Nspirestä tallennettu pdf-tiedosto - TI
Transcription
Nspirestä tallennettu pdf-tiedosto - TI
Kevään 2016 Pitkän matematiikan YO-kokeen TI-Nspire CAS -ratkaisut Nämä ratkaisut tehty alusta loppuun TI-Nspire CX CAS -ohjelmistolla ja tallennettu lopuksi PDF -muotoon. Tarkoituksena on havainnollistaa, miten tietokoneella voidaan rakentaa lyhyen ja pitkän matematiikan vastauksia. TI-Nspire on matematiikan ja luonnontieteiden ohjelmisto, jolla opiskelijat tulevissa Digabi ja Abitti -kokeissa voivat laatia koko vastauksensa kätevästi yhden ohjelman sisällä. Mikä tärkeintä, eri sovelluksissa tehdyt osiot linkittyvät automaattisesti yhteen, nopeuttaen ja selkeyttäen vastaamisprosessia. Muokattaessa esim. funktion lauseketta tekstin seassa, muuttuu funktion kuvaaja automaattisesti. Koevastauksen laatimisessa voidaan esimerkiksi hyödyntää. ▪ Muistiinpanot -sovellusta (perustelut, kaavat, laskut) ▪ Kuvaajat -sovellusta (kuvaajat ja niiden tulkinta, analyyttisen geometrian ongelmat) ▪ Geometria -sovellusta (geometristen kuvioiden piirtäminen ja tutkiminen, voimakuvioiden piirtäminen) ▪ DataQuest -sovellusta (datan analysointi) Materiaalia, ohjeita, videoita sekä lisätietoja opettajille tarjottavasta koulutuksesta osoitteessa: www.nspire.fi Opiskelijat voivat hankkia ohjelmiston vuosilisenssin verkkokaupasta 21,90€ hintaan. 5. Tehtävä Vaihtoehtoja yhteensä 37 kpl. a) Voittavia vaihtoehtoja 1. Voitto 35 €, tappio 1 €. 36 1 −1 Odotusarvo · −1+ · 35 = 37 37 37 b) Voittavia vaihtoehtoja 3, voitto 11 €, tappio 1 €. 37-3 3 −1 Odotusarvo · −1+ · 11 = 37 37 37 c) Voittavia vaihtoehtoja 18, voitto 1 €, tappio 1 €. 37-18 18 −1 Odotusarvo · −1+ · 1 = 37 37 37 1 1 1 Vastaus a) €, b) €, c) € 37 37 37 maa_k16 Sivu 1 aihe: 7 6. Tehtävä Lasketaan pohjoisen napapiirin säde kuvanmukaisesti muodostuvasta suorakulmaisesta kolmiosta r sin 90°-66.5° = , josta 6371 r= sin 23.5° · 6371 = 2540.43 a) Kysytty tunnelin pituus on alemmassa kuvassa suorakulmaisen kolmion hypotenuusa 1 cm r 6371 23.5° 2540.43 2 + 2540.43 2 = 3592.71 b) Kaaren lyhyemman kaaren pituus on 1/4-osa koko napapiirin pituudesta, eli 2· π· 2540.43 = 3990.5 4 r 66.5° 90° r Vastaus a) 3593 km b) 3991 km 0.592 cm 7. Tehtävä Olkoon kysytyn ympyrän säde x . Pythagoraan lauseen avulla isosta kolmiosta saadaan sinisen ja vihreän janan yhteispituudeksi 5 2 -3 2 = 4 . Tällöin vihreän janan pituus on 4- 2+x =2-x A 5 Pythagoraan lause kolmiolle AED 3+x 2 =3 2 + 2-x 2 , josta x 3 2 E solve 3+x 2 =3 2 + 2-x 2 ,x ▸ x= 5 Vastaus: Kysytyn ympyrän säde on maa_k16 D 2 5 Sivu 2 aihe: 7 8. Tehtävä a) Tason yhtälö on muotoa a· x+b· y+c· z+d=0. Koska xy -tasossa x+2y=3, on oltava x+2· y+c· z-3=0, josta voidaan ratkaista c tunnetun pisteen 2, 4, 6 avulla: −7 solve 2+2· 4+c· 6-3=0,c ▸ c= 6 b) Tason ja x-akselin leikkauspisteen x-koordinaatti: solve x+2· y=3,x |y=0 ▸ x=3 3 Tason ja y-akselin leikkauspisteen y-koordinaatti: solve x+2· y=3,y |x=0 ▸ y= 2 7 −18 Tason ja z-akselin leikkauspisteen z-koordinaatti: solve 0+2· 0- · z-3=0,z ▸ z= 6 7 Vastaus: 7 a) Tason yhtälö on x+2· y- · z-3=0. 6 3 b) Akseleiden leikkauspisteet ovat 3, 0, 0 , 0, ,0 ja 0, 0, -18/7 2 Tehtävä 9.1 20 x ₁ =1 ja y ₂ = =20 x₁ x ₁ +y ₁ 1+20 20 ≈ 1.90476 x₂= = =10.5 y ₂ = 2 2 10.5 x ₂ +y ₂ 10.5+1.90476 ≈ 6.20238 x₃= = 2 2 20 ≈ 3.22457 y₃= 6.20238 Jatketaan laskemista taulukkolaskentaa hyödyntäen Suhteellinen virhe 4.47213596-4.4783144454744 ▸ 0.001382 4.47213596 Vastaus: 0.1 % maa_k16 A1 1 A B C 1 1 20. 2 10.5 1.90476 3 6.20238 3.22457 4 4.71347 4.24315 5 4.47831 4.46597 6 4.47214 4.47213 7 4.47214 4.47214 8 4.47214 4.47214 9 4.47214 4.47214 10 4.47214 4.47214 11 4.47214 4.47214 12 4.47214 4.47214 13 4.47214 4.47214 14 4.47214 4.47214 15 4.47214 4.47214 16 4.47214 4.47214 17 4.47214 4.47214 D Sivu 3 aihe: 7 Tehtävä 9.2 Ehdosta -20≤g x ≤16 kaikillla reaaliluvuilla voidaan päätellä, että g on määritelty kohdassa x=0. Funktio on derrivoituva kohdassa x=0, mikäli raja-arvo lim h→0 lim h→0 f 0+h -f 0 h f 0+h -f 0 h Koska -20≤g x ≤16 , on olemassa. = lim h 2 · g h -0 2 g 0 h h→0 lim = lim h→0 h2· g h h = lim h· g h h→0 h· g h =0 h→0 Funktio f on siis derivoituva kohdassa x=0. Tehtävä 10. a) Viimeinen luku on sama kuin jakojäännös jaettuna luvulla 10 Koska 2016≡6 mod 10 myös 2016 2016 ≡ 6 2016 mod 10 . Kaikki luvun 6 potenssit päättyvät lukuun 6 (todistus seuraavalla sivulla), joten myös 2016 2016 viimeinen luku on 6. 2016 b) 2016 2016 =10 log 2016 =10 2016· log 2016 , jossa 2016· log 10 2016 ≈ 6661.85290 2016 2016 =10 6661.8529… =10 0.8529… · 10 6661 , jossa 10 0.8529 ≈ 7.12689 Kaksi ensimmäistä lukua ovat siis 7 ja 1. c) Luvussa on edellisen kymmenpotenssiesityksen perusteella 6661+1=6662 numeroa. maa_k16 Sivu 4 aihe: 7 Väite: Luvun 6 n viimeinen numero on 6, kun n on luonnollinen luku. Todistetaan väite induktiolla: I1: Väite tosi, kun n=1, koska 6 1 =6 . I2: Oletetaan, että väite pätee jollakin n≥1 I3: Tutkitaan päteekö väite, arvolla n+1 6 n+1 = 6 n · 6 = 6 n · 5+1 = 6 n · 5+6 n Luvun 6 n · 5 = 6 n-1 · 3· 2· 5 = 6 n-1 · 3· 10 viimeinen numero on 0. Luvun 6 n viimeinen numero on I2 perusteella 6, joten summan 6 n · 5+6 n viimeinen numero on 6 Tehtävä 11 Olkoon tölkin pohjan ala π· r 2 ja korkeus h. Tällöin tölkin tilavuus on V=π· r 2 · h 1000 Koska tilavuus on 1000 m 3 , korkeus on toisaalta h r := π· r 2 1000 Muodostetaan funktio, joka kuvaa kustannuksia hinta r :=2· π· r 2 · 2+2· π· r· ·1. π· r 2 2000 K Funktion derivaattafunktio on hinta r = 8· π· r, jonka nollakohta on Kr r2 1 1 zeros K hinta r ,r ▸ Kr 5· 2 3 1 . Tallennetaan kyseinen arvo muistiin r₀:= 5· 2 3 1 ▸ 1 5· 2 3 1 π3 π3 π3 Funktion saa pienimmän arvonsa (r>0) derivaatan nollakohdassa (derivaatan kuvaaja). korkeus h r₀ Lasketaan kysytty suhde = =2 pohjan halkaisija 2· r₀ Vastaus: Kysytty suhde on 2 maa_k16 Sivu 5 aihe: 7 Derivaattafunktion kuvaaja 500 y f1 x = 8· π· x- 2000 x2 , x>0 x 20 −1 1 15 r₀ −100 Tehtävä 12 a) Funktio sin t on jaksollinen, jakso π . Laskettaessa f 2π lasketaan määrätty integraali kahden kokonaisen jakson yli. Laskettaessa 2f π lasketaan määrätty integraali yhden kokonaisen jakson yli ja kerrotaan kahdella, joten 2f π = f 2π . b) Jaetaan tehtävä kahteen osaan: Kun 0≤x≤π , x f x = sin t d t = 1-cos x . 0 Kun π<x≤2π , π x f x = sin t d t + −sin t d t = cos x +3 . 0 π fx= 5 y f1 x = sin x 1 2 −1.19 4 π x 7 1-cos x , 0≤x≤π cos x +3, π<x≤2π −5 maa_k16 Sivu 6 aihe: 7 Tehtävä 13. Kolmion pinta-ala on sama kuin puolet kolmion sivuvektoreiden ristitulovektorin pituudesta A= u × v /2 . Tallennetaan muistiin funktio, joka laskee kolmion pinta-aloja: norm crossP u,v ala u,v := 2 Tällöin tahkojen pinta-alat ovat: b· c a· c A = ala 0 b 0 , 0 0 c ▸ B = ala a 0 0 , 0 0 c ▸ 2 2 C = ala a 0 0 , 0 b 0 ▸ maa_k16 2 b· c 2 Tällöin A 2 +B 2 +C 2 = expand ja D 2 = expand a· b 2 D = ala a −b 0 , a 0 −c ▸ + a 2 · b 2 +c 2 +b 2 · c 2 2 a· c 2 2 2 ▸ + a· b 2 2 a2· b2 4 + ▸ a2· c2 4 a2· b2 4 + + a 2 · b 2 +c 2 +b 2 · c 2 2 a2· c2 4 + b2· c2 4 b2· c2 4 Sivu 7 aihe: 7