Løsningsforslag — Eksamen 10. trinn Vår 2022 (MAT0015)

DEL 1 – Uten hjelpemidler

Oppgave 1

La ss = prisen på én sjokolade (kr), vv = prisen på én vannflaske (kr).

Likning I: 2s+v=402s + v = 40 Likning II: 4s+3v=984s + 3v = 98

Bruker innsettingsmetoden: løser Likning I for vv, og setter uttrykket inn i Likning II.

v=402sv = 40 - 2s

4s+3(402s)=984s + 3(40-2s) = 98

4s+1206s=984s + 120 - 6s = 98

2s=98120=22-2s = 98 - 120 = -22

s=11s = \underline{11}

Kontroll: v=40211=18v = 40 - 2\cdot11 = 18, og 411+318=44+54=984\cdot11+3\cdot18 = 44+54 = 98. ✓

Én sjokolade koster 11 kr11\text{ kr}.

Oppgave 2

Grafen (fart mot bremselengde) følger sammenhengen bremselengde fart2200\approx \frac{\text{fart}^2}{200}, som gjenspeiles i tabellverdiene.

Påstand 1: «Om farten er 40 km/h, er bremselengden omtrent 8 m.»

Av tabellen: ved 40 km/h er bremselengden nøyaktig 8 m. Påstanden er sann.

Påstand 2: «For at bremselengden skal være mindre enn 15 m, må farten være mindre enn 55 km/h.»

Formel (fra grafen): bremselengde=fart2200\text{bremselengde} = \frac{\text{fart}^2}{200}

Løser for farten når bremselengden er 15 m:

fart2200=15    fart2=3000    fart=300054,8 km/h\frac{\text{fart}^2}{200} = 15 \implies \text{fart}^2 = 3000 \implies \text{fart} = \sqrt{3000} \approx \underline{54{,}8}\text{ km/h}

Grensen ligger på ca. 54,8 km/h, som stemmer godt med de oppgitte 55 km/h. Påstanden er sann (grensen er i praksis ca. 54,8 km/h, avrundet til 55 km/h).

Påstand 3: «Om farten halveres, halveres også bremselengden.»

Siden bremselengden er proporsjonal med farten i andre potens (ikke med farten selv), gir en halvering av farten en firedeling av bremselengden, ikke en halvering:

ved 40 km/h: 402200=8 m,ved 20 km/h (halvert fart): 202200=2 m\text{ved 40 km/h: } \frac{40^2}{200} = 8\text{ m}, \qquad \text{ved 20 km/h (halvert fart): } \frac{20^2}{200} = 2\text{ m}

Bremselengden ved halv fart (2 m) er en firedel av 8 m, ikke en halvpart. Påstanden er usann.

Påstand 4: «Om farten er over 70 km/h, er bremselengden over 30 m.»

Løser for hvilken fart som faktisk gir 30 m bremselengde:

fart2200=30    fart2=6000    fart=600077,5 km/h\frac{\text{fart}^2}{200} = 30 \implies \text{fart}^2 = 6000 \implies \text{fart} = \sqrt{6000} \approx \underline{77{,}5}\text{ km/h}

Ved 70 km/h er bremselengden ifølge tabellen kun 24 m, og bremselengden passerer ikke 30 m før farten er ca. 77,5 km/h. Påstanden er usann (en fart «over 70 km/h», for eksempel 72 km/h, gir fortsatt bremselengde under 30 m).

Oppgave 3

Rektangelet har lengde aa og bredde 2a2a, altså er bredden dobbelt så stor som lengden, uansett hvilken verdi aa har.

Velger for eksempel a=4a = 4 cm:

lengde=a=4 cm,bredde=2a=24=8 cm\text{lengde} = a = \underline{4}\text{ cm}, \qquad \text{bredde} = 2a = 2\cdot4 = \underline{8}\text{ cm}

Et rektangel med a=4a=4 cm kan for eksempel ha lengde 4 cm og bredde 8 cm\text{lengde }4\text{ cm og bredde }8\text{ cm} (ethvert par der bredden er dobbelt så lang som lengden, er et gyldig svar).

