MAA7.1 Koe ja vastaukset välivaiheineen (PDF
Transcription
MAA7.1 Koe ja vastaukset välivaiheineen (PDF
MAA7 7.1 Koe Jussi Tyni 29.1.2013 Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! 1. Laske raja-arvot: 2x2 9x 4 b) xlim 4 x 2 7 x 12 25 x 2 a) lim x 5 2 x 10 6p 2. a) Määritä erotusosamäärän avulla funktion f ( x) 3x 2 x derivaatta 2 f ´(2) . 1 3 f ( x ) x 9 x 2 on kasvava? Perustele b) Millä välillä funktio 3 vastauksesi derivaatan avulla. 4 3. a) Derivoi f ( x) x 6p 2x 2 5 x2 3x 2 5 x b) Derivoi f ( x) 4 5x2 6p 4. Määritä minkä suuruisen rajatun pinta-alan muodostavat funktion g ( x) 1 2 x 4 x 2 kohtaan x=10 piirretty tangentti, x-akseli ja y-akseli. 2 6p 5. a) Derivoi f ( x) ( x 4 x) 3 b) Määritä funktion f (x) = x + 7 (2p) 2 pienin ja suurin arvo välillä [1, 3]. Ilmoita x2 tarkka vastaus, sekä likiarvo kolmen merkitsevän numeron tarkkuudella. (4p) 6p 6. Määritä funktion f ( x) ( x 2 x)(3x 5) ääriarvot. 2 Käännä! => 5 6p MAA7 7.1 Koe Jussi Tyni 29.1.2013 Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! 7. Jussi piti mehukioskia uimarannalla. Kun mehulasin hinta oli 90 senttiä, hän myi 60 lasillista päivässä. Hän totesi, että jokainen 5 sentin lisäys mehulasin hintaan pienensi päivämenekkiä kolmella lasillisella. Millä hinnalla hän saa parhaan myyntituoton? Kuinka suuri tämä tuotto on? 6p 8. Halutaan valmistaa metallista suorakulmaisen särmiön muotoisia kannettomia 3 laatikoita, joiden tilavuus on 0,5 m ja joiden pohja on neliön muotoinen.(Kuva1). Pohjasta halutaan vankka, joten sen valmistuskustannukset ovat kolminkertaiset seinämateriaaliin verrattuna. Määritä laatikon mitat (pohjaneliön sivu, korkeus), niin että valmistuskustannukset ovat mahdollisimman pienet. 6p xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx BONUS (+2p) Ratkaise murtoepäyhtälö: Kuva 1 4 2x 0 2 x 2 18 MAA7 7.1 Koe Jussi Tyni 29.1.2013 Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! Ratkaisut: 1. a) 25 x 2 (5 x)(5 x) 1( x 5)(5 x) lim lim lim x 5 2 x 10 x 5 x 5 2( x 5) 2( x 5) 1(5 x) 1(5 5) 10 lim 5 x 5 2 2 2 b) Jaetaan osoittaja ja nimittäjä tekijöihin 2 2x –9x+4=0 x= 9 81 32 9 49 9 7 = = 4 4 4 ⟺ x=4∨x= 1 2 2 x – 7 x + 12 = 0 7 49 48 7 1 7 1 = = ⟺ x=4∨x=3 2 2 2 1 2( x 4) x 2 2x 9x 4 2 2x 1 = = → 7, kun x → 4 2 ( x 4) ( x 3) x 7 x 12 x 3 Vastaus: 7 x= 2. a) f ( x) 3 x 2 2 x 3x 2 2 x f (2) 3x 2 2 x 8 f ´(2) lim lim x 2 x 2 x2 x2 4 3( x 2)( x ( )) 3 lim 3( x 4 ) lim 3 x 4 10 lim x 2 x 2 x2 3 x 2 Tuossa toisella rivillä polynomi on jaettu tekijöihin nollakohtiensa avulla: 4 3x 2 2 x 8 0 x1 2 ja x2 3 4 3x 2 2 x 8 3( x 2)( x ( )) 3 MAA7 7.1 Koe Jussi Tyni 29.1.2013 Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! b) 1 2 2 f ( x) x3 9 x 2 x 9 0 9 x 3 Derivaatan nollakohdat: 2 x1 3 ja x2 3 f ´( x) x 9 Merkkikaavio: -3 f´(x) - 3 + - + f(x) - - Funktio on siis kasvava välillä [-3,3]. 3. a) 2x 2 2 1 2 2 x 4 x 2 2 x 4 x 2 x 2 5 x 5 x 5 2 2 1 2 4 f ´( x) 4 x3 2 (2) x 3 4 x 3 4 3 4 x3 3 5 5 x 5 x f ( x) x 4 b) 6 x 5 4 5 x 2 (10 x)(3x 2 5 x) 3x 2 5 x f ( x) f ´( x) 2 2 4 5x2 4 5 x 24 x 30 x3 20 25 x 2 30 x3 50 x 2 4 5x 2 2 25 x 2 24 x 20 4 5x2 2 MAA7 7.1 Koe Jussi Tyni 29.1.2013 Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! 