MAA9.1 Koe ja vastaukset välivaiheineen (PDF
Transcription
MAA9.1 Koe ja vastaukset välivaiheineen (PDF
MAA9 – Koe 21.5.2013 Jussi Tyni Tee konseptiin pisteytysruudukko! Muista kirjata nimesi ja ryhmäsi. Valitse kuusi tehtävää! 1 . Ilmoita vastaus radiaaneina! 3 3 b) Määritä paljonko on cos . Ilmoita tarkka arvo ja perustele vastauksesi! 4 c) Muunna asteiksi 2,5 radiaania. 6p 1. a) Ratkaise yhtälö sin x 2. a) Ratkaise yhtälö sin(5 x ) 0,3455 . Ilmoita vastaus radiaaneina! 6 b) Määritä lukujonon 1 1 , , 1, 2, 4 kolmaskymmenes jäsen 4 2 3. a) Geometrisessa jonossa a 4 = 25 ja a 7 = 3125. Määritä jonon kaksi ensimmäistä jäsentä. b) Ratkaise yhtälö sin( x ) sin(3 x) 2 4. Määritä funktion f (x) = 6p 6p x + cos x suurin ja pienin arvo suljetulla välillä 2 2 , 2 . Ilmoita tarkka vastaus ja likiarvovastaus kolmen desimaalin tarkkuudella. 6p 5. a) Jussi päättää juosta vuoden jokaisena päivänä . Jos hän juoksee ensimmäisenä päivänä 2 km, ja joka päivä matkaa pidennetään 50 metrillä, niin kuinka paljon Jussi juoksee vuoden aikana? b) Geometrisen jonon 1, 2, 4, … summa on 4095, montako jäsentä jonossa on? 6p 6. Tutki funktion f ( x) 2 x cos 2 x kulkua. Ilmoita, onko sillä ääriarvokohtia ja jos on, mitkä ne ovat. Ilmoita lisäksi miten funktio kulkee (kasvava ja vähenevä) koordinaatistossa erilaisilla x-akselin väleillä 6p 7. Atlantin rannikolla veden korkeus muuttui erään vuorokauden aikana 9 3 (t 2) ). seuraavan funktion mukaisesti: h(t ) cos( 2 2 6 Funktiossa t on aika tunteina vuorokauden alusta lukien ja h on veden korkeus metreinä. Ilmoita mihin vuorokauden aikaan vesi oli korkeimmillaan. Ilmoita myös paljonko korkeus silloin oli! 6p 8. Puistossa on kaksi toisiaan vasten kohtisuorassa olevaa käytävää, käytävät A ja B. Lisäksi puistossa on koirien suosima puu, jonka etäisyys käytävästä A on 60 m ja käytävästä B 100 m. Käytävien väliin on muodostunut lyhin mahdollinen, luotisuora oikopolku, joka kulkee puun kautta. Minkä kulman tämä polku muodostaa käytävän A kanssa? Vastaus asteina! 6p MALLIKUVA teht. 8: TRIGONOMETRISIIN TEHTÄVIIN YKSIKKÖYMPYRÄT JA MUISTIKOLMIOT VASTAUKSEN PERUSTELUIKSI, MIKÄLI TARPEELLISTA! Vastaukset: 1. a) sin x 1 . Sini on negatiivinen, joten vastauskulmat III ja IV sektoreissa 3 (yksikköympyrä perusteluksi). Kyseessä ei ole muistikolmion kulma, joten käänteissini puolittain: 1 sin 1 x1 0, 6155 2 n 3 tai x2 0, 6155 2 n 2,5261 2 n sin x b) Yksikköympyrän mukaan negatiivinen kosini, luetaan 45 asteen muistikolmiosta: cos c) 180 : 1 rad 180 3 1 4 2 2,5 2,5 rad 180 2,5 143, 24 2. a) Sini neg. => vastaukset III ja IV sektoreissa. Käänteissini puolittain, niin saadaan: 5x 0,3528 2 n tai 5 x 6 6 0,3528 2 n 6 6 5 x 0,8764 2 n tai 5 x 3,3124 2 n : 5 5x 0,3528 2 n tai 5 x 0,3528 2 n x1 0,1753 2 2 n tai x2 0, 6625 n 5 5 b) Lukujono on geometrinen ja sen suhdeluku q = 2 an = a1 q n–1 3. a) ⟹ a30 = 1 29 · 2 =134217728 4 Ratkaisu an = a1 q n–1 3 a 1 q = 25 6 a 1 q = 3125 Jaetaan edellinen yhtälö jälkimmäisellä 3 q = 125 || 3 ⟺ q= 5 Sijoitetaan q:n arvo ensimmäiseen yhtälöön 25 1 1 125 a 1 = 25 || : 125 ⟺ a1 = = ⟺ a2 = 5 · = 1 125 5 5 1 Vastaus: a 1 = , a 2 = 1 5 b) sin( x ) sin(3 x) 2 x 2 3 x 2 n tai x x 3x 2 x x1 4 2 2 2 3 x 2 n 2 n tai