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→∞ (√(4x2 + 6x) − 2x).

f(x) = √(4x2 + 6x) − 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 = 2

Gegeven f(x) = x·sin(3x), met x in radialen. Bereken f′(2).

f(x) = x·sin(3x)x = 2 rad
f′(2) =
4.AfgeleidenMoeilijk
xy

Gegeven f(x) = x3 − 1,5x2 − 6x. Bereken de x-coördinaat x van het lokale maximum.

f(x) = x3 − 1,5x2 − 6x
x =
5.IntegralenGemiddeld
xy13

Bereken I = ∫13 1/x dx.

f(x) = 1/x[1, 3]
I =
6.IntegralenMoeilijk
xy−11

Bereken de oppervlakte A van het gebied tussen de parabool y = 1 − x² en de x-as.

y = 1 − x²
A =
7.Complexe getallenGemiddeld
ReIm55−5−51010−10−10θz

Schrijf z = −1 − j9 in exponentiële vorm r·ejθ. Geef θ in radialen, tussen −π en π.

z = −1 − j9
θ = rad
8.Complexe getallenMoeilijk
ReIm11−1−122−2−2θz

Gebruik de stelling van De Moivre om het reële deel van z⁴ te vinden voor z = 1 − j√3.

z = 1 − j√3n = 4
Re(z⁴) =
9.DifferentiaalvergelijkingenGemiddeld
t (min)T (°C)31Ta​281 °C166 °C

Een gesmeed stalen onderdeel van 500 °C koelt af in een werkplaats van 26 °C. Na 31 min is de temperatuur 281 °C. Het volgt de afkoelingswet van Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Hoe lang na de start, t, duurt het om 166 °C te bereiken?

T0 = 500 °CTa = 26 °CT(31) = 281 °CT = 166 °C
t = min
10.DifferentiaalvergelijkingenMoeilijk
tyK = 5y(0,5) = ?

Een systeem voldoet voor t ≥ 0 aan y″ + y′ + 16,25y = 81,25, startend uit rust: y(0) = 0, y′(0) = 0. Bepaal y(0,5); hoeken in radialen.

y″ + y′ + 16,25y = 81,25y(0) = 0y′(0) = 0
y(0.5) =
11.Matrices & determinantenGemiddeld
A =04−32B =6226

Stel C = AB voor de getoonde matrices. Bereken het element c12 (rij 1, kolom 2).

A = [0 4; −3 2]B = [6 2; 2 6]
c12 =
12.Matrices & determinantenMoeilijk
A =−1−212

Bereken de grootste eigenwaarde λ van de getoonde matrix A.

A = [−1 −2; 1 2]
λ =
13.Vectoren: inwendig en uitwendig productGemiddeld
xyzab

Bepaal de scalaire projectie compb a van a = (5, 3, −6) op b = (−1, −3, 2), dat wil zeggen de component van a in de richting van b.

a = (5, 3, −6)b = (−1, −3, 2)
compb a =
14.Vectoren: inwendig en uitwendig productMoeilijk
xyzab

De eenheidsvector n̂ staat loodrecht op zowel a = (−5, −3, 5) als b = (−3, 0, 4) en heeft een positieve z-component. Bepaal zijn y-component n̂y.

a = (−5, −3, 5)b = (−3, 0, 4)n̂z > 0
n̂y =
15.KansrekeningGemiddeld
P(minstens één zes) = ??1?2?3?4?5?6?7P(zes) = 1/6 bij elke worp

Er wordt 7 keer met een eerlijke dobbelsteen gegooid. Wat is de kans P op minstens één zes?

n = 7
P =
16.KansrekeningMoeilijk
n = 6, p = 0,3: P(X = 3) = ?k0123456

Een toets heeft 6 meerkeuzevragen. Een student die gokt, heeft elke vraag onafhankelijk goed met kans 0,3. Wat is de kans P op precies 3 goede antwoorden?

n = 6p = 0,3k = 3
P =
17.Beschrijvende statistiekGemiddeld
1520253035404550

Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 28, 53, 15, 11, 54, 41.

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

Een grootheid is normaal verdeeld met gemiddelde 60 en standaardafwijking 20. Welk deel P van de waarden ligt onder 85?

μ = 60σ = 20x = 85
P =
19.Normale verdelingGemiddeld
−3−2−10123zgearceerd oppervlak rechts van z = 0,7939

Sleep z zo dat het gearceerde oppervlak onder de standaardnormale kromme, rechts van z, 0,7939 is. Bepaal z op twee decimalen.

A = 0,7939
z =
20.Normale verdelingMoeilijk
0,05 mm0D − d?

Gatdiameters D zijn normaal verdeeld met gemiddelde 25,05 mm en standaardafwijking 0,02 mm. Asdiameters d zijn onafhankelijk en normaal verdeeld met gemiddelde 25 mm en standaardafwijking 0,01 mm. Een willekeurig gekozen as past als D − d > 0. Bepaal de kans P dat hij past. Rond z af op twee decimalen.

gat: μ = 25,05 mm, σ = 0,02 mmas: μ = 25 mm, σ = 0,01 mm
P =

3Oplossingen

1.Limieten

Antwoord: L = 1,5

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) = 6x/(√(4x2 + 6x) + 2x)

Deel door x

f(x) = 6/(√(4 + 6/x) + 2)

Laat x → ∞

L = 6/(2 + 2) = 1,5

Antwoord

L = 1,5
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′(2) = 5,482

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.

