Wiskunde voor ingenieurs: samenvattingspakket

Formuleoverzichten, de belangrijkste methodestappen voor elk onderwerp en 20 oefenopgaven, met volledige oplossingen achterin.

Nieuwe opgavenTerug naar het vak

Kies in het printvenster “Opslaan als pdf” om een kopie op je apparaat te bewaren.

1Formules en methoden

Limieten

Direct invullen
probeer eerst x = a; 0/0 betekent vereenvoudigen
Ontbinden en wegdelen
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Geconjugeerde
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Limieten naar oneindig
deel door de hoogste macht van x; bij gelijke graden is de limiet de verhouding van de hoogstegraadscoëfficiënten
Standaardlimiet
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Regel van L'Hôpital
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Afgeleiden

Machtsregel
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Productregel
(uv)′ = u′v + uv′
Quotiëntregel
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Kettingregel
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Standaardafgeleiden
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Methode

  1. Herken de structuur: som, product, quotiënt of samenstelling.
  2. Pas de machtsregel toe op elke macht van x.
  3. Gebruik waar nodig de product-, quotiënt- of kettingregel.
  4. Vereenvoudig, en vul het punt in als daarom wordt gevraagd.

Integralen

Machtsregel
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Bepaalde integraal
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Standaardintegralen
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Oppervlakte tussen grafieken
∫ab (f − g) dx

Methode

  1. Schrijf de integrand waar mogelijk als een som van eenvoudige termen.
  2. Pas de machtsregel toe: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), en de standaardintegralen voor ex, 1/x, sin en cos.
  3. Gebruik substitutie als je een functie en haar afgeleide samen ziet.
  4. Bereken bij een bepaalde integraal F(b) − F(a).

Complexe getallen

Rechthoekige vorm
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
Modulus en argument
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
Poolvorm en exponentiële vorm
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
Deling
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
Product en quotiënt
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
De Moivre
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
n-de machtswortels
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
Kwadratische vergelijking met p² < 4q
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

Methode

  1. Bepaal welke vorm bij de bewerking past: rechthoekig a + jb voor optellen en aftrekken, pool r∠θ voor vermenigvuldigen, delen, machten en wortels.
  2. Werk uit met j² = −1; deel door teller en noemer te vermenigvuldigen met de geconjugeerde van de noemer.
  3. Reken om met r = √(a² + b²) en θ uit een schets van het punt (controleer het kwadrant), en terug met a = r cos θ, b = r sin θ.
  4. Gebruik voor machten De Moivre, (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ; noteer voor zⁿ = R∠φ alle n wortels R1/n∠((φ + 360°k)/n).

Differentiaalvergelijkingen

Exponentiële groei/afname
dy/dt = ky → y = y0ekt
Halveringstijd
k = ln 2 / t½
Afkoelingswet van Newton
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Integrerende factor
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Mengtank
dm/dt = r·c − (r/V)·m

Matrices & determinanten

2×2-determinant
det = ad − bc
Inverse van een 2×2-matrix
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Product
(AB)ij = Σk AikBkj
Eigenwaarden
det(A − λI) = 0
Regel van Cramer
xi = det(Ai)/det(A)

Vectoren: inwendig en uitwendig product

Grootte
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Eenheidsvector
û = a/|a|
Componenten uit een hoek
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Inwendig product
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
Scalaire projectie van a op b
a·b/|b|
Arbeid
W = F·d
Uitwendig product
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Oppervlakken
parallellogram |a × b|, driehoek ½|a × b|
Moment om O
MO = r × F, r = A − O
Volume van een parallellepipedum
V = |a·(b × c)|

Methode

  1. Schrijf elke vector in componenten; voor een kracht gegeven door een grootte en een hoek gebruik je F·cos θ en F·sin θ.
  2. Gebruik voor lengtes en richtingen de grootte √(x² + y² + z²) en de eenheidsvector a/|a|.
  3. Gebruik het inwendig product voor hoeken, projecties, loodrechte stand en arbeid: a·b = |a||b|cos θ.
  4. Gebruik het uitwendig product voor loodrechte vectoren, oppervlakten en momenten: schrijf de drie componenten zorgvuldig uit en houd de volgorde a × b aan.

