matematik

Niclas Larson
Daniel Dufåker
Attila Szabo
Roger Fermsjö
nivå
1b/1c vux
Niclas Larson
Daniel Dufåker
Attila Szabo
Roger Fermsjö
nivå
1b/1c vux
1 Tal
1.1 Tal i olika former 8
1.2 Räkneregler för potenser 25
1.3 Prefix och prioriteringsregler 37 Tankekarta, Programmering 1c , Uppslaget, Historia, Blandade uppgifter, Kapiteltest 45
2
2.1 Algebraiska uttryck
2.2 Ekvationer
2.3 Potensekvationer och olikheter 87
2.4 Formler och talföljder 100
Programmering 1c , Uppslaget, Historia, Tankekarta, Blandade uppgifter, Kapiteltest 121
3.1 Procentuella förändringar 134
3.2 Privatekonomi i kalkylprogram 153
Programmering 1c , Historia, Uppslaget, Tankekarta, Blandade uppgifter, Kapiteltest 162
4.1 Linjära samband
4.2 Räta linjens ekvation
4.3 Funktioner
Uppslaget, Historia, Tankekarta, Blandade uppgifter, Kapiteltest 238
5 Statistik och sannolikhet
5.1 Statistiska undersökningar
5.2 Enkla slumpförsök
5.3 Slumpförsök i flera steg
Programmering 1c , Historia, Uppslaget, Tankekarta, Blandade uppgifter, Kapiteltest
Uppslaget, Historia, Tankekarta, Blandade uppgifter, Kapiteltest
Nya ämnesplanen
Innehållet i Matematik Origo nivå 1b/1c vux är anpassat efter ämnesplanen som träder i kraft 2025.
Matematik Origo är en serie matematikböcker för gymnasiet som gör det lätt att arbeta med problemlösning, resonemang och förståelse. Till Matematik Origo nivå 1b/1c vux hör en elevbok, en Lärarguide, kopieringsmaterialet Prov, Övningsblad och Aktiviteter samt appen Alva. De olika komponenterna ger möjlighet att planera, variera och genomföra undervisningen utifrån elevernas behov.
Elevboken består av sex kapitel och lyfter särskilt fram matematikens relevans. Här finns tydliga genomgångar på ett lättillgängligt språk och varierade uppgiftstyper på tre nivåer.
I appen Alva får dina elever hjälp när de ska jobba på egen hand efter lektionerna. Där finns förklarande matematikfilmer och lösningar till vissa uppgifter.
Lärarguiden följer elevboken uppslag för uppslag med tips, idéer och inspiration till din undervisning.
Prov, Övningsblad och Aktiviteter är ett kopieringsmaterial med prov, övningsblad och aktiviteter till varje kapitel i elevboken. Materialet säljs som nedladdningsbara pdf:er.
Prov, övningsblad och aktiviteter
Algebrans framskjutna ställning inom matematiken är obestridlig. I vardagslivet är algebrans roll också betydelsefull, även om den kanske inte är lika tydlig. Algebra finns bakom formler som är till grund för t.ex. mobilräkningar och prisberäknande vågar i affärer. Den finns också med i beräkningsmodeller för befolkningstillväxt, vid riskberäkningar i försäkringssammanhang osv.
Inom matematiken är algebran ett viktigt redskap vid införande av matematiska modeller, som hjälper oss att lösa problem av olika slag. Algebran är också kraftfull när det gäller att bevisa matematiska samband, i och med sin förmåga att representera det generella. Att lära sig algebrans grunder är ett stort steg mot att förstå matematikens uppbyggnad och struktur.
I det första delkapitlet 2.1 Algebraiska uttryck repeterar vi begrepp från grundskolan samt behandlar uttryck och förenkling av uttryck.
Delkapitlet 2.2 Ekvationer fokuserar inledningsvis på likhetstecknet och strategier för ekvationslösning. Därefter beskriver vi hur man kan använda ekvationer vid problemlösning.
Delkapitel 2.3 Potensekvationer och olikheter inleds med potensekvationer av grad 2 och 3. Sedan studerar vi olika metoder för att lösa fullständiga potensekvationer där exponenten är ett heltal eller ett bråk. Därefter följer en introduktion av algebraiska olikheter.
I det sista delkapitlet 2.4 Formler och talföljder behandlas formler, mönster och talföljder med betoning på aritmetiska talföljder och summor. Talföljder är inte uttalat en del av Matematik nivå 1b eller nivå 1c, men enligt det centrala innehållet ska undervisningen behandla problemlösning som omfattar att upptäcka och uttrycka generella samband. Avsnittet är en bra träning för eleven att upptäcka mönster, formalisera dessa och förstå matematikens generaliserbarhet.
Delkapitel
2.1 Algebraiska uttryck
2.2 Ekvationer
2.3 Potensekvationer och olikheter
2.4 Formler och talföljder
■ Prioriteringsreglerna
■ Beräkningar med negativa tal
■ Potenser
Centralt innehåll
■ Hantering av formler och algebraiska uttryck, däribland att faktorisera och multiplicera uttryck.
■ Metoder för att lösa linjära ekvationer.
■ Begreppen intervall och linjär olikhet. Metoder för att lösa linjära olikheter.
■ Metoder för att lösa potensekvationer.
■ Problemlösning som omfattar att upptäcka och uttrycka generella samband.
■ Användning av digitala verktyg för att effektivisera beräkningar och komplettera metoder, till exempel vid ekvations och problemlösning.
■ Exempel på hur programmering kan användas som verktyg vid problemlösning, databearbetning eller tillämpning av numeriska metoder.
Förkunskaper 56
I Lärarguiden får du en bakgrund till varje kapitel och kommentarer kring hur författarna har tänkt kring kapitlets innehåll och struktur. Här finns även kommentarer och lösningar till kapitlets introduktionsproblem.
Ordet algebra kommer från arabiskans al-jabr och betyder ungefär metoder för ekvationslösning. Det första vetenskapliga arbetet om algebra skrevs 830 e.Kr. av den persiske matematikern al-Khwarizmi. Kring år 1600 började man beteckna tal med hjälp av bokstäver eller symboler. Det räknas som den moderna algebrans födelse.
I dag är algebra inte bara ett eget matematiskt område, utan också ett hjälpmedel inom alla grenar av matematiken. Många matematiska formler som bygger på algebra har stor betydelse i vardagslivet, ofta utan att vi är medvetna om dem. Till exempel används en typ av formler i frukt- och grönsaksvågen i affären, i taxibilens taxameter och när du streamar musik till din mobiltelefon.
När du är klar med det här kapitlet ska du kunna
u förenkla, tolka och faktorisera algebraiska uttryck
u lösa förstagradsekvationer och olikheter
u lösa potensekvationer
u använda ekvationer för att lösa problem
u ställa upp, använda och skriva om formler
u använda formler i kalkylprogram
Bottental
I figuren här nedanför har vi skrivit talen 3, 11, 4 och 17 på den första raden. Talen i de tomma rutorna får man genom att addera talen närmast ovanför.
Resultatet i den nedersta rutan kallas bottentalet till 3, 11, 4 och 17.
u Beräkna bottentalet till utgångstalen 3, 11, 4, 17
u Vilket tal ska stå i rutan längst till höger om bottentalet ska bli 30?
u Kan man utifrån utgångstalen avgöra om bottentalet blir jämnt eller udda?
Formulera en regel.
u Hur ändras regeln som du kom fram till om första raden innehåller fem rutor?
Introduktionsproblemet Bottental ger möjlighet att repetera viktiga begrepp som algebraiskt uttryck och ekvation. Problemet lyfter också fram olika problemlösningsstrategier som att jobba baklänges, lösa en ekvation eller undersöka specialfall. I den sista deluppgiften lämpar sig ett undersökande arbetssätt.
Det finns flera sätt att variera och bygga vidare på deluppgifterna, t.ex. genom att lägga till ytterligare rader eller byta räknesätt i rutmönstret. I varianten här nedanför fås talet i en ruta genom att beräkna medelvärdet av de två övre rutornas värden. Låt gärna eleverna fundera på vad som ska stå i de tomma rutorna.
10 8 9
Svar till Bottental
u 3 11 4 17 14 15 21 29 65 36
u Vi antar att det okända talet är x. 8 5 1 x 13 6 1 + x 19 30 7 + x
Vi får ekvationen 26 + x = 30, som har lösningen 4. Alltså är det talet 4 som ska stå i rutan längst till höger. u Ett sätt att lösa uppgiften är att utgå ifrån att bottentalet ska vara udda och undersöka vilka typer av tal som då kan stå i de övre rutorna. Genom att jobba baklänges och undersöka olika fall kan man visa att bottentalet är udda om 1 eller 3 av utgångstalen är udda. I de fall där det finns noll, 2 eller 4 udda tal bland utgångstalen, så är bottentalet jämnt.
