MAA9. 014 Jussi Tyni Lue ohjeet huolellisesti! Tee pisteytysruudukko konseptin yläkertaan. Muista kirjoittaa nimesi. Kysymyspaperin saa pitää. A-OSIO: Ei saa käyttää laskinta. MAOL saa olla esillä. Maksimissaan 1 h aikaa. Palauta A-osion vastaukset valvojalle, jonka jälkeen voit ottaa laskimen esiin ja siirtyä tekemään B-osiota. Valitse tehtävistä A1-A3 kaksi, joihin vastaat. A1. a) Laske lausekkeen 1 sin 3cos tarkka arvo, kun α = π. b) Määritä vakio k siten, että jono, jolle a 1 = 1, a = 6 ja a 3 = 3k 1 on geometrinen. 6 A. a) Muunna radiaaneiksi 5 b) Muunna asteiksi 4π 9 c) Ratkaise yhtälö cos(4x) = -1 A3. a) Derivoi funktio f (x) = cos x sin x 1. b) Derivoi funktio g(x) = sin (x + π 4 ) cosx
B-OSIO: Saa käyttää laskinta. MAOL saa olla esillä. Valitse tehtävistä B4-B8 neljä, joihin vastaat. Bonustehtävä on vapaaehtoinen, sen saa tehdä jos huvittaa ja siitä tulevat pisteet ovat vain plussaa. B4. a) Jonon kolme ensimmäistä jäsentä ovat 3, 7 ja 11. Monesko jonon jäsen on luku 3995? b) Jonon kolme ensimmäistä jäsentä ovat, 5 ja 1,5. Määritä jonon 0 ensimmäisen jäsenen summa. B5. a) Bakteeriviljelmä lisääntyy 5,5 %:lla joka minuutti. Kello 14.00 viljelmässä laskettiin olevan 1500 bakteeria. Paljonko viljelmässä on bakteereja klo 15.15? b) Ratkaise yhtälö cos (x + π ) = cos x 3. x B6. a) Määritä funktion f (x) = + cos x suurin ja pienin arvo suljetulla välillä, kolmen desimaalin tarkkuudella. b) Kuinka monta aritmeettisen jonon, 8, 14, jäsentä on laskettava yhteen, jotta summa ylittäisi 10 000? B7. Matin piti pinota 0 tiiltä kerroksittain niin, että toisesta kerroksesta ylöspäin jokaisessa kerroksessa on yksi tiili vähemmän, kuin edellisessä, ja viimeisessä kerroksessa on yksi tiili. Kuinka monta tiiltä Matti laittoi ensimmäiseen kerrokseen, kun ylijäämätiiliä piti jäädä mahdollisimman vähän? Kuinka monta tiiltä jäi yli? B8. Asuntolaina, jonka suuruus oli 160 000, maksettiin takaisin 15 vuoden aikana niin, että aina puolivuosittain maksettiin yhtä suuri lainan lyhennyserä. Samalla maksettiin lainan korko edelliseltä puolelta vuodelta. Lainalle oli sovittu koko laina-ajalle kiinteä 3,8% vuosikorko. Kuinka paljon rahaa kului lainan korkojen maksuun? ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- BONUS +p: Tutkimuksen mukaan erään metsälammen ahvenet lisääntyivät 3 % vuosivauhdilla, mutta mökkiläiset kalastavat vuosittain n.000 ahventa. Kuinka suuri on ahvenkanta 10 vuoden kuluttua, kun se on nyt arviolta 30 000 kpl?