x 3x 2 n tai 4 x n tai x2 8 2 2 2 n n 2 2 n 4. Jatkuva funktio saa suurimman ja pienimmän arvonsa suljetulla välillä derivaatan nollakohdissa tai tarkasteluvälin päätepisteissä. x 1 f (x) = + cos x ⟹ f ’(x) = – sin x 2 2 3 1 1 – sin x = 0 ⟺ sin x = ⟺ x= +n·2 ∨ x= +n·2 4 4 2 2 Tarkasteluvälillä oleva derivaatan nollakohta: x = 4 f = = –1,11072… ≈ –1,111, pienin 2 2 2 1 f = + = 1,26246… ≈ 1,262, suurin 2 4 4 2 f = = 1,11072… ≈ 1,111 2 2 2 Vastaus: Suurin arvo on 1,262 ja pienin arvo –1,111 5. a) Aritmeettinen jono ja aritmeettinen summa: a1 2000m d 50m n 365 a365 2000 (365 1) 50 20200 Sn 365 puuttuu 2000 20200 4051500m 4051,5km 2 b)Jono on geometrinen ja peräkkäisten jäsenten osamäärä q = 2/1 = 4/2 = 2. Ensimmäinen a (1 q n ) 1(1 2 n ) jäsen a1 =1 ja summa s = 4095. Geometrisen jonon summa s = 1 = = (1 q) (1 2) 4095, josta saadaan yhtälö 1-2n =-4095, joka sievenee muotoon 2n = 4096. Ottamalla lg 4096 puolittain logaritmit saadaan n = = 12. lg 2 Vastaus: Jonossa on 12 jäsentä. ' 6. f ( x) 2 2sin 2 x . Ääriarvot derivaatan nollakohdista, joten muodostetaan yhtälö: 2 2sin 2 x 0 2sin 2 x 2 sin 2 x 1 2 x x 4 n Tutkitaan derivaatan arvoja nollakohdan molemmin puolin: f ´(0) 2 2sin 0 2 posit. f ´( ) 2 2sin(2 ) 2 2sin 2 posit.!! 2 2 2 2 n Eli derivaatalla on yksi nollakohta, mutta derivaatta saa sen molemmin puolin positiivisia arvoja. Alkuperäinen funktio f(x) on siis kasvava kaikkialla ja x 4 n ei ole ääriarvokohta, vaan terassikohta, joka toistuu x-akselilla piin välein. 7. h(t ) 9 3 (t 2) 9 3 2 cos( ) cos( t ) 2 2 6 2 2 6 6 3 (t 2) (t 2) h´(t ) sin( ) sin( ) 2 6 6 4 6 Ääriarvot derivaatan nollakohdista: 4 sin( (t 2) ) 0 :( ) 4 6 (t 2) sin( )0 6 (t 2) (t 2) 0 2 n tai 2 n 6 6 6 (t 2) 0 12 n tai (t 2) 6 12 n : t 2 0 12n tai t 2 6 12n t 2 12n tai t 8 12n t oli aika tunteina, joten tässä n täytyy ajatella tavallaan kellotaulun 12:sta tuntina, eli t=2+12n voidaan ajatella, että se on klo 2:00 tai klo 14:00, eli 2 aamulla tai 2 iltapäivällä. Sama tietenkin toiselle vastaukselle. Sijoitetaan nyt alkuperäiseen funktioon ja kokeillaan t=2 tai t=8 kumpi on min ja kumpi max. f(2)=6m, joka on suurempi arvo, eli vesi on korkeimmillaan klo 02:00 tai 14:00 ja korkeus on silloin 6m. 8. Nyt pikkukolmioista voidaan muodostaa, että polun pituus S=a+b Ratkaistaan a ja b kulman alfa avulla: 60 60 sin a a sin 100 100 cos b b cos 60 100 S ( ) sin cos 60(sin ) 1 100(cos ) 1 Ääriarvot, eli tässä tapauksessa polun pituuden min. ja max. löytyvät derivaatan nollakohdista, joten ei muuta kuin derivoimaan: S´( x) 60(sin ) 2 cos 100(cos ) 2 ( sin ) 60 cos 100sin sin 2 cos 2 Tästä nollakohdat: 60 cos 100sin 100sin 60 cos 0 2 2 sin cos cos 2 sin 2 3 60 cos3 100sin 3 :100 cos3 sin 3 5 3 3 3 sin 3 cos sin : cos 3 3 tan tan 1 5 5 cos 5 40,1 3 Heitellään derivaatalle kokeiluarvoja nollakohdan molemmin puolin, jotta nähdään merkkikaaviotarkastelun avulla onko kyseessä polun pituuden S:n minimi vai maksimikohta: 60 cos 30 100sin 30 120 66, 666 53,33 sin 2 30 cos 2 30 60 cos 60 100sin 60 S´(60 ) 40 346, 41 306, 41 sin 2 60 cos 2 60 Merkkikaavio on siis mallia: S´(30 ) 40,1 S´(x) S(x) - + Ollaan siis löydetty polun pituuden minimikohta, kun polku leikkaa polun A 40,1 asteen kulmassa.