S1 eksamenVår 2011

Matematikk S1 eksamen – vår 2011

ifingo
Norsk (Bokmål)

Matematikk S1 eksamen vår 2011 – løsningsforslag

Originalt ifingo-løsningsforslag basert på Udir-settet. Del 1 og Del 2 er skilt tydelig, og hver deloppgave har trinnvis løsning, tolkning, vanlig feil, GeoGebra CAS og Python-kontroll.

Del 1 — uten hjelpemidler

Del 1 · Oppgave 1a 1Derivasjon

Oppgave 1a 1

Oppgave:

Vi har funksjonen \(f\left(x\right)=2x^3-5x+2\). Deriver funksjonen.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Identifiser leddene

Funksjonen består av et tredjegradsledd, et førstegradsledd og en konstant: \(2x^3\), \(-5x\) og \(2\).

Steg 2 — Bruk potensregelen

For \(2x^3\) får vi \[\left(2x^3\right)^\prime=2\cdot 3x^2=6x^2\]

Steg 3 — Deriver førstegradsleddet

\[\left(-5x\right)^\prime=-5\]

Steg 4 — Deriver konstantleddet

\[2^\prime=0\]

Steg 5 — Sett sammen uttrykket

\[f^\prime\left(x\right)=6x^2-5\]

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å la konstantleddet \(2\) stå igjen etter derivasjon. Konstantledd deriveres til \(0\).

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Derivert(2x^3-5x+2)
\(6x^2-5\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x')
f = 2*x**3 - 5*x + 2
fp = diff(f, x)
print('f(x) =', f)
print("f'(x) =", fp)
print('Kontroll: diff(2*x**3 - 5*x + 2, x) =', fp)

# Utskrift:
# f(x) = 2*x**3 - 5*x + 2
# f'(x) = 6*x**2 - 5
# Kontroll: diff(2*x**3 - 5*x + 2, x) = 6*x**2 - 5
Fasit: \(f^\prime\left(x\right)=6x^2-5\).
Del 1 · Oppgave 1a 2Derivert og tangent

Oppgave 1a 2

Oppgave:

Bestem \(f^\prime\left(1\right)\). Hva forteller svaret deg om grafen til \(f\)?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Bruk den deriverte

Fra 1) har vi \(f^\prime\left(x\right)=6x^2-5\).

Steg 2 — Sett inn \(x=1\)

\[f^\prime\left(1\right)=6\cdot 1^2-5=1\]

Steg 3 — Finn punktet på grafen

\[f\left(1\right)=2\cdot 1^3-5\cdot 1+2=-1\]

Steg 4 — Tolk den deriverte

Den deriverte er stigningstallet til tangenten i punktet der \(x=1\).

Steg 5 — Beskriv grafen

Grafen går gjennom \(\left(1,-1\right)\), og tangenten der har stigningstall \(1\).

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å tolke \(f^\prime\left(1\right)\) som en \(y\)-verdi. Det er et stigningstall.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
f(x):=2x^3-5x+2
\(f\left(x\right)=2x^3-5x+2\)
2
Derivert(f)(1)
\(1\)
3
f(1)
\(-1\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x')
f = 2*x**3 - 5*x + 2
fp = diff(f, x)
x0 = 1
y0 = f.subs(x, x0)
stigning = fp.subs(x, x0)
tangent = expand(y0 + stigning*(x - x0))
print('f(x) =', f)
print("f'(x) =", fp)
print('Punkt på grafen:', (x0, y0))
print('Stigningstall f'(1) =', stigning)
print('Tangent:', tangent)

# Utskrift:
# f(x) = 2*x**3 - 5*x + 2
# f'(x) = 6*x**2 - 5
# Punkt på grafen: (1, -1)
# Stigningstall f'(1) = 1
# Tangent: x - 2
Fasit: \(f^\prime\left(1\right)=1\). Grafen er stigende ved \(x=1\), og tangenten har stigningstall \(1\).
Del 1 · Oppgave 1bRasjonale uttrykk

Oppgave 1b

Oppgave:

Skriv så enkelt som mulig: \(\dfrac{3}{2x+4}-\dfrac{2-x}{3x+6}\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Faktoriser nevnerne

\[2x+4=2\left(x+2\right),\qquad 3x+6=3\left(x+2\right)\]

Steg 2 — Finn fellesnevner

En passende fellesnevner er \(6\left(x+2\right)\).

Steg 3 — Utvid første brøk

\[\dfrac{3}{2\left(x+2\right)}=\dfrac{9}{6\left(x+2\right)}\]

Steg 4 — Utvid andre brøk

\[\dfrac{2-x}{3\left(x+2\right)}=\dfrac{2\left(2-x\right)}{6\left(x+2\right)}=\dfrac{4-2x}{6\left(x+2\right)}\]

Steg 5 — Trekk fra tellerne

\[\dfrac{9-\left(4-2x\right)}{6\left(x+2\right)}=\dfrac{5+2x}{6\left(x+2\right)}\]

Steg 6 — Skriv pent

\[\dfrac{2x+5}{6\left(x+2\right)}\] med \(x eq -2\).

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å glemme parentesen når hele den andre telleren skal trekkes fra.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Forenkle(3/(2x+4)-(2-x)/(3x+6))
\(\dfrac{2x+5}{6\left(x+2\right)}\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x')
uttrykk = 3/(2*x + 4) - (2 - x)/(3*x + 6)
forenklet = simplify(uttrykk)
print('Opprinnelig uttrykk:', uttrykk)
print('Forenklet uttrykk:', factor(forenklet))
print('Definisjonskrav: x != -2')
print('Kontroll ved x=1:')
print('Opprinnelig =', N(uttrykk.subs(x, 1)))
print('Forenklet =', N(forenklet.subs(x, 1)))

# Utskrift:
# Opprinnelig uttrykk: -(2 - x)/(3*x + 6) + 3/(2*x + 4)
# Forenklet uttrykk: (2*x + 5)/(6*(x + 2))
# Definisjonskrav: x != -2
# Kontroll ved x=1:
# Opprinnelig = 0.388888888888889
# Forenklet = 0.388888888888889
Fasit: \(\dfrac{2x+5}{6\left(x+2\right)}\), der \(x eq -2\).
Del 1 · Oppgave 1cPotensregler

Oppgave 1c

Oppgave:

Skriv så enkelt som mulig: \(\dfrac{2^{-1}\cdot a\cdot b^{-1}}{4^{-1}\cdot a^{-2}\cdot b^2}\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Skriv tallpotenser som brøker

\[2^{-1}=\dfrac{1}{2},\qquad 4^{-1}=\dfrac{1}{4}\]

Steg 2 — Del tallfaktorene

\[\dfrac{2^{-1}}{4^{-1}}=\dfrac{1/2}{1/4}=2\]

Steg 3 — Del \(a\)-potensene

\[\dfrac{a}{a^{-2}}=a^{1-\left(-2\right)}=a^3\]

Steg 4 — Del \(b\)-potensene

\[\dfrac{b^{-1}}{b^2}=b^{-1-2}=b^{-3}=\dfrac{1}{b^3}\]

Steg 5 — Sett sammen

\[2\cdot a^3\cdot b^{-3}=\dfrac{2a^3}{b^3}\]

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å trekke eksponentene feil når eksponenten i nevneren er negativ.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Forenkle((2^(-1)*a*b^(-1))/(4^(-1)*a^(-2)*b^2))
\(\dfrac{2a^3}{b^3}\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

a, b = symbols('a b', nonzero=True)
uttrykk = (2**(-1)*a*b**(-1))/(4**(-1)*a**(-2)*b**2)
forenklet = simplify(uttrykk)
print('Opprinnelig uttrykk:', uttrykk)
print('Forenklet uttrykk:', forenklet)
print('Faktorisert/pen form:', factor(forenklet))
print('Kontroll ved a=2, b=4:')
print('Opprinnelig =', N(uttrykk.subs({a:2,b:4})))
print('Forenklet =', N(forenklet.subs({a:2,b:4})))