Kansrekening

Complement
P(not A) = 1 − P(A)
Somregel
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Onafhankelijke gebeurtenissen
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Voorwaardelijke kans
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomiaal
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Beschrijvende statistiek

Gemiddelde
x̄ = Σx/n
Steekproefstandaardafwijking
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediaan
middelste waarde van de gesorteerde gegevens
z-score
z = (x − μ)/σ
Normale verdeling
68% binnen ±1σ, 95% binnen ±2σ

Normale verdeling

z-score
z = (x − μ)/σ
Onder x
P(X < x) = Φ(z)
Boven x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Tussen
Φ(z2) − Φ(z1)
Percentiel
x = μ + z·σ

Methode

  1. Reken de waarde om naar een z-score: z = (x − μ)/σ.
  2. Zoek Φ(z) op, het oppervlak links van z.
  3. Gebruik voor het oppervlak rechts 1 − Φ(z); trek voor een interval de twee linkeroppervlakken van elkaar af.
  4. Werk voor een percentiel terug: zoek z bij het oppervlak, dan x = μ + z·σ.

2Oefenopgaven

1.LimietenGemiddeld
xyy = L

Bereken de limiet L = limx→∞ (1 + 3/x)2x. Geef een decimale waarde.

f(x) = (1 + 3/x)2xx → ∞
L =
2.LimietenMoeilijk
xyx = 0

Bereken de limiet L = limx→0 (e2x − 1 − 2x)/x².

f(x) = (e2x − 1 − 2x)/x²x → 0
L =
3.AfgeleidenGemiddeld
xyx = −1

Gegeven f(x) = (2x + 5)5. Bereken f′(−1).

f(x) = (2x + 5)5x = −1
f′(−1) =
4.AfgeleidenMoeilijk
xy

Gegeven f(x) = x3 − 1,5x2 − 4. Bereken de x-coördinaat x van het lokale minimum.

f(x) = x3 − 1,5x2 − 4
x =
5.IntegralenGemiddeld
xy3y = √(x)

Het gebied onder y = √(x) van x = 0 tot x = 3 wordt om de x-as gewenteld. Bepaal het volume V van het lichaam (een paraboloïde).

y = √(x)0 ≤ x ≤ 3
V =
6.IntegralenMoeilijk
xy−22

Bereken de oppervlakte A van het gebied tussen de parabool y = 4 − x² en de x-as.

y = 4 − x²
A =
7.Complexe getallenGemiddeld
ReIm11−1−122−2−233−3−344−4−455−5−566−6−677−7−788−8−8zABCD

Het diagram toont z = 3 + j3. Met w = 2∠−90°, klik op het punt dat z·w voorstelt.

z = 3 + j3w = 2∠−90°
  1. 1A (3 − j3)
  2. 2B (6 + j6)
  3. 3C (6 − j6)
  4. 4D (−6 + j6)
8.Complexe getallenMoeilijk
ReIm22−2−244−4−4ABCD

Precies één van de punten A–D is een wortel van z⁴ = 81∠90°. Klik erop.

w = 81∠90°n = 4
  1. 1A (5,4∠67,5°)
  2. 2B (3∠−22,5°)
  3. 3C (3∠90°)
  4. 4D (3∠22,5°)
9.DifferentiaalvergelijkingenGemiddeld
tyy(0) = 3y(1,5) = ?

Los y″ + 7y′ + 12y = 0 op met y(0) = 3 en y′(0) = 0. Bepaal y(1,5).

y″ + 7y′ + 12y = 0y(0) = 3y′(0) = 0
y(1.5) =
10.DifferentiaalvergelijkingenMoeilijk
tyK = 2y(0,25) = ?

Een systeem voldoet voor t ≥ 0 aan y″ + 4y′ + 13y = 26, startend uit rust: y(0) = 0, y′(0) = 0. Bepaal y(0,25); hoeken in radialen.

y″ + 4y′ + 13y = 26y(0) = 0y′(0) = 0
y(0.25) =
11.Matrices & determinantenGemiddeld
A =−35055−5−344

Bereken de determinant det A van de getoonde 3×3-matrix A.

A = [−3 5 0; 5 5 −5; −3 4 4]
det A =
12.Matrices & determinantenMoeilijk
A =3−5−3−1b =−70

Los het stelsel 3x − 5y = −7 en −3x − y = 0 op. Bereken x.

3x − 5y = −7−3x − y = 0
x =
13.Vectoren: inwendig en uitwendig productGemiddeld
xyzdFAB

Een constante kracht F = (−15, 30, 10) N werkt op een voorwerp terwijl het zich in een rechte lijn verplaatst van punt A(0, 2, 4) naar punt B(1, 4, 4). Coördinaten zijn in meter. Bepaal de arbeid W die de kracht verricht.

