Vurder påstander om rekke, plan og areal
Avgjør om hver enkelt påstand nedenfor er sann eller usann. Forklar tydelig hvordan du har resonnert.
- Påstand: Likningen til et plan kan alltid bestemmes av 3 punkter i planet.
- En uendelig geometrisk rekke er gitt ved \(1 + (\ln x - 1) + (\ln x - 1)^2 + \cdots\)
Påstand: Dersom \(x = \dfrac{1}{e}\) vil summen av rekka være \(\dfrac{1}{3}\).
- To funksjoner er gitt ved \(f(x) = x^3 - x^2 - ax\), der \(a \in \mathbb{R}\), og \(g(x) = -x^2 + x\).
Påstand: Grafene til \(f\) og \(g\) avgrenser to områder som er like store når \(a > -1\).
a) Usann – tre kollineære punkter bestemmer ikke et entydig plan
b) Usann – rekka divergerer for \(x = \dfrac{1}{e}\)
c) Sann – de to arealene er like store
a
Påstand: Likningen til et plan kan alltid bestemmes av 3 punkter i planet.
Påstanden er usann. Tre punkter bestemmer et entydig plan hvis og bare hvis de ikke er kollineære (ikke ligger på samme rette linje). Hvis tre punkter er kollineære, spenner vektorene \(\vec{AB}\) og \(\vec{AC}\) over det samme retningsrommet, og kryssprodukt \(\vec{AB} \times \vec{AC} = \vec{0}\). Vi får dermed ingen normalvektor og kan ikke bestemme planet entydig.
Moteksempel: La \(A=(0,0,0)\), \(B=(1,0,0)\) og \(C=(2,0,0)\). Disse tre punktene ligger på \(x\)-aksen, og uendelig mange plan inneholder denne linja (f.eks. \(y=0\)-planet, \(z=0\)-planet, \(y=z\)-planet m.fl.).
Påstanden er usann.
b
Jeg vet at summen av en uendelig geometrisk rekke er gitt ved
dersom \(-1< k<1\).
Hvis vi vi lar \(x=\frac{1}{e}\) så vil rekka bli
La oss se hva \(\ln \frac{1}{e}-1\) blir
Det første leddet i rekka er \(a_{1}=1\) og det andre leddet er \(a_{2}=-2\), det vil si at
\(k\) ligger ikke i intervallet \(\langle-1,1\rangle\), og dermed konvergerer ikke rekka.
Påstanden er usann, rekka konvergerer ikke når \(x=\frac{1}{e}\).
c
\(f\) og \(g\) kommer til å avgrense maksimalt 2 områder siden \(f\) er en tredjegradsfunksjon og \(g\) er en andregradsfunksjon. For å finne disse to områdene må vi først finne skjæringspunktene mellom grafene.

Jeg fant skjæringspunktene i GeoGebra. (Vi ser her at kravet om at \(a>-1\) gjør at vi får reelle løsninger).
La oss undersøke arealet av områdene som er avgrenset. Jeg gjør dette i GeoGebra ved å integrere fra skjæringspunkt til skjæringspunkt ved hjelp av IntegralMellom.

Påstanden stemmer. Vi ser at arealene mellom grafene er like store.