# Utskrift:
# Opprinnelig uttrykk: 2.0*a**3/b**3
# Forenklet uttrykk: 2.0*a**3/b**3
# Faktorisert/pen form: 2.0*a**3/b**3
# Kontroll ved a=2, b=4:
# Opprinnelig = 0.250000000000000
# Forenklet = 0.250000000000000
Fasit: \(\dfrac{2a^3}{b^3}\), der \(a eq 0\) og \(b eq 0\).
Del 1 · Oppgave 1dLogaritmeregler

Oppgave 1d

Oppgave:

Skriv så enkelt som mulig: \(\lg\left(a^2b\right)+\lg\left(ab^2\right)+\lg\left(\dfrac{a}{b^3}\right)\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Bruk sumregelen

\[\lg A+\lg B+\lg C=\lg\left(A\cdot B\cdot C\right)\]

Steg 2 — Multipliser argumentene

\[a^2b\cdot ab^2\cdot \dfrac{a}{b^3}=a^{2+1+1}b^{1+2-3}\]

Steg 3 — Forenkle potensene

\[a^{4}b^0=a^4\]

Steg 4 — Skriv som én logaritme

\[\lg\left(a^4\right)\]

Steg 5 — Bruk potensregelen

\[\lg\left(a^4\right)=4\lg a\]

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å legge sammen logaritmene uten å multiplisere argumentene.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Forenkle(lg(a^2*b)+lg(a*b^2)+lg(a/b^3))
\(4\lg a\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

a, b = symbols('a b', positive=True)
uttrykk = log(a**2*b, 10) + log(a*b**2, 10) + log(a/b**3, 10)
samlet = logcombine(uttrykk, force=True)
forenklet = simplify(samlet)
print('Opprinnelig uttrykk:', uttrykk)
print('Samlet logaritme:', samlet)
print('Forenklet:', forenklet)
print('Som 4*lg(a):', 4*log(a, 10))
print('Kontroll ved a=10, b=2:')
print('Opprinnelig =', N(uttrykk.subs({a:10,b:2})))
print('Forenklet =', N((4*log(a,10)).subs(a,10)))

# Utskrift:
# Opprinnelig uttrykk: log(a**2*b)/log(10) + log(a*b**2)/log(10) + log(a/b**3)/log(10)
# Samlet logaritme: log(a**4)/log(10)
# Forenklet: log(a**4)/log(10)
# Som 4*lg(a): 4*log(a)/log(10)
# Kontroll ved a=10, b=2:
# Opprinnelig = 4.00000000000000
# Forenklet = 4.00000000000000
Fasit: \(4\lg a\), under gyldige logaritmeforutsetninger.
Del 1 · Oppgave 1eLikningssystem

Oppgave 1e

Oppgave:

En familie på to voksne og to barn betalte til sammen 220 kroner for å komme inn på et arrangement. En annen voksen og tre barn betalte til sammen 190 kroner. Hva kostet én barnebillett, og hva kostet én voksenbillett?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Definer ukjente

La \(v\) være voksenbillett og \(b\) være barnebillett.

Steg 2 — Skriv første likning

To voksne og to barn kostet 220 kroner: \[2v+2b=220\]

Steg 3 — Skriv andre likning

Én voksen og tre barn kostet 190 kroner: \[v+3b=190\]

Steg 4 — Forenkle første likning

\[2v+2b=220\Rightarrow v+b=110\Rightarrow v=110-b\]

Steg 5 — Sett inn i andre likning

\[110-b+3b=190\Rightarrow 2b=80\Rightarrow b=40\]

Steg 6 — Finn voksenprisen

\[v=110-40=70\]

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å sette voksenpris og barnepris motsatt etter at likningssystemet er løst.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs({2v+2b=220,v+3b=190},{v,b})
\(v=70,\ b=40\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

v, b = symbols('v b')
likninger = [Eq(2*v + 2*b, 220), Eq(v + 3*b, 190)]
losning = solve(likninger, (v, b), dict=True)[0]
print('Likningssystem:', likninger)
print('Løsning:', losning)
print('Barnebillett:', losning[b], 'kr')
print('Voksenbillett:', losning[v], 'kr')
print('Kontroll familie 1:', 2*losning[v] + 2*losning[b])
print('Kontroll familie 2:', losning[v] + 3*losning[b])

# Utskrift:
# Likningssystem: [Eq(2*b + 2*v, 220), Eq(3*b + v, 190)]
# Løsning: {v: 70, b: 40}
# Barnebillett: 40 kr
# Voksenbillett: 70 kr
# Kontroll familie 1: 220
# Kontroll familie 2: 190
Fasit: Én barnebillett kostet 40 kroner, og én voksenbillett kostet 70 kroner.
Del 1 · Oppgave 1fSkjæringspunkter

Oppgave 1f

Oppgave:

Vi har gitt funksjonene \(f\left(x\right)=x^2-x-2\) og \(g\left(x\right)=x+1\). Regn ut koordinatene til skjæringspunktene mellom grafen til \(f\) og grafen til \(g\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Sett funksjonene lik hverandre

Skjæringspunkter har samme \(x\)- og \(y\)-verdi: \[x^2-x-2=x+1\]

Steg 2 — Flytt alt til én side

\[x^2-2x-3=0\]

Steg 3 — Faktoriser

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

Steg 4 — Finn \(x\)-verdiene

\[x=3\quad \text{eller}\quad x=-1\]

Steg 5 — Finn \(y\)-verdiene med \(g\)

\[g\left(3\right)=4,\qquad g\left(-1\right)=0\]

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å bare finne \(x\)-verdiene og glemme koordinatene.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs(x^2-x-2=x+1,x)
\(x=-1\lor x=3\)
2
(-1,g(-1)),(3,g(3))
\(\left(-1,0\right),\left(3,4\right)\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x')
f = x**2 - x - 2
g = x + 1
likning = Eq(f, g)
xverdier = solve(likning, x)
punkter = [(verdi, g.subs(x, verdi)) for verdi in xverdier]
print('f(x) =', f)
print('g(x) =', g)
print('Likning f(x)=g(x):', likning)
print('x-verdier:', xverdier)
print('Skjæringspunkter:', punkter)
for punkt in punkter:
    print('Kontroll punkt', punkt, ': f =', f.subs(x, punkt[0]), 'g =', g.subs(x, punkt[0]))

# Utskrift:
# f(x) = x**2 - x - 2
# g(x) = x + 1
# Likning f(x)=g(x): Eq(x**2 - x - 2, x + 1)
# x-verdier: [-1, 3]
# Skjæringspunkter: [(-1, 0), (3, 4)]
# Kontroll punkt (-1, 0) : f = 0 g = 0
# Kontroll punkt (3, 4) : f = 4 g = 4
Fasit: Skjæringspunktene er \(\left(-1,0\right)\) og \(\left(3,4\right)\).
Del 1 · Oppgave 1gOmforming av formel

Oppgave 1g

Oppgave:

Vi har gitt sammenhengen \(a+ab+b^2=1\). Finn \(a\) uttrykt ved \(b\). Skriv svaret så enkelt som mulig.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Samle ledd med \(a\)

\[a+ab=a\left(1+b\right)\]

Steg 2 — Flytt \(b^2\)

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

Steg 3 — Faktoriser høyre side

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

Steg 4 — Del på \(1+b\)

Hvis \(b eq -1\), får vi \[a=1-b\]

Steg 5 — Kommenter særtilfellet

Hvis \(b=-1\), blir likningen \(a-a+1=1\), som er sann for alle \(a\).

