© Peter L Sørensen

Andre E-opgaver

E-opgaver: 28b Mundtlig eksamen. Differentialregning

Du kommer til næste felt ved at taste Enter eller Tab (det er tasten med 2 pile)    

Klik her for hjælp.    Se evetuelt   video .

De første opgaver er de same som i E-opgaver 21a, og du skal besvare dem igen.




Delopgave 1

Hvad kaldes et linjestykke, som forbinder 2 punkter på en graf?

Svar:




Delopgave 2 og 3 og 4 og ...

Vi vil nu oplyse betydningen af ordet differetialkvotient i et punkt x0 for en funktion.
Differetialkvotient er det samme som grafens hældning i x0.
Se på nedenstående tegning og udtryk hældningen for sekanten
ved hjælp af x0 og x, samt y0 og y.



Svar:

Sekantens hældning er   - y0
- x0
Vi lader nu x nærme sig x0.
Hvis sekantens hældning derved nærmer sig en bestemt værdi (kaldet grænseværdi),
så er funktionen i x0
og værdien kaldes funktionens i x0.

Denne værdi er grafens i punktet (x0, y0).
En funktion, som er differentiabel for alle x i definitionsmængden, kades .


Delopgave 8

Herunder ses grafen for en funktion,
som ikke er differentiabel for 2 x-værdier.
Oplys den mindste af disse x-værdier.


Svar:




Delopgave 9

Hvad kaldes en linje, der går gennem et grafpunkt og har samme hældning som grafen i punktet?

Svar:




Delopgave 10 og 11

Betragt en funktion f, som er differentiabel i x0.
Skriv ligningen for tangenten gennem grafpunktet (x0, y0)

Svar:

( - y0 ) = (x0)·( - x0 )


Delopgave 12 og 13 og 14

Betragt funktionen f, som er bestemt ved f(x)=x³
Bestem f´(x), f´(2) og f(2)

Svar:

f´(x) =

f´(2) =

f(2)  =


Delopgave 15 og 16 og 17 og ...

Skriv ligningen for tangenten gennem grafpunktet (x0, y0) = (2, 8).
Dvs. x0 = 2 og y0 = 8

Svar:

( - ) = ( - )

Denne ligning kan reduceres til: y = 12x -


Delopgave 21 og 22 og 23

Vi vil nu beregne et par differentialkvotienter ved hjælp af en metode/regel med 3 trin.
Hvad kaldes denne metode/regel?

Svar:

Skriv reglen.
1.   Opskriv   Δf
Δx
  eller   Δf
 h
      Husk  h = Δx = x-x0

 2.   Omskriv Δf.   Måske kan der med Δx eller h  

 3.   Bestem grænse




Delopgave 24 og 25 og 26 og ...

Kan 3-trinsreglen anvendes på   f(x) = ax+b ?

Svar:

Gør det.
  Δf
h
  =   y - y0
h
  =  ( ax + b )   -   ( ax0 + )
h

    =     ax + b   -   ax0   -  
    =     ax - ax0
    =     ( - x0 )
    =     *x-x0
    =     a*h
    =    

Da   Δf
h
= a, gælder også at   Δf
h
  når x → x0.     Altså f´(x) = .   Da det gælder for ethvert x0, kan vi skrive f´(x) =


Det er ikke overraskende, at f´(x)=a, da grafens hældning for en lineær funktion overalt er lig hældningskoefficienten.


Ovenstående bevis kan også gøres på en anden måde.

Her udnytter vi, at     x = x0+h     Det er en direkte følge af, at h=x-x0.

Gør det.
  Δf
h
  =   y - y0
h
  =   ( ax + b )   -   ( ax0 + )
h

  =   ( a(x0+h) + b )   -   ( ax0 + )
h

  =     ax0 + + b   -   ax0   -  
    =    
    =    

Da   Δf
h
= a, gælder også at   Δf
h
  når x → x0.     Altså f´(x) = .   Da det gælder for ethvert x0, kan vi skrive f´(x) =


Til eksamen kan man frit vælge hvilket bevis, man vil bruge.




Delopgave 50 og 51 og 52 og ...

Kan 3-trinsreglen anvendes på   f(x) = x² ?

Svar:

Gør det og benyt  x = x0+h.
  Δf
h
  =   y - y0
h
  =  x²   -   x0²
  =   (x0+   -   x0²

    =     x0² + h² + hx0   -   x0²
    =     h² + hx0
    =     h + x0

Dette udtryk nærmer sig 2x0 når h nærmer sig nul eller x nærmer sig x0. Derfor er f´(x0) = 2x0. Da det gælder for ethvert x0, kan vi skrive  f´(x) =




Delopgave 60

Differentier x² + 5x ved ledvis differentiation.
(brug plusreglen)

Svar:


(x² + 5x)´ =


Delopgave 61 og 62 og 63 og ...

Skriv plusreglen.

Svar:

Hvis funktionerne f og g er differentiable, så er (f+g) også differentiabel,

og   ( f(x) + g(x) = +


Bevis plusreglen.   (Her anvender vi ikke h, og vi forkorter ikke)
Δ(f+g)
Δx
  =   ( f(x) + ) - ( f(x0 ) + g(x0) )
x-x0

  =   f(x) - f(x0) + - g(x0)
x-x0
  =   - f(x0)
x-x0
+ - g(x0)
x-x0

Da både f og g er differentiable har udtrykket grænseværdien f´(x0) + g´(x0).
Derfor er (f+g) differentiabel og ( f(x0) + g(x0) )'   =   f´(x0) + g´(x0).  
Da det gælder for ethvert x0, kan vi skrive  
( f(x) + g(x) = +



I det følgende betyder punktvis ét punkt af gangen, og ikke et nok så lille interval.

Hvis differentialkvotienten i et interval er større end nul eller punktvis lig nul, så er funktionen i intervallet.

Hvis en funktion er voksende i et interval, så er differentialkvotienten end nul eller punktvis lig nul i intervallet.

Hvis differentialkvotienten i et interval er mindre end nul eller punktvis lig nul, så er funktionen i intervallet.

Hvis en funktion er aftagende i et interval, så er differentialkvotienten end nul eller punktvis lig nul i intervallet.


Betragt denne funktion.



Delopgave 73 og 74 og 75 og ...

Hvad er funktionens minimum og maksimum?

Svar:

Minimum   =  
Maksimum =
Værdimængden = [ ; ]

Udfyld nedenstående fortegnsvariation for .

(I nogle browsere vil udfyldningsfelterne ikke blive placeret præcist. Udfyld alligevel.)

x:             0,2                      1                            2,2                       3            3,4
_________|____________|_______________|_____________|_______|____>
f´(x)                       +                                 -        


Delopgave 82 og 83

Skriv monotoniintervallet længst til venstre i ovenstående tegning.
Intervalgrænserne skal være med 1 decimal som i fortegnsvariationen.


Svar:

[ ; ]


Herefter vil vi betragte denne funktion: f(x) = x³ +3x² - 9x + 7


Delopgave 84 og 85 og 86

Hvad er differentialkvotienten?

Svar:

f´(x) = x²   +   -


Delopgave 87 og 88 og 89 og ...

Løs ligningen f´(x)=0   <=>   3x²+6x-9=0

Svar:

d = 6² - 4·3·(-9) =


Rødder :  

- 6 ±
  __
√ d

2·3

    dvs.   -3   og  

Grafen for er ”glad” og derfor negativ mellem rødderne.

Udfyld nedenstående fortegnsvariation for .

x:                                    -3                             1
____________________|_______________|_________________>
f´(x)                 +             0             -                          



Optimering

Et firma sælger en vare og vil optimere fortjenesten.
Fortjenesten i millioner kroner er:
f(x) = -2x² + 8x - 1, hvor x er reklameinvesteringen i millioner kroner, Dm(f) = [0; 5]
Firmaet kan højst investere 5 mio. (Det vil i øvrigt viser sig at være nok.)

Vi vil beregne, hvilken rekalmeinvestering, der giver optmal fortjeneste.
Derfor vil vi lave en fortegnsvariation for .

Differentier f
f´(x) = -4x +



Delopgave 92

Løs ligningen f´(x) = 0   <=>   -4x + 8 = 0

Svar:

x =



Delopgave 93

Hvad er fortegnet for f´(0)?

Svar:




Delopgave 94 og 95 og 96 og ...

Hvad er fortegnet for f´(3)?

Svar:

Udfyld nedenstående fortegnsvariation for .

x:             0                     2                             5
________|___________|_______________|_________>
f´(x)                          


Delopgave 98 og 99

Hvor mange millioner skal der investeres i reklamer for at få maksimal fortjeneste?

Svar:

mio kr

Maksimum-fortjenesten er i øvrigt f(2) mio kr   =   mio kr

Tallet e og Ln
Tallet e = ca 2,718. Der er uendelig mange decimaler.
e kan ikke skrives som en endelig decimal brøk.
e kan end ikke skrives som en almindelig brøk, med et helt tal foroven i tælleren og helt tal for neden i nævneren.


Delopgave 100 og 101 og 102 og ...


Betragt funktionen f(x) = ex.
Hvad kaldes denne funktion?

Svar:

(ex)´ = x

Den naturlige logaritmefunktion Ln er bestemt ved:

Den naturlige logaritme til et positivt tal er den eksponent,
man skal sætte på for at få tallet.

DVS.

eLn(x) =

eLn(2) =  

Bemærk på tegningen, at x=Ln(2) giver en graf-hældning lig funktionsværdien 2. Det gælder for alle x-værdier fordi (ex)´ = ex.

eLn(3) =

eLn(a) =

a = Ln(a)

ax = (Ln(a))x = x·Ln(a) ,     Svarende til ( = 5·5·5  ·  5·5·5   =   53·2


Altså:   ax = ex·Ln(a)   og   b·ax = b·ex·Ln(a)


Der gælder:
( Ln(x)   =  1/             og   for x>0       ∫ 1/x dx = + k         For x<0 gælder   ∫ 1/x dx = Ln(-x) + k
( ax      =  · ax
( b·ax   = · b·ax


Væksthastighed er det samme som

Af ovenstående fremgår, at ved en eksponentiel funktion f(x) = b·ax er vækst-
hastigheden proportional med funktionsværdien og proportionalitetsfaktoren er

      Det anbefales at printe før du sender. Klik her for print
Hvis ´Send til aflevering´ ikke virker, så klik her.