Hoofdstuk 4:
Integreren
V-1. a. 3 3 1 ( ) f x x x c. 1 2 2 2 ( ) 5 5 h x x x x b. 4 4 1 5 5 4 1 ( ) 5 g x x x x d. 12 1 2 1 1 1 3 1 3 1 1 ( ) 3 k x x x x x V-2. a. f x( ) 3x4 5x2 2x 3x3 5x 2 x b. 4 3 2 4 3 2 1 1 1 2 2 3 3 3 3 8 5 8 5 ( ) 4 2 2 2 2 2 x x x x x x g x x x x x x x c. 3 2 2 2 1 1 2 2 3(2 3) 3(2 3)(2 3) ( ) 1 (2 3) 6 18 13 4 6 2(2 3) x x x h x x x x x x d. 2 2 1 2 2 2 2( 5) 2 20 50 ( ) x x x 2 20 50 k x x x x x V-3. a. f x( ) (2 x5)(2x 1) 4x28x5 f x'( ) 8 x8 2 2 ( ) (2 2) 4 8 4 g x x x x g x'( ) 8 x8 b. ( ) 1 (2 ) 2 1 (2 ) 2 1 2 1 ( ) 2 2 2 2 2 x x x h x k x x x x x x c. h x'( )k x'( ) V-4. a. f x'( ) 18 3 x2 0 2 6 6 6 ( 6, 12 6) x x x b. 1 3 2 1 4 2 (18 ) 9 2 OQP Opp p p p p p c. Opp' 18 p2p3 0 2 2 (9 ) 0 0 3 3 p p p p p De oppervlakte is maximaal 40,5 als p3. V-5. a. f x'( ) 3 4(2 x5) 2 24(23 x5)3 b. 1 1 12 2 2 ( ) 3 4 (3 4 ) g x x x 1 1 12 2 2 1 '( ) (3 4 ) 4 3 4 g x x x c. ( ) 3 3(5 1) 1 5 1 h x x x 2 2 2 15 '( ) 3 1 (5 1) 5 15(5 1) (5 1) h x x x x
d. 1 2 3 4 ( ) 1 (5 6) 3 5 6 k x x x 2 1 2 1 1 1 3 2 1 10 '( ) 1 (5 6) 5 3(5 6) k x x x
V-6. a. f x'( ) 3(2 x1) 2 6(22 x1)2 en g x'( ) 24 x2 24x6 b. f x'( ) 6(2 x1)2 6(4x24x 1) 24x224x6 c. f x( ) (2 x1)3 (2x1)(4x24x 1) 8x312x26x 1 g x( ) 1 V-7. a. A(0, 1) 1 1 3x 1 2x6 2x 1 12x6 5 6 5 6 (6, 3) x x B 1 2 2 5 2 (2, 5) x x C 2 2 6 2 40 AB , BC ( 4) 222 20 en AC 2242 20 Omdat AC2BC2 AB2 is ACB90 en is 1 2 20 20 10 ABC OppV b. 1 1 2x 2 12x3 112x 3 3x8 12x 2 3x8 1 2 1 ( 1, 1 ) x P 1 2 1 3 1 3 1 11 7 (7 , 14) x x Q 1 2 2 10 4 (4, 4) x x R 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 2 2 3 2 2 2 3 2 2 3 6 8 12 8 12 5 2 3 2 3 10 20 PQR OppV V-8. a. A(4, 8) en B(4, 2) 1 1 2 4 8 2 4 2 12 OAB Opp b. 1 1 1 3 2 2 2 2 2 4 27 Opp p p p p p 2 36 6 6 p p p x y 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -1 x=4 A B
1. a. 1 3 8 8 2 (1) 2 (3) 2 3 2 4 15 Opp f f b. 1 1 1 1 3 2 2 2 2 4 1 ( ) 1 (1 ) 1 (2 ) 1 (3 ) 14 Opp f f f f
c. Het antwoord van opdracht b is nauwkeuriger.
d. Als je de rechthoekjes nog smaller maakt krijg je een betere benadering. 2. a. Opp 2 (2) 2 (4) 52f f b. 1 1 1 3 1 3 1 1 3 1 3 1 2 (1 )4 2 (1 ) ...4 2 (4 ) sum(seq(4 2 , , 1 , 4 , )) 504 4 2 4 Opp f f f y x 3. 1 1 1 1 1 2 2 2 2 4 1 (1 ) 1 (2 ) 1 (3 ) 1 (4 ) 6 Opp f f f f 4.
