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→∞ (5x2 − 3x − 9)/(2x2 + 3x + 3).
f(x) = (5x2 − 3x − 9)/(2x2 + 3x + 3)x → ∞
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) = (3x + 3)5. Bereken f′(2).
f(x) = (3x + 3)5x = 2
f′(2) =
4.AfgeleidenMoeilijk
De raaklijn aan f(x) = x2 + 4x − 5 in x = −2 snijdt de y-as in y = b. Bereken b.
f(x) = x2 + 4x − 5x = −2
b =
5.IntegralenGemiddeld
Bereken I = ∫03 e−0,5x dx.
f(x) = e−0,5x[0, 3]
I =
6.IntegralenMoeilijk
Bereken de oppervlakte A van het gebied ingesloten door y = 2x2 en y = x.
y = 2x2y = x
A =
7.Complexe getallenGemiddeld
Bepaal het argument θ van z = −7 + j2 in graden, als hoofdwaarde tussen −180° en 180°.
z = −7 + j2
θ = °
8.Complexe getallenMoeilijk
Precies één van de punten A–D is een wortel van z³ = 27∠120°. Klik erop.
w = 27∠120°n = 3
1A (3∠−40°)
2B (5,4∠40°)
3C (3∠120°)
4D (3∠40°)
9.DifferentiaalvergelijkingenGemiddeld
Een gesmeed stalen onderdeel van 440 °C koelt af in een werkplaats van 25 °C. Na 11 min is de temperatuur 358 °C. Het volgt de afkoelingswet van Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Bereken de constante k in min⁻¹.
T0 = 440 °CTa = 25 °CT(11) = 358 °C
k = min⁻¹
10.DifferentiaalvergelijkingenMoeilijk
Los het beginwaardeprobleem y′ + 2y/x = 5 op voor x > 0, met y(1) = 3. Bereken y(2).
y′ + 2y/x = 5y(1) = 3
y(2) =
11.Matrices & determinantenGemiddeld
Stel C = AB voor de getoonde matrices. Bereken het element c22 (rij 2, kolom 2).
A = [4 0; 1 4]B = [3 −4; 6 2]
c22 =
12.Matrices & determinantenMoeilijk
Los het stelsel −6x + 6y = 1 en 3x + 3y = 7 op. Bereken x.
−6x + 6y = 13x + 3y = 7
x =
13.Vectoren: inwendig en uitwendig productGemiddeld
Een constante kracht F = (25, −20, 10) N werkt op een voorwerp terwijl het zich in een rechte lijn verplaatst van punt A(−5, 2, −1) naar punt B(0, −5, 4). Coördinaten zijn in meter. Bepaal de arbeid W die de kracht verricht.
F = (25, −20, 10) NA(−5, 2, −1) mB(0, −5, 4) m
W = J
14.Vectoren: inwendig en uitwendig productMoeilijk
De eenheidsvector n̂ staat loodrecht op zowel a = (1, 2, 2) als b = (−2, 0, −1) en heeft een positieve z-component. Bepaal zijn y-component n̂y.
a = (1, 2, 2)b = (−2, 0, −1)n̂z > 0
n̂y =
15.KansrekeningGemiddeld
Bepaal voor de getoonde verdeling de variantie Var(X) van X.
x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0,1, 0,35, 0,15, 0,35, 0,05
Var(X) =
16.KansrekeningMoeilijk
X heeft de getoonde verdeling, en Y = 3X + 1. Bepaal de standaardafwijking σY van Y.
x: 0, 1, 2p(x): 0,35, 0,35, 0,3Y = 3X + 1
σY =
17.Beschrijvende statistiekGemiddeld
Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 20, 29, 58, 43, 47.
n = 5
s =
18.Beschrijvende statistiekMoeilijk
Een grootheid is normaal verdeeld met gemiddelde 60 en standaardafwijking 20. Welk deel P van de waarden ligt boven 100?
μ = 60σ = 20x = 100
P =
19.Normale verdelingGemiddeld
De examencijfers zijn normaal verdeeld met gemiddelde 65 punten en standaardafwijking 10 punten. Welk deel ligt tussen 62,5 en 83,5 punten? Geef P als decimaal getal.
μ = 65σ = 10x1 = 62,5x2 = 83,5
P =
20.Normale verdelingMoeilijk
Gatdiameters D zijn normaal verdeeld met gemiddelde 25,03 mm en standaardafwijking 0,015 mm. Asdiameters d zijn onafhankelijk en normaal verdeeld met gemiddelde 25 mm en standaardafwijking 0,02 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 = 25,03 mm, σ = 0,015 mmas: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm
P =
3Oplossingen
1.Limieten
Antwoord: L = 2,5
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).