Den grundläggande idén med ett koordinatsystem är att man kan ange en punkts läge med hjälp av talpar. Samma idé används i kartböcker för att ange en plats eller för att beskriva en schackpjäs placering på ett schackbräde, men i dessa fall anges läget med en bokstav och ett tal. En annan viktig skillnad är att koordinaterna i kartböcker och på schackbräden beskriver ett område och inte en exakt punkt. Ett sätt att introducera koordinatsystem är att markera en punkt på tavlan och instruera eleverna att ange var punkten befinner sig. Eleverna brukar ganska snart komma på att man kan beskriva punktens läge med hjälp av koordinataxlar.
koordinat, ett av de tal som används för att ange en punkts läge i ett koordinatsystem. koordinatsystem, ett referenssystem där en punkts läge anges med hjälp av tal, så kallade koordinater. rätvinkligt koordinatsystem, ett (kartesiskt) koordinatsystem där koordinataxlarna är vinkelräta mot varandra. punkt, ett objekt med position som saknar utsträckning. kvadrant, en av de fyra sektorer som de två koordinataxlarna delar in planet i. origo, punkten som i ett koordinatsystem i planet har koordinaterna (0, 0).
koordinatsystemet
Vårt koordinatsystem skapades av den franske matematikern och filosofen René Descartes (1596–1650).
Hans latinska namn är Cartesius, och därför kallas vårt koordinatsystem kartesiskt. Det sägs att han kom på idén till koordinatsystemet när han såg en fluga i taket och funderade på hur han skulle beskriva dess läge.
Koordinatsystemet
I figuren har vi ritat två tallinjer som skär varandra under rät vinkel. De bildar tillsammans ett koordinatsystem Tallinjerna kallas koordinataxlar. Den horisontella koordinataxeln kallas oftast för x axel och den vertikala för y axel Den punkt där de båda axlarna skär varandra kallas origo och svarar mot talet noll på båda axlarna. Koordinataxlarna delar planet i fyra kvadranter som numreras moturs.
Vi kommer endast att arbeta med tvådimensionella koordinatsystem där koordinataxlarna skär varandra under rät vinkel, så kallade rätvinkliga koordinatsystem.
Ett koordinatsystem är ett slags referenssystem där en punkts läge anges med hjälp av tal , som kallas koordinater. Punkter namnges ofta med stora bokstäver. I figuren här ovanför har punkten A koordinaterna (2, 3). Det första talet är punktens position i förhållande till x-axeln och det andra talet punktens position i förhållande till y-axeln. Punkten B har på samma sätt koordinaterna (−3,5; 2,5), punkten C koordinaterna (−2, −3) och origo som brukar betecknas O har koordinaterna (0, 0). De streckade linjerna i figuren är hjälplinjer för att visa var på axlarna koordinaterna ska avläsas.
Exempel I koordinatsystemet till höger är punkterna
A, B, C och D markerade.
a) Ange punkternas koordinater.
b) Vilken av punkterna ligger i andra kvadranten?
c) Bestäm avståndet mellan punkterna A och B
Lösning: a) Vi avläser punkternas koordinater i koordinatsystemet.
xkoordinaten avläses på xaxeln
Svar: A = (1, −2), B = (1, 2), C = (−1, 4), D = (−2, −3)
De centrala begreppen Lärarguiden lyfter fram de centrala begreppen. Här finner du definitioner och kommentarer till de viktigaste begreppen i varje avsnitt.
ykoordinaten avläses på yaxeln
b) Punkten C ligger i andra kvadranten.
c) B ligger 4 steg ovanför A
Svar: Avståndet mellan A och B är 4 l.e.
ett koordinatsystem anger man avstånd i längdenheter, som förkortas l.e.
SAMBAND OCH FUNKTIONER u 4.1 LINjäRA SAMBAND 176
Descartes var en av dem som var först med att binda samman geometri och algebra, det område inom matematik som i dag kallas analytisk geometri. Han var också en framstående filosof, bland annat känd för att ha myntat uttrycket ”Cogito, ergo sum”, som betyder ”Jag tänker, alltså finns jag”. År 1649 kom Descartes till Sverige för att arbeta som lärare och rådgivare åt drottning Kristina, men avled året därpå i lunginflammation.
Nivå 1
Exempel Beräkna arean av en rektangel vars hörn har koordinaterna (1, 1), (1, 4), (9, 4) och (9, 1)
Lösning: Vi markerar punkterna i ett koordinatsystem.
Avståndet mellan (1, 1) och (9, 1) ger längden av rektangelns bas, som är 8 l.e.
Avståndet mellan (1, 1) och (1, 4) ger rektangelns höjd, som är 3 l.e.
Rektangelns area = 8 · 3 a.e. = 24 a.e.
I ett koordinatsystem anger man area i areaenheter, som förkortas a.e.
4101 Rita ett koordinatsystem och markera följande punkter.
a) A med koordinaterna (3, 5)
b) B med koordinaterna (−1, 4)
c) C med koordinaterna (2, −3)
d) D med koordinaterna (2,5; 4,5)
4102 Vilka är punkternas koordinater?
4103 Figuren visar en rät linje i ett koordinatsystem. Ange koordinaterna för
a) den punkt där linjen skär y-axeln
b) den punkt där linjen skär x-axeln
4104 När Stina kommer till fjällstugan slår hon på värmen. Hon antecknar temperaturen de första sex timmarna.
Tid efter start (h) Temperatur (°C)
4105 Bestäm avståndet mellan punkterna med koordinaterna a) (5, −1) och (5, 8) b) (2, −3) och (−3, −3) c) (111, 114) och (111, −57) Svara i längdenheter. y x 1 1 C D B A y x 1 1
Markera punkterna i ett koordinatsystem. Låt tiden vara x-koordinat och temperaturen y-koordinat.
I Lärarguiden finns författarnas kommentarer till teoritexter och exempel. Det finns också kompletterande exempel till varje avsnitt. I några avsnitt ger vi även förslag till Exituppgifter som du kan använda för att utvärdera vad eleverna har lärt sig.
Rita ett koordinatsystem och markera följande punkter:
A = (5, −4), B = (−3,5; −2,5) och C = (0, 3).
Ange också i vilken kvadrant punkterna ligger.
Lösning/Kommentar
Punkt A ligger i fjärde kvadranten och punkt B i tredje kvadranten. Punkt C ligger på y-axeln och tillhör därmed inte någon kvadrant.
De flesta elever är vana vid att arbeta med koordinatsystem och har en god uppfattning om hur man till exempel anger koordinaterna för en punkt. Däremot kan de ha en begränsad erfarenhet av att arbeta med något annat än heltalskoordinater. Det kan därför vara bra att ägna särskild uppmärksamhet åt hur man skriver koordinater för punkter som inte har heltalskoordinater, t.ex. (1,5; −3,5).
En del elever kan missa att skriva ut parenteserna runt en punkts koordinater. Påpeka gärna att (2, 3) är koordinaterna för en punkt medan 2,3 är ett tal skrivet i decimalform.
Det kan också vara bra att framhålla att (2, 3) utläses ”två tre” medan 2,3 utläses ”två komma tre”.
Att origo har koordinaterna (0, 0) är de flesta elever medvetna om. Men det är inte självklart för alla elever att x-koordinaten är 0 för samtliga punkter på y-axeln, och att y-koordinaten är 0 för samtliga punkter på x-axeln. Detta är viktigt att känna till, exempelvis när man grafiskt ska bestämma f(0) eller algebraiskt bestämma var en linje skär x-axeln.
a) Ange koordinaterna för några punkter som ligger 8 l.e. från punkten (1, 2).
b) Hur många sådana punkter finns det?
Lösning/Kommentar
a) T.ex. (−7, 2), (9, 2), (1, 10), (1, −6).
b) Det finns oändligt många sådana punkter, nämligen alla punkter på cirkeln med medelpunkt i (1, 2) och radien 8 l.e. y x 2 2
En möjlig utvidgning av deluppgift a) är att ange koordinaterna i exakt form för en punkt i den tredje kvadranten som ligger 8 l.e. från punkten (1, 2). Eleverna behöver då känna till Pythagoras sats.
■ Koordinatsystem
Kommentarer till uppgifterna
I uppgift 5122 och 5128 får eleverna göra beräkningar med formeln för felmarginal.
Uppgift 5123 lyfter en vanlig missuppfattning och bör tas upp i helklass.
I uppgift 5124 ska eleverna själva förklara vad det innebär att en förändring är statistiskt säkerställd. Uppmuntra gärna eleverna att genomföra uppgiften muntligt i par.
I uppgift 5128 handlar det inte om en förändring mellan två stickprovsundersökningar, utan om en enstaka undersökning som jämförs med valresultatet som vi betraktar som en totalundersökning. Därmed ska man använda formeln på sidan 256.
I uppgift 5129 introducerar vi formeln för att beräkna felmarginal för skillnaden mellan resultat i två stickprovsundersökningar. Ett sätt att låta eleverna bekanta sig med formeln är att kontrollräkna värdena i den nedre tabellen på sidan 257.
Eleverna behöver använda formeln som introduceras i uppgift 5129 även i andra uppgifter. Det tipsar vi eleverna om i 5130 och 5131. I 5134 behöverna eleverna själva inse att formeln är användbar.
5119 b) Vilket resultat kan partiet ha som lägst enligt den felmarginal du räknat ut (på konfidensnivån 95 %)?
5121 Vid en marknadsundersökning lät man ett antal personer smaka på tre sorters chokladpraliner: A, B och C. Av dessa personer tyckte 42,3 % att B var godast. Man la till mer kakao i pralin B och gjorde sedan om undersökningen. Då fann man att 43,7 % svarade att B var godast. Felmarginalen för skillnaden i mätningarna var 2,5 procentenheter. Är ökningen signifikant?
5122 Använd formeln
f = 1,96 · √ p(100 − p) n för att beräkna felmarginalerna för svarsandelarna i tabellen.
