bronnen

Eindexamen wiskunde B vwo 2010, tijdvak 2

naslagFormules

Vlakke meetkunde Verwijzingen naar definities en stellingen die bij een bewijs mogen worden gebruikt zonder nadere toelichting. Hoeken, lijnen en afstanden: gestrekte hoek, rechte hoek, overstaande hoeken, F-hoeken, Z-hoeken, afstand punt tot lijn, driehoeksongelijkheid. Meetkundige middelloodlijn,…

Vlakke meetkunde Verwijzingen naar definities en stellingen die bij een bewijs mogen worden gebruikt zonder nadere toelichting. Hoeken, lijnen en afstanden: gestrekte hoek, rechte hoek, overstaande hoeken, F-hoeken, Z-hoeken, afstand punt tot lijn, driehoeksongelijkheid. Meetkundige middelloodlijn, plaatsen: bissectrice, bissectricepaar, middenparallel, cirkel, parabool. hoekensom Driehoeken: driehoek, buitenhoek driehoek, congruentie: HZH, ZHH, ZHZ, ZZZ, ZZR; gelijkvormigheid: hh, zhz, zzz, zzr; middelloodlijnen driehoek, bissectrices driehoek, hoogtelijn driehoek, hoogtelijnen driehoek, zwaartelijn driehoek, zwaartelijnen driehoek, gelijkbenige driehoek, gelijkzijdige driehoek, rechthoekige driehoek, Pythagoras, gelijkbenige rechthoekige driehoek, halve gelijkzijdige driehoek. hoekensom Vierhoeken: vierhoek, parallellogram, ruit, rechthoek, vierkant. Cirkel, koorden, bogen, hoeken, raaklijn, vierhoeken: koorde, boog en koorde, loodlijn op koorde, middellijn, Thales, middelpuntshoek, omtrekshoek, constante hoek, raaklijn, hoek tussen koorde en raaklijn, koordenvierhoek. Goniometrie sin( t + u ) = sin t cos u + cos t sin u sin( t − u ) = sin t cos u − cos t sin u cos( t + u ) = cos t cos u − sin t sin u cos( t − u ) = cos t cos u + sin t sin u

opgave 2Snijden met een hoogtelijn

Op een cirkel kiezen we drie vaste punten A, B en C, waarbij lijnstuk AB geen
middellijn is en punt C op de kortste cirkelboog AB ligt.
Een punt P doorloopt dat deel van de langste cirkelboog AB waarvoor driehoek
ABP niet stomphoekig is.
De hoogtelijn BQ van driehoek ABP snijdt de koorde CP in punt R.
In figuur 1 is een mogelijke positie van P getekend met de bijbehorende punten
Q en R. Deze figuur staat ook twee maal op de uitwerkbijlage.
figuur 1
P Q R A B C
Bij de beweging van P over het hierboven beschreven deel van de cirkelboog
AB verandert de grootte van hoek BRC niet.
14p
Bewijs dit.
De baan van R die hoort bij de hierboven beschreven beweging van P, kan
getekend worden met behulp van de onder figuur 1 genoemde eigenschap.
25puitwerkbijlage
Teken op deze manier in de figuur op de uitwerkbijlage de baan van R. Geef de
randpunten van de baan, waarbij driehoek ABP rechthoekig is, duidelijk aan.
Licht je werkwijze toe.