Oppgave 4

Papirkvadratet har sidelengde 10 cm. Når det klippes bort et kvadrat på 2,5 × 2,5 cm i hvert av de fire hjørnene og sidene brettes opp, blir bunnen i esken et kvadrat med sidelengde

1022,5=5 cm10 - 2\cdot2{,}5 = \underline{5}\text{ cm}

og høyden i esken blir lik bredden på det bortklipte hjørnet, altså 2,5 cm.

Formel (volum av rett prisme): V=lbhV = l\cdot b\cdot h

V=552,5=62,5 cm3V = 5\cdot5\cdot2{,}5 = \underline{62{,}5}\text{ cm}^3

Volumet av esken er 62,5 cm362{,}5\text{ cm}^3.

Oppgave 5

Figuren deler et rektangel med bredde 68=60+868 = 60+8 og høyde 27=20+727 = 20+7 inn i et 2×22\times2-rutenett, med fire delruter som hver har areal lik produktet av tilhørende sidelengder:

6020=1200,820=160,607=420,87=5660\cdot20 = 1200, \qquad 8\cdot20 = 160, \qquad 60\cdot7 = 420, \qquad 8\cdot7 = 56

Siden det store rektangelets areal er summen av de fire delarealene, er 682768\cdot27 lik summen av disse fire produktene:

6827=1200+160+420+56=183668\cdot27 = 1200+160+420+56 = \underline{1836}

Figuren viser at 6827=183668\cdot27 = \underline{1836}, ved at 6868 og 2727 splittes i tierne og enerne (60+860+8 og 20+720+7), og de fire delarealene i rutenettet legges sammen.

Oppgave 6

Total billettinntekt BB er summen av inntektene fra hver billettype, og hver billettype gir inntekt lik antall solgte billetter ganger prisen per billett:

B=315x+250z+210yB = 315\cdot x + 250\cdot z + 210\cdot y

der xx er antall voksenbilletter (315 kr), zz er antall honnørbilletter (250 kr), og yy er antall barnebilletter (210 kr).

Uttrykket som gir total billettinntekt, er B=315x+250z+210yB = 315x + 250z + 210y.

Oppgave 7

Formel (eksponentiell vekst): B(t)=B0ktB(t) = B_0\cdot k^t, der B0B_0 er startantallet, kk er vekstfaktoren per dag, og tt er antall dager.

Startantallet er 15 000 bakterier, og veksten er 10 % per dag, altså vekstfaktor k=1,10k = 1{,}10:

B(2)=150001,102=150001,21=18150B(2) = 15\,000\cdot1{,}10^2 = 15\,000\cdot1{,}21 = \underline{18\,150}

Etter to dager er det 1815018\,150 bakterier.

Oppgave 8

De fire funksjonene har hver sin karakteristiske grafform:

Sammenligner med de fire grafbeskrivelsene:

Riktig funksjonsuttrykk til hver graf: øverst venstre i(x)=x2+7x+12i(x)=x^2+7x+12, øverst høyre f(x)=2x+3f(x)=2x+3, nederst venstre g(x)=1,2xg(x)=1{,}2^x, nederst høyre h(x)=40xh(x)=\frac{40}{x}.

DEL 2 – Med hjelpemidler

Oppgave 1

Funksjonen f(x)=100x+2500f(x) = 100x+2500 viser de totale utgiftene (i kr) ved leie av lokalet. Jeg tolker xx som antall gjester, siden dette er den vanligste variabelen i et slikt budsjett for en bursdagsfest. Det er ikke oppgitt eksplisitt, så jeg regner videre ut fra denne antakelsen.

Uttrykket består av to deler:

Regner ut utgiftene for noen konkrete gjestetall:

f(10)=10010+2500=3500 kr,f(20)=10020+2500=4500 kr,f(30)=10030+2500=5500 krf(10) = 100\cdot10+2500 = \underline{3500}\text{ kr}, \qquad f(20) = 100\cdot20+2500 = \underline{4500}\text{ kr}, \qquad f(30) = 100\cdot30+2500 = \underline{5500}\text{ kr}

Utgiftene ved leie av lokalet består av en fast del på 2500 kr2500\text{ kr} (uavhengig av antall gjester) pluss 100 kr per gjest100\text{ kr per gjest}. For eksempel blir totalutgiften 4500 kr ved 20 gjester. Utgiften vokser lineært: hver ekstra gjest øker totalutgiften med 100 kr.