Antal tillfrågade Svarsalternativets andel 800 30 % 1 000 2 % 500 50 %
5123 På nyheterna får Sanna och Olof höra att stödet för statsministern har ökat med 2,3 procentenheter det senaste halvåret. Förändringen är signifikant.
– Då vet vi med 95 % säkerhet att stödet för statsministern har ökat med 2,3 procentenheter, säger Olof.
– Nej, vi vet bara med 95 % säkerhet att stödet för statsministern har ökat, inte med hur många procentenheter, säger Sanna. Vem har rätt?
5124 I samband med väljarundersökningar kan man höra uttrycket ”Förändringen är statistiskt säkerställd”. Förklara innebörden av detta uttryck. Ge även ett exempel.
Kommentarer och ledtrådar till uppgifterna Till varje avsnitt finns kommentarer till avsnittets uppgifter. Där diskuteras bland annat svårigheter och uppgifternas koppling till olika förmågor. Vi ger också förslag på ledtrådar till utvalda uppgifter.
5121 Är skillnaden mellan mätresultaten större än felmarginalen?
5126 Eftersom de exakta värdena från undersökningarna inte finns i tabellen på sidan 257, så får du göra en uppskattning.
5134 Använd formeln i 5129.
Nivå 2
5125 En stickprovsundersökning visade med 95 % säkerhet att andelen Ja svar i hela populationen var 20,0 ± 2,5 %. Vilka av följande alternativ stämmer överens med slutsatsen?
A Det var ca 1 000 personer som tillfrågades i stickprovet.
B Det är 5 % sannolikhet att andelen Ja svar i hela populationen är mer än 22,5 %. C Det är säkert att andelen Ja svar i hela populationen ligger mellan 17,5 % och 22,5 %. D Andelen Ja svar i hela populationen kan vara högre än 30 %.
5126 Efter att Gula partiets ledare gjort kontroversiella uttalanden i pressen sjönk partiets sympatier mellan två opinionsundersökningar. De minskade från 20,2 % till 16,1 % på en månad. Var minskningen signifikant, om det var 1 000 personer som ingick i båda stickproven? Använd den nedre tabellen på sidan 257.
5127 I kommunvalet 2018 fick det lokala partiet Heja kommunen 7,3 % av rösterna. Ett år senare genomfördes en opinionsundersökning bland 1 000 personer. Då hade sympatierna ökat till 10,0 %. a) Trots att det handlar om en förändring mellan två undersökningar, ska man inte använda den nedre tabellen på sidan 257 för att bedöma om ökningen är signifikant. Varför då?
b) Använd tabellen högst upp på sidan 257 för att bedöma om ökningen var signifikant.
5128 I valet till landstinget år 2018 fick det regionala partiet ”Sjukvårdens väl” 23,8 % av rösterna. Ett år senare genomfördes en opinionsundersökning. Då hade sympatierna minskat till 22,7 %. Använd formeln i uppgift 5122 för att bedöma om minskningen var signifikant, om antalet tillfrågade personer i stickprovsundersökningen var a) 800 b) 1 000 c) 6 000
Du ska genomföra en stickprovsundersökning om vilket av fyra alternativ som stadens invånare föredrar gällande en ny park. Eftersom det är en stickprovsundersökning, så kommer resultatet att ha en felmarginal.
u Förklara varför det blir en felmarginal.
u Nämn två möjligheter för att minska felmarginalen i resultatet.
Lösning/Kommentar
u Eftersom det är en stickprovsundersökning så finns det en risk att urvalet inte är representativt för hela populationen. Därmed blir det en felmarginal i resultatet.
u Att ha ett större stickprov och att göra ett obundet slumpmässigt urval av stickprovet.
5129 När man jämför resultatet från två stickprovsundersökningar beräknar man felmarginalen för skillnaden mellan de två undersökningarna med formeln f = 1,96 · √ p1(100 − p1) n1 + p2(100 − p2) n2 där p1 och p2 är procentandelen i respektive undersökning och n1 och n2 är stickprovens storlek. Formeln ger en felmarginal som med 95 % säkerhet täcker den verkliga förändringen.
a) Använd formeln för att beräkna felmarginalen när Gröna partiet mellan två opinionsundersökningar gick från 7,6 % till 4,4 %. Det var 1 000 personer som besvarade båda stickprovsundersökningarna.
b) Var förändringen statistiskt säkerställd?
5130 Vid en undersökning av skolelevers matvanor fick 1 000 elever besvara en enkät där en av frågorna var: ”Äter du frukost varje dag innan skolan börjar?” På den frågan svarade 692 av de tillfrågade eleverna Ja.
a) Hur stor andel av eleverna äter frukost varje dag innan skolan börjar? Ge svaret med felmarginal.
Efter en hälsokampanj gjorde man om undersökningen med ett nytt stickprov om 1 000 personer, och då svarade 739 elever Ja.
b) Använd formeln i uppgift 5129 för att beräkna felmarginalen för skillnaden mellan de två stickprovsundersökningarna.
c) Är ökningen signifikant?
5131 Vid en opinionsundersökning tillfrågades
1 000 personer om vilket parti de skulle rösta på om det vore val i dag. 40 % svarade att de skulle rösta på Apartiet och 10 % sa att de skulle rösta på Bpartiet. En månad senare gjordes en ny undersökning med 1 000 tillfrågade. Då hade båda partiernas sympatier sjunkit med 2,5 procentenheter.
a) Var förändringarna signifikanta eller låg de inom felmarginalen? (Använd formeln i uppgift 5129 )
b) Tolka betydelsen av ditt svar i deluppgift a).
5132 För att beräkna felmarginal på 95 %nivån använder man formeln f =1,96 · √ p(100 − p) n
Faktorn 1,96 är en konstant som är kopplad till just 95procentig säkerhet. Hur skulle konstanten behöva ändras om man ville ha en större säkerhet än 95 %? Motivera ditt svar.
Lägg ca 10 000 pärlor av olika färg i en stor burk. Det exakta antalet pärlor per färg är känt för dig, men inte för eleverna. Pärlorna skulle då kunna representera en stor population, och de olika färgerna skulle kunna representera t.ex. olika politiska partier. Bilda 10 elevgrupper från din klass och ge dem följande uppgifter:
5133 Emma och Sara ville testa om en tärning var symmetrisk. De gjorde därför 1 000 kast med tärning. Resultatet ser du i tabellen:
Antal prickar 1 2 3 4 5 6
Antal kast 185 160 164 187 141 163
a) Gör en tabell som visar den relativa frekvensen med felmarginaler.
b) Kan de utifrån sitt försök säga att det är troligt att tärningen är symmetrisk?
u Ta ett stickprov ur burken. (Ge dem inte mer information än så, de ska själva fundera över hur detta görs på lämpligt sätt. Varje elevgrupp får då troligtvis lite olika stora stickprov).
I Lärarguiden hittar du mängder med tips till din undervisning. Det kan vara förslag på inledande problem, kommentarer till kritiska punkter i lärandet, en historisk utvikning eller en matematisk fördjupning.
5134 Ett år genomförde man opinionsundersökningar varje månad under sista kvartalet.
Här ser du hur stor andel som svarade att de skulle rösta på Mittenpartiet
Månad Okt Nov Dec
Andel sympatier (%) 11,0 9,1 7,9
Antal tillfrågade 843 812 866
Är Mittenpartiets minskning under perioden signifikant?
STATISTIK OCH SANNOLIKHET u 5.1 STATISTISKA UNdErSöKNINgAr 261
Problemlösningsuppgift
När man genomfört en stickprovsundersökning redovisar man ofta resultatet med felmarginal på en viss konfidensnivå.
u För vilken av konfidensnivåerna 95 % och 99 % är felmarginalen för de olika alternativen minst?
u Stickprovsundersökningen visar att alternativ A får resultatet 20 % och alternativ B får resultatet 30 %. För vilket av alternativen är felmarginalen minst?
Lösning/Kommentar
u Konfidensnivån 95 % ger minst felmarginal, eftersom det är större risk att det verkliga resultatet ligger utanför konfidensintervallet.
u Tabellen på sidan 257 (och formeln på sidan 256) visar att felmarginalen är mindre för alternativ A, som har 20 % i stickprovsundersökningen.
u Det är 10 000 pärlor totalt i burken. Skatta totala antalet pärlor per färg med hjälp av ert stickprov. Skriv ert resultat på tavlan.
u Summera totala antalet pärlor per färg från alla 10 grupper, skriv på tavlan. Gör nu (i helklass) en ny skattning av hur många kulor det finns per färg i burken.
u Bestäm i helklass, med hjälp av formeln från sidan 256, felmarginalerna i procent för respektive färg (på det stora stickprovet). Beräkningarna kan med fördel fördelas på de olika grupperna.
u Jämför klassens resultat från det stora stickprovet, inklusive felmarginaler, med det korrekta antalet pärlor per färg. (Som du nu ger eleverna).
Täcker stickproven, med felgränser, in de korrekta värdena? (Detta brukar ofta stämma väldigt bra, vilket kan förvåna eleverna. Det stora stickprovet brukar bli ca 1 000 pärlor).
u Diskutera hur väl de första mindre stickproven överensstämmer med det stora stickprovet från alla 10 grupperna.