Deel door de hoogste macht
(5 + (−3)/x + (−9)/x2)/(2 + 3/x + 3/x2)
Laat x → ∞
L = 5/2 = 2,5
Antwoord
L = 2,5
Bij gelijke graden is de limiet de verhouding van de hoogstegraadscoëfficiënten.
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) = 98415
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·(3x + 3)4·3
Invullen
f′(2) = 5·94·3 = 98415
Antwoord
f′(2) = 98415
4.Afgeleiden
Antwoord: b = −9
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(−2) = −9
f′(x) = 2x + 4 → f′(−2) = 0
Raaklijn bij x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −9 − 0·(−2) = −9
Antwoord
b = −9
5.Integralen
Antwoord: I = 1,554
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.
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.
Snijpunten
2x2 = x → x = 0, x = 0,5
Bovenste min onderste integreren
A = [0,5x2 − 0,6667x3]00,5 = 0,04167
Antwoord
A = 0,04167
7.Complexe getallen
Antwoord: θ = 164,1 °
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 = −7, b = 2 → II
Referentiehoek
α = atan(2/7) = 15,95°
Argument
θ = 180° − α = 164,1°
Antwoord
θ = 164,1°
In poolvorm is z = 7,28∠164,1°.
8.Complexe getallen
Antwoord: D (3∠40°)
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 = 40°, 160°, −80°
Het punt
D = 3∠40°
Antwoord
D (3∠40°)
9.Differentiaalvergelijkingen
Antwoord: k = 0,02001 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−11k = 333/415
Los op naar k
k = ln(415/333)/11 = 0,02001 min⁻¹
Antwoord
k = 0,02001 min⁻¹
10.Differentiaalvergelijkingen
Antwoord: y(2) = 3,667
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.
Integrerende factor
μ = e∫2/x dx = x2
Integreren
(x2y)′ = 5x2 → x2y = 5x3/3 + C
Beginvoorwaarde
3 = 5/3 + C → C = 1,333
Bereken
y(2) = (5·23/3 + 1,333)/22 = 3,667
Antwoord
y(2) = 3,667
11.Matrices & determinanten
Antwoord: c22 = 4
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
c22 = 1·(−4) + 4·2 = 4
Antwoord
c22 = 4
12.Matrices & determinanten
Antwoord: x = 1,083
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 = (−6)·3 − 6·3 = −36
De x-kolom vervangen
det Aₓ = 1·3 − 6·7 = −39
x = −39/(−36) = 1,083
Antwoord
x = 1,083
y = 1,25
13.Vectoren: inwendig en uitwendig product
Antwoord: W = 315 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 = (0, −5, 4) − (−5, 2, −1) = (5, −7, 5) m
Arbeid
W = F·d = 25·5 + (−20)·(−7) + 10·5 = 315 J
Antwoord
W = 315 J
14.Vectoren: inwendig en uitwendig product
Antwoord: n̂y = −0,5571
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.
Discrete stochasten: een kansverdeling geeft elke waarde x die een variabele kan aannemen met haar kans p(x); de kansen liggen tussen 0 en 1 en tellen op tot 1. De verwachtingswaarde (het gemiddelde) is E(X) = Σx·p(x), het gemiddelde op de lange termijn. De variantie is Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², en de standaardafwijking σ = √Var(X). Voor een lineaire transformatie Y = aX + b geldt: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) en σY = |a|·σX; een constante optellen verandert de spreiding niet.
Discrete stochasten: een kansverdeling geeft elke waarde x die een variabele kan aannemen met haar kans p(x); de kansen liggen tussen 0 en 1 en tellen op tot 1. De verwachtingswaarde (het gemiddelde) is E(X) = Σx·p(x), het gemiddelde op de lange termijn. De variantie is Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², en de standaardafwijking σ = √Var(X). Voor een lineaire transformatie Y = aX + b geldt: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) en σY = |a|·σX; een constante optellen verandert de spreiding niet.
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 = 2
Tabel standaardnormale verdeling
Φ(2) = 0,9772
P = 1 − 0,9772 = 0,02275
Antwoord
P = 0,02275
19.Normale verdeling
Antwoord: P = 0,5665
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 = (62,5 − 65)/10 = −0,25
z₂ = (83,5 − 65)/10 = 1,85
Oppervlakte ertussen
P = Φ(1,85) − Φ(−0,25) = 0,9678 − 0,4013 = 0,5665
Antwoord
P = 0,5665
20.Normale verdeling
Antwoord: P = 0,8849
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.