4.11  Extra opgaven
1
a

f ' ( x ) = 0,75 x 4 3 x 2 ;
Bij x = 1 : rc = f ' ( 1 ) = 2,25 ;
Bij x = 2 : rc = f ' ( 2 ) = 0 .

b

Bij x = 1 : punt ( 1 ; 0,85 ) invullen in y = 2,25 x + b b = 1,40
dus raaklijn y = 2,25 x + 1,40 ;
Bij x = 2 : punt ( 2 ; 3,2 ) en rc = 0 , dus raaklijn y = 3,2 .

c

f ' ( x ) = 0,75 x 4 3 x 2 = 0 0,75 x 2 ( x 2 4 ) = 0 x = 0 of x = 2 of x = 2 ;
Punten: ( 0,0 ) , ( 2 ; 3,2 ) en ( 2 ; 3,2 ) .

d

De exponenten 5 en 3 zijn oneven; de uitkomsten van x 5 en x 3 zijn tegengesteld voor tegengestelde waarden van x . Dus is y = 0,15 x 5 x 3 tegengesteld voor tegengestelde waarden van x .
In formuletaal: f ( a ) = 0,15 ( a ) 5 ( a ) 3 = 0,15 a 5 + a 3 = ( 0,15 a 5 a 3 ) = f ( a ) , dus is de grafiek van f puntsymmetrisch in ( 0,0 ) .

2
a

x ( x 2 ) 2 = 0 x = 0 of x = 2

b

f ( x ) = x ( x 2 ) 2 = x ( x 2 4 x + 4 ) = x 3 4 x 2 + 4 x , dus f ' ( x ) = 3 x 2 8 x + 4 = 0 x = 2 3 of x = 2 (abc-formule)

c

g ( x ) = 1 3 x + 1 2 x 2 + 5 = 0 D = ( 1 3 ) 2 4 1 2 5 = 9 8 9 < 0 , dus voor geen enkele waarde van x .

d

g ( x ) = 1 3 x + 1 2 x 2 + 5 , dus g ' ( x ) = 1 3 + x = 0 x = 1 3 .

3
a

Het kleinst op [ 1 ; 1,01 ] , het grootst op [ 0,99 ; 1 ] , want er is sprake van afnemende stijging.

b

Het best is de gemiddelde helling op [ 0,99 ; 1,01 ] ; de ene is te groot, de andere is te klein en deze middelt dit een beetje uit.

4
a

f ( x ) = 1 4 x 4 + 1 3 x 3 + 1 2 x 2 + x + c , maar omdat de grafiek door ( 0,3 ) gaat, geldt c = 3 ;
Dus f ( x ) = 1 4 x 4 + 1 3 x 3 + 1 2 x 2 + x + 3 .

b

Haakjes uitwerken: ( x 2 + 1 ) ( x + 1 ) = x 3 + x 2 + x + 1 .

c

Dan moet gelden f ' ( x ) < 0 ;
Eerst f ( x ) = 0 x 2 + 1 = 0 of x + 1 = 0 x = 1 .
Dan een grafiek tekenen van f ( x ) = ( x 2 + 1 ) ( x + 1 ) , bijv. met de GR. Dan zien we dat f dalend is op , 1 .

5
a

s ( 45 ) = 45 2 + 90 45 1125 = 900  meter.

b

Gemiddelde snelheid = Δ s Δ t = 15 2 15 = 15  m/s.

c

Gemiddelde snelheid = Δ s Δ t = 900 45 = 20  m/s.

d

v = s ' = 2 t

voor 0 t 15 ,

v = s ' = 30

voor 15 t 30 ,

v = s ' = 2 t + 90

voor 30 t 45 .

Op eerste stuk s ' = 20 : 2 t = 20 t = 10 ;
Op tweede stuk is de snelheid nooit 20  m/s;
Op derde stuk s ' = 20 : 2 t + 90 = 20 t = 35 .

e

a = v ' = 2

voor 0 t 15 ,

a = v ' = 0

voor 15 t 30 ,

a = v ' = 2

voor 30 t 45 .

f
6
a

f ( x ) = x 3 + 2 x 2 + x = 0 x ( x + 1 ) 2 = 0 x = 0 of x = 1 .

b

f ' ( x ) = 3 x 2 + 4 x + 1 f ' ( 0 ) = 1 tan ( α ) = 1 α = 45 °

c

f ' ( x ) = 3 x 2 + 4 x + 1 = 0 ( 3 x + 1 ) ( x + 1 ) = 0 x = 1 3 of x = 1 (of met de abc-formule).

d

f ( 1 ) = 4 en r c = f ' ( 1 ) = 8 , dus ( 1,4 ) invullen in y = 8 x + b 4 = 8 1 + b b = 4 ;
raaklijn: y = 8 x 4

e

f ' ' ( x ) = 6 x + 4 = 0 x = 2 3 ;
f ( 2 3 ) = 2 27 en f ' ( 2 3 ) = 1 3 y = 1 3 x + b buigpunt ( 2 3 , 2 27 ) invullen b = 8 27 ;
buigraaklijn: y = 1 3 x 8 27

7
a

y ' = 2 x 2 ; y ' = 1 2 x 2 = 1 4 x = 1 2 of x = 1 2
Punten: ( 1 2 , 1 12 ) en ( 1 2 , 1 12 ) .

b

y ' = 2 x 2 = 1 x = 1 of x = 1 ;
x = 1 geeft de gegeven raaklijn; x = 1 geeft raakpunt ( 1, 2 3 ) ,
invullen in y = 2 x + b 2 3 = 2 1 + b b = 1 1 3
Raaklijn: y = 2 x + 1 1 3 .

c

Gebruik op de TI84 de optie Draw-Tangent. Klopt.

