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→∞ (√(9x2 − 7x) − 3x).

f(x) = √(9x2 − 7x) − 3xx → ∞
L =
2.LimietenMoeilijk
xyx = 0

Bereken de limiet L = limx→0 (1 − cos 5x)/(x²), met x in radialen.

f(x) = (1 − cos 5x)/(x²)x → 0
L =
3.AfgeleidenGemiddeld
xyx = −2

Gegeven f(x) = ln(2x2 + 5). Bereken f′(−2).

f(x) = ln(2x2 + 5)x = −2
f′(−2) =
4.AfgeleidenMoeilijk
xyx = 1

De raaklijn aan f(x) = 3x2 + 5x + 1 in x = 1 snijdt de y-as in y = b. Bereken b.

f(x) = 3x2 + 5x + 1x = 1
b =
5.IntegralenGemiddeld
xy3y = 0,5x

Het gebied onder y = 0,5x van x = 0 tot x = 3 wordt om de x-as gewenteld. Bepaal het volume V van het lichaam (een kegel).

y = 0,5x0 ≤ x ≤ 3
V =
6.IntegralenMoeilijk
xy−33

Bereken de oppervlakte A van het gebied tussen de parabool y = 9 − x² en de x-as.

y = 9 − x²
A =
7.Complexe getallenGemiddeld
ReIm55−5−5θz

Bepaal het argument θ van z = −2 + j8 in graden, als hoofdwaarde tussen −180° en 180°.

z = −2 + j8
θ = °
8.Complexe getallenMoeilijk
ReIm11−1−122−2−233−3−3z₀z₁z₂

De wortels van zⁿ = w met n = 3 en w = 27∠180° zijn zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0, 1, 2. Bepaal het reële deel van z₀.

w = 27∠180°n = 3k = 0
Re(z₀) =
9.DifferentiaalvergelijkingenGemiddeld
t (min)T (°C)18Ta​46 °C

Een kop koffie van 88 °C wordt achtergelaten in een kamer van 24 °C. Na 18 min is de temperatuur 46 °C. Het volgt de afkoelingswet van Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Bereken de constante k in min⁻¹.

T0 = 88 °CTa = 24 °CT(18) = 46 °C
k = min⁻¹
10.DifferentiaalvergelijkingenMoeilijk
tyK = 10ymax​ = ?

Een systeem voldoet voor t ≥ 0 aan y″ + 3y′ + 6,25y = 62,5, startend uit rust: y(0) = 0, y′(0) = 0. Bepaal de piekwaarde ymax van zijn staprespons.

y″ + 3y′ + 6,25y = 62,5y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
11.Matrices & determinantenGemiddeld
A =1−5−52−5−5025

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

A = [1 −5 −5; 2 −5 −5; 0 2 5]
det A =
12.Matrices & determinantenMoeilijk
A =4−634b =18

Los het stelsel 4x − 6y = 1 en 3x + 4y = 8 op. Bereken x.

4x − 6y = 13x + 4y = 8
x =
13.Vectoren: inwendig en uitwendig productGemiddeld
xyzab

Bepaal de waarde van k waarvoor de vectoren a = (−6, 1, −6) en b = (−5, k, 3) loodrecht op elkaar staan.

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

Bepaal voor a = (−4, −3, 0) en b = (−1, 1, −4) de z-component (a × b)z van het uitwendig product a × b.

a = (−4, −3, 0)b = (−1, 1, −4)
(a × b)z =
15.KansrekeningGemiddeld
rood: 7blauw: 9

Een zak bevat 7 rode en 9 blauwe knikkers. Je pakt er twee zonder de eerste terug te leggen. Wat is de kans P dat ze allebei rood zijn?

7 / 9
P =
16.KansrekeningMoeilijk
n = 5, p = 0,2: P(X ≤ 1) = ?k012345

Er worden 5 onderdelen getest, en elk valt onafhankelijk uit met kans 0,2. Wat is de kans P dat er hoogstens één uitvalt?

n = 5p = 0,2
P =
17.Beschrijvende statistiekGemiddeld
15202530354045505560

Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 13, 56, 43, 33, 60, 52, 46.

n = 7
s =
18.Beschrijvende statistiekMoeilijk
z −2−1012

Een grootheid is normaal verdeeld met gemiddelde 60 en standaardafwijking 10. Welk deel P van de waarden ligt onder 52?

μ = 60σ = 10x = 52
P =
19.Normale verdelingGemiddeld
−3−2−10123zgearceerd oppervlak tussen −z en z = 0,9634

Sleep z zo dat het gearceerde oppervlak tussen −z en z onder de standaardnormale kromme 0,9634 is. Bepaal z op twee decimalen.

A = 0,9634
z =
20.Normale verdelingMoeilijk
10 cm0X − Y?

De lengtes X van mannen en Y van vrouwen in een groep zijn onafhankelijk en normaal verdeeld: X heeft gemiddelde 180 cm en standaardafwijking 10 cm, Y heeft gemiddelde 170 cm en standaardafwijking 12 cm. Bepaal de kans P dat X groter is dan Y. Rond z af op twee decimalen.

μX = 180 cm, σX = 10 cmμY = 170 cm, σY = 12 cm
P =

3Oplossingen

1.Limieten

Antwoord: L = −1,167

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) = −7x/(√(9x2 − 7x) + 3x)

Deel door x

f(x) = −7/(√(9 + (−7)/x) + 3)

Laat x → ∞

L = −7/(3 + 3) = −1,167

Antwoord

L = −1,167
2.Limieten

Antwoord: L = 12,5

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).