F = (−15, 30, 10) NA(0, 2, 4) mB(1, 4, 4) m
W = J
14.Vectoren: inwendig en uitwendig productMoeilijk
xyzab

De eenheidsvector n̂ staat loodrecht op zowel a = (5, −4, −5) als b = (−1, −3, −5) en heeft een positieve z-component. Bepaal zijn y-component n̂y.

a = (5, −4, −5)b = (−1, −3, −5)n̂z > 0
n̂y =
15.KansrekeningGemiddeld
n = 11k = 2N = ?

Op hoeveel manieren N kun je een commissie van 2 personen kiezen uit een groep van 11? De volgorde doet er niet toe.

n = 11k = 2
N =
16.KansrekeningMoeilijk
n = 8, p = 0,2: P(X = 2) = ?k012345678

Een toets heeft 8 meerkeuzevragen. Een student die gokt, heeft elke vraag onafhankelijk goed met kans 0,2. Wat is de kans P op precies 2 goede antwoorden?

n = 8p = 0,2k = 2
P =
17.Beschrijvende statistiekGemiddeld
152025303540455055

Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 54, 52, 33, 15, 48, 56.

n = 6
s =
18.Beschrijvende statistiekMoeilijk
z −2−1012

Een grootheid is normaal verdeeld met gemiddelde 70 en standaardafwijking 12. Welk deel P van de waarden ligt boven 60,4?

μ = 70σ = 12x = 60,4
P =
19.Normale verdelingGemiddeld
400 kg401 kgT = X₁ + … + X₁₆?

De massa's van zakken cement zijn onafhankelijk en normaal verdeeld met gemiddelde 25 kg en standaardafwijking 0,5 kg. Bepaal de kans P dat de totale massa van 16 ervan kleiner is dan 401 kg. Rond z af op twee decimalen.

μ = 25 kgσ = 0,5 kgn = 16< 401 kg
P =
20.Normale verdelingMoeilijk
μ = 100x = ?97,5%

De IQ-scores zijn normaal verdeeld met gemiddelde 100 punten en standaardafwijking 15 punten. Bereken de waarde x waaronder 97,5% ervan ligt (het 97,5e percentiel).

μ = 100σ = 15P = 97,5%
x = punten

3Oplossingen

1.Limieten

Antwoord: L = 403,4

Limieten: probeer eerst direct in te vullen. Geeft dat 0/0, vereenvoudig dan eerst: ontbind in factoren en deel de gemeenschappelijke factor weg, of vermenigvuldig met de geconjugeerde. Voor x → ∞ deel je teller en noemer door de hoogste macht van x. Regel van L'Hôpital: als f/g de vorm 0/0 of ∞/∞ geeft, dan is lim f/g = lim f′/g′, waarbij je teller en noemer apart differentieert (niet met de quotiëntregel).

Neem de logaritme

ln L = limx→∞ 2·x·ln(1 + 3/x)

Bereken

ln(1 + u)/u → 1 als u → 0, dus x·ln(1 + a/x) → a.

ln L = 2·3 = 6

Maak de logaritme ongedaan

L = e6 = 403,4

Antwoord

L = 403,4
2.Limieten

Antwoord: L = 2

Limieten: probeer eerst direct in te vullen. Geeft dat 0/0, vereenvoudig dan eerst: ontbind in factoren en deel de gemeenschappelijke factor weg, of vermenigvuldig met de geconjugeerde. Voor x → ∞ deel je teller en noemer door de hoogste macht van x. Regel van L'Hôpital: als f/g de vorm 0/0 of ∞/∞ geeft, dan is lim f/g = lim f′/g′, waarbij je teller en noemer apart differentieert (niet met de quotiëntregel).

Eerste toepassing

(2·e2x − 2)/(2x) → 0/0

Tweede toepassing

4·e2x/2

Vul x = 0 in

L = 4·1/2 = 2

Antwoord

L = 2
3.Afgeleiden

Antwoord: f′(−1) = 810

Differentiëren: de afgeleide f′(x) is de helling van de grafiek in x. Machtsregel: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Productregel: (uv)′ = u′v + uv′. Kettingregel: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Waar f′(x) = 0 heeft de grafiek een horizontale raaklijn: een maximum, minimum of zadelpunt.

