opgave 1Groepsfoto’s
Alle mensen knipperen met hun ogen. Daardoor staan op groepsfoto’s vaak
enkele personen met gesloten ogen. Svenson en Barnes hebben onderzocht
hoeveel foto’s je moet maken van een groep van n personen om 99% kans te
hebben op een foto waarop niemand zijn ogen dicht heeft. Zij hebben bij hun
berekeningen de volgende aannames gemaakt:
− Het knipperen met de ogen gebeurt met onregelmatige tussenpozen;
− Mensen knipperen gemiddeld tien keer per minuut met de ogen;
− Als iemand knippert, zijn de ogen gedurende 0,25 seconden dicht.
Op een willekeurig moment wordt één foto genomen van één persoon.
Op basis van de aannames van Svenson en Barnes kunnen we de kans
berekenen dat deze persoon niet met gesloten ogen op de foto staat.
13pBereken deze kans in vier decimalen nauwkeurig.
In de rest van de opgave gaan we ervan uit dat de kans dat iemand met open
ogen op de foto staat gelijk is aan 0,96. Bij een groepsfoto spreken we van een
‘geslaagde’ foto als alle personen op de foto hun ogen open hebben.
Een fotograaf neemt één groepsfoto van een groep van 20 personen.
23pBereken de kans op een geslaagde groepsfoto.
Een fotograaf neemt 5 groepsfoto’s van een groep van 25 personen.
De kans dat er minstens één geslaagde foto bij zit is ongeveer 0,89.
35pToon dat met een berekening aan.
Als men F groepsfoto’s maakt van een groep van 30 personen, wordt de kans P
op minstens één geslaagde groepsfoto gegeven door de formule:
P = 1 − 0,7061F
Een fotograaf wil dat bij een groep van 30 personen de kans op minstens één
geslaagde groepsfoto groter is dan 98%.
43pBereken hoeveel foto’s hij dan minstens moet maken.
Svenson en Barnes wilden nog meer zekerheid. Ze hebben het aantal foto’s
berekend dat je van een groep moet maken om minstens 99% kans te hebben
op ten minste één geslaagde foto.
Voor een groep van n personen kan dat aantal foto’s worden berekend met de
formule:
Wanneer je F naar boven afrondt op een geheel getal, krijg je het aantal foto’s
dat je dan moet maken.
Uit de formule volgt dat je van een groep van twee personen twee foto’s moet
maken en van een groep van drie personen drie foto’s.
Ook voor een grote groep kan het benodigde aantal foto’s net zo groot zijn als
het aantal personen in de groep.
53pBereken uit hoeveel personen de groep dan moet bestaan.
opgave 2Tandpasta
Drogisterijketen Haarsma verkoopt ‘Hagelwit’ tandpasta. Aan het eind van elke
maand koopt Haarsma deze tandpasta in bij de groothandel. Haarsma moet
daarvoor elke maand een schatting maken van het aantal tubes dat hij de
volgende maand zal verkopen.
In de bedrijfskunde worden verschillende methoden gebruikt om zo’n schatting
te maken. Een van die methoden komt in deze opgave aan de orde.
In zeker jaar heeft Haarsma in januari 5200 tubes verkocht en in februari 4000.
Een eenvoudig model om de verkoop voor de komende maanden te schatten is
het volgende: neem het gemiddelde van de verkoop in de twee voorafgaande
maanden. In een formule:
, met
V1 = 5200 en
V2 = 4000Hierbij is Vn het aantal verkochte tubes tandpasta in maand n, waarbij n = 1
overeenkomt met januari.
Volgens dit model verwacht Haarsma in maart 4600 tubes te verkopen.
Als we aannemen dat de schatting steeds de werkelijke verkoop in die maand is,
kunnen we met dit model ook de verkoop van de volgende maanden uitrekenen.
Dat betekent hier dat er in maart inderdaad 4600 tubes tandpasta verkocht
worden. En met de getallen 4000 van februari en 4600 van maart kun je met de
formule weer de verkoop van april berekenen, enzovoort.
63pBereken het aantal tubes tandpasta dat volgens dit model in juni wordt verkocht.
