Lisää uusi kysymys

Tehtävien haku

Tehtäviä on 116 kpl. Valitse haluamaisi aiheen kysymykset.

Ja
Tai
Ota mukaan
Ota mukaan
Laajennettu haku

11

Satunnainen

Käytössäsi on $164$ metriä narua, jolla sinun tulee rajata mahdollisimman suuri suorakulmion muotoinen uintialue järvestä. Alueen yhtenä sivusta toimii rantaviiva. Mikä on alueen pinta-ala?

Vihje
ääriarvoDerivaattapinta-alaSuorakaide

12

Satunnainen

Ympyrälieriön pohjan halkaisijan ja korkeuden summa on $45$ cm. Määritä lieriön suurin tilavuus.

Vihje
ääriarvoDerivaattaTilavuusYmpyrälieriö

13

Satunnainen

Torimummo myi sukkia torilla. Kun sukkien hinta oli $9$ euroa parilta, hän myi päivässä $70$ paria sukkia. Mummo huomasi, että euron hinnankorotus alensi sukkien myyntiä $6$ parilla. Millä hinnalla päivämyynnin arvo on suurimmillaan?

Vihje
ääriarvoDerivaatta

14

Satunnainen

Erikoisvalmisteisten vappunenien myyntimäärä riippuu lineaarisesti tuotteen hinnasta siten että 14 euron hinnalla tuotetta myytiin 330 kpl, ja 18 euron hinnalla 286 kappaletta. Millä hinnalla myynnin arvo on suurin?

Vihje
ääriarvoDerivaatta

15

Satunnainen

Kauppias arvioi, että jos torakoiden kilohinta on $x$ euroa, torakoita myydään päivässä $23 - 1.8x$ kilogrammaa. 

a) Millä kilohinnalla päivämyynnin arvo on suurin?

b) Kuinka suuri on päivämyynnin arvo?

Vihje
ääriarvoDerivaatta

16

Satunnainen

Laske paraabelin $y=x^2$ pituus välillä $-1\leq x \leq 2$.

Vihje
Käyrän pituusParaabeli
1
Paraabeli Käyrän pituus Muuttujan vaihto
Näytä ratkaisu

Käyrän pituus $L$ on 
$$
L = \int_a^b \sqrt{1 + \left( \frac{dy}{dx} \right)^2} dx
$$
Paraabelin $y = x^2$ derivaatta on helppo, $\frac{dy}{dx} = y' = 2x$, joten pituus on
$$
L = \int_{-1}^2 \sqrt{1 +(2x)^2}dx 
= \int_{-1}^2 \sqrt{1+4x^2}dx
$$
Mitenkäs tuo integroidaan? Integraali menee Geogebralla tai Wolfram Alphalla. Käsin lasku tehdään standardimuuttujan-vaihdoksella, $x = \sinh t$ tai $x=\tan t$, mutta lopulta saadaan
$$
\begin{align*}
\int_{-1}^2 \sqrt{1+4x^2}dx
&= \Bigg|  _{x=-1}^{x=2} \Bigg.\left[ \frac12 x \sqrt{1+ 4x^2} - \frac14 \ln| -2x+\sqrt{1+4x^2} | \right] \\
&= \frac14\left[ 4\sqrt{17} + 2\sqrt5 + \ln( \sqrt{17\times5} + 2\sqrt{17} + 4\sqrt{5} +8 )\right]
\end{align*}
$$


17

Satunnainen

Laske ympyrän kehän pituus.

Vihje
Käyrän pituusPiiriympyrä
1
Ympyrä Puoliympyrä
Näytä ratkaisu

Ympyrälle pätee $x^2 + y^2 = r^2$, joten saadaan positiivinen puoliympyrä $y = \sqrt{r^2 - x^2}$.
Käyrän pituus on 
$$
\int_a^b \sqrt{1 + \left( \frac{dy}{dx} \right)^2 } dx
$$
Integroimisrajat ovat $-r \leq x \leq r$ ja derivaatta on helppo laskea
ja derivaatta tulee heittämällä
$$
\frac {dy}{dx} 
=
\frac d{dx } \sqrt{r^2 - x^2}
=
\frac{-x}{
\sqrt{r^2-x^2}
}
$$
Saadaan
\begin{align*}
\int_{-r}^r \sqrt{1 + \left( \frac{dy}{dx} \right)^2 } dx
&= 
\int_{-r}^r \sqrt{1 + \frac{x^2}{r^2 - x^2}}dx \\
&= 
\int_{-r}^r \sqrt{ \frac{r^2 }{r^2 - x^2} } dx \\
&= 
\int_{-r}^r \frac r{r\sqrt{1 - \left( \frac{x}{r} \right)^2}} d x
\end{align*}

Integraali on standardimuotoa ja helppo integroida, mm. Geogebra tekee sen heittämällä. Saadaan (sijoituksella $u= \frac xr$) 

$$
\int_{-r}^r \frac r{r\sqrt{1 - \left( \frac{x}{r} \right)^2}} d x
= \pi r
$$
joten koko ympyrän kehä on $2\pi r$. 