Kettingregel

f′(x) = 5·(2x + 5)4·2

Invullen

f′(−1) = 5·34·2 = 810

Antwoord

f′(−1) = 810
4.Afgeleiden

Antwoord: x = 1

Differentiëren: de afgeleide f′(x) is de helling van de grafiek in x. Machtsregel: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Productregel: (uv)′ = u′v + uv′. Kettingregel: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Waar f′(x) = 0 heeft de grafiek een horizontale raaklijn: een maximum, minimum of zadelpunt.

Afgeleide

f′(x) = 3x2 − 3x = 3·(x2 − x)

f′(x) = 0 oplossen

x = 0 of x = 1

Welke is welke

f″(x) = 6x − 3: negatief in een maximum, positief in een minimum.

f″(0) = −3, f″(1) = 3
x = 1

Antwoord

x = 1
5.Integralen

Antwoord: V = 14,14

Omwentelingslichamen: als je het gebied onder y = f(x) van x = a tot x = b om de x-as wentelt, ontstaat een lichaam waarvan de doorsnede bij x een schijf met straal f(x) is. Het optellen van de schijven geeft V = π∫ₐᵇ f(x)² dx. Ligt het gebied tussen een buitenste kromme R(x) en een binnenste kromme r(x), dan is elke plak een ring: V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Kwadrateer de stralen voordat je ze van elkaar aftrekt.

Schijfmethode

V = π∫₀3 x dx

Integreren

V = π·1·3²/2 = 14,14

Antwoord

V = 14,14
6.Integralen

Antwoord: A = 10,67

Bepaalde integralen: ∫ₐᵇ f(x) dx is de georiënteerde oppervlakte tussen de grafiek en de x-as van a tot b. Zoek een primitieve F (met F′ = f) en bereken F(b) − F(a). Machtsregel: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). De oppervlakte tussen twee krommen is ∫(bovenste − onderste) dx.

Nulpunten

4 − x² = 0 → x = ±2

Integreren

A = [4x − x³/3]−22 = 5,333 − (−5,333) = 10,67

Antwoord

A = 10,67
7.Complexe getallen

Antwoord: C (6 − j6)

Poolvorm: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ, met r = |z| en θ = arg z. Terug naar de rechthoekige vorm: a = r cos θ, b = r sin θ. Voor het argument is het kwadrant nodig: θ = atan(b/a) alleen als a > 0; voor a < 0 tel je 180° op of trek je 180° af. In poolvorm is vermenigvuldigen eenvoudig: vermenigvuldig de moduli en tel de argumenten op; bij delen deel je de moduli en trek je de argumenten af.

Effect van w

|z·w| = 2·|z|, arg(z·w) = arg z + (−90)°

Het punt

z·w = 6 − j6 → C

Antwoord

C (6 − j6)
8.Complexe getallen

Antwoord: D (3∠22,5°)

De Moivre en wortels: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. De vergelijking zⁿ = R∠φ heeft precies n wortels, allemaal met modulus R1/n, bij de argumenten (φ + 360°·k)/n voor k = 0, 1, …, n − 1: ze liggen gelijkmatig verdeeld op een cirkel, 360°/n uit elkaar. Een kwadratische vergelijking z² + pz + q = 0 met p² < 4q heeft de complexe wortels z = −p/2 ± j√(q − p²/4); een polynoom met reële coëfficiënten heeft zijn complexe wortels altijd in geconjugeerde paren a ± jb.

Modulus en argumenten van de wortels

|z| = 3
θ = 22,5°, 112,5°, −157,5°, −67,5°

Het punt

D = 3∠22,5°

Antwoord

D (3∠22,5°)
9.Differentiaalvergelijkingen

Antwoord: y(1.5) = 0,111

Lineaire tweede-ordevergelijkingen: probeer voor y″ + b·y′ + c·y = 0 y = ert: dit geeft de karakteristieke vergelijking r² + b·r + c = 0. Twee reële wortels r₁ ≠ r₂ geven y = A·er₁t + B·er₂t (overgedempt); een dubbele wortel r geeft y = (A + Bt)·ert (kritisch gedempt); complexe wortels −α ± jω geven y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (ondergedempt, oscillerend). De beginwaarden y(0) en y′(0) leggen A en B vast. Geschreven als y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 is ωn de eigenfrequentie en ζ de dempingsfactor: bij ζ < 1 oscilleert de oplossing. Bij een constante ingang, y″ + by′ + cy = c·K, is de oplossing de eindwaarde K plus de vrije respons.

