Avstand mellom to funksjoner
Ovenfor har Sara tegnet grafene til funksjonene \(f\) og \(g\) gitt ved

Linjen \(x = 1\) skjærer grafen til \(f\) i punktet \(P\) og grafen til \(g\) i punktet \(Q\).
- Bestem avstanden fra \(P\) til \(Q\).
Sara skal tegne en ny linje \(x = a\) der \(a \in \langle 1, 3 \rangle\) i koordinatsystemet. Hun vil kalle skjæringspunktet mellom linjen og grafen til \(f\) for \(R\) og skjæringspunktet mellom linjen og grafen til \(g\) for \(S\).
- Bestem \(a\) slik at avstanden fra \(R\) til \(S\) blir størst mulig. Oppgi svaret eksakt.
a) \(\underline{\underline{PQ = 6}}\)
b) \(\underline{\underline{a = \dfrac{1 + \sqrt{19}}{3}}}\)
Vi bruker GeoGebra CAS til å løse oppgaven.

a
Vi definerer \(f\) og \(g\) og beregner funksjonsverdiene ved \(x = 1\) (linje 3–4 i CAS):
Siden \(P\) og \(Q\) ligger på den vertikale linjen \(x = 1\), er avstanden
b
For \(a \in \langle 1, 3 \rangle\) er \(f(a) > g(a)\), så avstanden fra \(R\) til \(S\) er
CAS forenkler dette til (linje 5–6):
Vi finner ekstremalstedene ved å derivere og sette \(d'(a) = 0\) (linje 7–8):
CAS gir løsningene \(a = \dfrac{-\sqrt{19}+1}{3}\) og \(a = \dfrac{\sqrt{19}+1}{3}\).
Siden \(a \in \langle 1, 3 \rangle\) er det kun \(a = \dfrac{1 + \sqrt{19}}{3} \approx 1{,}79\) som er aktuell.
Vi kontrollerer at det er et maksimum: \(d''(a) = -6a + 2\), og ved \(a \approx 1{,}79\) er \(d''(a) < 0\), så det er et maksimumspunkt.
Maksimal avstand fra \(R\) til \(S\) oppnås når
(Maksimumsverdien er \(d\left(\dfrac{1+\sqrt{19}}{3}\right) = \dfrac{2}{27}\left(19\sqrt{19}+28\right) \approx 8{,}21\).)