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→∞ (1 + 2/x)x. Geef een decimale waarde.
f(x) = (1 + 2/x)xx → ∞
L =
2.LimietenMoeilijk
Bereken de limiet L = limx→0 ln(1 + 3x)/sin(5x), met x in radialen.
f(x) = ln(1 + 3x)/sin(5x)x → 0
L =
3.AfgeleidenGemiddeld
Gegeven f(x) = ln(3x2 + 4). Bereken f′(−2).
f(x) = ln(3x2 + 4)x = −2
f′(−2) =
4.AfgeleidenMoeilijk
De raaklijn aan f(x) = 3x2 + 5x in x = 1 snijdt de y-as in y = b. Bereken b.
f(x) = 3x2 + 5xx = 1
b =
5.IntegralenGemiddeld
Bereken I = ∫₀π/2 x·cos x dx (x in radialen).
∫₀π/2 x·cos x dx
I =
6.IntegralenMoeilijk
Bereken I = ∫₀2,5 x²·eˣ dx.
∫₀2,5 x²eˣ dx
I =
7.Complexe getallenGemiddeld
Schrijf z = 12∠−40° in rechthoekige vorm a + jb en geef het reële deel a.
r = 12θ = −40°
a =
8.Complexe getallenMoeilijk
Precies één van de punten A–D is een wortel van z⁴ = 81∠60°. Klik erop.
w = 81∠60°n = 4
1A (1,5∠−75°)
2B (3∠−30°)
3C (3∠−75°)
4D (3∠60°)
9.DifferentiaalvergelijkingenGemiddeld
Een kop koffie van 86 °C wordt achtergelaten in een kamer van 21 °C. Na 5 min is de temperatuur 65 °C. Het volgt de afkoelingswet van Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Hoe lang na de start, t, duurt het om 78 °C te bereiken?
T0 = 86 °CTa = 21 °CT(5) = 65 °CT = 78 °C
t = min
10.DifferentiaalvergelijkingenMoeilijk
Los y″ + 2y′ + 5y = 0 op met y(0) = 1 en y′(0) = 0 (losgelaten uit rust). Bepaal y(0,5); hoeken in radialen.
y″ + 2y′ + 5y = 0y(0) = 1y′(0) = 0
y(0.5) =
11.Matrices & determinantenGemiddeld
Stel C = AB voor de getoonde matrices. Bereken het element c12 (rij 1, kolom 2).
A = [0 −5; 3 0]B = [5 4; 1 3]
c12 =
12.Matrices & determinantenMoeilijk
Los het stelsel 5x + 4y = 7 en −3x + y = −9 op. Bereken x.
5x + 4y = 7−3x + y = −9
x =
13.Vectoren: inwendig en uitwendig productGemiddeld
Bepaal de waarde van k waarvoor de vectoren a = (3, 0, 1) en b = (5, 1, k) loodrecht op elkaar staan.
a = (3, 0, 1)b = (5, 1, k)
k =
14.Vectoren: inwendig en uitwendig productMoeilijk
Een kracht F = (−20, 40, −60) N werkt in punt A(4, 1, 2). Coördinaten zijn in meter. Bepaal de grootte |M| van het moment van de kracht om punt O(2, 0, 2).
F = (−20, 40, −60) NA(4, 1, 2) mO(2, 0, 2) m
|M| = N·m
15.KansrekeningGemiddeld
Een zak bevat 8 rode en 3 blauwe knikkers. Je pakt er twee zonder de eerste terug te leggen. Wat is de kans P dat ze allebei rood zijn?
8 / 3
P =
16.KansrekeningMoeilijk
Een spel kost €3 inzet. Je wint €9 met kans 0,1 en €30 met kans 0,05; anders win je niets. De inzet krijg je niet terug. Bepaal de verwachte nettowinst E(G) per spel.
inzet = €3€9: p = 0,1€30: p = 0,05
E(G) = €
17.Beschrijvende statistiekGemiddeld
Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 29, 40, 43, 39, 40.
n = 5
s =
18.Beschrijvende statistiekMoeilijk
Tentamencijfers zijn normaal verdeeld met gemiddelde 500 en standaardafwijking 100. Bereken de z-score z van een score van 540.
μ = 500σ = 100x = 540
z =
19.Normale verdelingGemiddeld
De levensduren van batterijen zijn normaal verdeeld met gemiddelde 500 h en standaardafwijking 40 h. Welk deel ligt tussen 480 en 550 h? Geef P als decimaal getal.
μ = 500σ = 40x1 = 480x2 = 550
P =
20.Normale verdelingMoeilijk
De levensduren van batterijen zijn normaal verdeeld met gemiddelde 500 h en standaardafwijking 40 h. Sleep de grenswaarde zo dat de gearceerde onderste 15% links ervan ligt. Bepaal de grenswaarde x.
μ = 500 hσ = 40 h15%
x = h
3Oplossingen
1.Limieten
Antwoord: L = 7,389
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).
Neem de logaritme
ln L = limx→∞ x·ln(1 + 2/x)
Bereken
ln(1 + u)/u → 1 als u → 0, dus x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 1·2 = 2
Maak de logaritme ongedaan
L = e2 = 7,389
Antwoord
L = 7,389
2.Limieten
Antwoord: L = 0,6
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).