4. Käyrän 1 2 x 4 x 2 derivaatta on g´( x) x 4 . Derivaatta kohdassa x=10: 2 g´(10) 10 4 6 . Tämä on siis kohtaan x=10 piirretyn tangentin kulmakerroin. g ( x) Tangentti kulkee pisteen x=10 kautta. Tällöin se kulkee myös pisteen y 1 2 1 x 4 x 2 102 4 10 2 8 kautta. Eli koordinaatin (10,8). Nyt suoran 2 2 yhtälö: y y0 k ( x x0 ) y 8 6( x 10) y 6 x 60 8 y 6 x 52 Tangentti siis leikkaa y-akselin korkeudella -52 . Lasketaan x-akselin leikkauspiste, eli siis yhtälön 6 x 52 0 nollakohta, ratkaisu: 52 26 . Nyt tangentti, x-akseli ja y-akseli muodostavat rajatun 6 3 suorakulmaisen kolmion, jonka yksi kärki on x-akselilla kohdassa x=26/3, yksi kärki on origossa ja yksi kärki on y-akselilla kohdassa y=-52. 6 x 52 0 6 x 52 x Tämän kolmion pinta-ala on: 26 52 1 A 3 225 yksikköä 2 3 MAA7 7.1 Koe Jussi Tyni 29.1.2013 Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! 5. a) f ( x) ( x3 4 x)7 f ´( x) 7( x3 4 x)6 (3x2 4) ( x3 4 x)6 (21x2 28) 6. 2 b) f (x) = x + x 2 pienin ja suurin arvo välillä [1, 3]: 7. f ( x) x 2 x 2 x 2 f ´( x) 1 2 (2) x 3 2 x 1 4 1 4 1 x3 x3 Ääriarvot löytyvät derivaatan nollakohdista tai suljetulla välillä välin päätepisteistä: 1 4 4 0 1 3 x3 x3 4 3 x x x 3 4 1,59 3 Merkkikaavio: 1,59 f´(x) - + f(x) 1,59 + - 1 3 Graafisesti tulkittuna on löydetty min. kohta, kun x = 1,59. Max. kohta löytyy välin päätepisteistä. Pitää laskea sijoittamalla alkuperäiseen funktioon: MAA7 7.1 Koe Jussi Tyni 29.1.2013 Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! 2 1 2 3 12 2 2 29 f (3) 3 2 3 3 9 9 f (1) 1 Max. kohta on siis x=3 ja Max. arvo on 2 3 4 2 43 4 2 f ( 4) 4 2 2 2 2 3 3 3 3 1 4 4 4 4 3 Min. arvo: 29 3.22 9 3 3 4 2 3 4 2 3 2 3 42 3 4 2 6 3 4 2 2,38 6. f ( x) ( x2 2 x)(3x 5)5 f ´( x) (2 x 2)(3x 5)5 5(3x 5) 4 3( x 2 2 x) (3x 5) 4 (2 x 2)(3x 5) 5 3( x 2 2 x) (3x 5) 4 6 x 2 10 x 6 x 10 15 x 2 30 x (3x 5) 4 21x 2 46 x 10 Ääriarvot löytyvät derivaatan nollakohdista: (3 x 5) 4 21x 2 46 x 10 0 (3 x 5) 4 0 tai 21x 2 46 x 10 0 (3 x 5)5 0 3 x 5 0 3 x 5 x 5 3 21x 2 46 x 10 0 (46) (46) 2 4 2110 46 1276 46 4 319 2 21 42 42 46 2 319 46 2 319 23 319 42 42 42 21 21 23 319 23 319 x1 1,946 ja x2 0, 245 21 21 21 21 x Merkkikaaviosta nollakohtien kulku: MAA7 7.1 Koe Jussi Tyni 29.1.2013 Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! 0,245 + 5/3 - 1,946 -+ f´(x) f(x) 1,946 0,245 5/3 Eli paikallinen max kohta on x=0,245 ja paikallinen min. kohta on x=1,946 Ääriarvot: paikallinen max. arvo = f(0,245)=606,8 Paikallinen min. arvo=f(1,946)=-0,04 7. Merkitään hinnan muutos x (yksikkönä 5 senttiä) ja myyntituotto m 2 m (x) = (90 + 5 x) (60 – 3 x) = – 15 x + 30 x + 5400 Funktion kuvaaja on alaspäin aukeava paraabeli, joten se saa suurimman arvonsa derivaatan nollakohdassa m’(x) = – 30 x + 30 = 0 ⟺ x=1 m (1) = 0,95 · 57 = 54,15 Vastaus: Hinta 95 senttiä ja myyntituotto 54,15 € 8. Merkitään laatikon pohjaneliön sivun mitaksi x ja korkeudeksi y. Nyt tiedetään, että V 0,5m3 x 2 y 2 A 3x 4 xy Pinta-alaa mietittäessä pohjan pinta-ala on kerrottu kolmella, koska sen valmistuskustannukset ovat kolminkertaiset. Ratkaistaan tilavuuden lausekkeesta y: MAA7 7.1 Koe Jussi Tyni 29.1.2013 Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! 0,5m3 x 2 y 0,5 y ja sijoitetaan tämä pinta-alan lausekkeeseen, jolloin siitä tulee x:ää x2 sisältävä funktio: 0,5 2 3x 2 2 x x 2 A´( x) 6 x 2 x 2 6 x 2 x A( x) 3x 2 4 x Ääriarvot derivaatan nollakohdista: 6x 2 2 2 1 1 3 3 3 0 6 x x 6 x 2 x x x2 x2 3 3 1 0, 693 3 3 Tarkastellaan merkkikaaviolla, onko kyseessä min. vai max. kohta! 0,693 0,693 + A´(x) - + - A(x) On löydetty pinta-alan (=valmistuskustannusten) min. kohta. Valmistuskustannukset min, kun pohjaneliön sivu x=0,683m ja korkeus y 0,5 1 3 3 2 2 0,5 3 3 1, 04m