opgave 3De leercurve

Het aanleren van een nieuwe handeling kost tijd. Als je een handeling vaker
uitvoert, wordt de voor deze handeling benodigde tijd meestal steeds korter.
T.P. Wright stelde voor dit leerproces de volgende formule op: T_n = T_1 ⋅ n^ −^a.
Hierin is:
Tn het aantal seconden dat nodig is als de handeling voor de n-de keer wordt
uitgevoerd,
T_1 het aantal seconden dat nodig is als de handeling voor de eerste keer wordt
uitgevoerd en
a een positieve constante die afhangt van de snelheid van het leerproces.
Volgens de formule van Wright leidt een verdubbeling van het aantal keer
uitvoeren van een zelfde handeling tot een daling van de hoeveelheid benodigde
tijd (en dus kosten) van de laatste keer met een vast percentage.
Men spreekt van een P%-leercurve als bij verdubbeling van het aantal keer
uitvoeren van n naar 2n de laatste keer nog maar P% kost van de tijd bij de n-de
keer. Ofwel: (T2n)/(T)_n = (P)/(100).
34p
Bereken de waarde van a in de formule van Wright bij een 85%-leercurve. Rond
je antwoord af op twee decimalen.
In een bepaald bedrijf voeren mensen een handeling aan de lopende band uit.
Deze handeling wordt niet door iedereen op dezelfde manier aangeleerd. In de
praktijk komt men onder andere de volgende twee soorten mensen tegen:
− snelle starters: deze mensen kunnen de handeling de eerste keer al snel
uitvoeren, maar het lukt hen daarna niet om dit snel te verbeteren,
− snelle leerders: de eerste keer duurt bij deze mensen wat langer, maar zij
zijn in staat snel vooruitgang te boeken.
Voor beide soorten hanteert het bedrijf een formule van Wright:
− snelle starters: Tn = 20 ⋅ n−0,152,
− snelle leerders: Tn = 40 ⋅ n−0,328.
44p
Bereken bij de hoeveelste keer uitvoeren een snelle leerder de handeling voor
het eerst sneller uitvoert dan een snelle starter.
Men wil weten hoe lang een snelle starter bij de eerste 100 handelingen
gemiddeld over een handeling doet. Daarvoor moet eerst de totale tijd, dus de
som T_1 + T_2 + T_3 + ... + T_1_0_0, uitgerekend worden. Deze som is gelijk aan de totale
oppervlakte van 100 rechthoeken met breedte 1 en hoogtes T_1, T2, T3, …, T_1_0_0.
In figuur 1 is een aantal van deze rechthoeken getekend voor een snelle starter.
figuur 1
y T 20 15 10 5 0 x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
De oppervlakte van de 100 rechthoeken kan goed benaderd worden met een
oppervlakte onder de grafiek van de functie T die gegeven is door
T(x) = 20 ⋅ x−0,152.
54p
Bereken deze oppervlakte onder de grafiek van T met behulp van primitiveren
en bepaal hiermee hoe lang een snelle starter bij de eerste 100 handelingen
gemiddeld over een handeling doet. Rond deze tijdsduur af op een geheel
aantal seconden.

opgave 4Een exponentiële functie

In figuur 1 is voor x ≥ 0 de grafiek getekend van de functie f die gegeven is door
f(x) = (8x)/(ex).
figuur 1
A y f 1 O 1 x
Deze grafiek heeft één top, die we A noemen.
64p
Bereken exact de x-coördinaat van A.
figuur 2
y f 1 O 1 x
Zoals je in figuur 2 ziet, past een vierkant met zijde 1 waarvan één zijde op de
x-as ligt, ruimschoots in het gebied tussen de grafiek van f en de x-as.
74p
Onderzoek met een berekening of een vierkant met zijde 2 waarvan één zijde op
de x-as ligt, ook nog in dit gebied past.
We bekijken nu voor positieve waarden van n met n ≠ 1 de functie gn die is
gegeven door g_n(x) = (8nx)/(enx).
De grafieken van gn snijden de grafiek van f in het punt (0, 0). Ook is er voor
elke positieve waarde van n met n ≠ 1 nog een ander snijpunt.
In tabel 1 staat voor enkele waarden van n de x-coördinaat van dit andere
snijpunt.
tabel 1
n 2 3 4 5 x snijpunt ln 2 1 ln3 2 1 ln 4 3 1 ln5 4
Voor de vier waarden van n uit de tabel geldt: x_s_n_i_j_p_u_n_t = (1)/(n − 1)lnn.
Hieruit ontstaat het vermoeden dat deze formule voor xsnijpunt klopt voor elke
positieve waarde van n met n ≠ 1.
85p
Toon aan dat dit vermoeden juist is.
figuur 3
g y 3 f 1 O 1 x
In figuur 3 zijn de grafieken getekend van f en de functie g3, gegeven door
g_3(x) = (24x)/(e3x). De grafieken van f en g3 sluiten een vlakdeel in. Dit vlakdeel is in
figuur 3 grijs gemaakt.
94p
Bereken de oppervlakte van dit vlakdeel.