Product- en kettingregel

f′(x) = sin(3x) + 3x·cos(3x)

Invullen

f′(2) = −0,2794 + 6·0,9602 = 5,482

Antwoord

f′(2) = 5,482
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 − 6 = 3·(x2 − x − 2)

f′(x) = 0 oplossen

x = −1 of x = 2

Welke is welke

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

f″(−1) = −9, f″(2) = 9
x = −1

Antwoord

x = −1
5.Integralen

Antwoord: I = 1,099

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) = ln x

Grenzen invullen

I = (ln 3 − ln 1) = ln 3 = 1,099

Antwoord

I = 1,099
6.Integralen

Antwoord: A = 1,333

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

1 − x² = 0 → x = ±1

Integreren

A = [1x − x³/3]−11 = 0,6667 − (−0,6667) = 1,333

Antwoord

A = 1,333
7.Complexe getallen

Antwoord: θ = −1,681 rad

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.

Modulus

r = √(1 + 81) = 9,055

Argument in radialen

θ = −96,34° = −96,34·π/180 = −1,681 rad

Exponentiële vorm

z = 9,055·e−j1,681

Antwoord

θ = −1,681 rad
8.Complexe getallen

Antwoord: Re(z⁴) = −8

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.

Poolvorm

z = 1 − j√3 = 2∠−60°

De Moivre

z⁴ = (2)⁴∠−240° = 16∠120°

Rechthoekige vorm

z⁴ = 16·(cos 120° + j sin 120°) = −8 + j13,86
Re(z⁴) = −8

Antwoord

Re(z⁴) = −8
9.Differentiaalvergelijkingen

Antwoord: t = 60,98 min

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.

Afkoelingsconstante

k = ln(474/255)/31 = 0,02 min⁻¹

Tijd tot de doeltemperatuur

t = ln(474/140)/0,02 = 60,98 min

Antwoord

t = 60,98 min
10.Differentiaalvergelijkingen

Antwoord: y(0.5) = 6,178

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 = −0,5 ± 4j

Constanten uit de beginwaarden

y(0) = 5 + A = 0 → A = −5
y′(0) = −0,5A + 4B = 0 → B = −0,625

Bereken

y(0,5) = 5·(1 − e−0,25(cos 2 + 0,125·sin 2)) = 6,178

Antwoord

y(0,5) = 6,178
11.Matrices & determinanten

Antwoord: c12 = 24

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

c12 = 0·2 + 4·6 = 24

Antwoord

c12 = 24
12.Matrices & determinanten

Antwoord: λ = 1

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.

Karakteristieke vergelijking

λ² − (1)λ + (0) = 0

Oplossen

λ = (1 ± √(1))/2 → λ = 0, 1
λ = 1

Antwoord

λ = 1
13.Vectoren: inwendig en uitwendig product

Antwoord: compb a = −6,949

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.

Inwendig product

a·b = 5·(−1) + 3·(−3) + (−6)·2 = −26

Lengte van b

|b| = √((−1)² + (−3)² + 2²) = 3,742

Scalaire projectie

compb a = a·b/|b| = −26/3,742 = −6,949

Antwoord

compb a = −6,949

Negatief: a heeft een component die tegen b in wijst.

14.Vectoren: inwendig en uitwendig product

Antwoord: n̂y = −0,3162

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)·4 − 5·0 = −12
(a × b)y = azbx − axbz = 5·(−3) − (−5)·4 = 5
(a × b)z = axby − aybx = (−5)·0 − (−3)·(−3) = −9

Normeren

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

|a × b| = √((−12)² + 5² + (−9)²) = 15,81
n̂ = −(−12, 5, −9)/15,81 = (0,7589, −0,3162, 0,5692)
n̂y = −0,3162

Antwoord

n̂y = −0,3162
15.Kansrekening

Antwoord: P = 0,7209

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.

Complement

P(geen zes) = (5/6)7 = 0,2791
P = 1 − 0,2791 = 0,7209

Antwoord

P = 0,7209
16.Kansrekening

Antwoord: P = 0,1852

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 = 3) = 20·0,33·0,73 = 20·0,027·0,343 = 0,1852

Antwoord

P = 0,1852
17.Beschrijvende statistiek

Antwoord: s = 18,63

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 = 202/6 = 33,67

Gekwadrateerde afwijkingen

Σ(x − x̄)² = (−5,667)² + 19,33² + (−18,67)² + (−22,67)² + 20,33² + 7,333² = 1735

Standaardafwijking

s = √(1735/5) = 18,63

Antwoord

s = 18,63
18.Beschrijvende statistiek

Antwoord: P = 0,8944

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 = 1,25

Tabel standaardnormale verdeling

Φ(1,25) = 0,8944
P = 0,8944

Antwoord

P = 0,8944
19.Normale verdeling

Antwoord: z = −0,82

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.

Oppervlak links van z

Φ(z) = 1 − 0,7939 = 0,2061

Lees de z-tabel achterstevoren

Zoek 0,2061 in de tabel en lees z af.

z = −0,82

Antwoord

z = −0,82
20.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,9875

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 verschil

μ = 25,05 − 25 = 0,05 mm, σ = 0,02236 mm

Standaardiseren

z = (0 − 0,05)/0,02236 = −2,24

Kansrekening

P = 1 − Φ(−2,24) = 0,9875

Antwoord

P = 0,9875

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics