opgave 2Insectenafname
In oktober 2017 publiceerde PLOS One1) een onderzoek2) naar de afname
van insecten in natuurgebieden in Duitsland.
In de periode 1989-2016 zijn in diverse Duitse natuurgebieden insecten in
vallen gevangen. De insecten werden niet geteld, maar de onderzoekers
noteerden dagelijks het gewicht van alle insecten in zo’n val. Vervolgens
hebben de onderzoekers voor elk jaar het gemiddelde gewicht per val per
dag berekend. Aan de hand van dit gemiddelde gewicht konden de
onderzoekers een uitspraak doen over de toename of afname van het
aantal insecten.
In deze opgave is het gemiddeld gewicht G steeds het gemiddeld gewicht
per val per dag in gram. In figuur 1 zijn de resultaten van het onderzoek
weergegeven. Figuur 1 staat vergroot op de uitwerkbijlage.
figuur 1
In figuur 1 is G uitgezet tegen de tijd t in jaren, met t = 0 in 1989.
De schaalverdeling op de verticale as is logaritmisch. Je kunt in de figuur
op de uitwerkbijlage bijvoorbeeld aflezen dat in 1989 het gemiddeld
gewicht G gelijk was aan 8,4 gram.
noot 1 PLOS One is een internationaal online tijdschrift.
noot 2 Er is veel kritiek geweest op de uitvoering van het onderzoek van PLOS One, omdat er
gebruikgemaakt zou zijn van incomplete data. In deze opgave gaan we toch uit van de
resultaten op basis van het onderzoek.
In een krant stond dat de hoeveelheid insecten in de Duitse
natuurgebieden in 27 jaar met ruim 75% afgenomen is.
64puitwerkbijlageTabellen en grafieken lezen en gebruiken 2p · Procenten, verhoudingen en eenheden 2p
Onderzoek met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage of een afname
van ruim 75% in de periode 1989-2016 te verdedigen is.
In figuur 2 zijn de resultaten van het onderzoek nogmaals weergegeven.
Er is een trendlijn toegevoegd.
figuur 2
Een formule voor de trendlijn in figuur 2 is:
log(G) = −0,028t + 0,924
Hierin is G het gemiddeld gewicht in gram en t de tijd in jaren, met t = 0
in 1989.
Als het onderzoek na 2016 voortgezet zou zijn en als G zich volgens
dezelfde trend blijft ontwikkelen, zal G op een gegeven moment minder
dan 0,5 gram zijn.
opgave 3Kaartenhuis
Door speelkaarten op elkaar te stapelen,
kan je een kaartenhuis bouwen.
Op foto 1 zie je een kaartenhuis van drie
lagen.
Het kaartenhuis op foto 1 is gebouwd
volgens de zogeheten
driehoeksconstructie. Bij de
driehoeksconstructie ga je als volgt te
werk:
− Zet steeds naast elkaar twee kaarten
schuin tegen elkaar (de zwarte
lijnstukken in de figuur hieronder).
− Leg een kaart op de toppen (de
gestippelde lijnstukken in de figuur).
− Ga door tot het kaartenhuis af is.
In de figuur is dit schematisch weergegeven voor een kaartenhuis van vier
lagen.
figuur
In deze opgave beschouwen we kaartenhuizen die volgens de
driehoeksconstructie zijn gebouwd.
Zowel het aantal staande kaarten als het aantal liggende kaarten in een
laag vormt een rij behorend bij een lineair verband. Door voor beide
aantallen een directe formule op te stellen, kan een directe formule voor
het totaal aantal kaarten in een laag gevonden worden.
Deze formule is K(n) = 3n − 1, met K(n) het totaal aantal kaarten in de
n-de laag. De liggende kaarten horen bij de laag waarop ze liggen, dus de
bovenste liggende kaart in de figuur hoort bij laag 2.
92pRijen en recursie 2p
Stel voor zowel de staande kaarten als voor de liggende kaarten in de
n-de laag een directe formule op en toon daarmee aan dat K(n) = 3n − 1.
Een pakje speelkaarten, inclusief jokers, bestaat uit 54 kaarten. Met de
kaarten van één pakje speelkaarten wordt een zo hoog mogelijk
kaartenhuis gebouwd. Met de kaarten die overblijven wordt daarna een
tweede zo hoog mogelijk kaartenhuis gebouwd. Zo gaat men door totdat
alle kaarten op zijn of totdat er te weinig kaarten over zijn om nog een
kaartenhuis te bouwen.
105pRijen en recursie 5p
Onderzoek met een berekening welke kaartenhuizen gebouwd zullen
worden.
De driehoeken van drie kaarten in het vooraanzicht van het kaartenhuis
hebben allemaal drie even lange zijden.
De kaarten van het kaartenhuis op foto 1 zijn 63 mm breed en 88 mm
lang. We verwaarlozen de dikte van de kaarten.
Met kaarten van deze afmetingen wordt een kaartenhuis gebouwd dat
minimaal 1 meter hoog is.
113pProcenten, verhoudingen en eenheden 2p · Pythagoras, sinus, cosinus en tangens 1p
Bereken uit hoeveel lagen dit kaartenhuis dan minimaal moet bestaan.
De kunstenares Lisa Greenfield heeft het kunstwerk House of Cards II
ontworpen. Zie foto 2.
foto 2
Op de uitwerkbijlage is een begin gemaakt van een perspectieftekening
van dit kunstwerk. De twee meest linker staande kaarten onderaan zijn
getekend. Bovendien is de onderrand van een van de twee staande
kaarten direct ernaast getekend.
125puitwerkbijlagePerspectief en aanzichten 5p
Teken in de tekening op de uitwerkbijlage de twee staande kaarten direct
naast de staande kaarten die al getekend zijn.
opgave 5Bevolkingsgroei
Er bestaan veel modellen voor het voorspellen van de groei van de
wereldbevolking. De voorspellingen kunnen per model behoorlijk
uiteenlopen. In de figuur staan een lage, een gemiddelde en een hoge
voorspelling voor de totale wereldbevolking. Deze voorspellingen lopen tot
en met het jaar 2100.
figuur
De grafiek van de lage voorspelling kan benaderd worden met behulp van
de formule
Wlaag = 0,0000513t4 − 0,0196t3 + 1,8607t2 + 19,825t + 2595,5
Hierin is Wlaag de wereldbevolking in miljoenen volgens de lage
voorspelling en t het aantal jaren na 1 juli 1950.
Volgens de grafiek van de lage voorspelling bereikt de wereldbevolking
eerder dan in het jaar 2100 een maximumwaarde.
183pEigenschappen van functies en grafieken 3p
Bereken met behulp van de formule voor Wlaag deze maximale grootte van
de wereldbevolking. Geef je antwoord in gehele miljoenen.
De grafiek van de hoge voorspelling kan benaderd worden met behulp
van de formule
Whoog = 0,1927t2 + 64,866t + 2313,4
Hierin is Whoog de wereldbevolking in miljoenen volgens de hoge
voorspelling en t het aantal jaren na 1 juli 1950.
De hoge en lage voorspelling lopen nogal uiteen. Nog voor het jaar 2100
zal de hoge voorspelling zelfs meer dan twee keer zo groot zijn als de
lage voorspelling.
193pVergelijkingen en snijpunten met de GR oplossen 2p · Formules en vergelijkingen opstellen 1p
Bereken in welk jaar de hoge voorspelling voor het eerst meer dan twee
keer zo groot is als de lage voorspelling.
De meeste deskundigen gaan uit van de grafiek van de gemiddelde
voorspelling. De grafiek van de gemiddelde voorspelling staat vergroot op
de uitwerkbijlage. De gemiddelde voorspelling gaat uit van een eerst
steeds sneller groeiende wereldbevolking en vervolgens een steeds
langzamer groeiende wereldbevolking. Er is dus een moment volgens de
gemiddelde voorspelling waarop de wereldbevolking het snelst groeit.
203puitwerkbijlageGemiddelde verandering en differentiequotiënt 3p
Bepaal met behulp van de grafiek op de uitwerkbijlage met hoeveel
mensen per jaar de wereldbevolking op dat moment groeit.
De grafiek van deze gemiddelde voorspelling kan benaderd worden met
behulp van de formule
Hierin is Wmiddel de wereldbevolking in miljoenen volgens de gemiddelde
voorspelling en t het aantal jaren na 1 juli 1950.
Volgens de formule van Wmiddel bereikt de wereldbevolking na het jaar
2100 op den duur de grenswaarde van 12 miljard.
opgave 6Het Rembrandt Lokaal
De ontwerpers Maarten Kolk en Guus Kusters deden onderzoek naar het
kleurgebruik van Rembrandt. De resultaten van hun onderzoek werden in
2016 tentoongesteld in Het Rembrandt Lokaal in Leiden, in het pand waar
de jonge Rembrandt ooit zijn eerste schilderlessen kreeg.
Rembrandt mengde zijn verf niet, maar schilderde verschillende kleuren in
laagjes over elkaar. Doordat de verf niet dekkend was, hadden ook de
onderste lagen nog invloed op de uiteindelijke kleur. De volgorde waarin
de laagjes werden aangebracht, was hierin ook belangrijk. Tot slot
leverden meerdere laagjes van dezelfde kleur een verdieping op van de
kleur, en daarmee dus steeds een andere kleur.
In zijn latere jaren schilderde Rembrandt met slechts 6 verschillende
basiskleuren. Daarmee kon hij veel meer kleuren maken dan de 120
kleuren die in de meest uitgebreide schilderskist met olieverf zitten die je
tegenwoordig in de winkel kunt kopen.
223pTelproblemen 3p
Bereken hoeveel laagjes verf Rembrandt minimaal moest gebruiken om
meer dan 120 kleuren te kunnen maken.
De ontwerpers hebben geprobeerd de kleuren van Rembrandt na te
bootsen. Ze ontdekten dat Rembrandt voor elke kleur altijd precies 4 of 5
laagjes verf gebruikte.
Je ziet op foto 1 Rembrandts schilderij

Dr. Nicolaes Tulp. Op de trap ervoor staan gekleurde torentjes. De foto
staat vergroot op de uitwerkbijlage.
foto 1
Bij vijf verschillende kleuren die in het schilderij voorkomen, zijn op de
trap achter elkaar 4 of 5 torentjes geplaatst. Op deze torentjes is de
opbouw van een kleur in het schilderij te zien. Het voorste torentje is
volledig beschilderd met de kleur van de ondergrond. Hiervoor koos
Rembrandt uit de kleuren wit, bruin of rood. Daarachter staan altijd 3 of 4
torentjes, iedere keer met een extra laag verf, maar wel zodanig dat de
laag of lagen eronder zichtbaar blijven. Vanaf laag 2 is gekozen uit de
12 verschillende basiskleuren die Rembrandt in zijn jonge jaren gebruikte.
De bovenste kleurencombinatie op het achterste torentje komt overeen
met de kleur in het schilderij.
Op foto 2 staan vijf torentjes die de opbouw van een kleurencombinatie
met 5 lagen verf laten zien.
foto 2
Voorafgaand aan de analyse van het schilderij hebben de ontwerpers de
torentjes van alle mogelijke kleurencombinaties gemaakt volgens
bovenstaand voorschrift. Zij hebben hier 4 maanden aan gewerkt. Ga uit
van 20 werkdagen per maand.
233pTelproblemen 2p · Procenten, verhoudingen en eenheden 1p
Bereken hoeveel kleurencombinaties de ontwerpers gemiddeld per
werkdag hebben gemaakt.
De horizontale vlakken van de trappen waarop de torentjes staan, zijn
rechthoekig en allemaal gelijk.
242puitwerkbijlagePerspectief en aanzichten 2p
Laat met behulp van de foto op de uitwerkbijlage zien dat de traptreden
ook allemaal even hoog zijn.
Bronvermelding
Een opsomming van de in dit examen gebruikte bronnen, zoals teksten en afbeeldingen, is te vinden in het bij dit examen
behorende correctievoorschrift, dat na afloop van het examen wordt gepubliceerd.