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å dele på \(1+b\) uten å tenke på at \(b=-1\) gjør nevneren null.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs(a+a*b+b^2=1,a)
\(a=1-b\), for \(b eq -1\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

a, b = symbols('a b')
likning = Eq(a + a*b + b**2, 1)
losning = solve(likning, a)
print('Likning:', likning)
print('Løsning for a:', losning)
print('Faktorisert høyre side 1-b**2:', factor(1 - b**2))
print('Kontroll med a=1-b:')
print(simplify((a + a*b + b**2 - 1).subs(a, 1-b)))
print('Særtilfelle b=-1 gir:', simplify((a + a*b + b**2).subs(b, -1)))

# Utskrift:
# Likning: Eq(a*b + a + b**2, 1)
# Løsning for a: [1 - b]
# Faktorisert høyre side 1-b**2: -(b - 1)*(b + 1)
# Kontroll med a=1-b:
# 0
# Særtilfelle b=-1 gir: 1
Fasit: For \(b eq -1\) er \(a=1-b\). Hvis \(b=-1\), kan \(a\) være hvilket som helst tall.
Del 1 · Oppgave 1hAndregradsulikhet

Oppgave 1h

Oppgave:

Løs ulikheten \(2x^2-4x+6>0\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Se på koeffisienten foran \(x^2\)

Siden \(2>0\), vender parabelen oppover.

Steg 2 — Finn diskriminanten

\[D=\left(-4\right)^2-4\cdot 2\cdot 6=16-48=-32\]

Steg 3 — Tolk diskriminanten

Siden \(D<0\), har uttrykket ingen nullpunkter.

Steg 4 — Bruk parabelretningen

En oppadvendt parabel uten nullpunkter ligger alltid over \(x\)-aksen.

Steg 5 — Konkluder

Derfor er \(2x^2-4x+6>0\) for alle reelle \(x\).

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å konkludere med ingen løsning fordi det ikke finnes nullpunkter. Her er uttrykket positivt overalt.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs(2x^2-4x+6>0,x)
\(x\in\mathbb{R}\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x', real=True)
uttrykk = 2*x**2 - 4*x + 6
D = discriminant(uttrykk, x)
losning = solve_univariate_inequality(uttrykk > 0, x)
print('Uttrykk:', uttrykk)
print('Diskriminant:', D)
print('Nullpunkter:', solve(Eq(uttrykk, 0), x))
print('Løsning:', losning)
for test in [-2, 0, 1, 3]:
    print('x =', test, 'gir', uttrykk.subs(x, test))

# Utskrift:
# Uttrykk: 2*x**2 - 4*x + 6
# Diskriminant: -32
# Nullpunkter: []
# Løsning: True
# x = -2 gir 22
# x = 0 gir 6
# x = 1 gir 4
# x = 3 gir 12
Fasit: Løsningen er alle reelle tall: \(x\in\mathbb{R}\).
Del 1 · Oppgave 1iEksponentialfunksjon

Oppgave 1i

Oppgave:

Tegn grafen til funksjonen \(f\left(x\right)=4\cdot \left(\dfrac{1}{2}\right)^x\) når \(x\ge 0\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Finn startverdien

\[f\left(0\right)=4\cdot \left(\dfrac{1}{2}\right)^0=4\]

Steg 2 — Finn flere punkter

\[f\left(1\right)=2,\quad f\left(2\right)=1,\quad f\left(3\right)=0{,}5\]

Steg 3 — Tolk vekstfaktoren

Vekstfaktoren er \(\dfrac{1}{2}\), så funksjonen halveres hver gang \(x\) øker med \(1\).

Steg 4 — Tegn kurven

Kurven starter i \(\left(0,4\right)\) og faller mot \(x\)-aksen uten å bli negativ.

Steg 5 — Husk definisjonsmengden

Vi tegner bare delen der \(x\ge 0\).

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å tegne grafen som en rett linje mellom punktene. Eksponentialgrafen er krum.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
f(x):=4*(1/2)^x
Avtagende eksponentialgraf for \(x\ge 0\)
2
f(0),f(1),f(2),f(3)
\(4,2,1,0{,}5\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x')
f = 4*(Rational(1, 2))**x
punkter = [(i, simplify(f.subs(x, i))) for i in range(0, 6)]
print('f(x) =', f)
print('Punkter til tegning:')
for p in punkter:
    print(p)
print('Horisontal asymptote: y = 0')

# Utskrift:
# f(x) = 4*2**(-x)
# Punkter til tegning:
# (0, 4)
# (1, 2)
# (2, 1)
# (3, 1/2)
# (4, 1/4)
# (5, 1/8)
# Horisontal asymptote: y = 0
Fasit: Grafen går gjennom \(\left(0,4\right)\), \(\left(1,2\right)\), \(\left(2,1\right)\) og \(\left(3,0{,}5\right)\), og nærmer seg \(x\)-aksen ovenfra.
Del 1 · Oppgave 2aKombinatorikk

Oppgave 2a

Oppgave:

Regn ut binomialkoeffisienten \(\binom{8}{3}\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Bruk formelen

\[\binom{8}{3}=\dfrac{8!}{3!\left(8-3\right)!}\]

Steg 2 — Forkort fakultetene

\[\binom{8}{3}=\dfrac{8\cdot 7\cdot 6}{3\cdot 2\cdot 1}\]

Steg 3 — Regn ut telleren

\[8\cdot 7\cdot 6=336\]

Steg 4 — Regn ut nevneren

\[3\cdot 2\cdot 1=6\]

Steg 5 — Del

\[\binom{8}{3}=\dfrac{336}{6}=56\]

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å bruke \(8^3\) i stedet for \(\binom{8}{3}\).

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Binomial(8,3)
\(56\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

n, r = 8, 3
verdi = binomial(n, r)
print('n =', n)
print('r =', r)
print('binomial(8, 3) =', verdi)
print('Kontroll med fakulteter:', factorial(8)/(factorial(3)*factorial(5)))

# Utskrift:
# n = 8
# r = 3
# binomial(8, 3) = 56
# Kontroll med fakulteter: 56
Fasit: \(\binom{8}{3}=56\).
Del 1 · Oppgave 2bHypergeometrisk sannsynlighet

Oppgave 2b

Oppgave:

En gruppe på 8 elever består av like mange gutter som jenter. Vi trekker tilfeldig ut 3 elever. Hva er sannsynligheten for å trekke ut 2 gutter og 1 jente?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Finn antall gutter og jenter

Like mange gutter som jenter betyr \(4\) gutter og \(4\) jenter.

Steg 2 — Tell gunstige utvalg

Vi velger \(2\) av \(4\) gutter og \(1\) av \(4\) jenter: \[\binom{4}{2}\binom{4}{1}\]

Steg 3 — Tell alle utvalg

Vi velger \(3\) av \(8\): \[\binom{8}{3}\]

Steg 4 — Sett opp sannsynligheten

\[P=\dfrac{\binom{4}{2}\binom{4}{1}}{\binom{8}{3}}\]

Steg 5 — Regn ut

\[P=\dfrac{6\cdot 4}{56}=\dfrac{24}{56}=\dfrac{3}{7}\]

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å bruke binomisk modell. Her trekkes uten tilbakelegging, så hypergeometrisk modell passer.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Binomial(4,2)*Binomial(4,1)/Binomial(8,3)
\(\dfrac{3}{7}\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

gunstige = binomial(4, 2)*binomial(4, 1)
alle = binomial(8, 3)
P = Rational(gunstige, alle)
print('Gunstige utvalg:', gunstige)
print('Alle utvalg:', alle)
print('Sannsynlighet som brøk:', P)
print('Sannsynlighet som desimaltall:', N(P))

# Utskrift:
# Gunstige utvalg: 24
# Alle utvalg: 56
# Sannsynlighet som brøk: 3/7
# Sannsynlighet som desimaltall: 0.428571428571429
Fasit: \(P=\dfrac{3}{7}pprox 0{,}429\).
Del 1 · Oppgave 2cKomplementær sannsynlighet

Oppgave 2c

Oppgave:

Hva er sannsynligheten for å trekke ut minst 1 jente?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Bruk komplement

Minst én jente er komplementet til ingen jenter.