2
Ympyrä Ympyrän parametrisointi Käyrän pituus
Näytä ratkaisu

Koska sileälle infinitesimaaliselle mitalle saadaan $ds^2 = dx^2 + dy^2$, käyrän infinitesimaalinen pythagorasmainen pituus on
$$
ds = \sqrt{dx^2 + dy^ 2} = \sqrt{ \left( \frac{dx}{d\theta}\right)^2 + \left( \frac{dy}{d \theta} \right)^2 } d\theta
$$
 

josta sileän käyrän pituudeksi integroimalla (ja parametrisoimalla kulmamuuttujan $\theta$ suhteen) saadaan
$$
S = \int_a^b ds = \int_a^b  \sqrt{ \left( \frac{dx}{d\theta}\right)^2 + \left( \frac{dy}{d \theta} \right)^2 } d\theta
$$

Ympyrälle
$$
\begin{align*}
x &= r \cos \theta \\
y &= r \sin \theta 
\end{align*}
$$
ja $0\leq \theta\leq 2\pi$, joten saadaan derivaatat
$$\begin{align*}
\frac{dx}{d\theta} &= -r\sin\theta \\
\frac{dy}{d\theta} &= r\cos\theta
\end{align*}$$
Korotetaan ne toiseen potenssiin ja lasketaan yhteen, saadaan
$$
\left( \frac{dx}{d\theta} \right)^2 + \left( \frac{dy}{d\theta} \right)^2
= r^2\sin^2\theta + r^2\cos^2\theta = r^2
$$
Käyrän pituudeksi $S$ saadaan
$$
S = \int_0^{2\pi} \sqrt{
\left( \frac {dx}{d\theta} \right)^2 + \left( \frac{dx}{d\theta} \right)^2} d \theta

\int_0^{2\pi} \sqrt{r^2} d\theta = r\int_0^{2\pi} d\theta
= 2\pi r
$$


3
Napakoordinaatisto Käyrän pituus Muuttujan vaihto Ympyrän parametrisointi
Näytä ratkaisu

Lasketaan napakoordinaatistossa. Käyrän $f$ pituus on
$$\begin{align*}
S = \int ds
&= \int_a^b
\sqrt{1 + \left( \frac{df}{dx} \right)^2}dx \\
&=
\int_{\theta_0}^{\theta_1}
\sqrt{r^2 + \left( \frac{dr}{d\theta} \right)^2}d\theta
\end{align*}$$
(Se saadaan muuttujanvaihdolla, ei lasketa nyt).
Koska $r$ on vakio, $\frac{dr}{d\theta} = 0$, jolloin saadaan
$$\begin{align*}
S &= \int_{\theta_1}^{\theta_2} \sqrt{r^2 + \left( \frac{dr}{d\theta} \right)^2}\\
&= \int_0^{2\pi} \sqrt{ r^2 } d\theta \\
&= 2\pi r - 0 \\
&= 2\pi r
\end{align*}$$


18

UK Mathematics Trust

Numerot 1, 2, 3, 4 ja 5 voidaan järjestää 120 eri tavalla viisinumeroiseksi luvuksi (esim. 12345, 54321). Kun nämä 120 lukua laitetaan suuruusjärjestykseen, mikä on listan 100. numero?

Vihje
JärjestysKombinatoriikka
1
Näytä ratkaisu

Numerolla 1 alkavia lukuja on $4!=24$ kpl, numerolla 2 samaten jne. Siis numeroilla 1, 2, 3 tai 4 alkavia lukuja on $4!\times 4 = 96$ kpl. Järjestetään loput käsin:
\begin{align*}
97. && 51234\\
98. && 51243\\
99. && 51324\\
100. && 51342 
\end{align*}
Siis vastaus o $5134$.


19

Satunnainen

Sievennä
$$ {\sqrt[3]x^\sqrt[6]{x^4}}^{x^6}$$

Vihje
MurtopotenssiPotenssi

20

Nuten

Ratkaise $x$ yhtälöstä
$$ 8^x + 8^{x+1} = 3^2\times 2^2$$

Vihje
potenssiyhtälö
1
Murtopotenssi Potenssi
Näytä ratkaisu

Selvästi saadaan
$$\begin{align*}
8^x + 8^{x+1} &= 3^2 \times 2^2\\
8^x + 8\times8^x &= 9\times 4 \\
8^x( 1+8 )&= 9\times 4\\
8^x \times 9 &= 9 \times 4 &&|| \div 9\\
8^x &= 4
\end{align*}$$
Tästä voidaan laskea vaikka logaritmeilla,  mutta nyt saadaan se helpommin, koska
$$8^x = (2^3)^x = 2^{3x} = 4 = 2^2$$
Eli saadaan uusi yhtälö $2^{3x} = 2^2$, josta saman kantaluvun perusteella saadaan $3x = 2$, joten $x = \frac23$. 


Tietosuojaseloste

Rekisterin ylläpitäjä: Markku Leino, @MarkkuOpe. Käsiteltävät henkilötiedot: täysin erilliseen tauluun talletetaan käyttäjien IP-osoitteet ja tietokannan hakukellonajat.

Korjausehdotukset ja muut kommentiit twitterillä, kiitos.