Av det centrala innehållet framgår att Matematik nivå 1b och nivå 1c ska behandla ”begreppet förändringsfaktor och beräkning av förändringar i flera steg”. Vi har valt att först repetera de grundläggande begreppen procent, promille och ppm innan vi tar upp begreppet förändringsfaktor. Om det finns ett behov av mer repetition för eleverna, finns det flera övningsblad i kopieringsmaterialet Prov, Övningsblad och Aktiviteter.
Viktiga begrepp
andel, en kvot som anger förhållandet mellan delen och det hela. procent, betyder hundradel och betecknas %. promille, betyder tusendel och betecknas ‰. ppm, betyder miljondel (parts per million).
Det är viktigt att eleverna förstår skillnaden mellan andel och antal. Det kan tydliggöras genom att beräkna t.ex. 10 % av olika stora tal.
Kemikalieinspektionen utförde ett test av tatueringsfärger genom att undersöka innehållet av skadliga ämnen i olika färgprover.
a) Ett färgprov på 3 g innehöll bland annat 0,054 mg arsenik. Är arsenikinnehållet i färgen mindre än gränsvärdet som är på 2 ppm?
b) Samma färgprov innehöll 25 ppm koppar, vilket precis är gränsvärdet för koppar. Hur många milligram koppar innehöll färgprovet?
Lösning/Kommentar
För att beräkna andelen måste vikterna ha samma enhet. a) 3 g = 3 000 mg
Andelen arsenik:
0,054 3 000 = 54 ∙ 10−3 3 ∙ 103 = 18 ∙ 10−6 = 18 ppm
Svar: Tatueringsfärgen klarar inte gränsvärdet för arsenik.
b) 25 ppm av 3 000 mg = 25 ∙ 10−6 ∙ 3 ∙ 103 mg = = 75 ∙ 10−3 mg = 0,075 mg
Svar: Färgprovet innehöll 0,075 mg koppar.
Procent, promille och ppm
Procent Som du kanske känner till betyder ordet procent hundradel. Vi använder procent för att beskriva andelar, alltså delar av en helhet
Andelen, delen och det hela
Vid alla andelsberäkningar använder man begreppen andelen, delen och det hela. Sambandet mellan dem kan skrivas andelen = delen det hela
Andelar kan uttryckas i många olika former, till exempel i bråkform, decimalform och procentform.
1 4 = 0,25 = 25 % 7 100 = 0,07 = 7 %
8 13 ≈ 0,615 = 61,5 % 5 4 = 1,25 = 125 %
Promille Andelar som är mindre än en procent anges ibland i promille. Promille betyder tusendel och betecknas ‰.
7 1 000 = 0,007 = 7 ‰ 7 promille är detsamma som 7 tusendelar
ppm Riktigt små andelar anges ofta i ppm. Förkortningen kommer från engelskans ”parts per million” och betyder miljondel.
8 1 000 000 = 0,000 008 = 8 ppm 8 ppm är detsamma som 8 miljondelar
Exempel: Vid en rea sänktes priset på en cykel till 3 350 kr. Cykeln hade tidigare kostat 3 600 kr. Med hur många procent sänktes priset?
Lösning: Här ska vi beräkna andelen Vi börjar med att beräkna delen och att identifiera det hela.
Prissänkningen = 3 600 kr − 3 350 kr = 250 kr delen
Priset före sänkningen = 3 600 kr det hela
Prissänkningen i procent = 250 3 600 ≈ 0,07 = 7 % andelen = delen det hela
Svar: Cykelns pris sänktes med 7 %.
Priset på en jacka sänks med 15 %. Det nya priset är 2 720 kr. Vad kostade jackan före prissänkningen?
Lösning/Kommentar
Det nya priset är 85 % av det gamla priset. Efter prissänkningen kostar jackan 2 720 kr. Om jackan kostade x kr före prissänkningen kan vi ställa upp ekvationen:
0,85x = 2 720
x = 2 720 0,85
x = 3 200
Svar: Jackan kostade 3 200 kr före prissänkningen.
Exempel: a) Hur mycket är 3,6 ‰ av 4,5 ton?
b) Hur stor andel är 2,1 mm av 140 m? Svara i ppm.
Lösning: a) 3,6 ‰ = 3,6 1 000 = 0,0036 Vi skriver om andelen till decimalform
0,0036 · 4,5 ton = 0,0036 · 4 500 kg = 16,2 kg delen = andelen · det hela
Svar: 16,2 kg
b) Vi ska beräkna andelen när vi vet delen (2,1 mm) och det hela (140 m).
Vi börjar med att omvandla delen och det hela till samma enhet.
140 m = 140 000 mm
2,1
140 000 = 0,000 015 = 15 ppm
0,000 015 är 15 miljondelar, alltså 15 ppm Svar: 15 ppm
Exempel Philip har sommarjobbat och fick betala 5 192 kr i skatt. Det motsvarar 22 % av hans inkomst. Hur stor var Philips inkomst?
Lösning: Vi antar att Philips inkomst var x kr. Då vet vi att 22 % av x kr är 5 192 kr. Det ger ekvationen:
0,22 ∙ x = 5 192 andelen det hela = delen
x = 5 192 0,22 = 23 600
Svar: Philips inkomst var 23 600 kr.
Nivå 1
3101 Skriv i procentform
a) 0,43 b) 0,75 c) 0,09
d) 0,123 e) 0,8 f) 1,15
3102 Skriv i decimalform
a) 7 % b) 30 % c) 56 %
d) 23,6 % e) 4,4 % f) 120 %
3103 Ungefär 69 procent av jordens yta är täckt av vatten. Hur stor andel av jordens yta är land?
3104 Enligt en undersökning är 13 % av alla elever på mellanstadiet inte simkunniga. I en mellanstadieskola gick 435 elever. Hur många av dem var sannolikt inte simkunniga?
3105 För att klara teoriprovet för körkort krävs att man svarar korrekt på 80 procent av uppgifterna. Totalt kan man få 65 poäng på provet.
a) Mark fick 48 poäng på teoriprovet. Klarade han provet?
b) Hur många poäng krävs som minst för att man ska klara teoriprovet?
PROCENT u 3.1 PROCENTuEllA föRäNdRiNGAR 135
Edvard löser 2,5 g druvsocker i en plastflaska med 550 g vatten. Bestäm sockerlösningens koncentration i promille.
Lösning/Kommentar
Lösningen väger (550 + 2,5) g = 552,5 g
Koncentration: delen det hela = 2,5 552,5 ≈ 0,0045 = 4,5 ‰
Svar: Lösningens koncentration är 4,5 ‰.
En del elever behöver mer färdighetsträning än vad som erbjuds i läroboken, medan andra elever i stället behöver mer utmanande arbetsuppgifter. Till många avsnitt i läroboken finns därför extra färdighetsträning i form av Övningsblad och mer omfattande uppgifter, inte sällan med en laborativ vinkel, som vi kallar Aktiviteter. Övningsbladen och aktiviteterna säljs separat som nedladdningsbara dokument.
Eleverna kan från grundskolan förväntas klara av enkla procentberäkningar, men det kan ändå vara lämpligt att med ett eller flera exempel repetera sambandet mellan andelen, delen och det hela. I avsnittet visas tre typexempel på detta samband.
Det andra exemplet på sidan 135 i elevboken där man söker inkomsten, dvs. det hela, är den typ av uppgift som eleverna brukar ha svårast med. Det kan därför vara lämpligt att ta upp ett liknande exempel tillsammans med eleverna.
Maria och hennes syster Klara, som går i en annan klass, har fått tillbaka sina matematikprov. Maria fick 75 % rätt på sitt prov, där maxpoängen var 32 poäng. Klara fick 28 poäng av 40 möjliga.
Båda påstår att de har lyckats bäst. Hur kan de tänkas motivera sina påståenden?
Lösning/Kommentar
Klara har 28 poäng medan Maria har 24 poäng (32 ∙ 0,75 = 24). Maria har 75 % rätt medan Klara har 70 % rätt ( 28 40 = 0,7 = 70 % ) . Klara kan säga att hon har lyckats bäst på provet eftersom hon har flest antal poäng. Maria kan motivera sitt påstående med att hon har större andel rätt på provet.
■ Procentomvandling
■ Procenträkning
■ Promille och PPM
■ Procentenheter
Aktiviteter
■ Procenttävling
■ Memory med andelar
■ Moms och pålägg
I boken Rika matematiska problem − inspiration till variation (Hagland m.fl., 2005) hittar ni exempel på uppgifter som kan lösas på flera olika sätt. Där finns bland annat uppgifterna Tornet och Stenplattor som kan passa bra att göra i anslutning till att man arbetar med talföljder och aritmetiska summor.
Uppgifterna 2477 och 2479 är verklighetsanknutna och övar elevernas förmåga att tillämpa aritmetisk summa som matematisk modell.
Vid lösning av uppgift 2477 har en del elever svårt att förstå hur mycket Clara stickar varje dag. Hjälp då gärna eleverna att upptäcka den aritmetiska talföljden.
Uppgift 2478 inbjuder till variation. Eleverna kan till exempel få i uppgift att beräkna summan av alla tal mellan 100 och 300 som är delbara med 7 eller summan av alla tresiffriga tal som slutar på 5.
I uppgift 2481 behöver eleverna använda summaformeln och där sätta in ett uttryck för sista termen.
Uppgift 2482 kräver god förståelse för algebraiska uttryck och aritmetiska talföljder. Dessutom övar den elevernas resonemangs- och kommunikationsförmåga.