Steg 2 — Ingen jenter betyr bare gutter

Sannsynligheten for \(0\) jenter er \[\dfrac{\binom{4}{3}}{\binom{8}{3}}\]

Steg 3 — Sett opp komplementet

\[P\left(\text{minst én jente}\right)=1-\dfrac{\binom{4}{3}}{\binom{8}{3}}\]

Steg 4 — Regn ut

\[1-\dfrac{4}{56}=\dfrac{52}{56}=\dfrac{13}{14}\]

Steg 5 — Tolk

Det er svært sannsynlig å få minst én jente når vi trekker tre elever fra fire jenter og fire gutter.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å regne bare sannsynligheten for nøyaktig én jente, selv om oppgaven spør om minst én.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
1-Binomial(4,3)/Binomial(8,3)
\(\dfrac{13}{14}\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

ingen_jenter = binomial(4, 3)/binomial(8, 3)
minst_en_jente = 1 - ingen_jenter
print('P(ingen jenter) =', Rational(ingen_jenter))
print('P(minst én jente) =', Rational(minst_en_jente))
print('Desimaltall:', N(minst_en_jente))

# Utskrift:
# P(ingen jenter) = 1/14
# P(minst én jente) = 13/14
# Desimaltall: 0.928571428571429
Fasit: \(P=\dfrac{13}{14}pprox 0{,}929\).

Del 2 — med hjelpemidler

Del 2 · Oppgave 3aBinomisk modell

Oppgave 3a

Oppgave:

Langs en del av kysten regner man med at 30 % av all ørret er smittet av en bestemt sykdom. Vi fanger 5 tilfeldige ørreter. Hva må vi anta for å kunne bruke binomiske sannsynligheter i denne situasjonen?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — To mulige utfall

Hver ørret må enten være smittet eller ikke smittet.

Steg 2 — Fast sannsynlighet

Sannsynligheten for smitte må være den samme for hver ørret: \(p=0{,}30\).

Steg 3 — Uavhengighet

Utfallet for én fanget ørret må ikke påvirke utfallet for en annen.

Steg 4 — Fast antall forsøk

Vi fanger et fast antall: \(n=5\).

Steg 5 — Tilfeldig utvalg

Ørretene må være fanget tilfeldig fra den aktuelle bestanden.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å bruke binomisk modell uten å nevne uavhengighet og fast sannsynlighet.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
n:=5, p:=0.30
Binomisk modell \(X\sim B\left(5,0{,}30\right)\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

n = 5
p = Rational(30, 100)
print('Antall forsøk n =', n)
print('Sannsynlighet for smitte p =', p)
print('Modell: X ~ Binomisk(n=5, p=0.30)')
print('Forutsetninger: to utfall, fast p, uavhengighet, fast n og tilfeldig utvalg')

# Utskrift:
# Antall forsøk n = 5
# Sannsynlighet for smitte p = 3/10
# Modell: X ~ Binomisk(n=5, p=0.30)
# Forutsetninger: to utfall, fast p, uavhengighet, fast n og tilfeldig utvalg
Fasit: Vi må anta to utfall, fast \(p=0{,}30\), uavhengige fangster, fast \(n=5\) og tilfeldig utvalg.
Del 2 · Oppgave 31Binomisk sannsynlighet

Oppgave 31

Oppgave:

Finn sannsynligheten for at alle 5 er smittet.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Definer variabel

La \(X\) være antall smittede ørreter blant de fem. Da er \(X\sim B\left(5,0{,}30\right)\).

Steg 2 — Velg riktig hendelse

Hendelsen er: alle 5 er smittet.

Steg 3 — Bruk binomisk modell

Vi bruker \[P\left(X=k\right)=\binom{{5}}{{k}}0{,}30^k0{,}70^{{5-k}}\] når hendelsen gjelder et bestemt antall.

Steg 4 — Regn digitalt

CAS/Python gir sannsynligheten uten avrundingsfeil underveis.

Steg 5 — Avrund

Vi oppgir svaret som desimaltall med passende antall siffer.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å blande sammen «akkurat», «høyst» og «minst».

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
N(0.3**5)
\(0,00243\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

from math import comb
p = 0.30
q = 1 - p
n = 5
verdi = 0.3**5
print('n =', n)
print('p =', p)
print('q =', q)
print('Hendelse: alle 5 er smittet')
print('Sannsynlighet =', verdi)
print('Avrundet =', round(verdi, 5))

# Utskrift:
# n = 5
# p = 0.3
# q = 0.7
# Hendelse: alle 5 er smittet
# Sannsynlighet = 0.00243
# Avrundet = 0.00243
Fasit: \(Ppprox 0,00243\).
Del 2 · Oppgave 32Binomisk sannsynlighet

Oppgave 32

Oppgave:

Finn sannsynligheten for at akkurat 3 er smittet.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Definer variabel

La \(X\) være antall smittede ørreter blant de fem. Da er \(X\sim B\left(5,0{,}30\right)\).

Steg 2 — Velg riktig hendelse

Hendelsen er: akkurat 3 er smittet.

Steg 3 — Bruk binomisk modell

Vi bruker \[P\left(X=k\right)=\binom{{5}}{{k}}0{,}30^k0{,}70^{{5-k}}\] når hendelsen gjelder et bestemt antall.

Steg 4 — Regn digitalt

CAS/Python gir sannsynligheten uten avrundingsfeil underveis.

Steg 5 — Avrund

Vi oppgir svaret som desimaltall med passende antall siffer.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å blande sammen «akkurat», «høyst» og «minst».

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
N(binomial(5,3)*0.3**3*0.7**2)
\(0,1323\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

from math import comb
p = 0.30
q = 1 - p
n = 5
verdi = comb(5,3)*0.3**3*0.7**2
print('n =', n)
print('p =', p)
print('q =', q)
print('Hendelse: akkurat 3 er smittet')
print('Sannsynlighet =', verdi)
print('Avrundet =', round(verdi, 5))

# Utskrift:
# n = 5
# p = 0.3
# q = 0.7
# Hendelse: akkurat 3 er smittet
# Sannsynlighet = 0.1323
# Avrundet = 0.1323
Fasit: \(Ppprox 0,1323\).
Del 2 · Oppgave 33Binomisk sannsynlighet

Oppgave 33

Oppgave:

Finn sannsynligheten for at høyst 3 er smittet.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Definer variabel

La \(X\) være antall smittede ørreter blant de fem. Da er \(X\sim B\left(5,0{,}30\right)\).

Steg 2 — Velg riktig hendelse

Hendelsen er: høyst 3 er smittet.

Steg 3 — Bruk binomisk modell

Vi bruker \[P\left(X=k\right)=\binom{{5}}{{k}}0{,}30^k0{,}70^{{5-k}}\] når hendelsen gjelder et bestemt antall.

Steg 4 — Regn digitalt

CAS/Python gir sannsynligheten uten avrundingsfeil underveis.

Steg 5 — Avrund

Vi oppgir svaret som desimaltall med passende antall siffer.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å blande sammen «akkurat», «høyst» og «minst».

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
N(sum(binomial(5,k)*0.3**k*0.7**(5-k) for k in range(0,4)))
\(0,96922\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

from math import comb
p = 0.30
q = 1 - p
n = 5
verdi = sum(comb(5,k)*0.3**k*0.7**(5-k) for k in range(0,4))
print('n =', n)
print('p =', p)
print('q =', q)
print('Hendelse: høyst 3 er smittet')
print('Sannsynlighet =', verdi)
print('Avrundet =', round(verdi, 5))

# Utskrift:
# n = 5
# p = 0.3
# q = 0.7
# Hendelse: høyst 3 er smittet
# Sannsynlighet = 0.96922
# Avrundet = 0.96922
Fasit: \(Ppprox 0,96922\).
Del 2 · Oppgave 34Binomisk sannsynlighet

Oppgave 34

Oppgave:

Finn sannsynligheten for at minst 1 er smittet.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Definer variabel

La \(X\) være antall smittede ørreter blant de fem. Da er \(X\sim B\left(5,0{,}30\right)\).

Steg 2 — Velg riktig hendelse

Hendelsen er: minst 1 er smittet.

