Matematik B STX eksamen 31. maj 2012 | Oversigt
Svar på opgave 1:
A har negativ hældning, hvilket passer med f, hvor koefficienten til x er negativ.
B går gennem y-aksen i en værdi, der er større end 1, hvilket stemmer med h, der har konstantleddet 2.
C går gennem (0,0), det stemmer med g, der ikke har noget konstantled.
Svar på opgave 2:
Ligningen kan skrives: 1·x2 + 8·x + 15 = 0
Diskriminanten er D = 82 - 4·1·15 = 64 - 60 = 4
Løsningen er x = -8/2 ± (1/2)·√4 ⇔
x = -8/2 ± (1/2)·2 ⇔
x = -4 ± 1 ⇔
x = −5 eller x = −3
Svar på opgave 3:
Trekant ABD er retvinklet med AB som hypotenusen. |AB| kan findes ved hjælp af Pythagoras læresætning:
|AB| = √(82+62) = 10
Arealet af trekant ABC er 0,5·|AC|·6. Man ved, at omkredsen er 30, dvs. |AC| + |AB| + |BC| = 30 ⇒ |AC| + 10 + 7,5 = 30 ⇒ |AC| = 30 - (10 + 7,5) ⇒ |AC| = 12,5.
Dermed er arealet af ABC = 0,5·12,5·6 = 37,5
Svar på opgave 4:
At fordoblingskonstanten er 3 betyder, at f(x) fordobles hver gang, at man lægger 3 til x.
Svar på opgave 5:
Tangenten til f(x) i x = 0 har formlen: y = f´(0)·x + f(0).
f´(x) = 2·ex, dvs. f´(0) = 2·e0 = 2.
f(0) = 2·ex + 1 = 3.
Dvs. tangentens ligning er y = 2x + 3
Svar på opgave 6:
En stamfunktion til f har formen: 2x2 + 3x + k.
Den stamfunktion, der går igennem (1,10), skal opfylde ligningen: 2·12 + 3·1 + k = 10 => 5 + k = 10 => k = 5.
Dvs. at stamfunktionen er F1
Svar på opgave 7:
Man opretter lister med år efter 2005 og solcellekapaciteten.
år:={2005,2006,2007,2008,2009,2010}-2005 ▸ {0,1,2,3,4,5}
kapacitet:={2056,2899,4170,6120,9914,17320} ▸ {2056,2899,4170,6120,9914,17320}
ExpReg år,kapacitet,1: CopyVar stat.RegEqn,f1: stat.results ▸
[["Titel","Eksponentiel regression"]
["RegEqn","a*b^x"]
["a",1902.33]["b",1.52317]
["r²",0.990379]
["r",0.995178]
["Resid","{...}"]
["ResidTrans","{...}"]]
a = 1,523 og b = 1902
Man skal finde S(2015-2005) = S(10). Man benytter den regressionsfunktion som Ti-Nspire har opretter. Den hedder f1(x). Man får:
f1(2015-2005) ▸ 127874
Dvs. solcellekapaciteten i 2015 er 127874 MW = 127,9 GW
Konstanten a er fremskrivningsfaktor, dvs. det tal som sidste års solcellekapacitet skal ganges med for at finde det nye års.
Konstanten b er startværdi, dvs. solcellekapaciteten i 2005 målt i MW.
Svar på opgave 8:
BC er hypotenuse i den retvinklede trekant BCD. |BC| findes ved hjælp af Pythagoras læresætning:
sqrt((6.)2+(2+5)2) ▸ 9.2195
Dvs. |BC| = 9,22
Arealet af trekant ABC er 0,5·|CD|·|AB| = 0,5·6·5 = 15
∠B findes ved hjælp af en følgende trigonometriske ligning for retvinklede trekanter: modstående katete til vinkel v = hypotenuse·sin(v). Man får:
solve(9.21954*sin(b*1.°)=6,b)|0<b<90 ▸ b=40.6013
Dvs. ∠B = 40,6°
For at beregne medianen ma betragter man trekanten ABE som vist nedenunder.
Herudfra findes ma ved hjælp af en cosinusrelation:
solve(cos(40.6013°)=((9.21954/2)2+52-ma2)/(2*(9.21954/2)*5),ma)|ma>0 ▸ ma=3.3541
Dvs ma = 3,35
Svar på opgave 9:
Man skal finde r, når V(r) = 40. Dette gøres ved at oprette V(r) i Ti-Nspire og løse ligningen V(r) = 40 med hensyn til r.