Beviset som eleverna ska göra i uppgift 2483 är ganska krångligt, så här kan eleverna eventuellt behöva några bra tips. De kan t.ex. teckna summan sn på två olika sätt och addera ledvis, sn = a1 + a2 + … + an − 1 + an = = an + an − 1 + … + a2 + a1. Sedan kan de använda resultatet i uppgift 2482 för att förenkla uttrycket för 2sn
Ledtrådar till uppgifterna
2477 Dag två stickar Clara 22 cm.
2481 b) Hur många stickor finns i figur p?
2484 Vad blir resultatet om du subtraherar den första termen i den ena talföljden med den första termen i den andra, den andra termen i den första talföljden med andra termen i den andra osv.?
Nivå 2
Nivå 2
2472 Var i den aritmetiska talföljden 82; 80,5; 79, … hittar du talet 65,5? Motivera ditt svar.
2472 Var i den aritmetiska talföljden 82; 80,5; 79, … hittar du talet 65,5? Motivera ditt svar.
2473 I en aritmetisk talföljd är a5 = 17 d = 2,1.
2473 I en aritmetisk talföljd är a5 = 17 och d = 2,1.
a) Bestäm de tre första elementen.
a) Bestäm de tre första elementen.
b) Beskriv talföljden med en formel.
b) Beskriv talföljden med en formel.
c) Beräkna summan av de 20 första elementen.
c) Beräkna summan av de 20 första elementen.
2474 Undersök om följande talföljder är aritmetiska.
2474 Undersök om följande talföljder är aritmetiska.
a) an = 2 − 4n för n ≥ 1
b) bn = 2 4n för n ≥ 1
a) an = 2 − 4n för n ≥ 1 b) bn = 2 · n för n ≥
2475 Torvald säger att om man vet att summan i en talföljd är 214 och att det första elementet är 7, så kan man beräkna differensen. Har Torvald rätt? Motivera ditt svar.
2475 Torvald säger att om man vet att summan i en aritmetisk talföljd är 214 och att det första elementet är 7, så kan man beräkna differensen. Har Torvald rätt? Motivera ditt svar.
2476 Förklara med hjälp av uttrycket för entisk summa varför av de n första positiva heltalen kan beräknas n(n + 1)
2476 Förklara med hjälp av uttrycket för en aritmetisk summa varför summan av de n första positiva heltalen kan beräknas med uttrycket n(n + 1) 2
2477 Clara stickar en halsduk. Den första dagen stickar hon 18 cm av halsduken och senare stickar hon varje dag 4 cm mer än dagen före Hur många dagar tar det för henne att sticka en halsduk som är 2 meter lång?
2477 Clara stickar en halsduk. Den första dagen stickar hon 18 cm av halsduken och senare stickar hon varje dag 4 cm mer än dagen Hur dagar tar det för henne en halsduk som är 2 meter
2478 Beräkna summan av alla tvåsiffriga tal.
2478 Beräkna summan av alla tvåsiffriga tal.
Resonemang och begrepp
Resonemang och begrepp
u är skillnaden mellan ett uttryck och en u Vad menas med lösa en ur en formel?
u Vilken är skillnaden mellan ett uttryck och en formel?
u Vad menas med att lösa ut en variabel ur en formel?
u Vad skiljer en sluten formel och en rekursiv formel?
u Vad skiljer en sluten formel och en rekursiv formel?
u Är 4, 4, 4, 4, … en aritmetisk talföljd? Motivera ditt svar.
u Är 4, 4, 4, 4, … en aritmetisk talföljd? Motivera ditt svar.
ALGEBRA u 2.4 FoRMLER ocH tALFöLJDER 120
ALGEBRA u 2.4 FoRMLER ocH tALFöLJDER 120
2479 I en konsertlokal finns det rader med sittplatser. På varje rad finns det två platser fler än på raden innan. rad 15 finns sittplatser. Hur många sittplatser finns det totalt i konsertlokalen?
2479 I en konsertlokal finns det 30 rader med sittplatser. På varje rad finns det två platser fler än på raden innan. På rad 15 finns det 50 sittplatser. Hur många sittplatser finns det totalt i konsertlokalen?
Nivå 3
Nivå 3
2480 Det första elementet i en aritmetisk talföljd är 2 och summan av de 20 första elementen är 268. Beskriv talföljden med en formel. 2481 Gabriel bygger figurer med tändstickor
2480 Det första elementet i en aritmetisk talföljd är 2 och summan av de 20 första är 268. Beskriv talföljden en formel. 2481 Gabriel bygger med
2 figur 3 a) Hur många tändstickor behöver han totalt om han bygga 100 b) Hur många tändstickor behöver han totalt om han bygga p
2482 Visa att 1 + a2 − 1 för varje n i en aritmetisk talföljd a1, a2, a3, …
2483 Visa att summan av de n första termerna i en aritmetisk talföljd ges formeln sn = n a1 an)
2484 Bestäm
u En formel är en likhet som beskriver ett samband mellan olika variabler. Formler är vanliga i naturvetenskapliga sammanhang och beskriver där samband mellan olika storheter, t.ex. mellan kraft och massa eller mellan sträcka och tid. Ett uttryck innehåller till skillnad från en formel inget likhetstecken utan endast variabler, siffror och symboler.
u Man skriver om formeln så att variabeln står ensam i vänster eller höger led.
u Med en sluten formel kan man direkt räkna ut värdet av ett element i en talföljd genom att sätta in elementets index i formeln. Man behöver alltså inte känna till föregående element. En rekursiv formel bygger på att man känner till värden av tidigare element i talföljden. Man beskriver varje element i talföljden med hjälp av föregående element.
u Ja, talföljden 4, 4, 4, 4, … är en aritmetisk talföljd eftersom den uppfyller kriteriet att differensen mellan två på varandra följande tal är konstant. I det här fallet är differensen 0. Varje element an i talföljden kan skrivas som an = 4 + (n − 1) · 0 = 4.
13, 21, i talföljden, tal talföljden är 13 + 34. Följden talföljd, efter mer Fibonaccis talföljd på
En känd talföljd börjar med talen 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, …. Om man vill beräkna nästa tal i talföljden, summerar man de två föregående talen. Nästa tal i talföljden är alltså 13 + 21 = 34. Följden har fått namnet Fibonaccis talföljd, efter matematikern Leonardo Fibonacci som levde på 1200-talet. Du kan läsa mer om Fibonaccis talföljd på sidan 124
I den här aktiviteten får eleverna använda programmering för att undersöka Fibonaccis talföljd. De får bland annat ta reda på slutsiffran i det 159:e Fibonaccitalet och undersöka kvoten mellan konsekutiva Fibonaccital.
1 Jonathan vill konstruera ett program i Python 3 som skriver ut de 10 första Fibonaccitalen. Han skriver in följande kod:
a = 1
1 konstruera Han skriver in = = Fibonaccitalen for
b = 1 print("De 10 första Fibonaccitalen är") for i in range(10): print(a)
a = b
Inled gärna aktiviteten genom att berätta om Leonardo Fibonacci och hans talföljd. Du kan utgå från texten i avsnittet Historia på sidan 124 i elevboken. Låt sedan eleverna arbeta med aktiviteten enskilt eller i par.
a b b b a När han fel.
b = b + a
När han kör programmet upptäcker han att något blivit fel. Förklara varför det blir fel.
2 Jonathan ändrar sin kod i for-slingan till: for i in range(10): print(a)
2 ändrar sin for c a b a b b c Kontrollera programmet nu som Jonathan
c = a + b a b b c
Kontrollera att programmet nu gör som Jonathan har tänkt.
1 Problemet är att värdet av a uppdateras innan det nya värdet av b beräknas.
2 Ja, programmet fungerar.
3 Ändra for i in range(10): till for i in range(50):
4 Det 159:e Fibonaccitalet är 75779161866773113924 7631372100066. Slutsiffran är alltså 6.
3 Ändra i koden så att programmet skriver ut de 50 första Fibonaccitalen.
3 i koden
4 Vilken slutsiffra har det 159:e talet i Fibonaccis talföljd?
Om vi dividerar varje Fibonaccital med det föregående talet i talföljden, så får vi en ny talföljd:
1 1 , 2 1 , 3 2 5 3 , 8 5 , 13 8 , …
4 slutsiffra har det 159:e talet Fibonaccis talföljd? föregående talet får vi en 1 1 2 1 , 13 …
5 a) Kvoten stabiliserar sig kring ca 1,618. Talet brukar kallas för det gyllene snittet och kan exakt skrivas 1 + √5
2
5 Ändra i programmet så att det skriver ut de 20 första talen i den nya talföljden.
5 Ändra i skriver de första i nya
a) Vilket mönster kan du se?
b) Vad händer = 1 och 1 till
b) Vad händer med mönstret om du ändrar Fibonacciföljdens första två tal a = 1 och b = 1 till andra tal?
ALGEBRA u PROGRAMMERING 121
PROGRAMMERING
Fullständiga lösningar
I Lärarguiden finns svar och lösningar till Resonemang och begrepp, Historia och Uppslaget.
Kommentar: Uppgiften kan lösas med programmet: a = 1 b = 1 for n in range (20): print(b/a)
c = b
b = a + b
a = c
b) Det blir samma kvot.
I den sista deluppgiften får eleverna undersöka kvoten mellan två konsekutiva Fibonaccital. Eleverna kommer att märka att kvoten stabiliserar sig kring talet 1,618. Lyft gärna fram att talföljden konvergerar mot det så kallade gyllene snittet: 1 + √5 2 .
