bronnen

Eindexamen wiskunde B havo 2002, tijdvak 1 (wiskunde B1,2)

opgave 1Functies

In figuur 1 zijn de grafieken getekend van figuur 1
de functies
f (x) en g(x) x 1.
P g f O x
14p
Los op: f(x) g(x). Rond de getallen in je antwoord die niet geheel zijn af op twee decimalen.
De grafiek van f snijdt de y-as in het punt P.
Lijn m raakt de grafiek van f in P.
25p
Bereken met behulp van differentiëren de exacte waarde van de richtingscoëfficiënt van lijn m.
In één punt van de grafiek van f is de richtingscoëfficiënt van de raaklijn gelijk aan −1.
34p
Bereken de coördinaten van dit punt. Rond deze coördinaten af op één decimaal.
De verticale lijn x = a snijdt de grafiek van f in punt S en de grafiek van g in punt T; S ligt
boven T.
44p
Onderzoek voor welke waarde van a de lengte van ST gelijk is aan 2. Geef je antwoord in twee
decimalen nauwkeurig.
De grafiek van f wordt horizontaal verschoven. De beeldfiguur is de grafiek van een functie h. De
grafiek van h snijdt de grafiek van g in het punt met x-coördinaat 4.
54p
Stel een functievoorschrift op van de functie h. Licht je werkwijze toe.

opgave 2Sterkte van een balk

In een bouwconstructie worden houten balken door verticale krachten belast. De sterkte van zo'n
balk hangt dan af van zijn afmetingen en de gebruikte houtsoort.
We bekijken liggende balken met een rechthoekige doorsnede. Balken kunnen op twee manieren
worden neergelegd: met de lange rechthoekszijde horizontaal of verticaal. We noemen dit
horizontaal of verticaal geplaatste balken. Zie figuur 2. De richting van de krachten is aangegeven
met pijlen.
h b verticaal geplaatste balk
figuur 2
h b horizontaal geplaatste balk
Voor de sterkte S van een balk van een bepaalde houtsoort geldt de formule: S = 0,12 ⋅ b ⋅ h2.
Hierbij is b de basis in cm en h de hoogte van de dwarsdoorsnede in cm.
Een balk van deze houtsoort heeft een rechthoekige dwarsdoorsnede van 24 cm bij 6 cm.
Deze balk kan in verticale en in horizontale stand worden geplaatst.
63p
In welke stand is de sterkte het grootst? Licht je antwoord toe.
De oppervlakte van de rechthoekige dwarsdoorsnede van een balk van deze houtsoort is gelijk aan
60 cm2.
Voor de sterkte S geldt: S = 100.
75p
Bereken de afmetingen h en b van deze dwarsdoorsnede. Geef h en b in één decimaal nauwkeurig.
Uit een cilindervormige boom van dezelfde figuur 3
houtsoort wil men een balk zagen met basis b
en hoogte h.
Voor deze balk geldt nog steeds de formule
S = 0,12 ⋅ b ⋅ h2.
De cirkelvormige dwarsdoorsnede heeft een
diameter van 40 cm. Zie figuur 3.
hhhh 444000 bbb
In deze situatie kan voor de sterkte de volgende formule gevonden worden: S = 192 ⋅ b − 0,12 ⋅ b3.
84p
Toon aan dat deze formule juist is.
Men wil de balk zo uit de boom zagen dat de sterkte S maximaal is.
93p
Bereken de afmetingen van de dwarsdoorsnede van de balk in dat geval. Geef de waarden van b en
h in één decimaal nauwkeurig.

opgave 3Zespiramidenvaas

Op de foto is een zespiramidenvaas te zien. In figuur 4 is een model van deze vaas getekend. Het model bestaat uit zes identieke regelmatige, driezijdige piramiden. De zes grondvlakken van deze piramiden (bovenaan in figuur 4) liggen in één vlak en vormen samen een regelmatige zeshoek ABCDEF . De…

Op de foto is een zespiramidenvaas te zien. In figuur 4 is een model van deze vaas getekend. Het model bestaat uit zes identieke regelmatige, driezijdige piramiden. De zes grondvlakken van deze piramiden (bovenaan in figuur 4) liggen in één vlak en vormen samen een regelmatige zeshoek ABCDEF . De diagonalen AD , BE en CF snijden elkaar in het punt X . De achttien opstaande ribben zijn even lang. De vaas steunt met de toppen P , Q , R , S , T en U op de grond. foto figuur 4 In de linker figuur op de bijlage bij vraag 10 is een begin getekend van een bovenaanzicht van de vaas; in de rechter figuur is een begin getekend van een zijaanzicht, waarbij de kijkrichting evenwijdig is met BD . Beide aanzichten zijn op schaal getekend.

→ Voltooi de beide aanzichten. Zet alle letters erbij. In figuur 5 is één van de zes regelmatige figuur 5 piramiden getekend. M is het midden van de ribbe CD . Z is het zwaartepunt van driehoek XCD . Er geldt dan: de lengte van MZ is ⅓ deel van de lengte van MX . Z ligt recht boven R . De hoogte RZ…

→ Voltooi de beide aanzichten. Zet alle letters erbij. In figuur 5 is één van de zes regelmatige figuur 5 piramiden getekend. M is het midden van de ribbe CD . Z is het zwaartepunt van driehoek XCD . Er geldt dan: de lengte van MZ is ⅓ deel van de lengte van MX . Z ligt recht boven R . De hoogte RZ van de vaas is 28 cm en de zijden van de regelmatige zeshoek ABCDEF zijn 12 cm.

→ Bereken ∠ XMR . Rond je antwoord af op hele graden.
In de vaas wordt zo veel water gedaan dat in alle zes piramiden de waterspiegels op halve hoogte staan. De totale oppervlakte van de waterspiegels is dan ongeveer 93,5 cm 2 .
→ Toon dat aan. Er wordt 3 liter water in de lege vaas gegoten (1 liter = 1 dm 3 ).
→ Bereken voor hoeveel procent de vaas gevuld is. Geef je antwoord in gehele procenten nauwkeurig.

opgave 4Derdegraadsfunctie

144p
Met domein [−6, 1] is gegeven de functie figuur 6
f (x) = (x + 4)3.
In figuur 6 is de grafiek van f getekend.
Geef het bereik van de afgeleide
functie f ′ op het gegeven domein. Licht je
antwoord toe.
f O x
In figuur 7 is de grafiek van f getekend op het figuur 7
interval [−4, 0].
Op dit deel van de grafiek ligt een punt A.
Door vanuit A loodlijnen neer te laten op de
x-as en de y-as ontstaat een rechthoek COBA.
Als punt A over de grafiek van f beweegt, zal
de oppervlakte van de bijbehorende rechthoek
veranderen.
De oppervlakte S van de rechthoek is
afhankelijk van de x-coördinaat a van punt A.
Er geldt: S(a) a(a 4) .
De functie S heeft een maximum op het
domein [−4, 0]. Iemand beweert dat dit
y f A B C O x
maximum optreedt bij a = −1. In dat geval zou S ′(−1) gelijk moeten zijn aan 0.
154p
Toon met behulp van differentiëren aan dat S ′(−1) = 0.
De gegeven functie f is een exemplaar uit de
figuur 8
verzameling functies g ( x ) = ( px + 4)3 .
Voor p = 1 ontstaat de gegeven functie f .
In figuur 8 is voor een aantal waarden van p
de bijbehorende grafiek getekend.
Voor elke waarde van p snijdt deze grafiek de
y -as in het punt C (0, 64).
De helling van de grafiek van g in het punt C
C O x
is afhankelijk van de waarde van p.
165p
Bereken exact voor welke waarde van p deze helling gelijk aan 10 is.
Let op: de laatste vragen van dit examen staan op de volgende pagina.

opgave 5Bevolkingsdichtheid

Wijken in een stad die dicht bij het centrum figuur 9
liggen zijn dichter bevolkt dan wijken verder
van het centrum af.
In 1950 begon men een onderzoek naar het
verband tussen de bevolkingsdichtheid in een
stad en de afstand tot het stadscentrum.
De bevolkingsdichtheid D in een punt P is het
aantal inwoners in een cirkelvormig gebied
rond P met een oppervlakte van 1 km2.
In figuur 9 zie je een grafiek die voor een
bepaalde stad het verband tussen de afstand x
tot het stadscentrum (in km) en de
bevolkingsdichtheid D weergeeft.
Uit deze grafiek kun je aflezen dat op een
D 25.000 10.000 0 x 0 4
afstand van 4 kilometer van het stadscentrum
de bevolkingsdichtheid gelijk is aan 10 000 inwoners per km2.
Bij de grafiek van figuur 9 hoort de exponentiële formule D = a ⋅ e−bx.
Hierin zijn a en b constanten.
174p
Bereken met behulp van figuur 9 de waarden van a en b. Rond in je antwoord gevonden waarden
die niet geheel zijn af op twee decimalen.
Voor een tweede stad heeft men het volgende lineaire verband tussen ln(D) en x gevonden:
ln(D) 10 0,2x
185p
Toon algebraïsch aan dat bij benadering geldt: D = 22000 ⋅ e−0,2x.
Later heeft men ontdekt dat de aan het begin gegeven formule D = a ⋅ e−bx dikwijls niet voldoet,
omdat vanuit het centrum gezien de dichtheid eerst toeneemt en vervolgens weer afneemt.
195p
Voor de tweede stad leverde dit een nieuwe figuur 10
formule op: D = 22000⋅ e0,2x−0,075x2.
De grafiek van D is in figuur 10 getekend.
Bereken met behulp van differentiëren op
welke afstand van het centrum de
bevolkingsdichtheid maximaal is.
D 20.000 10.000 0 x 0 2 4 6 8
√(Einde)
Lees verder