Oppgave 2

La rektangelet ha lengde aa og bredde bb. Omkretsen til hvert rektangel er oppgitt til 30 cm.

Formel (omkrets av rektangel): Orektangel=2(a+b)O_{\text{rektangel}} = 2(a+b)

2(a+b)=30    a+b=15 cm2(a+b) = 30 \implies a+b = \underline{15}\text{ cm}

De fire kongruente rektanglene er satt sammen «møllehjul»-formet rundt det lille kvadratet, slik at hver side av det store kvadratet er satt sammen av lengden til ett rektangel og bredden til det tilstøtende rektangelet. Sidelengden i det store kvadratet er derfor

s=a+b=15 cms = a+b = \underline{15}\text{ cm}

Formel (omkrets av kvadrat): Okvadrat=4sO_{\text{kvadrat}} = 4s

Okvadrat=415=60 cmO_{\text{kvadrat}} = 4\cdot15 = \underline{60}\text{ cm}

Siden a+b=15a+b=15 cm uansett hvilke konkrete verdier aa og bb har (så lenge omkretsen til rektangelet er 30 cm), og sidelengden i det store kvadratet er nettopp a+ba+b, er omkretsen til det store kvadratet alltid 60 cm60\text{ cm}, som skulle vises.

Oppgave 3

Kortene har tallene 1, 2, 3, 4, 5. Det trekkes to tilfeldige kort, og alle (52)=10\binom{5}{2}=10 mulige par er like sannsynlige. Lister opp alle parene og summene:

Par Sum Par Sum
(1,2) 3 (2,4) 6
(1,3) 4 (2,5) 7
(1,4) 5 (3,4) 7
(1,5) 6 (3,5) 8
(2,3) 5 (4,5) 9

Av disse ti summene er fire partall: 4, 6, 6, 84,\ 6,\ 6,\ 8 (fra parene (1,3), (1,5), (2,4), (3,5)(1,3),\ (1,5),\ (2,4),\ (3,5)).

Formel (sannsynlighet): P(hendelse)=antall gunstige utfallantall mulige utfallP(\text{hendelse}) = \frac{\text{antall gunstige utfall}}{\text{antall mulige utfall}}

P(partallssum)=410=0,40=40%P(\text{partallssum}) = \frac{4}{10} = 0{,}40 = \underline{40\,\%}

Det er 40%40\,\% sjanse for at summen av de to trukne kortene blir et partall, siden 4 av de 10 like sannsynlige parene gir en partallssum.

Oppgave 4

Den eksplisitte formelen er Fn=n2+2F_n = n^2+2. Regner ut de tre første figurtallene:

F1=12+2=3,F2=22+2=6,F3=32+2=11F_1 = 1^2+2 = \underline{3}, \qquad F_2 = 2^2+2 = \underline{6}, \qquad F_3 = 3^2+2 = \underline{11}

Et naturlig figurmønster som passer med n2+2n^2+2 er et kvadratisk ruteoppsett av n×nn\times n ruter, pluss to ekstra enkeltruter ved siden av kvadratet (for eksempel plassert rett til høyre for kvadratet):

De tre første figurene i mønsteret kan tegnes som et n×nn\times n-ruteoppsett med 2 ekstra enkeltruter ved siden av, med henholdsvis 33, 66 og 1111 ruter totalt (dette er én av flere mulige geometriske tegninger som gir riktig figurtall: enhver figur der de n2n^2 rutene danner et kvadrat og de 2 ekstra rutene er tydelig atskilt, er et gyldig svar).

Oppgave 5

Linjen går gjennom punktene (x1,y1)=(1,0)(x_1,y_1)=(-1,0) og (x2,y2)=(0,3)(x_2,y_2)=(0,3).

Formel (stigningstall): a=ΔyΔx=y2y1x2x1a = \frac{\Delta y}{\Delta x} = \frac{y_2-y_1}{x_2-x_1}

a=300(1)=31=3a = \frac{3-0}{0-(-1)} = \frac{3}{1} = \underline{3}

Kontroll med det tredje avleste punktet på linjen, (1,7, 8)(1{,}7,\ 8), regnet fra (0,3)(0,3):

a=831,70=51,72,93a = \frac{8-3}{1{,}7-0} = \frac{5}{1{,}7} \approx 2{,}9 \approx 3 \quad\checkmark

Stigningstallet til grafen er 33, siden linjen stiger 3 enheter i y-retning for hver 1 enhet i x-retning. Dette bekreftes både ved de to eksakte punktene (1,0)(-1,0) og (0,3)(0,3), og ved det tredje avleste punktet på linjen.

Oppgave 6

Den blå rammen omslutter overgangen fra

3x+12=3til3x=3123x+12=3 \qquad\text{til}\qquad 3x=3-12

Dette er samme likning omskrevet ved å trekke 12 fra begge sider:

3x+1212=3123x+12-12 = 3-12

3x=3123x = 3-12

Å trekke det samme tallet fra begge sider av en likning endrer ikke løsningen, fordi likheten mellom venstre og høyre side bevares (dette er den samme regelen som gjør at et ledd kan «flyttes over likhetstegnet» ved å bytte fortegn: leddet +12+12 på venstre side blir til 12-12 på høyre side). At dette faktisk stemmer, bekreftes videre av at likningen løses riktig ut, med 3x=93x=-9 og til slutt x=3x=-3.

Det Ahmad har gjort i den blå rammen, er korrekt: å trekke 12 fra begge sider av likningen 3x+12=33x+12=3 er en gyldig likningsoperasjon, og gir riktig neste steg 3x=3123x=3-12.

Oppgave 7

Reklameplakaten fra Venstre har flere svakheter som gjør at den ikke gir et rettvisende bilde av utviklingen:

Den grafiske framstillingen gir ikke et riktig bilde av utviklingen: den avkuttede y-aksen overdriver nedgangen visuelt, fargeleggingen tilskriver Venstre en periode partiet ikke satt i regjering i, og perioden er framstilt som jevnt fallende selv om utslippene faktisk økte fra 2014 til 2015.

Oppgave 8

Programmet setter a=4a=4 (lengde på hvert linjestykke) og b=5b=5 (antall gjentakelser), og gjentar b=5b=5 ganger: tegn et linjestykke med lengde 4, og snu 360/5=72360/5=72 grader til høyre.

a) Hver runde tegner programmet et linjestykke med lengde 4 og snur deretter 72° til høyre. Siden summen av alle vendingene blir 572°=360°5\cdot72\degree=360\degree (nøyaktig én hel omdreining), vender skilpadda (pennen) tilbake til start med samme retning som den startet i, og figuren blir lukket. Fordi alle fem linjestykkene har samme lengde (4) og alle vinklene mellom dem er like store (72°), blir resultatet en regulær femkant (pentagon) med sidelengde 4.

Programmet tegner en regulær femkant (pentagon) med sidelengde 4, fordi de fem like linjestykkene og de fem like vendingene på 360°/5=72°360\degree/5=72\degree til sammen danner en lukket figur med fem like sider og fem like vinkler.

b) Figuren er en regulær femkant med alle fem sidene 4 (lengdeenheter) lange:

        •
       / \
      /   \
     /     \
    •       •
    |       |
    •-------•

Alle sidelengder er 4, og alle indre vinkler i en regulær femkant er (52)180°5=108°\frac{(5-2)\cdot180\degree}{5} = 108\degree (mens vendingsvinkelen, den ytre vinkelen skilpadda snur, er 180°108°=72°180\degree-108\degree=72\degree, som stemmer med programmet).

Oppgave 9

Påstanden fra samtalen er at n2n^2 alltid kan skrives som (n+1)(n1)+1(n+1)(n-1)+1, illustrert ved 32=(42)+13^2=(4\cdot2)+1 og 52=(64)+15^2=(6\cdot4)+1.

Utvider uttrykket (n+1)(n1)+1(n+1)(n-1)+1 algebraisk, med konjugatsetningen (n+1)(n1)=n21(n+1)(n-1)=n^2-1:

(n+1)(n1)+1=(n21)+1=n2(n+1)(n-1)+1 = (n^2-1)+1 = \underline{n^2}

Siden (n+1)(n1)+1(n+1)(n-1)+1 forenkles til nøyaktig n2n^2 for ethvert tall nn, ikke bare for n=3n=3 og n=5n=5, er sammenhengen alltid sann, og ikke bare en tilfeldighet ved de to eksemplene i samtalen.