Fibonaccitalen har många intressanta egenskaper som man kan undersöka med hjälp av programmering, t.ex. Om man kvadrerar Fibonaccitalen, får man en ny följd av tal. Om man adderar två på varandra följande tal i den följden, så får man alltid ett Fibonaccital.
Man kan också låta eleverna undersöka de så kallade Lucastalen. Den talföljden är uppbyggd på samma sätt som Fibonaccitalen, men med 2 och 1 som de första elementen i stället för 1 och 1.
2, 1, 3, 4, 7, 11, 18, 29, 47, 76, 123, …
Det finns intressanta samband mellan Lucastalen och Fibonaccitalen, som eleverna kan undersöka med hjälp av programmering, t.ex. Ln = Fn − 2 + Fn , n > 3.
Svar till Rätt eller fel?
1 Rätt.
2 Fel. Förkortningen ppm betyder miljondelar (parts per million).
3 Rätt.
4 Fel. Förändringsfaktorer är större än 1 när den beskriver en ökning. Exempelvis ger ökning med 12 % förändringsfaktorn 1,12.
5 Fel. Ränta är avgiften man betalar för att få låna pengar och amortering är avbetalning på lånet.
6 Fel. Den årliga förändringsfaktorn för en ökning med 2 % är 1,02. Den totala förändringsfaktorn över tre år blir då 1,023 = 1,0612, vilket motsvarar en ökning med ca 6,1 % och inte med 8 %.
7 Fel. Ökningen är 4 procentenheter. Förändringsfaktorn ges av 23 19 ≈ 1,21, dvs. ökningen är 21 %.
8 Fel. Om priset först ökar med 10 % och sedan minskar med 10 %, så blir den totala förändringsfaktorn 1,1 ∙ 0,9 = 0,99 dvs. en minskning av det ursprungliga priset med 1 %.
9 Rätt. De totala förändringsfaktorerna blir 1,15 ∙ 0,94 respektive 0,94 ∙ 1,15, dvs. i båda fallen 1,081.
Månadskort
u 1 900 ∙ 1,06 = 2 014 kr
u Eftersom Intäkt = pris ∙ antal, så ges intäktsförändringen av 1,06 ∙ 0,94 ≈ 0,996, dvs. totalt sett en minskning med ca 0,4 %. Alltså är alternativ C rätt.
u Man behöver bara känna till den procentuella ökningen av priset och den procentuella minskningen av antalet sålda månadskort. För om x är antalet sålda månadskort och y är priset innan prisökningen så är intäkterna före prisökningen
I1 = x ∙ y och intäkterna efter prisökningen
I2 = 0,94x ∙ 1,06y = 0,9964xy ≈ 0,996 ∙ I1 vilket motsvarar en minskning med ca 0,4 %.
Löneförhöjning
Anta att Andreas lön var x kr och att Lisas lön var y kr.
0,05x = 0,025y
2x = y
Det är alltså möjligt att de fick lika stor löneförhöjning i kronor om Lisa hade dubbelt så hög lön som Andreas.
Rätt eller fel?
Om man vill beräkna delen, så kan man multiplicera andelen med det hela.
förkortningen ppm betyder tusendelar.
Att få 50 % rabatt betyder att man betalar halva priset.
förändringsfaktorn kan aldrig vara större än 1.
Ränta och amortering är samma sak.
Undersök
Månadskort
Ett bussbolags intäkter för månadskort är under en månad 5 931 800 kr. Månadskortet kostar 1 900 kr. När priset på månadskortet höjs med 6 % minskar antalet sålda månadskort med 6 %.
u Vad kostar månadskortet efter höjningen?
u Vilket av följande alternativ stämmer?
A Bussbolagets intäkter för månadskorten är desamma som tidigare.
B Bussbolagets intäkter för månadskorten kommer att öka.
C Bussbolagets intäkter för månadskorten kommer att minska.
u Vilken av informationen i den inledande texten behöver man minst känna till för att kunna avgöra vilket av svarsalternativen som stämmer? Motivera ditt svar.
PROCENT u UPPSLAGET 164
Om din lön ökar med 2 % tre år i rad, så har den ökat med totalt 2 · 2 · 2 = 8 %.
Om man ska beräkna hur många procent KPi har förändrats mellan två år, så kan man subtrahera de två KPi-talen med varandra.
Om priset på ett par jeans först ökar med 10 % och därefter minskar med 10 %, så är priset detsamma som det ursprungliga.
En ökning med 15 % följd av en minskning med 6 % ger samma resultat som en minskning med 6 % följd av en ökning med 15 %.
Löneförhöjning
Andreas och lisa fick båda löneförhöjning med lika många kronor vardera. Andreas löneförhöjning var 5 % och lisas var 2,5 %. undersök med beräkningar och resonemang för vilka löner detta kan vara möjligt. (Np MaA vt 2002)
Kalkylblad och fördubblingstid
Använd ett kalkylblad och undersök hur lång tid det tar för ett kapital att fördubblas om den årliga räntesatsen är
u 1 % u 2 % u 5 % u 10 % Anna påstår att, om man vet räntesatsen p %, så kan man uppskatta fördubblingstiden T år med formeln
T ≈ 70 p u undersök om Annas formel stämmer.
Kalkylblad och fördubblingstid
Med räntesatserna 1 %, 2 %, 5 % och 10 % ser kalkylbladet ut så här
En formel som kan användas för kopiering med fyllnadshandtaget är i cell B3 =B2*1,01, i cell C3 =C2*1,02, osv.
Efter ca 70 år, ca 35 år, drygt 14 år och 7 år har kapitalet fördubblats. Annas formel fungerar. Den ger 70 år, 35 år, 14 år och 7 år vilket stämmer bra med beräkningarna i kalkylbladet.
Problemlösning och modellering
En korg full
Tänk dig en stor korg som innehåller varor och tjänster som hushållen i Sverige brukar köpa. för att undersöka prisutvecklingen i Sverige följer
Statistikmyndigheten SCB hur priset på den här korgen utvecklas över tid. Resultatet sammanfattas i Konsumentprisindex, KPI
%
KPI-korgen år 2020
u Vad lägger de flesta hushåll mest respektive minst pengar på?
u familjen Palmstiernas totala utgifter per månad är 32 000 kr. Hur mycket lägger de på alkohol och tobak per månad om de följer det allmänna köpmönstret?
u familjen Torstensson använder runt 3 000 kr per månad till transporter. uppskatta familjens samlade utgifter per månad.
u familjen Sibaharti använder ungefär 700 kr till hälso- och sjukvård per månad. Gör en uppskattning av familjens boendekostnad.
u Anta att utgifter för kläder och skor i KPikorgen ökar till 4 %. Hur stor är den procentuella ökningen?
u familjen Modins totala utgifter per månad var 40 000 kr i början av år 2020. i tabellen här nedanför ser du hur familjens utgifter förändrades under år 2020. Skriv av tabellen och uppskatta de nya värdena Med hur många procent har familjens totala utgifter förändrats under året?
Förändring (%) under 2020 Nytt värde (kr)
KPI-korgen
Boende 4,2
Kläder, skor –15,2
Alkohol, tobak 5,4
Livsmedel 5,0
Diverse –1,4
Restaurang och logi –21,8
Rekreation 0,8
Post, tele 5,6
Transporter –2,3
Hälsovård 2,9
Inventarier 7,8
Utbildning 0 Summa
u utgå från KP -korgen för år 2020. Hur stor andel skulle boendet uppta om utgiften för boende ökar med 10 % medan alla andra utgifter är oförändrade?
Svar till Problemlösning och modellering
u Hushållen lägger mest pengar på boendet och minst på utbildning.
u Enligt det allmänna köpmönstret går 3,9 % av hushållens utgifter till alkohol och tobak. I familjen Palmstiernas fall motsvarar detta 0,039 ∙ 32 000 = 1 248 ≈ 1 250 kr per månad.
u Om familjen Torstensson följer det allmänna köpmönstret motsvarar de 3 000 kronorna ca 13,4 % av familjens totala utgifter. Utgifter totalt: 3 000 0,127 ≈ 23 622 ≈ 23 600 kr.
u 700 kr motsvarar enligt KPI-korgen 3,5 % av de totala utgifterna. 1 % av utgifterna är då 700 3,5 = 200 kr.
Enligt det allmänna köpmönstret går 24,9 % till boende, dvs. 200 ∙ 24,9 = 4 980 kr.
u Förändringsfaktorn är 4 3,9 ≈ 1,026. Det motsvarar en ökning på ca 2,6 %.
u Vi ser i tabellen att hushållens utgifter ligger på ungefär samma nivå som förra året. Eftersom vi antar att innehållet i korgen är detsamma, kan vi tolka det som att priserna i stort sett är oförändrade. KPI blir alltså i princip samma som förra året.
KPI-korgen Förändring (%) under 2020 Nytt värde (%)
u Om utgifterna för boendet ökade med 10 % skulle hushållets totala utgifter öka med 0,1 ∙
= 2,49 %. De totala utgifterna skulle då motsvara 102,49 % av de totala kostnaderna för år 2020. Boendets andel av denna nya utgiftskostnad är 24,9 ∙ 1,1
Historia
Ett substitutionskrypto kan ses som en funktion som till varje bokstav i klartexten ordnar precis en bokstav i kryptotexten. Om man i ett sådant krypto låter slumpen bestämma vilken bokstav som ska krypteras med vilken, är det svårt att beskriva krypteringsfunktionen med en ekvation eller en formel. Då passar det bra att i stället beskriva funktionen med en tabell, t.ex.