Karakteristieke wortels

(r + 3)(r + 4) = 0 → r = −3, −4

Constanten uit de beginwaarden

A + B = 3, −3A − 4B = 0
A = 12, B = −9

Bereken

y(1,5) = 12·e−4,5 + (−9)·e−6 = 0,111

Antwoord

y(1,5) = 0,111
10.Differentiaalvergelijkingen

Antwoord: y(0.25) = 0,5612

Lineaire tweede-ordevergelijkingen: probeer voor y″ + b·y′ + c·y = 0 y = ert: dit geeft de karakteristieke vergelijking r² + b·r + c = 0. Twee reële wortels r₁ ≠ r₂ geven y = A·er₁t + B·er₂t (overgedempt); een dubbele wortel r geeft y = (A + Bt)·ert (kritisch gedempt); complexe wortels −α ± jω geven y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (ondergedempt, oscillerend). De beginwaarden y(0) en y′(0) leggen A en B vast. Geschreven als y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 is ωn de eigenfrequentie en ζ de dempingsfactor: bij ζ < 1 oscilleert de oplossing. Bij een constante ingang, y″ + by′ + cy = c·K, is de oplossing de eindwaarde K plus de vrije respons.

Stationaire waarde en wortels

yss = 2, r = −2 ± 3j

Constanten uit de beginwaarden

y(0) = 2 + A = 0 → A = −2
y′(0) = −2A + 3B = 0 → B = −1,333

Bereken

y(0,25) = 2·(1 − e−0,5(cos 0,75 + 0,6667·sin 0,75)) = 0,5612

Antwoord

y(0,25) = 0,5612
11.Matrices & determinanten

Antwoord: det A = −145

Matrices: de determinant van een 2×2-matrix is ad − bc. Bij 3×3 ontwikkel je naar een rij: elk element maal de determinant van de 2×2-matrix die overblijft na het schrappen van zijn rij en kolom, met afwisselende tekens + − +. Eigenwaarden λ voldoen aan det(A − λI) = 0; bij 2×2 is dat λ² − (spoor)·λ + det = 0.

2×2-minoren van de eerste rij

M₁₁ = 40, M₁₂ = 5, M₁₃ = 35

Cofactorontwikkeling

det A = (−3)·40 − 5·5 + 0·35 = −145

Antwoord

det A = −145
12.Matrices & determinanten

Antwoord: x = −0,3889

Matrices: de determinant van een 2×2-matrix is ad − bc. Bij 3×3 ontwikkel je naar een rij: elk element maal de determinant van de 2×2-matrix die overblijft na het schrappen van zijn rij en kolom, met afwisselende tekens + − +. Eigenwaarden λ voldoen aan det(A − λI) = 0; bij 2×2 is dat λ² − (spoor)·λ + det = 0.

Determinant van de coëfficiëntenmatrix

det A = 3·(−1) − (−5)·(−3) = −18

De x-kolom vervangen

det Aₓ = (−7)·(−1) − (−5)·0 = 7
x = 7/(−18) = −0,3889

Antwoord

x = −0,3889
y = 1,167
13.Vectoren: inwendig en uitwendig product

Antwoord: W = 45 J

Dot product: a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, a scalar. It gives the angle between two vectors, cos θ = a·b/(|a|·|b|), and it is zero when they are perpendicular. The scalar projection of a onto b is a·b/|b|, and a constant force F moving through a displacement d does work W = F·d.

Verplaatsing

d = B − A = (1, 4, 4) − (0, 2, 4) = (1, 2, 0) m

Arbeid

W = F·d = (−15)·1 + 30·2 + 10·0 = 45 J

Antwoord

W = 45 J
14.Vectoren: inwendig en uitwendig product

Antwoord: n̂y = −0,8366

Cross product: a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) is perpendicular to both vectors, and |a × b| = |a|·|b|·sin θ is the area of the parallelogram they span (the triangle has half of it). Order matters: b × a = −(a × b). The moment of a force F applied at point A about point O is MO = r × F, with r = A − O.

