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→∞ (√(9x2 − 7x) − 3x).
f(x) = √(9x2 − 7x) − 3xx → ∞
L =
2.LimietenMoeilijk
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
Gegeven f(x) = ln(2x2 + 5). Bereken f′(−2).
f(x) = ln(2x2 + 5)x = −2
f′(−2) =
4.AfgeleidenMoeilijk
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
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
Bereken de oppervlakte A van het gebied tussen de parabool y = 9 − x² en de x-as.
y = 9 − x²
A =
7.Complexe getallenGemiddeld
Bepaal het argument θ van z = −2 + j8 in graden, als hoofdwaarde tussen −180° en 180°.
z = −2 + j8
θ = °
8.Complexe getallenMoeilijk
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 13, 56, 43, 33, 60, 52, 46.
n = 7
s =
18.Beschrijvende statistiekMoeilijk
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
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
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.
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.