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→∞ (√(x2 + 2x) − x).
f(x) = √(x2 + 2x) − xx → ∞
L =
2.LimietenMoeilijk
Bereken de limiet L = limx→0 (1 − cos 2x)/(x²), met x in radialen.
f(x) = (1 − cos 2x)/(x²)x → 0
L =
3.AfgeleidenGemiddeld
Gegeven f(x) = ln(x2 + 1). Bereken f′(3).
f(x) = ln(x2 + 1)x = 3
f′(3) =
4.AfgeleidenMoeilijk
De raaklijn aan f(x) = 2x2 + x − 6 in x = 3 snijdt de y-as in y = b. Bereken b.
f(x) = 2x2 + x − 6x = 3
b =
5.IntegralenGemiddeld
Bereken I = ∫02 ex dx.
f(x) = ex[0, 2]
I =
6.IntegralenMoeilijk
Het gebied tussen de lijn y = 6x en de parabool y = 2x² wordt om de x-as gewenteld. Bepaal het volume V van het lichaam.
y = 6xy = 2x²
V =
7.Complexe getallenGemiddeld
Bepaal het argument θ van z = −9 + j2 in graden, als hoofdwaarde tussen −180° en 180°.
z = −9 + j2
θ = °
8.Complexe getallenMoeilijk
Bepaal het imaginaire deel van (1 + j)⁵.
z = 1 + jn = 5
Im(z⁵) =
9.DifferentiaalvergelijkingenGemiddeld
Een kop koffie van 89 °C wordt achtergelaten in een kamer van 20 °C. Na 20 min is de temperatuur 51 °C. Het volgt de afkoelingswet van Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Bereken de constante k in min⁻¹.
T0 = 89 °CTa = 20 °CT(20) = 51 °C
k = min⁻¹
10.DifferentiaalvergelijkingenMoeilijk
Een systeem voldoet voor t ≥ 0 aan y″ + 3y′ + 27,25y = 136,3, startend uit rust: y(0) = 0, y′(0) = 0. Bepaal de piekwaarde ymax van zijn staprespons.
y″ + 3y′ + 27,25y = 136,3y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
11.Matrices & determinantenGemiddeld
Stel C = AB voor de getoonde matrices. Bereken het element c11 (rij 1, kolom 1).
A = [−4 −4; −3 −1]B = [−3 3; 1 5]
c11 =
12.Matrices & determinantenMoeilijk
Los het stelsel 5x − 6y = −3 en −x − 2y = 7 op. Bereken x.
5x − 6y = −3−x − 2y = 7
x =
13.Vectoren: inwendig en uitwendig productGemiddeld
Bepaal het inwendig product a·b van a = (−7, −4, −7) en b = (5, −5, 6).
a = (−7, −4, −7)b = (5, −5, 6)
a·b =
14.Vectoren: inwendig en uitwendig productMoeilijk
Bepaal de oppervlakte A van het parallellogram opgespannen door a = (−4, −3, 3) en b = (0, −4, −2).
a = (−4, −3, 3)b = (0, −4, −2)
A =
15.KansrekeningGemiddeld
Een zak bevat 4 rode en 6 blauwe knikkers. Je pakt er twee zonder de eerste terug te leggen. Wat is de kans P dat ze allebei rood zijn?
4 / 6
P =
16.KansrekeningMoeilijk
Een toets heeft 9 meerkeuzevragen. Een student die gokt, heeft elke vraag onafhankelijk goed met kans 0,25. Wat is de kans P op precies 1 goede antwoorden?
n = 9p = 0,25k = 1
P =
17.Beschrijvende statistiekGemiddeld
Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 44, 20, 43, 54, 11.
n = 5
s =
18.Beschrijvende statistiekMoeilijk
Tentamencijfers zijn normaal verdeeld met gemiddelde 60 en standaardafwijking 10. Bereken de z-score z van een score van 72,5.
μ = 60σ = 10x = 72,5
z =
19.Normale verdelingGemiddeld
De examencijfers zijn normaal verdeeld met gemiddelde 65 punten en standaardafwijking 10 punten. Welk deel ligt tussen 55 en 70 punten? Geef P als decimaal getal.
μ = 65σ = 10x1 = 55x2 = 70
P =
20.Normale verdelingMoeilijk
De gewichten van zakken zijn normaal verdeeld met gemiddelde 250 g en standaardafwijking 5 g. Sleep de grenswaarde zo dat de gearceerde onderste 75% links ervan ligt. Bepaal de grenswaarde x.
μ = 250 gσ = 5 g75%
x = g
3Oplossingen
1.Limieten
Antwoord: L = 1
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).
Vermenigvuldig met de geconjugeerde
f(x) = 2x/(√(x2 + 2x) + x)
Deel door x
f(x) = 2/(√(1 + 2/x) + 1)
Laat x → ∞
L = 2/(1 + 1) = 1
Antwoord
L = 1
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·sin 2x/(2x) → 0/0
Tweede toepassing
4·cos 2x/2
Vul x = 0 in
L = 4/2 = 2
Antwoord
L = 2
3.Afgeleiden
Antwoord: f′(3) = 0,6
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 voor de logaritme
f′(x) = 2x/(x2 + 1)
Invullen
f′(3) = 6/10 = 0,6
Antwoord
f′(3) = 0,6
4.Afgeleiden
Antwoord: b = −24
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.
Punt en helling
f(3) = 15
f′(x) = 4x + 1 → f′(3) = 13
Raaklijn bij x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 15 − 13·3 = −24
Antwoord
b = −24
5.Integralen
Antwoord: I = 6,389
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.
Primitieve
F(x) = ex/1
Grenzen invullen
I = (e2 − 1)/1 = (7,389 − 1)/1 = 6,389
Antwoord
I = 6,389
6.Integralen
Antwoord: V = 407,2
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.
Snijpunten
6x = 2x² → x = 0, x = 3
Ringmethode
V = π∫₀3 ((6x)² − (2x²)²) dx
Integreren
V = π(36·3³/3 − 4·3⁵/5) = π·129,6 = 407,2
Antwoord
V = 407,2
7.Complexe getallen
Antwoord: θ = 167,5 °
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.
Kwadrant
a = −9, b = 2 → II
Referentiehoek
α = atan(2/9) = 12,53°
Argument
θ = 180° − α = 167,5°
Antwoord
θ = 167,5°
In poolvorm is z = 9,22∠167,5°.
8.Complexe getallen
Antwoord: Im(z⁵) = −4
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.
Machten stap voor stap
z² = (1 + j)(1 + j) = j2
z³ = (j2)(1 + j) = −2 + j2
z⁴ = (−2 + j2)(1 + j) = −4
z⁵ = (−4)(1 + j) = −4 − j4
Controleer met De Moivre
z = 1,414∠45° → z⁵ = 5,657∠−135°
Im(z⁵) = −4
Antwoord
Im(z⁵) = −4
9.Differentiaalvergelijkingen
Antwoord: k = 0,04001 min⁻¹
Eerste-orde differentiaalvergelijkingen: dy/dt = k·y heeft de oplossing y = y₀·ekt (groei voor k > 0, afname voor k < 0); een halveringstijd T geeft k = ln 2/T. De afkoelingswet van Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ), geeft T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Een lineaire vergelijking y′ + p(x)·y = q(x) los je op met de integrerende factor μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, dus μy = ∫μq dx + C.
Verhouding van de temperatuurverschillen
e−20k = 31/69
Los op naar k
k = ln(69/31)/20 = 0,04001 min⁻¹
Antwoord
k = 0,04001 min⁻¹
10.Differentiaalvergelijkingen
Antwoord: ymax = 6,948
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 = 5, r = −1,5 ± 5j
Constanten uit de beginwaarden
y(0) = 5 + A = 0 → A = −5
y′(0) = −1,5A + 5B = 0 → B = −1,5
Piek
t = π/5 = 0,6283
ymax = 5·(1 + e−1,5·π/5) = 6,948
Antwoord
ymax = 6,948
11.Matrices & determinanten
Antwoord: c11 = 8
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.
Rij maal kolom
c11 = (−4)·(−3) + (−4)·1 = 8
Antwoord
c11 = 8
12.Matrices & determinanten
Antwoord: x = −3
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 = 5·(−2) − (−6)·(−1) = −16
De x-kolom vervangen
det Aₓ = (−3)·(−2) − (−6)·7 = 48
x = 48/(−16) = −3
Antwoord
x = −3
y = −2
13.Vectoren: inwendig en uitwendig product
Antwoord: a·b = −57
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.
Vermenigvuldig overeenkomstige componenten en tel op
Negatief: de hoek tussen de vectoren is groter dan 90°.
14.Vectoren: inwendig en uitwendig product
Antwoord: A = 25,38
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 = (−3)·(−2) − 3·(−4) = 18
(a × b)y = azbx − axbz = 3·0 − (−4)·(−2) = −8
(a × b)z = axby − aybx = (−4)·(−4) − (−3)·0 = 16
Oppervlak
A = |a × b| = √(18² + (−8)² + 16²) = 25,38
Antwoord
A = 25,38
15.Kansrekening
Antwoord: P = 0,1333
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.
Eerste en tweede trekking
P = 4/10 · 3/9 = 12/90 = 0,1333
Antwoord
P = 0,1333
16.Kansrekening
Antwoord: P = 0,2253
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 = 1) = 9·0,251·0,758 = 9·0,25·0,1001 = 0,2253
Antwoord
P = 0,2253
17.Beschrijvende statistiek
Antwoord: s = 18,06
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 = (72,5 − 60)/10 = 1,25
Antwoord
z = 1,25
19.Normale verdeling
Antwoord: P = 0,5328
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-scores
z₁ = (55 − 65)/10 = −1
z₂ = (70 − 65)/10 = 0,5
Oppervlakte ertussen
P = Φ(0,5) − Φ(−1) = 0,6915 − 0,1587 = 0,5328
Antwoord
P = 0,5328
20.Normale verdeling
Antwoord: x = 253,4 g
Van een oppervlak terug naar z: Φ(z) is het oppervlak links van z. Zoek voor een linkerstaartoppervlak A de z met Φ(z) = A in de tabel. Een rechterstaartoppervlak A betekent Φ(z) = 1 − A. Een centraal oppervlak A tussen −z en z laat (1 − A)/2 in elke staart over, dus Φ(z) = (1 + A)/2. Gebruik voor een waarde x de formule x = μ + zσ.