Klartext (invärde) Kryptering (utvärde)
A K
B C
C Ö
D A
E E
F U
Om f är krypteringsfunktionen så gäller alltså f(A) = K; f(B) = C osv.
Exemplet visar att det inte alltid lämpar sig att beskriva en funktion med en ekvation och att definitionsmängd och värdemängd inte alltid består av tal.
u Caesarkoden: Regnet står som spön i backen Alfabetet är i koden förskjutet två steg åt höger.
u Brädgårdskryptot: HEMLIGTMEDDELANDE
Mer om kryptering finns att läsa i Kodboken av Simon Singh (2000).
?
Definitionsmängden för en behöver inte vara utan som vara bokstäver.
Klartext f f
Klartext Kryptotext f f −1
Hemlig skrift
Hemlig
Ordet kryptering kommer från krypto som skickar, genom
stav i alltså texten, kallas ett Ett redan Julius Caesars fälttåg i steg. En förskjutning F i D. Den av krypto kallas
Ordet kryptering kommer från grekiskans krypto som betyder dölja. Behovet av att kryptera information man skickar, genom att skapa hemlig skrift, har alltid varit stort. Ofta är ett krypterat meddelande arrangerat så att varje bokstav i klartexten, alltså den okrypterade texten, byts ut mot en annan bokstav. Det kallas för ett substitutionskrypto. Ett sådant omnämns redan i Julius Caesars skildring av sitt fälttåg i Gallien. Han lät bokstäverna i alfabetet förskjutas ett visst antal steg. En förskjutning med två steg gav exempelvis ett C i stället för A och ett F i stället för D. Den här formen av krypto kallas därför ofta för ett Caesarkrypto
Den används på en För att = C och f(D)
Den regel som används för att överföra en klartext till en kryptotext är ett exempel på en funktion. För funktionen som beskriver kryptotexten här ovanför gäller exempelvis att f(A) = C och f(D) = F. För att avkryptera meddelandet används en omvänd funktion (invers), f −1 som kallas nyckel. Den omvända funktionen visar vad varje bokstav i kryptotexten ska ersättas med för att få klartexten. Exempelvis gäller för den omvända funktionen att f −1(C) = A och f −1(F) = D.
funktionen visar varje bokstav klartexten. Exempelvis funktionen = A och f −1(F) = Om man om stället för ett man meddelandet varannan bokstav undre raden. sätter man är ”vi
Om man flyttar om bokstäverna i stället för att förskjuta dem, har man fått ett transpositionskrypto. Ett exempel på ett sådant är brädgården. Där skriver man meddelandet på två rader med varannan bokstav på övre och varannan på undre raden. Sedan sätter man ihop övre och undre raden efter varandra. Om meddelandet som ska krypteras är ”vi anfaller i gryningen” så blir det krypterat ”vafleirnneinalrgyign”.
Rad 1 v a f l e i r n n e
Rad 2 i n a l r g y i g n
Rad 1 a f l e i e 2 i n a l y i
Krypteringsmaskiner
Krypteringsmaskiner
Försök att lista ut Caesarkoden. Ge en algoritm och en nyckel för att få klartext. TGIPGV UVÖT UQO URBP K DCEMGP ?
Försök att ut algoritm och en nyckel klartext. TGIPGV UVÖT UQO URBP DCEMGP
århundradena allt men det har också utvecklats allt mer avancerade metoder koderna. Under 1900-talet underlätta den som en mycket
Tyd meddelandet som är ett brädgårdskrypto.
HMITEDLNEELGMDEAD
Definitionsmängden för en funktion behöver inte alltid vara tal utan kan, som här, t.ex. vara bokstäver. Historia SAMBAND OCH
Tyd meddelandet är brädgårdskrypto.
Genom århundradena har allt mer komplicerade krypton tagits fram, men det har också utvecklats allt mer avancerade metoder för att knäcka koderna. Under 1900-talet tillverkades maskiner för att underlätta krypteringen. En känd sådan krypteringsmaskin är Enigma. Det var den som gav den tyska armén en mycket svårforcerad kod under andra världskriget. Enigmakoden knäcktes till slut av matematiker och detta hade stor betydelse för slutfasen av de allierades seger. I dag krypteras stora mängder information med hjälp av datorer. Det är exem pelvis tack vare den krypteringen som vi kan betala för saker via nätet utan att någon utomstående kommer åt våra betalningsuppgifter.
Enigmakoden detta hade stor för de allierades seger. I dag krypteras stora mängder information med hjälp av datorer. Det är exem pelvis tack vare den krypteringen som vi kan betala för saker via nätet utan att någon utomstående kommer åt våra betalningsuppgifter.
SAMBAND OCH FUNKTIONER HISTORIA 240
funktioner
Linjära funktioner
u räta linjens ekvation i kform: y = kx + m allmän form: ax + by + c = 0
u riktningskoefficienten k beskriver linjens lutning
u räta linjens ekvation kform: y = m allmän ax + by + c = riktningskoefficienten linjens lutning
u parallella linjer, k1 = k2
u parallella k1 vinkelräta k1 2
u vinkelräta linjer, k1 k2 = 1
Koordinatsystem
Koordinatsystem
u xaxel och yaxel
u origo
u fyra kvadranter
u en punkts läge beskrivs av två koordinater (x y
fyra kvadranter en y)
Funktion
u samband
u regel
u oberoende och beroende variabel
variabel och
u definitionsmängd och värdemängd
u funktionsuttryck
Representation av funktioner
u funktionsuttryck
u konstanttermen m anger linjens skärning med yaxeln
konstanttermen linjens med yaxeln
u förstagradsfunktion
förstagradsfunktion
u grafen linje proportionalitet: y
u grafen är en rät linje
u proportionalitet: y kx
linjära beskriver där något ökar eller minskar i jämn takt
u linjära modeller beskriver situationer där något ökar eller minskar i jämn takt
Ett sätt att repetera viktiga begrepp i kapitlet är att låta eleverna fundera kring den öppna frågan: ”Hur kan en graf till en funktion se ut?” Det ger möjlighet att sammanfatta egenskaperna hos graferna till exponential- och potensfunktioner samt funktioner som beskriver linjära samband. Men det kan också leda vidare till frågan om en graf till en funktion kan se ut hur som helst. Kan en graf till en funktion ha formen av ett U? Av ett S? På det här sättet kan definitionen av en funktion repeteras och fördjupas.
Exponentialfunktioner
Exponentialfunktioner
u f(x) = Cax
u variabeln x är i exponenten
u a > 1 0 < a < 1
f Cax variabeln a 0 a 1 u exponentiella modeller situationer något ökar eller med lika procent av funktioner
u exponentiella modeller beskriver situationer där något ökar eller minskar med lika många procent
Potensfunktioner
u f(x) = Cxa
För att sammanfatta funktionsavsnittet kan det vara en god idé att låta varje elev skriva ner eller rita allt de associerar till ordet funktion. Elevernas associationer i form av ord, formler, grafer och exempel kan sedan sammanfattas på tavlan och en liknande tankekarta som den i boken kan växa fram.
u ekvation
u graf
u ekvation graf u
u värdetabell
u variabeln x är bas i en potens
u proportionaliteter: y = kx y = kx2
f Cxa u variabeln x en proportionaliteter: y kx y kx2 y 1 y 1 x2
y = k 1 x y = k 1 x2
241
SAMBAND OCH FUNKTIONER TANKEKARTA 241
I varje kapitel ges ett nytt förslag på hur man kan arbeta med tankekartan.
En variant på övningen är att eleverna får ett antal post-itlappar där de antecknar alla ord, formler eller bilder som de associerar till ordet funktion. Exempel på begrepp kan vara koordinatsystem, kvadrant, värdetabell, graf, ekvation, linjär modell, beroende variabel, oberoende variabel, funktion, definitionsmängd, värdemängd, riktningskoefficient, m-värde, proportionalitet, exponentialfunktion och potensfunktion. Eleverna kan också välja att skissa grafer eller skriva formler
som y = kx + m, f(x) = C ∙ ax eller k = Δy Δx .
Eleverna ska sedan fästa post-it-lapparna på ett A4-papper och dra streck mellan de lappar som de tycker hör ihop.
De får sedan muntligt förklara sin tankekarta för en kamrat. Om en elev dragit ett streck mellan begreppen funktion och graf, eller funktion och ekvation, så ska eleven förklara hur dessa begrepp är relaterade till varandra. Tankekartorna kan utgöra ett rikt underlag då man som lärare vill göra sig en bild av hur långt en klass, eller en enskild elev, har kommit i sin begreppsförståelse.
Om eleverna har tillgång till dator kan motsvarande övning göras i något digitalt verktyg.
Med angivna omloppstider i år och radier i km får vi 12
( 1,496 ∙ 108 ) 3 = 29,52 r Sat 3
Vi inverterar båda leden: ( 1,496 ∙ 108 ) 3 12 = r Sat 3 29,52
29,52 ∙ ( 1,496 ∙ 108 ) 3 = r Sat 3
rSat = 3√29,52 ∙ ( 1,496 ∙ 108 ) 3
2354 −2x2 − 2 > −20
Multiplicera båda led med −1. Vänd samtidigt på olikhetstecknet.
2x2 + 2 < 20
x2 + 1 < 10
x2 < 9
Här följer lösningar till Nivå 3-uppgifterna och Kapiteltesten i elevboken Matematik Origo nivå 1b/1c vux. Vi presenterar för det mesta en lösning till varje uppgift. Inte sällan finns det flera möjliga lösningar som är lika bra − eller kanske till och med bättre. Utrymmet tvingar oss att skriva kortfattat. I många fall finns liknande uppgifter lösta i läroboken. De lösningarna innehåller som regel fler steg och är dessutom mer utförligt kommenterade.
rSat = 3√29,52 ∙ 1,496 ∙ 108 km
Fullständiga lösningar
För att x2 ska vara mindre än 9, måste x ligga mellan −3 och 3.
Svar: −3 < x < 3
Längst bak i Lärarguiden finns även lösningar till bokens Nivå 3uppgifter samt till Kapiteltesten.
2355 Vi undersöker när dessa två uttryck är lika stora:
2n + 3 = n + 10
Lösningar till Uppslaget och Historia finner du på motsvarande uppslag i Lärarguiden.
Vi vill veta förhållandet mellan planeternas radier.
rSat rjord = 3√29,52 ∙ 1,496 ∙ 108 1,496 ∙ 108 = 3√29,52 ≈ 9,5
Svar: Saturnus är 9,5 gånger längre bort från solen än vad jorden är.
2335 x 5 2 + x 5 2 + x 5 2 √x = 75
1
3x 5 2
x 1 2 = 75
x 5 2 x 1 2 = 25
x 5 2 − 1 2 = 25
x2 = 25
x = ±5
Svar: x = 5 (x ≠ −5 eftersom √−5 inte är definierat).
2336 a) Vi sätter in t = 14 och K = 5 000 i uttrycket samt
3
sätter det lika med 8 000. Det ger ekvationen:
5 000 ∙ ( 1 + p 100 ) 14 = 8 000
( 1 + p 100 ) 14 = 8 000 5 000
1 + p 100 = 14√ 8 5
Negativ lösning kan uteslutas, eftersom 1 + p 100 är en förändringsfaktor och kan därför inte vara negativ.
p 100 = 14√ 8 5 − 1
p = 100 ( 14√ 8 5 − 1 )
p ≈ 3,4
Svar: Räntesatsen är ca 3,4 %.
b) Vi sätter in t = 7 och K = 5 000 i uttrycket samt
sätter det lika med 8 000. Det ger ekvationen:
5 000 ∙ ( 1 + p 100 ) 7 = 8 000
( 1 + p 100 ) 7 = 8 000 5 000
1 + p 100 = 7√ 8 5
p 100 = 7√ 8 5 − 1
p = 100 ( 7√ 8 5 − 1 ) ≈ 6,9
Svar: Räntesatsen är ca 6,9 %.
2n = n + 7 n = 7
I Lärarguiden finns även förslag på svar till diskussionsfrågorna i Resonemang och begrepp
Alltså är uttrycken lika stora då n = 7. Sätter vi in ett större värde, t.ex. n = 10 ger det 2 ∙ 10 + 3 = 23 respektive 10 + 10 = 20, vilket innebär att
2n + 3 > n + 10 då n > 7. På motsvarande sätt provar vi att sätta in ett mindre värde på n, exempelvis n = 0 vilket ger 2 ∙ 0 + 3 = 3 och 0 + 10 = 10. Det innebär att 2n + 3 < n + 10 för n < 7.
Svar: När n < 7 är n + 10 störst. När n = 7 är uttrycken lika, och när n > 7 är 2n + 3 störst.
2356 För att minimera uttryckets värde minimerar vi dess termer. För att 2x ska bli så litet som möjligt måste x vara så litet som möjligt, vilket i detta fallet är x = 2. För att y2 ska bli så litet som möjligt måste y vara så nära 0 som möjligt, eftersom alla negativa tal blir positiva då de kvadreras. Det innebär att det minsta värdet för uttrycket är 2 ∙ 2 + 02 = 4.
6
2357 Inre cirkelns area = 9π cm2
Yttre cirkelns radie = r, där r > 0
Yttre cirkelns area = πr2 cm2
Det färgade områdets area = (πr2 − 9π) cm2
Det färgade områdets area ska vara större än den inre cirkelns area. Det ger olikheten:
πr2 − 9π > 9π
πr2 > 18π
r2 > 18
r > ± √18 (negativ lösning utesluts)
vilket kan skrivas
r > 3√2
Svar: Den yttre cirkelns radie kan vara r > 3√2 cm.
2417 a) a = 14 b = 10 c = 8
Det ger
s = 1 2 (14 + 10 + 8) = 16
Insättning i Herons formel ger
A = √16(16 − 14)(16 − 10)(16 − 8) =
= √16 ∙ 2 ∙ 6 ∙ 8 = = √16 √6 ∙ 16 =
= 4 ∙ √16 √6 = = 4 ∙ 4 ∙ √6 = 16√6 a.e.
b) a = a b = a c = a
s = 1 2 (a + a + a) = 3a 2
Insättning i Herons formel ger
A = √ 3a 2 ( 3a 2 − a ) ( 3a 2 − a ) ( 3a 2 − a ) = = √ 3a 2 ∙ a 2 ∙ a 2 ∙ a 2 = √3 ∙ a4 24 = = a2 22 ∙ √3 = √3 4 ∙ a2
2433 a) Formel A ger dosen b = 18 ∙ 100 150 = 12 mg
Formel B ger dosen b = 1,5 ∙ 100 1,5 + 12 = 150 13,5 ≈ 11 mg
b) Barn och vuxen får lika stor dos medicin, dvs.
b och v är lika stora. Formel A ger då
b = a ∙ v 150
1 = a 150
a = 150 månader = 12,5 år
c) Barndoserna ska vara lika, dvs. vi kan sätta
a ∙ 100
150 = c ∙ 100 c + 12 . Åldern ska också vara lika, så vi
sätter c = a 12 i HL och beräknar åldern i månader.
a ∙ 100 150 = a 12 ∙ 100 a 12 + 12
a ∙ 100 = 150 ∙ a 12 ∙ 100 a 12 + 12
a = 1,5 ∙ a 12 ∙ 100 a 12 + 12
a ( a 12 + 12 ) = 1,5 ∙ ( a 12 ∙ 100 )
a2
12 + 12a = 12,5a
a2 12 = 0,5a
a2 = 6a
a = 6
Svar: Vid åldern 6 månader (0,5 år) ger Formel A och B lika stor dos.
2434 a) a = 14 b = 10 c = 8
Det ger
s = 1 2 (14 + 10 + 8) = 16
Insättning i Herons formel ger
A = √16(16 − 14)(16 − 10)(16 − 8) = = √16 ∙ 2 ∙ 6 ∙ 8 = = √16 √6 ∙ 16 = = 4 ∙ √16 √6 = = 4 ∙ 4 ∙ √6 = 16√6 a.e.
b) a = a b = a c = a
s = 1 2 (a + a + a) = 3a 2
Insättning i Herons formel ger
A = √ 3a 2 ( 3a 2 − a ) ( 3a 2 − a ) ( 3a 2 − a ) = = √ 3a 2 ∙ a 2 ∙ a 2 ∙ a 2 = √3 ∙ a4 24 = = a2 22 ∙ √3 = √3 4 ∙ a2
2444 a) Vi skriver om Pythagoras sats som c = ±√a2 + b2 där vi bortser från den negativa roten eftersom vi räknar med längder. I ett kalkylblad kan vi nu skriva in kateternas längder i exempelvis cellerna
A2 och B2. Med det givet kan vi i cell C2 skriva = ROT(A2*A2 + B2*B2) vilket ger svaret 5 cm.
b) Vi använder samma kalkylark som i deluppgift a), men skriver in 5 och 6 i A2 respektive B2, vilket ger att hypotenusans längd är ca 7,8 cm.
c) Om vi lämnar kvar 5 i A2 och provar andra heltal i B2, så ser vi att kateten 12 ger en hypotenusa på 13 cm.
2461 a) 4, 12, 24, 40, …
Svar: I den fjärde figuren finns 40 tändstickor.
b) Man får antalet tändstickor i en figur genom att dubbla figurens nummer och sedan multiplicera resultatet med nästa figurs nummer:
4 = (2 ∙ 1) ∙ 2
12 = (2 ∙ 2) ∙ 3
24 = (2 ∙ 3) ∙ 4
40 = (2 ∙ 4) ∙ 5
Svar: an = 2n(n + 1)
2462 Beräknar vi några termer får vi 2, 6, 12, 20, … Varje term är en produkt av figurens nummer och nästa figurs nummer. Det ger den slutna formeln
rn = n ∙ (n + 1) för n ≥ 1.
Svar: rn = n ∙ (n + 1) för n ≥ 1
Lärarguiden till Matematik Origo nivå 1b/1c vux följer elevboken uppslag för uppslag med tips, idéer och inspiration till din undervisning.
Här finns bland annat extra exempel didaktiska tips och kommentarer förslag på hur du kan inleda och avsluta lektionen lösningar till flera av elevbokens uppgifter
Till Matematik Origo nivå 1b/1c vux finns även en elevbok samt kopieringsmaterialet Prov, övningsblad och aktiviteter.
Serien Matematik Origo finns till samtliga gymnasieprogram. nivå 1b/1c vux