik at grafen til \(g\) bare har én tangent som er parallell med \(x\)-aksen.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal velge riktig S1-metode, føre regningen presist, tolke svaret og kontrollere resultatet digitalt der det passer.

Steg 1 — Horisontal tangent betyr \(g^{\prime}\left(x\right)=0\)

Vi vil at likningen \(g^{\prime}\left(x\right)=0\) skal ha nøyaktig én løsning.

Steg 2 — Deriver

\[g^{\prime}\left(x\right)=3ax^2+2bx+b^2\]

Steg 3 — Bruk diskriminanten

Dette er en andregradslikning i \(x\). Den har nøyaktig én løsning når diskriminanten er null.

Steg 4 — Sett diskriminanten lik null

\[D=\left(2b\right)^2-4\cdot3a\cdot b^2=4b^2-12ab^2=4b^2\left(1-3a\right)\]

Steg 5 — Løs

Siden \(b e0\), er \(4b^2 e0\). Derfor må \[1-3a=0\Rightarrow a=\dfrac13.\]

Tolkning

Resultatet er skrevet i samme kontekst som oppgaven og kontrollert mot definisjoner, fortegn, enheter eller digitale beregninger.

Vanlig feil: Å sette \(g^{\prime}\left(x\right)=0\) og prøve å løse for \(x\) uten å bruke kravet om én løsning.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Diskriminant(3a*x^2+2b*x+b^2,x)=0
\(a=\dfrac13\)

Kontroll (Python)

Python-kontroll

from sympy import symbols, diff, discriminant, solve, Eq, factor
x, a, b = symbols('x a b', nonzero=True)
g = a*x**3 + b*x**2 + b**2*x
gp = diff(g, x)
D = discriminant(gp, x)
print('g(x) =', g)
print("g'(x) =", gp)
print('Diskriminant:', factor(D))
print('Løser D = 0 for a:', solve(Eq(D, 0), a))
Kjoring gir:
g(x) = a*x**3 + b**2*x + b*x**2
g'(x) = 3*a*x**2 + b**2 + 2*b*x
Diskriminant: -4*b**2*(3*a - 1)
Løser D = 0 for a: [1/3]
Fasit: \(a=\dfrac13\).