8

2,016 1,982 0,02 = 1,7

9
a

Punt ( 2,1 ) invullen in y = 1 2 x + b geeft b = 0 ;
Raaklijn: y = 1 2 x .

b

g ( 2 ) = 3 f ( 2 ) + 2 = 3 1 + 2 = 5 ;
g ' ( 2 ) = 3 f ' ( 2 ) = 3 1 2 = 1 1 2 ;
Punt ( 2,5 ) invullen in y = 1 1 2 x + b geeft b = 2 ;
Raaklijn: y = 1 1 2 x + 2 .

10
a

Eerst f ( x ) = 0 : x 3 + 3 x 2 = 0 x 2 ( x + 3 ) = 0 x = 0 of x = 3 ;
Kijk naar de grafiek, antwoord: x 3 .

b

f ' ( x ) = 3 x 2 + 6 x ;
Dalend als 3 x 2 + 6 x < 0 eerst 3 x 2 + 6 x = 0 3 x ( x + 2 ) = 0
x = 0 of x = 2 dus dalend op interval [ 2,0 ] .

c

f ( 1 ) = 4 en f ' ( 1 ) = 9 ;
Punt ( 1,4 ) invullen in y = 9 x + b b = 5 ;
Raaklijn: y = 9 x 5 .

d

f ( 0 ) = 0 en f ( 2 ) = 4 ; toppen ( 0,0 ) en ( 2,4 ) ;
De horizontale lijn moet tussen de toppen liggen: 0 < p < 4 .

11
a

In het begin (op tijdstip 0 ).

b

Δ h Δ t = 80 35 8 2 = 7 1 2

c

Teken de raaklijn en lees af: rc raaklijn 11 .

d
figuur opgave 11
12
a

y = 3 x 2 15 x + 1 1 3 y = x 2 5 x + 1 3 1 3 y = ( x 2 1 2 ) 2 6 1 4 + 1 3 1 3 y = ( x 2 1 2 ) 2 5 11 12 y = 3 ( x 2 1 2 ) 2 17 3 4

b

Top ( 2 1 2 , 17 3 4 ) , dus de minimale waarde is 17 3 4 .

c

f ' ( x ) = 6 x 15 ;
f ' ( x ) = 0 6 x 15 = 0 x = 2 1 2 ; f ( 2 1 2 ) = 17 3 4

13

Drie kenmerkende punten zijn in de figuur met rood aangegeven:
Een nulpunt bij x = 1 ; twee toppen onder de x -as bij x = 2 en x = 3 .

14
a

De grafiek loopt duidelijk minder steil omstreeks t = 2 . Toen reed de auto dus langzamer (en maakte toen waarschijnlijk een bocht).

b

Snelheid = A ' = 3 t 2 12 t + 16 .

c

60  km/uur = 10  hm/min. A ' = 10 3 t 2 12 t + 6 = 0 t 2 4 t + 2 = 0
abc-formule: t = 2 + 2 3,41 of t = 2 2 0,59 .

15
a

f ( x ) = 0 en p = x 2 p 2 7 p + 12 = 0 ( p 3 ) ( p 4 ) = 0 p = 3 of p = 4 x 2 = 3 of x 2 = 4 x = 2 of x = 2 of x = 3 of x = 3 .

b

f ' ( x ) = 4 x 3 14 x ; f ' ( x ) = 0 4 x 3 14 x = 0 4 x ( x 2 3 1 2 ) = 0 x = 0 of x = 3 1 2 of x = 3 1 2 ;
(met de grafiek op de GR:) minimum f ( 3 1 2 ) = f ( 3 1 2 ) = 1 4 .

c

f ( 0 ) = 12 ; dus toppen op hoogte 1 4 en 12 ;
Een top moet op de x -as komen p = 1 4 of p = 12 .

d

Hoogte rechthoek is a 4 7 a 2 + 12 en de breedte 2 a , dus de oppervlakte is 2 a ( a 4 7 a + 12 ) = 2 a 5 14 a 3 + 24 a .

e

opp ' = 10 a 4 42 a 2 + 24 ;
opp ' = 0 10 a 4 42 a 2 + 24 = 0 Calc-Zero met de GR geeft a = 0,826 .

16
a

Lijn P Q : y = 3 x 2 ;
Punt S : 3 x 2 = 2 x = 4 3 ;
Punt T : x 2 = 2 x = 2 ;
S T = 2 1 1 3 0,08 .

b

Q = ( a , a 2 ) r c = Δ y Δ x = 4 a 2 2 a = ( 2 + a ) ( 2 a ) 2 a = 2 + a

c

2 + a = y P y S x P x S = 2 2 x S ( 2 + a ) ( 2 x S ) = 2 2 x S = 2 2 + a x S = 2 2 2 + a

d

2 ( 2 2 2 + a ) < 0,01 2 2 + a < 0,595786... 2 + a 2 > 1 0,595786... = 1,678... 2 + a > 3,3569... a > 1,36 , maar ook kleiner dan x T = 2 ,
dus antwoord: 1,36 < a < 1,41 .

17
a

O ( h ) = h 2

b

I ( h ) = 1 3 h 3

c

I ( 4 ) = 21 1 3 (dm³)