v(r):=0.006*r2.6657 ▸ Udført
solve(v(r)=40,r) ▸ r=27.1948
Dvs. græskarets radius er 27,2 cm
Man bruger formlen for procent-procent vækst for potensfunktioner: (1 + ry) = (1 + rx)a. Her er ry vækstraten for vægten og rx der er vækstraten for radius. Det giver med hensyn til ry:
(1.12.6657-1)*100 ▸ 28.926
Dvs. vækstraten for vægten af græskaret er 28,9 %
Svar på opgave 10:
Man starter med at oprette f(x) i Ti-NSpire:
f(x):=x4-2*x2+4 ▸ Udført
Dernæst løser man ligningen f´(x) = 0:
solve(derivative(f(x),x)=0,x) ▸ x=−1 or x=0 or x=1
Det ses, at løsningerne for ligningen f´(x) = 0 er: x = −1, x = 0 eller x = 1
Man laver en fortegnsundersøgelse af f´ som foretaget nedenunder.
derivative(f(x),x)|x=−2 ▸ −24
derivative(f(x),x)|x=−0.5 ▸ 1.5
derivative(f(x),x)|x=0.5 ▸ −1.5
derivative(f(x),x)|x=1.5 ▸ 7.5
Fortegnsundersøgelsen viser, at f´(x) er negativ for x < -1, positiv for -1 < x < 0, negativ for 0 < x < 1 og positiv for x > 1. Dvs. monotoniforholdene for f er:
f er aftagende for x < -1, voksende for -1 < x < 0, aftagende for 0 < x < 1 og voksende for x > 1
Man opretter g(x) i Ti-Nspire:
g(x):=x2+2 ▸ Udført
Nedenfor er graferne for g (rød) og f (blå) tegnet.
Arealet af mellemrummet mellem kurverne er integralet af f-g fra x=-1 til x=1. Dette beregnes i Ti-Nspire:
integral(f(x)-g(x),x,−1,1) ▸ 12/5
Dvs. arealet er 12/5 eller 2,4
Svar på opgave 11:
Man opretter lister med stemmefordelingen for valget (stemmeandel) og den observerede stemmefordeling fra undersøgelsen (observeret).
stemmeandel:={0.248,0.095,0.049,0.092,0.05,0.008,0.123,0.268,0.067} ▸ {0.248,0.095,0.049,0.092,0.05,0.008,0.123,0.268,0.067}
observeret:={265,115,44,85,55,7,136,313,76} ▸ {265,115,44,85,55,7,136,313,76}
Den forventede stemmefordeling fra undersøgelsen (forventet), hvis den følger fordelingen fra valget beregnes. Den er stemmefordelingen fra valget i procent gange antallet af personer, der blev spurgt i undersøgelsen.
forventet:=stemmeandel*sum(observeret) ▸ {271.808,104.12,53.704,100.832,54.8,8.768,134.808,293.728,73.432}
Man laver en Chi-i-anden goodness-of-fit test med 8 frihedsgrader på de to lister observeret og forventet
χ²GOF observeret,forventet,8: stat.results ▸
[["Titel","χ²-Goodness of Fit test"]
["χ²",7.26877]
["PVal",0.507932]
["df",8.]
["CompList","{...}"]]
Det ses at PVal er 0,51, som er større end 5% (=0,05) og dermed accepteres nul-hypotesen.
Svar på opgave 12:
Omkredsen af metalstyket er to gange h plus omkredsen af en cirkel med radius r. Stykkets omkreds er 6, dvs. man får ligningen: 2h + 2πr = 6. Denne ligning løses med hensyn til h:
solve(2*h+2*π*r=6,h) ▸ h=3-π*r
Dvs. h udtrykt ved r er h = 3 - π·r
Arealet af metalstykket er arealet af et rektangel med siderne h og r minus arealet af en cirkel med radius r. Man indsætter udtrykket for h som funktion af r og får:
h·r - π·r2 = (3 - π·r)·2r - π·r2 = 6r - 3π·r2
a(r):=6*r-3*π*r2 ▸ Udført
Man laver en fortegnsundersøgelse for den afledede arealfuntion A'(r).
solve(derivative(a(r),r)=0.,r) ▸ r=1/π
derivative(a(r),r)|r=0 ▸ 6
derivative(a(r),r)|r=1. ▸ −12.85
Dette viser, at r = 1/π = 0,318 er lokalt maksimum.
Nu skal man undersøge, om det er globalt minimum. For at gøre dette skal man finde grænserne for r:
Der gælder: r > 0 og 2·r < h, da metalstykket ellers ville gå midt over. Da h er lig med 3 - π·r, får man den øvre grænse ud fra uligheden: 2·r < 3 - π·r ⇔ (2 + π)·r < 3 ⇔ r < 3/(2 + π) = 0,5835
Man undersøger arealet i grænserne r = 0 og r = 0,5835 samt i det lokale maksimum i r = 0.3183:
a(0) ▸ 0
a(0.583477) ▸ 0.29224
a(0.31831) ▸ 0.95493
Det ses, at r = 1/π er globalt maksimum
(Man kan også bruge Ti-NSpire kommandoen fMax(): fMax(a(r),r) ▸ r=1/π)