Formelsamling Matematik C Indhold

Transkript

1 Formelsmling Mtemtik C Indhold Eksempler på esvrelser, lin, eksp, pot, geo... Tl, regneopertioner og ligninger... 6 Ligninger... 7 Geometri... 9 Funktioner og modeller... Lineær funktion... Procentregning... 3 Rentesregning og Eksponentiel udvikling... 6 Potenssmmenhæng... 8 Ligefrem proportionlitet... 9 Indekstl... 9 Omvendt proportionlitet... 9 Sttistik... 0

2 Et pr eksempler på esvrelse f eksmensopgver Opgve.0 (HF-C vejledende opgver) Antllet f lndrug i Dnmrk kn for perioden med god tilnærmelse eskrives ved modellen = , hvor er ntllet f lndrug, og er ntl år efter 983. ) Hvd fortæller tllene 600 og om ntllet f lndrug i perioden ? Ligningen Vrile: = er f tpen = +, ltså en lineær funktion = tid målt i år fr 983 = ntllet f lndrug Konstnter: = hældningskoefficienten =-600 Når stiger med, ændres med etder i dette tilfælde: Hver gng der går et år flder ntllet f lndrug med 600 = egndelsesværdi = er -værdien, når =0, ltså i året 983: I 983 vr der lndrug ) Hvor mnge lndrug vil der være i 00, hvis denne udvikling fortsætter? I 00 er = = 7, og vi kn d eregne = = = 8480 Med uændret udvikling vil der være 8480 lndrug i 00 c) Hvornår kommer ntllet f lndrug under , hvis denne udvikling fortsætter? Vi indsætter = i ligningen = = og denne ligning løses med solve på lommeregneren: =,57. (år efter 983). Dvs ,57 = 005,57 I 006 kommer ntllet f lndrug ned under 40000

3 Opgve.00 (HF-C vejledende opgver) En person køer et mleri til en værdi f kr. Mleriets værdi vokser herefter med % om året. ) Bestem værdien f mleriet efter 5 år. D mleriets værdi hvert år stiger med smme procent, er der tle om eksponentiel vækst. Vrile: = tid målt i år = 5 = mleriets værdi (kr.) Konstnter: p = årlig vækstprocent =, herf eregnes p = årlig fremskrivningsfktor,, = egndelsesværdi = (kr.) Smmenhæng mellem de vrile:, herf eregner vi efter de 5 år: , 0574 Mleriets værdi efter 5 år: 574 kr. Et ndet mleri hvde en værdi f kr. Efter år vr værdien f dette mleri vokset til kr. ) Bestem den gennemsnitlige årlige procentvise vækst i værdien f dette mleri. Mleriets værdi på de to tidspunkter = (kr.) = 5000 (kr.) n = (år mellem de to værdier) Beregning f gennemsnitlig fremskrivningsfktor og procentisk vækst: 5000 n gennemsnit p gennemsnit, (, ) 00 3, 568 gennemsnit Den gennemsnitlige årlige vækst vr ltså 3,57% 3

4 Opgve.08 (HF-C vejledende opgver) Indiens efolkningstl i perioden kn tilnærmelsesvis eskrives ved modellen = 44,07, hvor er Indiens efolkningstl, målt i millioner, og er ntl år efter 96. ) Hvd fortæller tllene 44 og,07 om efolkningstllet i Indien? Ligningen = 44,07 Vrile: = tid målt i år efter 96 = Indiens efolkning (millioner) Konstnter: er f tpen =, ltså en eksponentiel udvikling = egndelsesværdi = 44 (mio.) er Indiens efolkning ved =0, dvs. i 96 = årlig fremskrivningsfktor =,07 er det tl, som efolkningen årligt gnges med. Herf kn den årlige vækstprocent estemmes: p = ( )00 = (,07 )00 =,7 Dvs. Indiens efolkning steg årligt med,7% i årene

5 Opgve.06 (HF-C vejledende opgver) Smmenhængen mellem indtgelse f frugt og grønt gennem længere tid og det årlige ntl kræftdødsfld i Dnmrk kn eskrives ved modellen = ,5 hvor ngiver det årlige ntl kræftdødsfld i Dnmrk, og ngiver det gennemsnitlige dglige indtg f frugt og grønt i grm. ) Hvor mnge procent ville det årlige ntl kræftdødsfld være mindre, hvis det dglige indtg f frugt og grønt vr 0 % større? Ligningen = ,5 er f tpen =, dvs. en potenssmmenhæng Vrile: = gennemsnitligt dgligt indtg f frugt og grønt (i grm) = ntl årlig kræftdødsfld i Dnmrk Konstnter: = eksponenten = -0,5 = (i princippet værdi f, når =) Ved 0% større indtg f frugt og grønt eregner vi med formler vedrørende potenssmmenhænge: p = 0 (procentisk ændring i ) p 0 F, 0 (fremskrivningsfktor for, dvs. hvd gnges med) F (fremskrivningsfktor for ) 0,5 ( F ), 0 0, 987 P =( F ) 00 = (0,987 ) 00 = -8,79 (procentisk ændring i ) Antllet f årlige kræfttilfælde ville ltså efter modellen være 8,7% mindre, hvis frugt- og grønt-indtget vr 0%større Opgve.06 (HF-C vejledende opgver) Figuren viser en treknt ABC, hvor vinkel C er ret. Nogle f målene fremgår f figuren. ) Bestem AC. Idet C = 90 og AC = (overfor B) fås ( ) ( ) AC = =, ltså ( ) ( ) ) Bestem relet f treknten. ( ) ( ) =,79596 Ved hjælp f Pthgors (C = 90) eregnes hp 5, 0, , 45 Arelet f den retvinklede treknt er ½ højde grundlinje = ½ = ½, ,45 = 5,79 c=5,0 5

6 0. FORMELSAMLING TIL FORMLER OG LIGNINGER Tl, regneopertioner og ligninger Regnerternes hierrki t Plus-prenteser kn hæves () 5 + ( 3) = = + Minus-prenteser: fortegnsskift () 8 (3 + ) = 8 3 = 5 (3) 7 ( ) = 7 + = 9 Gnge-prenteser kn hæves: (4) (3) = 3 = 6 (5) (3) = 3 = 3 = 6 Gnge ind i (prenteser med + og ) (6) (+4) = + 4 = + 8 Smle led (8) 5 = 4 Beregningsrækkefølge:. potensopløftning. gnge/division 3. plus/minus En prentes udregnes for sig. Vndrette røkstreger skiller som prenteser. Plus-prenteser kn hæves () + ( c) = + c Minus-prenteser: fortegnsskift () ( + c) = c (3) ( c) = + c Gnge-prenteser kn hæves: (4) (c) = c (5) ()c = c Gnge ind i (prenteser med + og ) (6) c(+) = c + c (7) (+)(c+d) = c + d + c + d Smle led (8) + = 3 Ligninger En ligning estår f to formler med lighedstegn imellem. Ofte er optræder en uekendt, f. eks. Et tl der, indst som, får lighedstegnet til t psse, kldes en løsning. I en ligning må mn ) lægge smme tl til på egge sider ) trække smme tl fr på egge sider 3) gnge med smme tl på egge sider, dog ikke med 0 4) dividere med smme tl på egge sider, dog ikke med 0 6

7 Ligninger. Mønstre for nvendelse f regler om t lægge smme tl til m.v. Eksempel Tpe Løsning G Gnge P Plus M Minus M Minus M3 Minus MG Minus og Gnge Po Potens Eksempler på ndre potensligninger: Po Potens Po Potens ( ) ( ) Hvis c og er positive Hvis og c er positive ( ) ( ) 7

8 BB Brøk=Brøk BB Brøk=Brøk B Brøk (lterntiv) (lterntiv) B Brøk 8

9 Begreer i klssisk geometri + formelsmling I mtemtikundervisningen forudsætter vi følgende egreer og sætninger i plngeometrien (Frit efter Euklid c. 300 f. kr.). Tilføj selv forklringer og kommentrer. Punkt. Linje (også kldet ret linje), hlvlinje, linjestkke 3. Cirkel, centrum, rdius 4. Vinkel 5. Topvinkler er lige store 6. Ret vinkel (90 = rdiner) Vinkel på 80 = rdiner Vinkel på 360 = rdiner 7. Prllelle linjer 80 = 3,4.. rd. 8. Ensliggende vinkler ved linje, der skærer prllelle linjer 9. En treknts vinkelsum er 80 A + B + C = 80 - og eviset C B C A C A B A B 0. Sætningen om ensvinklede treknter c c. (Krum) kurve 9

10 Ensvinklede treknter To treknter, ABC og A B C kldes ensvinklede hvis c vinklerne opflder A=A, B=B og C=C For sidelængderne i to ensliggende treknter gælder: c k c c Eller: Der findes et fælles tl, k, sådn t k = k = c k = c k kldes forstørrelsesfktor, sklfktor, målestoksforhold. Vilkårlig treknt Trekntens rel T: T = 0.5 g h = 0.5 sin(c) g h C Vinkelsummen: A + B + C = 80 (hvorf f. eks. A = 80 B C ) Sinusreltion sin( A ) sin( B ) sin( C ) c A c side: sin( A) sin( B) vinkeleregning: sin( B) A sin ( A spids vinkel) eller C B sin( B) A 80 sin ( A stump vinkel) sin - (lommeregner) rcsin, sin (eller lign. på PC) cos - (lommeregner) rccos, cos (eller lign. på PC) Cosinusreltion Spids vinkel: mellem 0 og 90 Retvinklet treknt Stump vinkel: mellem 90 og 80 c cos( C) Side-eregning: Vinkel-eregning: c cos( C) C cos c hp I en retvinklet treknt ( 90 vinkel ) gælder Pthgors: Omformning f + = hp hp hp 0

11 Retvinklet treknt (fortst) hp v Hosliggende ktete til v Modstående ktete til v Sinus, cosinus, tngens i retvinklet treknt: I en retvinklet treknt gælder for en spids vinkel, v: sinv cos v tn v modstående ktete til v hpotenuse hosliggende ktete til v hpotenuse modstående ktete til v hosliggende ktete til v En model i geometri er en tegning med nvne og evt. mål på indgående punkter, linjestkker, vinkler o.s.v. Højde, medin og vinkelhlveringslinje i vilkårlig treknt Firknter Kvdrt Rektngel Prllelogrm Trpez Arel = Længde Bredde Cirkel C r C : Centrum r : rdius Andre størrelser: Dimeter = r Arel = Omkreds =

12 Oversigt/formelsmling om lineære smmenhænge Funktioner og modeller Funktion En funktion er en smmenhæng mellem vrile, hvor et input giver et output. Kn vises med sildeen og grf. Model Koordintsstem En model kn estå f nogle vrile og en funktion der smmenkntter dem. Eks. : længde f ttur i km (ufhængig vriel) : pris i kroner for tturen (fhængig vriel) Smmenhæng: = Lineær funktion, = + = + Omformning f = + : ( ) = ( ) Konstnternes nvne ved lineære funktioner: : hældningskoefficienten, stigningstllet : -kse-skæringen Betdning i lineær model f konstnterne og : Konstnternes etdning (ved lineære funktioner): Når =0, er = Når stiger med, vil ændres med Vækstegensk: Funktionen er voksende, når er positiv Funktionen er ftgende, når er negtiv _ændring = _ændring (smme som:) - = ( - )

13 Formler og eksempler med procent. En del f det hele (sttisk) Spm.: Anders disponile indkomst udgør 5% f hele indkomsten på kr. Beregn den disponile indkomst. Svr: d p = procenttl = 5 d = delen? h = det hele = 0000 h p d 5 d giver 00 h p = procenttl d = delen h = det hele hvorf d Anders disponile indkomst er 3000 kr. p 00 d h ( strikkepind ) Spm : På hele mtemtikholdet er der 5 kursister. 8 f dem er drenge. Hvor mnge procent udgør drengene? Svr: p = procenttl? d = delen = 8 h = det hele = 5 p d p 8 giver 00 h hvorf p 3 5 Konklusion: Drengene udgør 3% f holdet. Smmenligning eller ændring Ændring Før () Efter (). Beregning fremd: p F hvor F 00 p = ændring i procent = strtværdi = slutværdi F = fremskrivningsfktor Spm. : Kiloprisen på sukker vr 8 kroner. Så steg prisen med 0%. Hvd vr den ne pris? Svr: p = ændring i procent = 0 = strtværdi = 8 = slutværdi? F = fremskrivningsfktor p 0 F, F 8,0 8,80 Konklusion: Den ne pris vr 8,80 kr. 3

14 . Beregning f ændringsprocent: p ( F ) 00 hvor F Ændring Spm..: Benzinprisen steg fr 0,00 kroner til 0,50. Hvor mnge procent steg prisen? Svr: p = ændring i procent? = strtværdi = 0,00 = slutværdi = 0,50 F = fremskrivningsfktor F 0,50,05 0,00 Før () Efter () p ( F) 00 (,05 ) 00 5 Konklusion: Benzinprisen steg 5%. Procentisk Fld (størrelse som ftger) Begreet ændring dækker åde stigning og fld. I eksempel og ovenfor regnede vi på stigninger. Formlerne er de smme ved fld. Blot regnes ændringsprocenten, p, som et negtivt tl Ændring Før () Efter () Spm. c: Der vr 80 medlemmer. Så fldt medlemstllet med 5%. Hvor mnge vr der så? Svr: p = ændring i procent = -5 = strtværdi = 80 = slutværdi? F = fremskrivningsfktor p 5 5 F 0, F 800,75 60 Konklusion: Det ne medlemstl vr 60. Spm. d.: Pndestnden i et område fldt fr 00 til 40. Hvor mnge procent fldt ntllet f pnder? Svr: p = ændring i procent? = strtværdi = 00 = slutværdi = 40 F = fremskrivningsfktor F ,70 p ( F) 00 (0,70 ) Konklusion: Antllet f pnder fldt med 30%. 4

15 Procentisk ændring lt i én formel: Ændring Før () Efter () p 00 Spm. (igen): Kiloprisen på sukker vr 8 kroner. Så steg prisen med 0%. Hvd vr den ne pris? Svr: p = ændring i procent = 0 = strtværdi = 8.00 = slutværdi? p 0 8, 00 8, Konklusion: Den ne pris vr 8,80 kr Spm. d. (igen): Pndestnden i et område fldt fr 00 til 40. Hvor mnge procent fldt ntllet f pnder? Svr: p = ændring i procent? = strtværdi = 00 = slutværdi = 40 p p isoleres: p Konklusion: Antllet f pnder fldt med 30%. 5

16 Eksponentiel vækst = Foruden ved gentgne ændringer ruges formlen for eksponentiel vækst, = i situtioner med jævne, kontinuerlige stigninger, hvor der er lige stor procentisk vækst i hver tidsenhed (f. eks. en årlig stigning på 4%). Her ntger ikke re hele tl som værdier: 0,,, 3, men også decimltl: 0.7 eller 3.5 o.s.v. Mn kn f. eks. spørge: Hvor stor er vægten f kteriekolonien efter.7 dge? =, og positive, hvor (ofte) p tid (slut)værdi egndelsesværdi procenttilvækst pr. -enhed Fremskrivningfktor pr. -enhed: p 00 (,) (,) ( ) eller Omformning f = : log log( ) Af eregnes vækstprocent pr tidsenhed: p = (-)00 Betdning i eksponentiel model f og Når =0, er = Når stiger med, vil gnges med (dvs. ændres p procent, hvor p=(-)00 ) ændring over flere -enheder: Fremskrivningsfktor for, når forøges fr til h F hvor h Procentændring for hele perioden p =(F ) 00 Vækstegensk Funktionen er voksende, når > - og så hr den en fordolingskonstnt Funktionen er ftgende, når 0 < < - og så hr den en hlveringskonstnt

17 Fordolingskonstnt fordoles, når forøges med fordolingskonstnten (T eller T ) T = (Hvis -værdier kn flæses på grf, se til venstre) Omformninger T T T eller T T log() log( ) Hlveringskonstnt hlveres, når forøges med hlveringskonstnten (T eller T ½ ) T (Hvis -værdier kn flæses på grf, ½ se til venstre) Omformninger T T T eller T T log(0.5) ½ log( ) Gennemsnitlig vækstprocent ved uregelmæssig vækst Gennemsnitlig vækstprocent Hvis størrelsen på uregelmæssig måde er vokset fr til fr år til år, smmenligner vi med den stile eksponentielle vækst, der ville strte og slutte i de smme to punkter: p gennemsnit =(- ) 00, hvor ( ) Logritmefunktionen ( ) f.eks. log(000) = 3, d Potensligninger ( ) ( ) 7

18 Potens-smmenhæng (potensudvikling), =. Definition f potens-smmenhæng: =, positiv, positiv Omformning f = : log log( ). Bestemmelse f ud fr to punkter (, ) og (, ) log loglog log log log ( eller ) Betdning i potensudviklingsmodel f og 3 Konstnten Når =, er = (om, se nedenfor, F og F ) Vækstegensk 4. Fremskrivningsfktorer og vækstprocenter Når gnges med F, gnges med F F = (F ) og Hvor F = og F = Når ændres med p,procent ændres med p procent, hvor: p F F = (F ) p = (F ) (Komintion f disse tre formler): p p Funktionen er voksende, når > 0 Funktionen er ftgende, når < 0 8

19 Proportionlitet, indetl, omvendt proportionlitet Ligefrem proportionlitet, = (eller: proportionlitet) ( Ligefrem) proportionlitet = eller = k Grfen er en ret linje gennem (0,0) Formlerne for lineær funktion, = + kn ruges, idet mn sætter =0, dvs. Omformning f = : Desuden gælder for to grf- eller telpunkter (, ) og (, ) (Idet =) ( strikkepind ) Indekstl (Bsisår) Størrelse Inde 00 i Indekstl er proportionle med størrelserne Af fås f. eks. 00 i i 00 ( strikkepind ) Indekstl respekterer de procentiske ændringer, der er i de oprindelige tl. Omvendt proportionlitet, f (, ) (, ) Omvendt proportionlitet k eller eller eller Grfen er en hperel. Formlerne for potens-smmenhæng kn ruges (se side 7), idet mn sætter =-. Mn kn omforme til: Omformning f : Desuden gælder for to grf- eller telpunkter (, ) og (, ) (Idet =) 9

20 STATISTIK, GRUPPERET OBSERVATIONSSÆT Her er oservtionerne (tllene) grupperet i intervller Hppigheden fortæller hvor mnge oservtioner der er i hvert intervl. Frekvensen udregnes ved t dividere hppigheden med ntl oservtioner i lt. hppighed Frekvensen = 00 % ntl oservtioner ilt Frekvensen fortæller hvor mnge procent f oservtionerne der er i hvert intervl. Middelværdien kn ofte udregnes ved t lægge lle oeservtionstllene smmen og dividere med ntllet. eller kn udregnes (tilnærmet) ved t tge midtpunktet f hvert intervl og gnge det med frekvensen, og så lægge lle disse resultter smmen. Middelværdien = summen f (intervlmidtpunkt. frekvens) Middelværdien kldes også gennemsnittet. Histogrmmet tegnes i et koordintsstem hvor intervlendepunkterne fsættes på -ksen og hppigheden eller frekvensen fsættes på -ksen. Over hvert intervl tegnes et rektngel som hr intervllets redde og hvor højden er hppigheden eller frekvensen. Den kumulerede frekvens udregnes i intervlendepunkterne ved t lægge frekvenserne smmen nedefr. Den kumulerede frekvens fortæller hvor mnge procent f oservtionerne der er mindre end eller lig med et estemt tl. Sumkurven tegnes i et koordintsstem med intervlendepunkterne på -ksen og de kumulerede frekvenser på -ksen. Punkterne fr tellen over kumuleret frekvens fsættes i koordintsstemet og de forindes med rette linjestkker. Til sidst tegnes vndrette hlvlinjer ud fr første og sidste støttepunkt. Kvrtilerne flæses som -værdier på sumkurven ud fr 5%, 50% og 75% på -ksen. Medinen er den kvrtil der flæses ud fr 50%, og den ngiver det tl der deler oservtionerne så hlvdelen er under medinen og hlvdelen er over medinen. Boplottet Kssetingen med håndtg tegnes ved t lve et vndret linjestkke som strter i det mindste intervlendepunkt og slutter i det største. På linjestkket fsættes de tre kvrtiler, og der tegnes et rektngel med tilfældig højde over hvert pr f kvrtilerne. 0