Uitwendig product

(a × b)x = aybz − azby = (−4)·(−5) − (−5)·(−3) = 5
(a × b)y = azbx − axbz = (−5)·(−1) − 5·(−5) = 30
(a × b)z = axby − aybx = 5·(−3) − (−4)·(−1) = −19

Normeren

De z-component van a × b is negatief, dus gebruik −(a × b).

|a × b| = √(5² + 30² + (−19)²) = 35,86
n̂ = −(5, 30, −19)/35,86 = (−0,1394, −0,8366, 0,5298)
n̂y = −0,8366

Antwoord

n̂y = −0,8366
15.Kansrekening

Antwoord: N = 55

Kansrekening: bij even waarschijnlijke uitkomsten is P(A) = gunstig/totaal. Bij onafhankelijke gebeurtenissen vermenigvuldig je: P(A en B) = P(A)·P(B). De complementregel helpt vaak: P(minstens één) = 1 − P(geen). Binomiaal: bij n onafhankelijke pogingen met succeskans p geldt P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Combinaties

C(11, 2) = (11·10)/(2·1) = 55

Antwoord

N = 55
16.Kansrekening

Antwoord: P = 0,2936

Kansrekening: bij even waarschijnlijke uitkomsten is P(A) = gunstig/totaal. Bij onafhankelijke gebeurtenissen vermenigvuldig je: P(A en B) = P(A)·P(B). De complementregel helpt vaak: P(minstens één) = 1 − P(geen). Binomiaal: bij n onafhankelijke pogingen met succeskans p geldt P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Binomiale formule

P(X = 2) = 28·0,22·0,86 = 28·0,04·0,2621 = 0,2936

Antwoord

P = 0,2936
17.Beschrijvende statistiek

Antwoord: s = 16

Beschrijvende statistiek: het gemiddelde is de som gedeeld door n; de mediaan is de middelste waarde van de gesorteerde gegevens (het gemiddelde van de twee middelste als n even is). De steekproefstandaardafwijking is s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Een z-score z = (x − μ)/σ zegt hoeveel standaardafwijkingen een waarde van het gemiddelde ligt.

Gemiddelde

x̄ = 258/6 = 43

Gekwadrateerde afwijkingen

Σ(x − x̄)² = 11² + 9² + (−10)² + (−28)² + 5² + 13² = 1280

Standaardafwijking

s = √(1280/5) = 16

Antwoord

s = 16
18.Beschrijvende statistiek

Antwoord: P = 0,7881

Beschrijvende statistiek: het gemiddelde is de som gedeeld door n; de mediaan is de middelste waarde van de gesorteerde gegevens (het gemiddelde van de twee middelste als n even is). De steekproefstandaardafwijking is s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Een z-score z = (x − μ)/σ zegt hoeveel standaardafwijkingen een waarde van het gemiddelde ligt.

Standaardiseren

z = −0,8

Tabel standaardnormale verdeling

Φ(−0,8) = 0,2119
P = 1 − 0,2119 = 0,7881

Antwoord

P = 0,7881
19.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,6915

Sommen en verschillen van normale variabelen: als X en Y onafhankelijk en normaal verdeeld zijn, zijn X + Y en X − Y ook normaal verdeeld. Gemiddelden tellen op of worden afgetrokken: E(X ± Y) = μX ± μY. Varianties tellen altijd op, ook bij een verschil: Var(X ± Y) = σX² + σY², dus σ = √(σX² + σY²). Standaardafwijkingen tellen nooit rechtstreeks op. Het totaal van n onafhankelijke items met dezelfde verdeling heeft gemiddelde n·μ en standaardafwijking σ·√n. Standaardiseer daarna zoals gewoonlijk: z = (x − gemiddelde)/σ en lees Φ(z) af.

Verdeling van het totaal

μT = 400 kg, σT = 0,5·√16 = 2 kg

Standaardiseren

z = (401 − 400)/2 = 0,5

Kansrekening

P = Φ(0,5) = 0,6915

Antwoord

P = 0,6915
20.Normale verdeling

Antwoord: x = 129,4 punten

Normale verdeling: reken een waarde x om naar een z-score, z = (x − μ)/σ, die telt hoeveel standaardafwijkingen x van het gemiddelde ligt. Een z-tabel (of Φ(z)) geeft de oppervlakte links van z, en dat is P(X < x). De oppervlakte rechts is 1 − Φ(z), en de oppervlakte tussen twee waarden is het verschil van hun twee oppervlakten.

z voor het percentiel

Φ(z) = 0,975 → z = 1,96

Terug naar x

x = 100 + 1,96·15 = 129,4 punten

Antwoord

x = 129,4 punten

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics