Folketall i et område
En gruppe statistikere har sett på hvordan folketallet i et område har endret seg siden 1960, og laget en modell \(F\) gitt ved
for folketallet \(F(x)\) tusen innbyggere i området \(x\) år etter 1960.
- Vis hvordan du på to ulike måter kan bestemme når folketallet var høyest ifølge modellen.
- Bestem stigningstallet til den rette linjen som går gjennom punktene \((30, F(30))\) og \((70, F(70))\). Gi en praktisk tolkning av dette stigningstallet.
- Når vil folketallet avta raskest ifølge modellen?
a) Folketallet var høyest etter \(\underline{\underline{x \approx 22{,}5 \text{~år (år 1982/1983)}}}\), med \(\underline{\underline{F(22{,}5) \approx 10{,}22 \text{~tusen innbyggere}}}\).
b) Stigningstallet er \(\underline{\underline{-0{,}1467 \text{~tusen innbyggere per år} \approx -147 \text{~innb/år}}}\).
c) Folketallet avtar raskest etter \(\underline{\underline{x \approx 71{,}6 \text{~år (rundt år 2031/2032)}}}\).


a
Vi skal finne når \(F(x)\) har sitt maksimum for \(x \in [0, 80]\).
Metode 1 – grafisk (toppunkt):
Vi plotter \(F(x)\) i GeoGebra og bruker verktøyet for å finne toppunktet. Grafen viser at toppunktet ligger ved \(x \approx 22{,}5\), se Topp i grafen.
Metode 2 – \(F'(x) = 0\) og fortegnstest:
Vi deriverer:
Vi løser \(F'(x) = 0\) i CAS (linje 4) og får to løsninger. Den ene er \(x \approx 22{,}5\) (innenfor domenet \([0, 80]\)) og den andre er \(x \approx 120{,}7\) (utenfor domenet).
Vi sjekker med andrederiverte (linje 3):
Siden \(F''(22{,}5) < 0\), er \(x \approx 22{,}5\) et toppunkt.
Funksjonsverdi (linje 5):
Folkretallet var høyest etter omtrent \(22{,}5\) år, det vil si rundt 1982/1983, med ca. 10 220 innbyggere.
b
Vi beregner stigningstallet til sekanten gjennom \((30, F(30))\) og \((70, F(70))\) (se CAS linje 6–8 og sekantlinjen sek i grafen):
Stigningstallet er \(\approx -0{,}1467\) tusen innbyggere per år.
Praktisk tolkning: Fra 1990 (\(x = 30\)) til 2030 (\(x = 70\)) avtok folketallet i gjennomsnitt med omtrent \(\mathbf{147}\) innbyggere per år.
c
Folketallet avtar raskest der \(F'(x)\) er mest negativ. Det skjer i vendepunktet til \(F\), altså der \(F''(x) = 0\).
Vi løser i CAS (linje 9):
Momentan vekstfart i dette punktet (linje 10):
\(x \approx 71{,}6\) svarer til år \(1960 + 71{,}6 \approx 2031/2032\), se vendepunktet Vend i grafen.
Ifølge modellen vil folketallet avta raskest rundt år 2031/2032, med en nedgang på ca. 195 innbyggere per år.