RATKAISUT: A1. a) Laske lausekkeen 1 sin 3cos tarkka arvo, kun α = π. Jos α = π, niin lauseke saa arvon 1 sin π + 3cosπ = 1 1 + 3 ( 1) =,5 sin π = 1 cosπ = 1 b) Määritä vakio k siten, että jono, jolle a 1 = 1, a = 6 ja a 3 = 3k 1 on geometrinen. Jotta jono olisi geometrinen, seuraava jäsen saadaan edellisestä kertomalla suhdeluvulla q. 1 q = 6 q = 0,5. Tällöin kolmas jäsen olisi 6 0,5 = 3. Nyt siis 3 = 3k 1 6 18 = 3k 1 30 = 3k 10 = k 6 K:n pitää siis olla 10, jotta jono olisi geometrinen. 6 A. a) Muunna radiaaneiksi 5 = 180 45 = π π 4 = 5π 4 (toisaalta: 5 = 135 = 3π 4 ) b) Muunna asteiksi 4π 9 = 4 180 9 = 80 c) Ratkaise yhtälö cos(4x) = -1 cosπ = 1 4x = π + πn : 4 (vain yksi ratkaisu, koska cos ei voi olla muualla -1) x = π 4 + π 4 n x = π 4 + π n
cos x A3. a) Derivoi funktio f (x) = sin x 1 f (x) = sinx (sinx+1) cosx cosx (sinx+1) 1(sinx+1) = 1 (sinx+1) sinx+1 = sin x sinx cos x (sinx+1) b) Derivoi funktio g(x) = sin (x + π 4 ) cosx = 1(sinx+sin x+cos x) (sinx+1) = g (x) = Dsin (x + π 4 ) cosx + Dcosx sin (x + π 4 ) = cos (x + π 4 ) cosx + ( sinx) sin (x + π 4 ) = cosxcos (x + π 4 ) sinxsin (x + π 4 ) B4. a) d=4 => a n = 3 + (n 1) 4 = 3995 3 + 4n 4 = 3995 4n 1 = 3995 4n = 3996 n = 999 Luku 3995 on 999. jäsen annetussa jonossa. b) Jonon kolme ensimmäistä jäsentä ovat, 5 ja 1,5. Määritä jonon 0 ensimmäisen jäsenen summa. q=,5 => S 0 = (1,50 ) 1,5 = 1165958,9 B5. a) Bakteeriviljelmä lisääntyy 5,5 %:lla joka minuutti. Kello 14.00 viljelmässä laskettiin olevan 1500 bakteeria. Paljonko viljelmässä on bakteereja klo 15.15. S 75 = 1500 (1 1,05575 ) 1 1,055 b) cos (x + π ) = cos x 3 => = 1485114,6 1485100 bakteeria x + π 3 = x π + πn x + π 3 = (x π ) + πn 0 = π 3 π + πn x = π π 3 + πn ei ratkaisua x = π 6 + πn ei ratkaisua x = π 1 + πn
x B6. a) Määritä funktion f (x) = + cos x suurin ja pienin arvo suljetulla välillä, kolmen desimaalin tarkkuudella. f (x) = 1 sinx Ääriarvot derivaatan nollakohdista tai tarkasteluvälin päätepisteistä: 1 sinx = 0 sinx = 1 x = π 4 + πn x = π π 4 + πn = 3π 4 + πn Annetulla suljetulla välillä on ainoastaan x:n arvo x = π. Katsotaan merkkikaaviolla 4 kummasta ääriarvosta tässä on kysymys: f (x) + - π 4 f(x) f ( π 5 ) = 1 sin π 5 = 0,1 f ( π 3 ) = 1 sin π 3 = 0,16 Ollaan siis löydetty funktion f(x) suurin arvo, kun x = π 4. => f ( π π ) = 4 + cos π = π + 1 1,65 on funktion suurin arvo. 4 4 8 Tarkastellaan vielä funktion arvoja suljetun välin päätepisteissä, jotta löydetään pienin arvo: f ( π ) = π + cos ( π ) = π 1.111 on siis pienin arvo! 4 f ( π π ) = + cos (π) = π 1.111 4 b) d = 6, jäsenten määrä on tuntematon, merkitään n. Viimeinen jäsen on tällöin a n. Aritmeettisen jonon n. jäsenen kaavaa käyttäen saadaan: a n = a 1 + (n 1) d = + (n 1)6 = + 6n 6 = 6n 4. Eli jos tässä jonossa on n. kpl jäseniä, niin viimeinen jäsen saadaan järjestysluvusta n laskien 6n-4. Käytetään sinnikkäästi summan kaavaa, vaikka jäsenten lukumäärää ei tiedetä: S n = n +6n 4 summan pitää olla yli 10000, joten =>
n + 6n 4 10000 n( + 6n 4) = 40000 n(6n ) = 40000 6n n 40000 = 0 Toisen asteen yhtälö, josta ratkaisut: n = 00,17 tai n = 199,83 N on jonon jäsenten lukumäärä, mikä ei tietenkään voi olla negatiivinen, joten n = 00,17, eli noin 01 jäsentä pitää laskea yhteen, jotta summaksi saadaan yli 10 000. B7. Kun ajatellaan tiilikasaa ylhäältä alaspäin, niin muodostuva jono on: 1,, 3,, x, x, missä kahta viimeistä (alinta) jäsentä ei tiedetä. Hoksasithan tehtävänannosta, että kahteen ekaan (alimpaan ) riviin tulee saman verran tiiliä. Summan pitäisi siis olla seuraavanlainen: a 1 a a 3 a n a n+1 1 + + 3 + + x + x 0 Nakataan tuo viimeinen x summan oikealle puolelle (jotta saadaan selkeä, looginen jono): 1 + + 3 + + x 0 x, missä meillä on nyt vasemmalla puolella koko ajan yhdellä pykälällä kasvava aritmeettinen jono, missä d = 1 ja siinä on x=n kpl jäseniä. Aritmeettisen jonon summa: S n = n 1+n = 0 n n(1 + n) = 440 n n + n = 440 n n + 3n 440 = 0 Toisen asteen yhtälö, jonka ratkaisut ovat: n = 19,53 tai n = -,5. N kuvaa jonon termien lukumäärä, ja se ei tietenkään voi olla negatiivinen, joten n = 19,53. Tiiliä pitää pinota 19 kerrosta + se yksi alin kerros, johon tulee saman verran tiiliä kuin toiseksi alimpaan = 0 kerrosta, jotta summa jää alle 0 kpl. Kokeillaan vielä laskea summa 19 kerrokselle tiiliä: S 19 = 19 1+19 = 190. Alimpaan ja toiseksi alimpaan tulee 19 kpl, joten tähän pitää vielä lisätä 19 tiiltä. Tiiliä on kasassa siis 09 kpl. Yli jää 11 tiiltä. B8. Asuntolaina, jonka suuruus oli 160 000, maksettiin takaisin 15 vuoden aikana niin, että aina puolivuosittain maksettiin yhtä suuri lainan lyhennyserä. Samalla maksettiin lainan korko edelliseltä puolelta vuodelta. Lainalle oli sovittu koko laina-ajalle kiinteä 3,8% vuosikorko. Kuinka paljon rahaa kului lainan korkojen maksuun?
Maksukertoja 30 kpl => Yksi maksuerä 16000 = 5333,33 3 Taulukoidaan maksukertoja: 1. 5333,33 + 0,019 160000. 5333,33 + 0,019 154666,66 3. 5333,33 + 0,019 149333,33 30. 5333,33 + 0,019 5333,33 Summataan nuo korkojen osuudet: Korko K = 0,019 160000 + 0,019 154666,66 + 0,019 149333,33 + + 0,019 5333,33 = 0,019(160000 + 154666,66 + 149333,33 + + 5333,33) Sulkujen sisässä on nyt 30 jäsenen aritmeettinen summa, jossa d = 16000 = 5333,33 Lasketaan sulkujen sisässä oleva summa: S 30 = 30 Nyt K = 0,019 480000 = 4710 16000 +160000 3 = 480000 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- BONUS + p Ahventen lukumäärä on 1. vuonna 1,03 30000-000 ja toisena vuonna 1,03 (1,03 30000 000) 000. = 1,03 30000-1,03 000 000. Kolmantena vuonna ahvenia on 1,03 (1,03 30000 1,03 000-000) -000 = 1.033 30000 1,03 000 1,03 000 000. Samalla tavalla jatkamalla saadaan ahvenpopulaatioksi 10 vuotena 1,0310 30000 1,039 000 - -1,03 000-000. = 1,0310 30000-000 (1 + 1,03 + + 1,039) = 1,0310 30000-000 = 17389,7 17000. 3