Sammenhengen n2=(n+1)(n1)+1n^2=(n+1)(n-1)+1 stemmer alltid, for alle tall nn, fordi (n+1)(n1)+1=n21+1=n2(n+1)(n-1)+1=n^2-1+1=n^2 ved konjugatsetningen. Dette generaliserer eksemplene 32=(42)+13^2=(4\cdot2)+1 og 52=(64)+15^2=(6\cdot4)+1 til å gjelde for alle heltall (og faktisk alle reelle tall).

Oppgave 10

Oversikten viser seks abonnement (0–25 GB, 99–439 kr/mnd) og fire ekstra datapakker som kan kjøpes ved behov. Fra samtalen: Person 2 har brukt 5,47 GB (februar), 4,10 GB (mars), 12,23 GB (april) og 5,21 GB (mai), og ubrukt data tas med videre til neste måned (rollover). I tillegg diskuteres et alternativt tilbud: en telefon med 7 GB-abonnement til 599 kr/mnd i 24 måneder.

Formel (gjennomsnittlig månedlig forbruk): gjennomsnitt=sum av forbrukantall ma˚neder\text{gjennomsnitt} = \frac{\text{sum av forbruk}}{\text{antall måneder}}

5,47+4,10+12,23+5,214=27,0146,75 GB/mnd\frac{5{,}47+4{,}10+12{,}23+5{,}21}{4} = \frac{27{,}01}{4} \approx \underline{6{,}75}\text{ GB/mnd}

Gjennomsnittsforbruket ligger mellom «Litt mer» (3 GB) og «Favoritt» (7 GB), men forbruket varierer mye fra måned til måned (fra 4,10 til 12,23 GB), så et gjennomsnitt alene undervurderer behovet i topp-måneden april.

Modellerer «Favoritt»-abonnementet (7 GB, 289 kr/mnd) med rollover, siden dette er nærmest gjennomsnittet og har mest å gå på ved svingninger:

Måned Tilgjengelig data (rollover + 7 GB) Forbruk Rest til neste måned
Februar 7,00 GB 5,47 GB 1,53 GB
Mars 7+1,53 = 8,53 GB 4,10 GB 4,43 GB
April 7+4,43 = 11,43 GB 12,23 GB underskudd 0,80 GB
Mai 7,00 GB (rollover brukt opp) 5,21 GB 1,79 GB

I april dekker ikke rollover hele forbruket: det mangler 0,80 GB. Billigste ekstrapakke som dekker dette, er 1 GB-pakken til 79 kr.

Kostnad for disse fire månedene: 4289+79=1156+79=1235 kr4\cdot289 + 79 = 1156+79 = \underline{1235}\text{ kr}, altså i snitt ca. 1235/43091235/4 \approx \underline{309} kr/mnd.

Sammenligner med det alternative tilbudet (telefon + 7 GB-abonnement, 599 kr/mnd i 24 måneder):

59924=14376 kr totalt over 24 ma˚neder599\cdot24 = \underline{14\,376}\text{ kr totalt over 24 måneder}

mens «Favoritt» alene (uten telefon) koster 28924=6936289\cdot24=6936 kr over samme periode, pluss data-overforbruk enkelte måneder. Differansen, 143766936=744014\,376-6936=7440 kr, er det den nye telefonen reelt koster i det pakkede tilbudet. Om dette lønner seg, avhenger av hva samme telefon ville kostet å kjøpe separat (denne informasjonen er ikke oppgitt).

Jeg anbefaler at Lotte velger Favoritt-abonnementet (7 GB, 289 kr/mnd) fremfor det pakkede telefontilbudet, og heller kjøper eventuell ekstra data (som i april, ca. 1 GB) ved behov. Dataforbruket varierer mye fra måned til måned (4,10–12,23 GB), så et abonnement med mulighet for rollover og ekstra datapakker er mer fleksibelt enn et fast, dyrere pakketilbud der telefonens reelle pris er skjult i månedsprisen. (Denne anbefalingen bygger på en antakelse om at forbruksmønsteret i februar–mai er representativt også etter flytting til hybel, og at telefonen i det pakkede tilbudet ikke er vesentlig billigere separat enn de 7440 kr differansen i totalpris antyder. Begge er eksplisitte antakelser, siden oppgaveteksten ikke gir nok informasjon til å avgjøre dem sikkert.)