Matematik 5000 3b Plus, 2021
M5
Matematik 5000 3b Plus, 2021 Visa detaljer
1. Ändringskvoter och derivata
Fortsätt till nästa delkapitel

Uppgift 2116 Sida 80

Övning ger färdighet
Tanken är tom när volymen är 0. För att beräkna den genomsnittliga utströmningshastigheten under tiden det tar att tömma tanken, så måste vi alltså beräkna lutningen på den sekant man kan dra mellan funktionens skärningspunkt med y-axeln och dess nollställe. Observera att funktionens definitionsmängd sträcker sig mellan dessa skärningspunkter. Vi kan därmed rita grafen som nedan.

Grafen skär y-axeln i (0,20 000). Det verkar som att funktionen skär y-axeln i x=50. Vi kan verifiera detta algebraiskt.

V(t) = 20000 - 800t +8t^2
0= 20 000 - 800t +8t^2
Lös ut t
8t^2 -800t + 20 000 = 0
t^2 -100t + 2500 = 0
t^2 -100t + 50^2 = 0
t^2 -2* t* 50 + 50^2 = 0
(t-50)^2=0
t-50=0
t=50

Efter 50 minuter är tanken tom, dvs. funktionen passerar punkten (50,0). Nu kan vi bestämma den genomsnittliga utströmningshastigheten genom att beräkna lutningen mellan punkterna.

k=y_2-y_1/x_2-x_1
k=20 000- 0/0- 50
Beräkna högerled
k=20 000/-50
k=- 400

Nu ser vi att den genomsnittliga utströmmningshastigheten är 400 liter per minut.

Utströmningshastigheten mellan 0 och a minuter ska alltså vara 600 liter/min. Detta är en förändringshastighet eftersom den beskriver hur volymen förändras. Vi kan därför ställa upp följande ekvation. V(a)-V(0)/a-0=-600.Detta beskriver den genomsnittliga förändringen av volymen mellan t=0 och t=a. Anledningen till att det finns ett minustecken framför hastigheten är att volymen minskar och därför blir förändringshastigheten negativ. Vi beräknar nu V(0).

V(t)=20 000-800t+8t^2
V( 0)=20 000-800* 0+8* 0^2
V(0)=20 000

V(0) är alltså 20 000. Vi får ett uttryck för V(a) genom att ersätta t med a. Nu kan vi sätta in det i ändringskvoten.

V(a)-V(0)/a-0=- 600
20 000-800a+8a^2- 20 000/a-0=- 600
Lös ut a
- 800a+8a^2/a=-600

Kommutativa lagen för addition

8a^2-800a/a=-600
a(8a-800)/a=-600
8a-800=- 600
8a=200
a=25

a är alltså lika med 25 minuter.