Regel van L'Hôpital
L = limx→0 [3/(1 + 3x)]/[5·cos 5x]
Vul x = 0 in
L = 3/5 = 0,6
Antwoord
L = 0,6
3.Afgeleiden
Antwoord: f′(−2) = −0,75
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) = 6x/(3x2 + 4)
Invullen
f′(−2) = −12/16 = −0,75
Antwoord
f′(−2) = −0,75
4.Afgeleiden
Antwoord: b = −3
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) = 8
f′(x) = 6x + 5 → f′(1) = 11
Raaklijn bij x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 8 − 11·1 = −3
Antwoord
b = −3
5.Integralen
Antwoord: I = 0,5708
Partiële integratie: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, afgeleid uit de productregel. Kies voor u de factor die eenvoudiger wordt als je hem differentieert (een macht van x, of ln x), en voor dv de factor die je kunt integreren (eˣ, sin x, cos x, of x als u = ln x). Bereken bij een bepaalde integraal u·v op beide grenzen: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Een factor x² vraagt om twee rondes.
Kies u en dv
u = x, du = dx; dv = cos x dx, v = sin x
Primitieve
∫x cos x dx = x sin x − ∫sin x dx = x sin x + cos x
Limieten
(π/2·sin π/2 + cos π/2) − (0 + 1) = 0,5708
Antwoord
I = 0,5708
6.Integralen
Antwoord: I = 37,59
Partiële integratie: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, afgeleid uit de productregel. Kies voor u de factor die eenvoudiger wordt als je hem differentieert (een macht van x, of ln x), en voor dv de factor die je kunt integreren (eˣ, sin x, cos x, of x als u = ln x). Bereken bij een bepaalde integraal u·v op beide grenzen: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Een factor x² vraagt om twee rondes.
Eerste ronde
∫x²eˣ dx = x²eˣ − ∫2x eˣ dx
Tweede ronde
∫2x eˣ dx = 2x eˣ − 2eˣ
∫x²eˣ dx = eˣ(x² − 2x + 2)
Limieten
12,18·(3,25) − 1·2 = 37,59
Antwoord
I = 37,59
7.Complexe getallen
Antwoord: a = 9,193
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.
Componenten
a = 12·cos(−40°) = 9,193
b = 12·sin(−40°) = −7,713
Rechthoekige vorm
z = 9,193 − j7,713
a = 9,193
Antwoord
a = 9,193
8.Complexe getallen
Antwoord: C (3∠−75°)
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 = 15°, 105°, −165°, −75°
Het punt
C = 3∠−75°
Antwoord
C (3∠−75°)
9.Differentiaalvergelijkingen
Antwoord: t = 1,683 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(65/44)/5 = 0,07804 min⁻¹
Tijd tot de doeltemperatuur
t = ln(65/57)/0,07804 = 1,683 min
Antwoord
t = 1,683 min
10.Differentiaalvergelijkingen
Antwoord: y(0.5) = 0,5829
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.
Complexe wortels
r = −1 ± 2j
Constanten
A = 1, B = 1·1/2 = 0,5
Bereken
y(0,5) = e−0,5(1·cos 1 + 0,5·sin 1) = 0,5829
Antwoord
y(0,5) = 0,5829
11.Matrices & determinanten
Antwoord: c12 = −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.
Rij maal kolom
c12 = 0·4 + (−5)·3 = −15
Antwoord
c12 = −15
12.Matrices & determinanten
Antwoord: x = 2,529
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 = 5·1 − 4·(−3) = 17
De x-kolom vervangen
det Aₓ = 7·1 − 4·(−9) = 43
x = 43/17 = 2,529
Antwoord
x = 2,529
y = −1,412
13.Vectoren: inwendig en uitwendig product
Antwoord: k = −15
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 = 3·5 + 0·1 + 1·k = 0
15 + 1·k = 0
Los op naar k
k = −15/1 = −15
Antwoord
k = −15
14.Vectoren: inwendig en uitwendig product
Antwoord: |M| = 167,3 N·m
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.
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 = 8/11 · 7/10 = 56/110 = 0,5091
Antwoord
P = 0,5091
16.Kansrekening
Antwoord: E(G) = −0,6 €
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.
Netto-uitkomsten
G: 6 (p = 0,1), 27 (p = 0,05), −3 (p = 0,85)
Verwachtingswaarde
E(G) = 6·0,1 + 27·0,05 − 3·0,85 = −0,6 €
Antwoord
E(G) = −0,6 €
Een negatieve waarde betekent dat je gemiddeld geld verliest.
17.Beschrijvende statistiek
Antwoord: s = 5,357
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 = (540 − 500)/100 = 0,4
Antwoord
z = 0,4
19.Normale verdeling
Antwoord: P = 0,5858
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 = (480 − 500)/40 = −0,5
z₂ = (550 − 500)/40 = 1,25
Oppervlakte ertussen
P = Φ(1,25) − Φ(−0,5) = 0,8944 − 0,3085 = 0,5858
Antwoord
P = 0,5858
20.Normale verdeling
Antwoord: x = 458 h
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.