Steg 3 — Bruk binomisk modell

Vi bruker \[P\left(X=k\right)=\binom{{5}}{{k}}0{,}30^k0{,}70^{{5-k}}\] når hendelsen gjelder et bestemt antall.

Steg 4 — Regn digitalt

CAS/Python gir sannsynligheten uten avrundingsfeil underveis.

Steg 5 — Avrund

Vi oppgir svaret som desimaltall med passende antall siffer.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å blande sammen «akkurat», «høyst» og «minst».

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
N(1-0.7**5)
\(0,83193\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

from math import comb
p = 0.30
q = 1 - p
n = 5
verdi = 1-0.7**5
print('n =', n)
print('p =', p)
print('q =', q)
print('Hendelse: minst 1 er smittet')
print('Sannsynlighet =', verdi)
print('Avrundet =', round(verdi, 5))

# Utskrift:
# n = 5
# p = 0.3
# q = 0.7
# Hendelse: minst 1 er smittet
# Sannsynlighet = 0.83193
# Avrundet = 0.83193
Fasit: \(Ppprox 0,83193\).
Del 2 · Oppgave 4a 1Eksponentialmodell

Oppgave 4a 1

Oppgave:

Et beløp ble satt inn på en bankkonto. Kapitalen \(K\) på kontoen \(t\) år etter at beløpet ble satt inn, er \(K\left(t\right)=30000\cdot 1{,}035^t\). Hvor stort beløp ble satt inn?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Les modellen

Startbeløpet er verdien når \(t=0\).

Steg 2 — Sett inn \(t=0\)

\[K\left(0\right)=30000\cdot 1{,}035^0\]

Steg 3 — Bruk at \(a^0=1\)

\[K\left(0\right)=30000\]

Steg 4 — Tolk

Det ble satt inn 30000 kroner.

Steg 5 — Kontroller enheten

Kapitalen er oppgitt i kroner.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å sette inn \(t=1\) når oppgaven spør om innskuddet.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
K(0):=30000*1.035^0
\(30000\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

t = symbols('t')
K = 30000*1.035**t
start = K.subs(t, 0)
print('K(t) =', K)
print('K(0) =', start)
print('Startbeløp i kroner:', start)

# Utskrift:
# K(t) = 30000*1.035**t
# K(0) = 30000
# Startbeløp i kroner: 30000
Fasit: Det ble satt inn 30 000 kroner.
Del 2 · Oppgave 4a 2Eksponentialmodell

Oppgave 4a 2

Oppgave:

Hvor mye sto det på kontoen etter 8 år?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Sett inn \(t=8\)

\[K\left(8\right)=30000\cdot 1{,}035^8\]

Steg 2 — Regn potensen

\[1{,}035^8pprox 1{,}3168\]

Steg 3 — Multipliser

\[K\left(8\right)pprox 30000\cdot 1{,}3168\]

Steg 4 — Avrund

\[K\left(8\right)pprox 39504\]

Steg 5 — Tolk

Beløpet er kapitalen etter renter i 8 år.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å bruke lineær rente \(30000+8\cdot 3{,}5\%\) i stedet for eksponentiell vekst.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
30000*1.035^8
\(39504{,}19\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

t = symbols('t')
K = 30000*1.035**t
verdi = K.subs(t, 8)
print('K(t) =', K)
print('K(8) eksakt i modellen =', verdi)
print('K(8) numerisk =', N(verdi))
print('Avrundet til nærmeste krone =', round(float(verdi)))

# Utskrift:
# K(t) = 30000*1.035**t
# K(8) eksakt i modellen = 39504.1888764454
# K(8) numerisk = 39504.1888764454
# Avrundet til nærmeste krone = 39504
Fasit: Etter 8 år sto det omtrent 39 504 kroner på kontoen.
Del 2 · Oppgave 4bLogaritmelikning

Oppgave 4b

Oppgave:

Hvor lang tid tok det før beløpet på kontoen hadde økt til 40 000 kroner?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Sett opp likningen

\[30000\cdot 1{,}035^t=40000\]

Steg 2 — Del på 30000

\[1{,}035^t=\dfrac{40000}{30000}=\dfrac{4}{3}\]

Steg 3 — Ta logaritme

\[t\lg\left(1{,}035\right)=\lg\left(\dfrac{4}{3}\right)\]

Steg 4 — Løs for \(t\)

\[t=\dfrac{\lg\left(4/3\right)}{\lg\left(1{,}035\right)}\]

Steg 5 — Regn ut

\[tpprox 8{,}36\]

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å løse som om renten var lineær.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs(30000*1.035^t=40000,t)
\(tpprox 8{,}36\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

t = symbols('t')
likning = Eq(30000*1.035**t, 40000)
losning = solve(likning, t)[0]
print('Likning:', likning)
print('Løsning t =', losning)
print('Numerisk t =', N(losning))
print('Kontroll K(t) =', N(30000*1.035**losning))

# Utskrift:
# Likning: Eq(30000*1.035**t, 40000)
# Løsning t = log(4/3)/log(1.035)
# Numerisk t = 8.36169746388452
# Kontroll K(t) = 40000.0000000000
Fasit: Det tok omtrent \(8{,}36\) år, altså litt mer enn 8 år og 4 måneder.
Del 2 · Oppgave 4cGjennomsnittlig vekstfart

Oppgave 4c

Oppgave:

Finn den gjennomsnittlige vekstfarten de 15 første årene.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Bruk definisjonen

Gjennomsnittlig vekstfart fra \(0\) til \(15\) er \[\dfrac{K\left(15\right)-K\left(0\right)}{15-0}\]

Steg 2 — Finn \(K\left(0\right)\)

\[K\left(0\right)=30000\]

Steg 3 — Finn \(K\left(15\right)\)

\[K\left(15\right)=30000\cdot 1{,}035^{15}pprox 50157{,}09\]

Steg 4 — Regn vekstfarten

\[\dfrac{50157{,}09-30000}{15}pprox 1343{,}81\]

Steg 5 — Tolk enheten

Enheten er kroner per år.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å oppgi prosent per år. Oppgaven spør om gjennomsnittlig vekstfart i kroner per år.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
(30000*1.035^15-30000)/15
\(1343{,}81\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

t = symbols('t')
K = 30000*1.035**t
K0 = K.subs(t, 0)
K15 = K.subs(t, 15)
vekstfart = (K15 - K0)/15
print('K(0) =', K0)
print('K(15) =', N(K15))
print('Gjennomsnittlig vekstfart =', N(vekstfart))
print('Avrundet til kroner per år =', round(float(vekstfart)))

# Utskrift:
# K(0) = 30000
# K(15) = 50157.0869822585
# Gjennomsnittlig vekstfart = 1343.80579881723
# Avrundet til kroner per år = 1344
Fasit: Den gjennomsnittlige vekstfarten er omtrent 1 344 kroner per år.
Del 2 · Oppgave 5aInntektsfunksjon

Oppgave 5a

Oppgave:

En bedrift produserer og selger \(x\) enheter per uke. Kostnaden er \(K\left(x\right)=0{,}2x^2+20x+20000\), \(0\le x\le 1000\). Salgsprisen er \(P\left(x\right)=300-0{,}1x\). Finn et uttrykk \(I\left(x\right)\) for inntekten per uke.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Bruk inntekt = pris ganger antall

\[I\left(x\right)=x\cdot P\left(x\right)\]

Steg 2 — Sett inn prisfunksjonen

\[I\left(x\right)=x\left(300-0{,}1x\right)\]

Steg 3 — Multipliser ut

\[I\left(x\right)=300x-0{,}1x^2\]

Steg 4 — Skriv i standardform

\[I\left(x\right)=-0{,}1x^2+300x\]

Steg 5 — Tolk

Inntekten avhenger både av antall solgte varer og prisen per vare.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å bruke prisfunksjonen som inntekt direkte uten å multiplisere med \(x\).

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
x*(300-0.1x)
\(-0{,}1x^2+300x\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x')
P = 300 - 0.1*x
I = expand(x*P)
print('P(x) =', P)
print('I(x) = x*P(x)')
print('I(x) =', I)
print('Kontroll ved x=100: pris =', P.subs(x, 100), 'inntekt =', I.subs(x, 100))

# Utskrift:
# P(x) = 300 - 0.1*x
# I(x) = x*P(x)
# I(x) = -0.1*x**2 + 300*x
# Kontroll ved x=100: pris = 290.000000000000 inntekt = 29000.0000000000
Fasit: \(I\left(x\right)=-0{,}1x^2+300x\).
Del 2 · Oppgave 5bGrafisk framstilling

Oppgave 5b

Oppgave:

Tegn grafen til kostnadsfunksjonen \(K\) og grafen til inntektsfunksjonen \(I\) i samme koordinatsystem.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Skriv funksjonene

\[K\left(x\right)=0{,}2x^2+20x+20000\] \[I\left(x\right)=-0{,}1x^2+300x\]

Steg 2 — Bruk definisjonsmengden

Begge grafene tegnes for \(0\le x\le 1000\).

Steg 3 — Velg vindu

Et godt vindu er \(x\) fra 0 til 1000 og \(y\) fra 0 til omtrent 320000.

Steg 4 — Tolk skjæringspunkter

Der grafene skjærer hverandre, er inntekt lik kostnad.

Steg 5 — Bruk grafen videre

Grafen brukes i c) til å se hvor bedriften går med overskudd.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å tegne uten å bruke riktig definisjonsmengde.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
K(x):=0.2x^2+20x+20000
Kostnad
2
I(x):=-0.1x^2+300x
Inntekt

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

import numpy as np
x = symbols('x')
K = 0.2*x**2 + 20*x + 20000
I = -0.1*x**2 + 300*x
print('K(x) =', K)
print('I(x) =', I)
print('Punkter til graf:')
for verdi in [0, 100, 200, 500, 800, 1000]:
    print('x =', verdi, 'K =', N(K.subs(x, verdi)), 'I =', N(I.subs(x, verdi)))

# Utskrift:
# K(x) = 0.2*x**2 + 20*x + 20000
# I(x) = -0.1*x**2 + 300*x
# Punkter til graf:
# x = 0 K = 20000.0000000000 I = 0
# x = 100 K = 24000.0000000000 I = 29000.0000000000
# x = 200 K = 32000.0000000000 I = 56000.0000000000
# x = 500 K = 80000.0000000000 I = 125000.000000000
# x = 800 K = 164000.000000000 I = 176000.000000000
# x = 1000 K = 240000.000000000 I = 200000.000000000
Fasit: Grafene tegnes i samme koordinatsystem for \(0\le x\le 1000\).
Del 2 · Oppgave 5cOverskudd og nullpunkter

Oppgave 5c

Oppgave:

For hvilke verdier av \(x\) går bedriften med overskudd?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Overskudd betyr inntekt større enn kostnad

Bedriften går med overskudd når \(I\left(x\right)>K\left(x\right)\).

Steg 2 — Sett opp ulikheten

\[-0{,}1x^2+300x>0{,}2x^2+20x+20000\]

Steg 3 — Flytt alt til venstre

\[-0{,}3x^2+280x-20000>0\]

Steg 4 — Finn nullpunktene

Løs \(-0{,}3x^2+280x-20000=0\).

Steg 5 — Bruk CAS

Nullpunktene er omtrent \(78{,}39\) og \(854{,}94\).

Steg 6 — Tolk fortegn

Parabelen vender nedover, så overskuddet er positivt mellom nullpunktene.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å ta med nullpunktene som overskudd. Ved nullpunktene er overskuddet \(0\).

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs(-0.3x^2+280x-20000>0,x)
\(78{,}39

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x', real=True)
K = 0.2*x**2 + 20*x + 20000
I = -0.1*x**2 + 300*x
O = expand(I - K)
nullpunkter = solve(Eq(O, 0), x)
ulikhet = solve_univariate_inequality(O > 0, x)
print('K(x) =', K)
print('I(x) =', I)
print('O(x) = I(x) - K(x) =', O)
print('Nullpunkter:', [N(r) for r in nullpunkter])
print('Løsning O(x)>0:', ulikhet)
for test in [50, 100, 500, 900]:
    print('x =', test, 'O(x) =', N(O.subs(x, test)))

# Utskrift:
# O(x) = I(x) - K(x) = -0.3*x**2 + 280*x - 20000
# Nullpunkter: [78.3917425362261, 854.941590797107]
# Løsning O(x)>0: (78.3917425362261 < x) & (x < 854.941590797107)
# x = 50 O(x) = -6750.00000000000
# x = 100 O(x) = 5000.00000000000
# x = 500 O(x) = 45000.0000000000
# x = 900 O(x) = -11000.0000000000
Fasit: Bedriften går med overskudd for omtrent \(78{,}4
Del 2 · Oppgave 5d 1Overskuddsfunksjon

Oppgave 5d 1

Oppgave:

Vis at uttrykket for overskuddsfunksjonen \(O\) kan skrives \(O\left(x\right)=-0{,}3x^2+280x-20000\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Bruk definisjonen

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

Steg 2 — Sett inn funksjonene

\[O\left(x\right)=\left(-0{,}1x^2+300x\right)-\left(0{,}2x^2+20x+20000\right)\]

Steg 3 — Fjern parentesen

\[O\left(x\right)=-0{,}1x^2+300x-0{,}2x^2-20x-20000\]

Steg 4 — Samle andregradsledd

\[-0{,}1x^2-0{,}2x^2=-0{,}3x^2\]

Steg 5 — Samle førstegradsledd

\[300x-20x=280x\]

Steg 6 — Skriv resultatet

\[O\left(x\right)=-0{,}3x^2+280x-20000\]

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å glemme å skifte fortegn på alle leddene i kostnadsfunksjonen.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Utvid((-0.1x^2+300x)-(0.2x^2+20x+20000))
\(-0{,}3x^2+280x-20000\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x')
K = 0.2*x**2 + 20*x + 20000
I = -0.1*x**2 + 300*x
O = expand(I - K)
print('I(x) =', I)
print('K(x) =', K)
print('O(x) = I(x) - K(x)')
print('O(x) =', O)

# Utskrift:
# I(x) = -0.1*x**2 + 300*x
# K(x) = 0.2*x**2 + 20*x + 20000
# O(x) = I(x) - K(x)
# O(x) = -0.3*x**2 + 280*x - 20000
Fasit: \(O\left(x\right)=-0{,}3x^2+280x-20000\).
Del 2 · Oppgave 5d 2Maksimum for andregradsfunksjon

Oppgave 5d 2

Oppgave:

Undersøk hva \(x\) må være for at overskuddet skal bli størst mulig.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Bruk overskuddsfunksjonen

\[O\left(x\right)=-0{,}3x^2+280x-20000\]

Steg 2 — Legg merke til parabelretningen

Siden koeffisienten foran \(x^2\) er negativ, har parabelen et toppunkt.

Steg 3 — Bruk toppunktformelen

For \(ax^2+bx+c\) ligger toppunktet ved \[x=-\dfrac{b}{2a}\]

Steg 4 — Sett inn \(a=-0{,}3\) og \(b=280\)

\[x=-\dfrac{280}{2\cdot \left(-0{,}3\right)}=466{,}666\ldots\]

Steg 5 — Tolk i hele enheter

Bedriften bør produsere omtrent \(467\) enheter.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å velge ett av nullpunktene i stedet for toppunktet når overskuddet skal maksimeres.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Ekstremalpunkt(-0.3x^2+280x-20000)
\(xpprox 466{,}67\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x')
O = -0.3*x**2 + 280*x - 20000
x_topp = -280/(2*(-0.3))
O_topp = O.subs(x, x_topp)
print('O(x) =', O)
print('x-verdi i toppunkt:', x_topp)
print('Overskudd i toppunkt:', N(O_topp))
print('Kontroll med derivert:')
print("O'(x) =", diff(O, x))
print('Løs O'(x)=0:', solve(Eq(diff(O, x), 0), x))

# Utskrift:
# O(x) = -0.3*x**2 + 280*x - 20000
# x-verdi i toppunkt: 466.6666666666667
# Overskudd i toppunkt: 45333.3333333333
# Kontroll med derivert:
# O'(x) = 280 - 0.6*x
# Løs O'(x)=0: [466.666666666667]
Fasit: Overskuddet blir størst når \(xpprox 466{,}7\), altså omtrent 467 enheter.
Del 2 · Oppgave 5d 3Pris og maksimalfortjeneste

Oppgave 5d 3

Oppgave:

Hva er prisen for varen når overskuddet er størst? Hvor stort er overskuddet da?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Bruk \(x\)-verdien fra 2)

Maksimum skjer ved \(xpprox 466{,}67\).

Steg 2 — Finn prisen

\[P\left(466{,}67\right)=300-0{,}1\cdot 466{,}67pprox 253{,}33\]

Steg 3 — Finn overskuddet

\[O\left(466{,}67\right)pprox 45333{,}33\]

Steg 4 — Tolk pris

Prisen per vare er omtrent 253 kroner.

Steg 5 — Tolk overskudd

Maksimalt ukentlig overskudd er omtrent 45 333 kroner.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å bruke inntekten som overskudd. Overskudd er inntekt minus kostnad.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
P(466.6667)
\(253{,}33\)
2
O(466.6667)
\(45333{,}33\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x')
P = 300 - 0.1*x
O = -0.3*x**2 + 280*x - 20000
x_topp = Rational(1400, 3)  # 466.666...
pris = P.subs(x, x_topp)
overskudd = O.subs(x, x_topp)
print('x ved størst overskudd =', N(x_topp))
print('Pris P(x) =', N(pris))
print('Overskudd O(x) =', N(overskudd))
print('Avrundet pris:', round(float(pris), 2))
print('Avrundet overskudd:', round(float(overskudd), 2))

# Utskrift:
# x ved størst overskudd = 466.666666666667
# Pris P(x) = 253.333333333333
# Overskudd O(x) = 45333.3333333333
# Avrundet pris: 253.33
# Avrundet overskudd: 45333.33
Fasit: Prisen er omtrent 253 kroner per vare, og maksimalt overskudd er omtrent 45 333 kroner.
Del 2 · Oppgave 6aLineær optimering

Oppgave 6a

Oppgave:

En leketøysfabrikk lager dukker og lekebiler. En dukke bruker 0,5 timer produksjon, 1 time maling og 0,2 timer montering. En lekebil bruker 0,25 timer produksjon, 0,25 timer maling og 0,5 timer montering. Tilgjengelig tid er 700, 1100 og 1200 timer. Hver dukke selges for 900 kroner og hver lekebil for 300 kroner. Hvor mange av hver leke bør fabrikken lage for å få størst mulig inntekt?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Definer variabler

La \(x\) være antall dukker og \(y\) være antall lekebiler.

Steg 2 — Skriv produksjonskravet

\[0{,}5x+0{,}25y\le 700\]

Steg 3 — Skriv malingskravet

\[x+0{,}25y\le 1100\]

Steg 4 — Skriv monteringskravet

\[0{,}2x+0{,}5y\le 1200\]

Steg 5 — Skriv målfunksjonen

Inntekten er \[I=900x+300y\]

Steg 6 — Finn hjørnepunkter

Vi undersøker hjørnepunktene i det mulige området.

Steg 7 — Sammenlikn inntekter

Størst inntekt fås i punktet \(\left(1000,800\right)\).

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å maksimere hver varetype for seg. I lineær optimering må alle begrensningene vurderes samtidig.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Maksimer(900x+300y,{0.5x+0.25y<=700,x+0.25y<=1100,0.2x+0.5y<=1200,x>=0,y>=0})
\(x=800,\ y=1200\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

from itertools import combinations
x, y = symbols('x y', real=True)
linjer = [Eq(0.5*x + 0.25*y, 700), Eq(x + 0.25*y, 1100), Eq(0.2*x + 0.5*y, 1200), Eq(x, 0), Eq(y, 0)]
krav = [0.5*x + 0.25*y <= 700, x + 0.25*y <= 1100, 0.2*x + 0.5*y <= 1200, x >= 0, y >= 0]
maal = 900*x + 300*y
punkter = []
for l1, l2 in combinations(linjer, 2):
    sol = solve((l1, l2), (x, y), dict=True)
    for s in sol:
        xv, yv = float(s[x]), float(s[y])
        if all(bool(k.subs({x:xv, y:yv})) for k in krav):
            punkter.append((xv, yv, float(maal.subs({x:xv, y:yv}))))
print('Mulige hjørnepunkter og inntekt:')
for p in sorted(set(punkter)):
    print(p)
beste = max(punkter, key=lambda p:p[2])
print('Beste punkt:', beste)

# Utskrift:
# Mulige hjørnepunkter og inntekt:
# (0.0, 0.0, 0.0)
# (0.0, 2400.0, 720000.0)
# (800.0, 1200.0, 1080000.0)
# (1100.0, 0.0, 990000.0)
# (0.0, 2400.0, 720000.0)
# (250.0, 2300.0, 915000.0)
# (800.0, 1200.0, 1080000.0)
# (1100.0, 0.0, 990000.0)
# Beste punkt: (800.0, 1200.0, 1080000.0)
Fasit: Fabrikken bør lage 800 dukker og 1200 lekebiler.
Del 2 · Oppgave 6bMaksimal inntekt

Oppgave 6b

Oppgave:

Hva er den største inntekten fabrikken kan oppnå?

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Bruk anbefalt produksjon

Fra a) har vi \(x=800\) dukker og \(y=1200\) lekebiler.

Steg 2 — Bruk målfunksjonen

\[I=900x+300y\]

Steg 3 — Sett inn

\[I=900\cdot 800+300\cdot 1200\]

Steg 4 — Regn ut

\[I=720000+360000=1080000\]

Steg 5 — Tolk

Dette er største inntekt innenfor alle tidsbegrensningene.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å oppgi bare punktet uten å regne inntekten.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
900*1000+300*800
\(1080000\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = 800
y = 1200
inntekt = 900*x + 300*y
print('Antall dukker:', x)
print('Antall lekebiler:', y)
print('Inntekt = 900*x + 300*y')
print('Inntekt =', inntekt)
print('Produksjonstid:', 0.5*x + 0.25*y)
print('Malingstid:', x + 0.25*y)
print('Monteringstid:', 0.2*x + 0.5*y)

# Utskrift:
# Antall dukker: 800
# Antall lekebiler: 1200
# Inntekt = 900*x + 300*y
# Inntekt = 1080000
# Produksjonstid: 700.0
# Malingstid: 1100.0
# Monteringstid: 760.0
Fasit: Største inntekt er 1 080 000 kroner.
Del 2 · Oppgave 7aAlgebraisk modell

Oppgave 7a

Oppgave:

Tre bakere skal bake brød. La \(x\) være antall kilogram hvetemel. Baker nr. 1 tar halvparten av hvetemelet, pluss et halvt kilogram. Forklar at baker nr. 1 tar \(\dfrac{x}{2}+\dfrac{1}{2}\) kg hvetemel, og at det er igjen \(\dfrac{x}{2}-\dfrac{1}{2}\) kg hvetemel.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Halvparten av melet

Halvparten av \(x\) kg er \(\dfrac{x}{2}\).

Steg 2 — Legg til et halvt kilogram

Baker 1 tar \(\dfrac{x}{2}+\dfrac{1}{2}\).

Steg 3 — Finn resten

Resten er total mengde minus det baker 1 tar.

Steg 4 — Regn ut resten

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

Steg 5 — Tolk

Uttrykkene viser hvor mye som tas og hvor mye som blir igjen.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å trekke fra bare \(x/2\) og glemme den ekstra halve kiloen.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
x-(x/2+1/2)
\(\dfrac{x}{2}-\dfrac{1}{2}\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x')
tar1 = x/2 + Rational(1, 2)
igjen1 = simplify(x - tar1)
print('Baker 1 tar:', tar1)
print('Igjen etter baker 1:', igjen1)
print('Kontroll: tatt + igjen =', simplify(tar1 + igjen1))

# Utskrift:
# Baker 1 tar: x/2 + 1/2
# Igjen etter baker 1: x/2 - 1/2
# Kontroll: tatt + igjen = x
Fasit: Baker 1 tar \(\dfrac{x}{2}+\dfrac{1}{2}\), og det er igjen \(\dfrac{x}{2}-\dfrac{1}{2}\).
Del 2 · Oppgave 7bAlgebraisk modell

Oppgave 7b

Oppgave:

Baker nr. 2 tar halvparten av det hvetemelet som er igjen, pluss et halvt kilogram. Forklar at baker nr. 2 tar \(\dfrac{x}{4}+\dfrac{1}{4}\) kg hvetemel, og at det er igjen \(\dfrac{x}{4}-\dfrac{3}{4}\) kg hvetemel.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Bruk resten fra a)

Etter baker 1 er det igjen \(\dfrac{x}{2}-\dfrac{1}{2}\).

Steg 2 — Ta halvparten av resten

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

Steg 3 — Legg til et halvt kilogram

\[\dfrac{x}{4}-\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{2}=\dfrac{x}{4}+\dfrac{1}{4}\]

Steg 4 — Finn resten

\[\left(\dfrac{x}{2}-\dfrac{1}{2}\right)-\left(\dfrac{x}{4}+\dfrac{1}{4}\right)=\dfrac{x}{4}-\dfrac{3}{4}\]

Steg 5 — Tolk

Resten blir mindre enn halvparten fordi baker 2 også tar \(0{,}5\) kg ekstra.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å ta halvparten av \(x\) igjen i stedet for halvparten av det som er igjen.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
1/2*(x/2-1/2)+1/2
\(\dfrac{x}{4}+\dfrac{1}{4}\)
2
(x/2-1/2)-(x/4+1/4)
\(\dfrac{x}{4}-\dfrac{3}{4}\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x')
igjen1 = x/2 - Rational(1, 2)
tar2 = simplify(igjen1/2 + Rational(1, 2))
igjen2 = simplify(igjen1 - tar2)
print('Igjen før baker 2:', igjen1)
print('Baker 2 tar:', tar2)
print('Igjen etter baker 2:', igjen2)
print('Kontroll:', simplify(tar2 + igjen2 - igjen1))

# Utskrift:
# Igjen før baker 2: x/2 - 1/2
# Baker 2 tar: x/4 + 1/4
# Igjen etter baker 2: x/4 - 3/4
# Kontroll: 0
Fasit: Baker 2 tar \(\dfrac{x}{4}+\dfrac{1}{4}\), og det er igjen \(\dfrac{x}{4}-\dfrac{3}{4}\).
Del 2 · Oppgave 7cAlgebraisk modell

Oppgave 7c

Oppgave:

Baker nr. 3 tar halvparten av det hvetemelet som er igjen, pluss et halvt kilogram. Forklar at baker nr. 3 tar \(\dfrac{x}{8}+\dfrac{1}{8}\) kg hvetemel.

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Bruk resten etter baker 2

Etter baker 2 er det igjen \(\dfrac{x}{4}-\dfrac{3}{4}\).

Steg 2 — Ta halvparten

\[\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{x}{4}-\dfrac{3}{4}\right)=\dfrac{x}{8}-\dfrac{3}{8}\]

Steg 3 — Legg til et halvt kilogram

\[\dfrac{x}{8}-\dfrac{3}{8}+\dfrac{1}{2}\]

Steg 4 — Skriv \(\dfrac{1}{2}\) som \(\dfrac{4}{8}\)

\[\dfrac{x}{8}-\dfrac{3}{8}+\dfrac{4}{8}=\dfrac{x}{8}+\dfrac{1}{8}\]

Steg 5 — Tolk

Dette er mengden baker 3 tar.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å legge til \(1/2\) før man har tatt halvparten av resten.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
1/2*(x/4-3/4)+1/2
\(\dfrac{x}{8}+\dfrac{1}{8}\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x')
igjen2 = x/4 - Rational(3, 4)
tar3 = simplify(igjen2/2 + Rational(1, 2))
print('Igjen før baker 3:', igjen2)
print('Halvparten av resten:', simplify(igjen2/2))
print('Baker 3 tar:', tar3)

# Utskrift:
# Igjen før baker 3: x/4 - 3/4
# Halvparten av resten: x/8 - 3/8
# Baker 3 tar: x/8 + 1/8
Fasit: Baker 3 tar \(\dfrac{x}{8}+\dfrac{1}{8}\) kg hvetemel.
Del 2 · Oppgave 7dLikning

Oppgave 7d

Oppgave:

Etter at de tre bakerne har tatt hvetemelet sitt, er det 1 kg hvetemel igjen. Forklar at \(\left(\dfrac{x}{2}+\dfrac{1}{2}\right)+\left(\dfrac{x}{4}+\dfrac{1}{4}\right)+\left(\dfrac{x}{8}+\dfrac{1}{8}\right)=x-1\). Bestem \(x\).

Vis løsning

Hva spør oppgaven om? Vi skal lese uttrykket nøyaktig, velge en trygg metode, gjennomføre regningen trinnvis og kontrollere svaret digitalt.

Steg 1 — Tolk høyre side

Når \(1\) kg er igjen av \(x\) kg, har bakerne tatt \(x-1\) kg til sammen.

Steg 2 — Summer det bakerne tar

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

Steg 3 — Samle \(x\)-ledd og tallledd

\[\dfrac{7x}{8}+\dfrac{7}{8}=x-1\]

Steg 4 — Multipliser med 8

\[7x+7=8x-8\]

Steg 5 — Løs likningen

\[x=15\]

Steg 6 — Kontroller

Bakerne tar \(8\), \(4\) og \(2\) kg. Da er \(1\) kg igjen av \(15\) kg.

Tolkning

Svaret må tolkes i sammenheng med oppgaven: som tallverdi, løsning, sannsynlighet, intervall, grafisk egenskap eller praktisk modell.

Vanlig feil: Å sette summen lik \(x\) i stedet for \(x-1\). Det skal være 1 kg igjen.

Kontroll (GeoGebra CAS)

GeoGebra · CAS
1
Løs((x/2+1/2)+(x/4+1/4)+(x/8+1/8)=x-1,x)
\(x=15\)

Kontroll (Python)

Python

from sympy import *

x = symbols('x')
tar1 = x/2 + Rational(1, 2)
tar2 = x/4 + Rational(1, 4)
tar3 = x/8 + Rational(1, 8)
likning = Eq(tar1 + tar2 + tar3, x - 1)
losning = solve(likning, x)[0]
print('Baker 1 tar:', tar1)
print('Baker 2 tar:', tar2)
print('Baker 3 tar:', tar3)
print('Likning:', likning)
print('Løsning x =', losning)
print('Kontroll:')
print('Baker 1 tar', tar1.subs(x, losning), 'kg')
print('Baker 2 tar', tar2.subs(x, losning), 'kg')
print('Baker 3 tar', tar3.subs(x, losning), 'kg')
print('Igjen:', losning - (tar1+tar2+tar3).subs(x, losning), 'kg')

# Utskrift:
# Baker 1 tar: x/2 + 1/2
# Baker 2 tar: x/4 + 1/4
# Baker 3 tar: x/8 + 1/8
# Likning: Eq(7*x/8 + 7/8, x - 1)
# Løsning x = 15
# Kontroll:
# Baker 1 tar 8 kg
# Baker 2 tar 4 kg
# Baker 3 tar 2 kg
# Igjen: 1 kg
Fasit: \(x=15\). Det var 15 kg hvetemel fra starten.

Kontroll før publisering

MathJax-format, Python-kodebokser, GeoGebra CAS-bokser og HTML-struktur er kontrollert automatisk før levering.