opgave 5Wortelfuncties

Voor n = 1,2,3,... is de functie fn gegeven door f_n(x) = n + 6 √(x − n). De functie
f12 is dus gegeven door f_1_2(x) = 12 + 6 √(x − 12).
In figuur 1 is de grafiek van f12 getekend en de lijn met vergelijking y = x.
figuur 1
y 50 40 f 12 30 y = x 20 10 O x 10 20 30 40 50
108p
Bereken exact de oppervlakte van het vlakdeel dat wordt ingesloten door de lijn
met vergelijking y = x en de grafiek van f12.
Verder is gegeven de lijn k met vergelijking y = x + 9.
116p
Bewijs dat voor elke waarde van n de grafiek van fn de lijn k raakt in het punt
met x-coördinaat n + 9.

opgave 6Zoek de geodriehoek

Gegeven zijn twee evenwijdige lijnen k en m en een punt A ertussenin. Zie
figuur 1.
figuur 1
m
k A
In deze opgave bekijken we hoe je op elk van de twee gegeven lijnen een punt
kunt tekenen zo dat deze punten samen met punt A de hoekpunten zijn van een
geodriehoek. Een geodriehoek is een gelijkbenige rechthoekige driehoek.
We bekijken de situatie waarbij de hoek waarvan A het hoekpunt is, recht is.
Om te begrijpen hoe we die situatie kunnen tekenen, bekijken we figuur 2. Hierin
is een geodriehoek PQR getekend, waarbij hoek P recht is en de punten Q en R
respectievelijk op de (evenwijdige) lijnen k en m liggen. De loodlijn door P op k
en m snijdt k in punt S en m in punt T.
Figuur 2 staat vergroot op de uitwerkbijlage.
figuur 2
m R T P k Q S
Er geldt: driehoek PQS is congruent met driehoek RPT.
124p
Bewijs dit.
In de figuur op de uitwerkbijlage zijn twee evenwijdige lijnen k en m getekend
met een punt A ertussenin.
133p
Teken in deze figuur met behulp van wat hierboven over figuur 2 gezegd is een
geodriehoek waarvan op elk van deze lijnen k en m een hoekpunt ligt en
waarvan A het hoekpunt van de rechte hoek is. Licht je werkwijze toe.

opgave 7Gebroken functie

Voor elke positieve waarde van a is de functie fa gegeven door
f_a(x) = ax + (1)/(x) met x > 0
In figuur 1 is voor enkele waarden van a de grafiek van fa getekend.
figuur 1
y 5 0 0 5 x
De grafiek van fa heeft voor elke positieve waarde van a een top.
Het lijkt erop dat deze toppen liggen op een hyperbool met vergelijking xy = c
voor een zekere waarde van c. Deze hyperbool is in figuur 1 gestippeld
weergegeven.
145p
Toon langs algebraïsche weg aan dat de toppen inderdaad op een hyperbool
met vergelijking xy = c liggen en bereken de waarde van c.

opgave 8Rechthoeken bij een kwartcirkel

In een rechthoekig assenstelsel Oxy bekijken we het deel van de eenheidscirkel dat in het eerste kwadrant ligt. Het snijpunt met de x -as is A (1, 0). Op de kwartcirkel ligt een willekeurig punt B (cos t , sin t ) met ∠ AOB = t rad en Punt R is de loodrechte projectie van B op de x -as. We maken nu…

In een rechthoekig assenstelsel Oxy bekijken we het deel van de eenheidscirkel dat in het eerste kwadrant ligt. Het snijpunt met de x -as is A (1, 0). Op de kwartcirkel ligt een willekeurig punt B (cos t , sin t ) met ∠ AOB = t rad en Punt R is de loodrechte projectie van B op de x -as. We maken nu twee rechthoeken: I. Een rechthoek ONPQ , waarbij N het midden van AR is en P en Q op dezelfde hoogte als B liggen. OQ = sin t en ON = ½ (1 + cos t ) . Zie figuur 1. De oppervlakte van deze rechthoek noemen we V ( t ) . figuur 1 figuur 2

Bereken exact de waarde van t waarvoor V ( t ) = 3 ⋅ W ( t ) . De bovengenoemde rechthoeken zijn gelijkvormig als de verhouding van de zijden van de ene rechthoek gelijk is aan de verhouding van de zijden van de andere rechthoek. Hiervoor zijn twee mogelijkheden: ON = RS of ON = RA . OQ RA OQ RS
Toon aan dat voor elke waarde van t met 0 < t < ½ π geldt: ON OQ = RA RS . Er is een waarde van t ( met 0 < t < ½ π ) waarvoor geldt dat ON OQ = RS RA . Voor deze waarde van t zijn beide rechthoeken vierkant.
Bereken van beide vierkanten exact de zijde voor deze waarde van t .