Soms besluit men de laatste maand zwaarder te laten meetellen dan de
voorlaatste maand. Bij de schatting voor de maand maart telt men bijvoorbeeld
februari voor 60% mee en januari voor 40%. De formule wordt dan:
Vn+2 = 0,6Vn+1 + 0,4Vn, met V1 = 5200 en V2 = 4000
Als met dit model een groot aantal maanden wordt doorgerekend, komen de
waarden van V steeds dichter bij de evenwichtswaarde 4343 te liggen. Dat
betekent dat na een aantal maanden de schattingen minder dan 1% van 4343
zullen afwijken.
74pBereken in welke maand de schatting voor het eerst minder dan 1% van 4343
afwijkt.
Een algemene vorm van het model ziet er als volgt uit:
Vn+2 = a ⋅Vn+1 + (1 − a) ⋅Vn, met V1 = 5200 en V2 = 4000
Hierbij is a een getal tussen 0 en 1.
Wanneer we
kiezen, krijgen we het model uit het begin van deze opgave.
Als a = 0,6 hebben we het model van de vorige vraag.
De schatting van de verkoop voor de maanden na februari hangt nu af van de
waarde van a. Zo kunnen we bijvoorbeeld V4, de schatting voor april, uitdrukken
in a. Dat levert de volgende formule op:
V4 = −1200a2 + 1200a + 4000
84pLaat zien hoe deze formule uit de gegevens kan worden afgeleid.
94pBereken voor welke waarden van a de schatting voor april groter is dan 4260.
Als we a = 1 invullen in de formule van V4, levert dat als uitkomst V4 = 4000.
103pToon aan dat dit aantal van 4000 ook uit de recursieve formule volgt.
opgave 3Genius
Genius is een bordspel voor 1 tot en met 4 spelers. Tijdens het spel moeten de
spelers tegels op het speelveld plaatsen. Een tegel heeft de vorm van twee
zeshoeken die met een zijde aan elkaar vast zitten. Deze tegels zitten in een
zak.
Op elke tegel staan twee symbolen. Dat kunnen twee dezelfde symbolen of twee
verschillende symbolen zijn. Er zijn zes verschillende symbolen: 12-puntige ster,
cirkel, 6-puntige ster, zon, gevulde cirkel en zeshoek. In figuur 1 zijn vier tegels
afgebeeld.
figuur 1
Elke mogelijke tegel met twee dezelfde symbolen komt 5 keer voor. Tegel A in
figuur 1 komt dus 5 keer voor.
Elke mogelijke tegel met twee verschillende symbolen komt 6 keer voor. Dus
bijvoorbeeld de tegel met een cirkel en een 12-puntige ster (tegel B in figuur 1)
komt 6 keer voor.
115pBereken het totale aantal tegels dat bij Genius wordt gebruikt.
Elke speler heeft een scorekaart. Daarop wordt voor elk symbool de score, het
behaalde aantal punten, bijgehouden. Hoe de punten worden behaald doet hier
verder niet ter zake. In figuur 2 staan drie scorekaarten.
Bij Genius moet een speler proberen met alle symbolen zo veel mogelijk punten
te halen. De eindscore is het aantal punten van het symbool waarmee de speler
de minste punten heeft behaald. Winnaar is degene met de hoogste eindscore.
Als twee spelers dezelfde eindscore hebben, wordt gekeken naar de op een na
laagste score, enzovoort.
figuur 2
In figuur 2 heeft speler A een eindscore van 10 punten en de spelers B en C
ieder 9 punten. Speler A wint dus van de spelers B en C. Speler C wint van
speler B omdat de op een na laagste score bij speler C 11 punten is en bij
speler B 10.
Op de scorekaarten is ook te zien dat voor elk symbool maximaal 18 punten
behaald kunnen worden.
Het spel werd gespeeld door vier spelers. De scorekaart van speler D is niet
afgebeeld. Wel weten we dat de gemiddelde score van speler D voor de zes
symbolen in dit spel precies 16 punten is.
124pLeg met een getallenvoorbeeld uit dat het mogelijk is dat speler D niet de
winnaar is.
Edwin speelt Genius vaak met twee vrienden. Als iedereen even goed is in dit
spel mag je verwachten dat de kans dat Edwin een spel Genius wint elke keer
gelijk is aan
.
Edwin heeft zelf het idee dat hij zo goed is dat zijn winstkans bij elk spel groter
is dan
.
Na 25 keer spelen met de twee vrienden heeft Edwin 12 keer gewonnen.
136pOnderzoek of er geconcludeerd mag worden dat de kans dat Edwin wint van zijn
twee vrienden groter is dan
. Neem als significantieniveau 5%.
opgave 4Controle bij nieuwbouw
Bij de bouw van woningen en gebouwen controleert de overheid of de
constructie veilig is. Deze controle kost tijd. Hoe duurder het gebouw, hoe meer
controletijd men denkt nodig te hebben. Het verband tussen de benodigde
controletijd en de bouwkosten is weergegeven in figuur 3.
figuur 3
Van een gebouw A zijn de bouwkosten 1 miljoen euro. In figuur 3 is af te lezen
dat de controletijd van gebouw A 50 uren is.
Als een gebouw B 100% duurder is dan gebouw A, is de controletijd van gebouw
B niet 100% groter dan die van gebouw A.
143pBereken hoeveel procent de controletijd van gebouw B groter is ten opzichte van
de controletijd van gebouw A.
Volgens ingenieur Van Overveld kan de grafiek in figuur 3 goed worden
benaderd door de volgende formule:
log
K )9Hierin is C de benodigde controletijd in uren en K de geraamde bouwkosten in
miljoenen euro’s. Deze formule is gebaseerd op het prijspeil van het jaar 2003.
We gaan ervan uit dat de formule ook geldig is voor gebouwen die meer dan
5 miljoen euro kosten.
In 2003 werd het ontwerp van het Nieuwe Rijksmuseum goedgekeurd. Volgens
de formule zou de benodigde controletijd zo’n 950 uur bedragen.
153pBereken hoeveel miljoen euro de geraamde bouwkosten van het Nieuwe
Rijksmuseum waren.
De formule kan ook gebruikt worden voor de jaren na 2003. Maar dan moet voor
de bouwkosten wel het bedrag genomen worden dat dit gebouw in 2003 zou
hebben gekost.
We willen de controletijd berekenen van een gebouw waarvan in 2007 de
bouwkosten 62,7 miljoen euro bedragen. De bouwkosten zijn in de periode
2003-2007 jaarlijks met 4% gestegen.
165pBereken de controletijd van dit gebouw.
Kostbare gebouwen vergen meer controletijd dan minder kostbare gebouwen.
Dat is te zien in de grafiek van figuur 3: die grafiek is stijgend. Het kan ook
worden aangetoond met de afgeleide van
log
K )9.
174pGeef de formule voor de afgeleide
en verklaar daarmee dat de functie
Cstijgend is.
De grafiek en de formule geven de verwachte controletijd. De werkelijke
controletijd bij gebouwen van 1 miljoen euro is normaal verdeeld met een
gemiddelde van 50 uur. Het blijkt dat bij 25% van deze gebouwen de controletijd
meer dan 60 uur bedraagt.
186pBereken bij hoeveel procent van deze gebouwen de controletijd minder dan
35 uur bedraagt.
Let op: de laatste vragen van dit examen staan op de volgende pagina.
opgave 5Zes gooien
Bij sommige spelletjes moet een speler eerst met een dobbelsteen een zes
gooien voordat hij verder mag spelen. Soms gooit zo’n speler al in de eerste
worp een zes, maar soms gooit hij bijvoorbeeld pas in de 10e worp een zes.
In onderstaande tabel zie je een begin van een overzicht van de kansen om pas
na een bepaald aantal worpen de eerste zes te gooien. Deze kansen zijn
afgerond op vier decimalen.
tabel 1
In de tabel zie je bijvoorbeeld dat de kans om pas in de 4e worp de eerste zes te
gooien afgerond 0,0965 is.
194pBereken de kans om pas in de 7e worp de eerste zes te gooien.
Er bestaat een recursief verband tussen de kansen om bij de n-de worp voor de
eerste keer zes te gooien. In dat recursieve verband wordt
uitgedrukt in
.
Hierbij is
de kans om de eerste zes te gooien bij de
n-de worp.
203pGeef dat recursieve verband.
De verwachtingswaarde E van het aantal worpen dat nodig is om de eerste zes
te gooien kan worden berekend met de formule:
Deze berekening gaat oneindig ver door. Je kunt de waarde van E benaderen
door de berekening na een aantal termen te stoppen. De uitkomst die je krijgt
door te stoppen na n termen, noemen we Sn.
Hiervoor geldt dus de formule:
Berekend kan worden dat S30 ≈ 5,8483.
S31 kun je berekenen met behulp van de waarde van S30.