Eerste toepassing

5·sin 5x/(2x) → 0/0

Tweede toepassing

25·cos 5x/2

Vul x = 0 in

L = 25/2 = 12,5

Antwoord

L = 12,5
3.Afgeleiden

Antwoord: f′(−2) = −0,6154

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) = 4x/(2x2 + 5)

Invullen

f′(−2) = −8/13 = −0,6154

Antwoord

f′(−2) = −0,6154
4.Afgeleiden

Antwoord: b = −2

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(1) = 9
f′(x) = 6x + 5 → f′(1) = 11

Raaklijn bij x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 9 − 11·1 = −2

Antwoord

b = −2
5.Integralen

Antwoord: V = 7,069

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 0,25x² dx

Integreren

V = π·0,25·3³/3 = 7,069

Antwoord

V = 7,069

Controle: een kegel met straal 1,5 en hoogte 3 heeft (1/3)πr²h = 7,069.

6.Integralen

Antwoord: A = 36

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

9 − x² = 0 → x = ±3

Integreren

A = [9x − x³/3]−33 = 18 − (−18) = 36

Antwoord

A = 36
7.Complexe getallen

Antwoord: θ = 104 °

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 = −2, b = 8 → II

Referentiehoek

α = atan(8/2) = 75,96°

Argument

θ = 180° − α = 104°

Antwoord

θ = 104°

In poolvorm is z = 8,246∠104°.

8.Complexe getallen

Antwoord: Re(z₀) = 1,5

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 van de wortels

271/3 = 3

Argument van de wortel

θ₀ = (180° + 360°·0)/3 = 60°

Rechthoekige vorm

z₀ = 3·(cos 60° + j sin 60°) = 1,5 + j2,598
Re(z₀) = 1,5

Antwoord

Re(z₀) = 1,5

De 3 wortels liggen op de cirkel met straal 3, 120° uit elkaar.

9.Differentiaalvergelijkingen

Antwoord: k = 0,05932 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−18k = 22/64

Los op naar k

k = ln(64/22)/18 = 0,05932 min⁻¹

Antwoord

k = 0,05932 min⁻¹
10.Differentiaalvergelijkingen

Antwoord: ymax = 10,95

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 = 10, r = −1,5 ± 2j

Constanten uit de beginwaarden

y(0) = 10 + A = 0 → A = −10
y′(0) = −1,5A + 2B = 0 → B = −7,5

Piek

t = π/2 = 1,571
ymax = 10·(1 + e−1,5·π/2) = 10,95

Antwoord

ymax = 10,95
11.Matrices & determinanten

Antwoord: det A = 15

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 = −15, M₁₂ = 10, M₁₃ = 4

Cofactorontwikkeling

det A = 1·(−15) − (−5)·10 + (−5)·4 = 15

Antwoord

det A = 15
12.Matrices & determinanten

Antwoord: x = 1,529

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 = 4·4 − (−6)·3 = 34

De x-kolom vervangen

det Aₓ = 1·4 − (−6)·8 = 52
x = 52/34 = 1,529

Antwoord

x = 1,529
y = 0,8529
13.Vectoren: inwendig en uitwendig product

Antwoord: k = −12

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 is gelijk aan nul

a·b = (−6)·(−5) + 1·k + (−6)·3 = 0
12 + 1·k = 0

Los op naar k

k = −12/1 = −12

Antwoord

k = −12
14.Vectoren: inwendig en uitwendig product

Antwoord: (a × b)z = −7

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, component voor component

(a × b)x = aybz − azby = (−3)·(−4) − 0·1 = 12
(a × b)y = azbx − axbz = 0·(−1) − (−4)·(−4) = −16
(a × b)z = axby − aybx = (−4)·1 − (−3)·(−1) = −7

Gevraagde component

(a × b)z = −7

Antwoord

(a × b)z = −7

Controle: a × b staat loodrecht op beide vectoren, dus het inwendig product met a en met b is nul.

15.Kansrekening

Antwoord: P = 0,175

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 = 7/16 · 6/15 = 42/240 = 0,175

Antwoord

P = 0,175
16.Kansrekening

Antwoord: P = 0,7373

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.

Nul en één uitval

P(X = 0) = 0,85 = 0,3277
P(X = 1) = 5·0,2·0,84 = 0,4096

Tel ze op

P = 0,3277 + 0,4096 = 0,7373

Antwoord

P = 0,7373
17.Beschrijvende statistiek

Antwoord: s = 16,06

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.

Gemiddelde

x̄ = 303/7 = 43,29

Gekwadrateerde afwijkingen

Σ(x − x̄)² = (−30,29)² + 12,71² + (−0,2857)² + (−10,29)² + 16,71² + 8,714² + 2,714² = 1547

Standaardafwijking

s = √(1547/6) = 16,06

Antwoord

s = 16,06
18.Beschrijvende statistiek

Antwoord: P = 0,2119

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 = 0,2119

Antwoord

P = 0,2119
19.Normale verdeling

Antwoord: z = 2,09

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 + 0,9634)/2 = 0,9817

Lees de z-tabel achterstevoren

Zoek 0,9817 in de tabel en lees z af.

z = 2,09

Antwoord

z = 2,09
20.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,7389

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 = 180 − 170 = 10 cm, σ = 15,62 cm

Standaardiseren

z = (0 − 10)/15,62 = −0,64

Kansrekening

P = 1 − Φ(−0,64) = 0,7389

Antwoord

P = 0,7389

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics