Bepaal welke vorm bij de bewerking past: rechthoekig a + jb voor optellen en aftrekken, pool r∠θ voor vermenigvuldigen, delen, machten en wortels.
Werk uit met j² = −1; deel door teller en noemer te vermenigvuldigen met de geconjugeerde van de noemer.
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.
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
Schrijf elke vector in componenten; voor een kracht gegeven door een grootte en een hoek gebruik je F·cos θ en F·sin θ.
Gebruik voor lengtes en richtingen de grootte √(x² + y² + z²) en de eenheidsvector a/|a|.
Gebruik het inwendig product voor hoeken, projecties, loodrechte stand en arbeid: a·b = |a||b|cos θ.
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
Reken de waarde om naar een z-score: z = (x − μ)/σ.
Zoek Φ(z) op, het oppervlak links van z.
Gebruik voor het oppervlak rechts 1 − Φ(z); trek voor een interval de twee linkeroppervlakken van elkaar af.
Werk voor een percentiel terug: zoek z bij het oppervlak, dan x = μ + z·σ.
2Oefenopgaven
1.LimietenGemiddeld
Bereken de limiet L = limx→∞ (1 + 3/x)2x. Geef een decimale waarde.
f(x) = (1 + 3/x)2xx → ∞
L =
2.LimietenMoeilijk
Bereken de limiet L = limx→0 (e2x − 1 − 2x)/x².
f(x) = (e2x − 1 − 2x)/x²x → 0
L =
3.AfgeleidenGemiddeld
Gegeven f(x) = (2x + 5)5. Bereken f′(−1).
f(x) = (2x + 5)5x = −1
f′(−1) =
4.AfgeleidenMoeilijk
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
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
Bereken de oppervlakte A van het gebied tussen de parabool y = 4 − x² en de x-as.
y = 4 − x²
A =
7.Complexe getallenGemiddeld
Het diagram toont z = 3 + j3. Met w = 2∠−90°, klik op het punt dat z·w voorstelt.
z = 3 + j3w = 2∠−90°
1A (3 − j3)
2B (6 + j6)
3C (6 − j6)
4D (−6 + j6)
8.Complexe getallenMoeilijk
Precies één van de punten A–D is een wortel van z⁴ = 81∠90°. Klik erop.
w = 81∠90°n = 4
1A (5,4∠67,5°)
2B (3∠−22,5°)
3C (3∠90°)
4D (3∠22,5°)
9.DifferentiaalvergelijkingenGemiddeld
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
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
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
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
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
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
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
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
Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 54, 52, 33, 15, 48, 56.
n = 6
s =
18.Beschrijvende statistiekMoeilijk
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
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
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.
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.
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.
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.