a. De intervallen zijn dan 1 breed. Het midden van het eerste interval is 1 2
1 .
b. Elk interval is dan 0,4 breed. Het midden van het eerste deelinterval is 1,2 c. Het midden van het laatste deelinterval is 4,8
d. Neem voor de breedte van elk deelinterval 0,2:
0,2 (1,1) 0,2 (1,3) ... 0,2 (4,9) 0,2 ( (1,1) (1,3) ... (4,9))
Opp f f f f f f
e. Opp sum seq ( (0,2y1, , 1.1, 4.9, 0.2)) 30,68x
5.
a. Opp sum seq ( (0,2y1, , 1.1, 5.9, 0.2)) 28,35x
b. De grafiek daalt onder de x-as. Dus voor bepaalde waarden van x is de functiewaarde negatief.
6. De deelintervallen zijn 0,4 breed
1 0,4 ( 1,8) 0,4 ( 1,4) ... 0,4 (5,8) sum(seq(0.4 , , 1.8, 5.8, 0.4)) 130,56 Opp f f f y x 7. a. Opp2,5 (3,25) 2,5 (5,75) 4,0625f f b. Opp0,05 (2,025) 0,05 (2,075) ... 0,05 (6,975)f f f sum seq( (0.05y1, , 2.025, 6.975, 0.05)) 6,665625x 8.
a. 10 intervallen: Opp sum seq ( (0.3 , , 0.15, 2.85, 0.3)) 8,9775y1 x
20 intervallen: Opp sum seq ( (0.15 , , 0.075, 2.925, 0.15)) 8,994375y1 x
100 intervallen: Opp sum seq ( (0.03 , , 0.015, 2.985, 0.03)) 8,999775y1 x
b. De oppervlakte zal steeds dichter bij 9 komen. c. Dezelfde berekeningen, alleen nu met y1 x
10 intervallen: Opp3,473 20 intervallen: Opp3,467
9.
a. F p h( ) is de oppervlakte van het gebied dat begrensd wordt door de grafiek van f en de lijnen x0 en x p h; het blauw en rood gekleurde gebied. F p( ) is het gebied onder de grafiek en links van de lijn xp; het blauw gekleurde vlak. Het verschil van deze twee is dus precies het rood gekleurde vlakdeel.
b. De boven(som) wordt bepaald door een rechthoek met hoogte f p h( ) en de onder(som) door een rechthoek met hoogte f p( ). De breedte van de rechthoek is h. c. Als h naar 0 nadert krijg je: f p( )F p'( )f p( )
10. a. 1 2 1 2 6 2 '( ) 3 ( ) F p p p f p b./c. 6 6 3 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 0 0 ( x dx) ( x dx) ( x dx F) (6)F(3)
c. 6 6 2 3 1 1 1 1 2 6 3 2 2 3 ( x dx) x 6 4 1
11.a. Als p0 dan is er nog geen gebied.
b. 1 3 2 3 ( ) 2 10 F x x x x c./d. 5 5 2 1 3 2 1 3 1 3 1 (x 4x10)dx x 2x 10x 33
12. a. F x( ) 3 x3 c. H x( ) 5 x b. G x( )x4 d. K x( ) 3 x5 13. a. 3 3 2 1 3 3 0 0 ( )x dx x 9
b. 2 2 121 3 3 ( ) G x x x x 1 2 2 1 3 2 '( ) 1 G x x x c. 3 3 2 3 0 0 ( x dx) x x 2 3
d. 2 3 3,464101... 14. 6x x 2 0 6 6 2 2 1 3 3 0 0 (6 ) 0 0 6 (6 ) 3 36 x x x x x x dx x x
15. a. 1 7 7 8 '( ) 8 ( ) F x x x f x b. 1 10 10 ( ) G x x16. a. 3 3 1 ( ) f x x x b. f x'( ) 3x4 c./d. 1 2 2 2 1 ( ) 2 F x x x
17. p1 wordt dan 0 en delen door 0 is flauwekul! 18. a. 3 5 4 5 ( ) F x x x b. g x( ) 2 x23x4 2 3 3 2 3 3 3 3 1 ( ) G x x x x x c. h x( )x23x x213 3 331 3 3 3 10 10 ( ) H x x x x d. 5 1 2 1 2 3 4 2 3 2 4 ( ) 4 x x k x x x x x 1 3 1 1 1 2 1 3 12 2 2 12 2 1 1 ( ) 2 2 K x x x x x x x 19. a. F x1'( ) 3 x26x 3 f x( ) 2 2 2 2'( ) 3( 1) 1 3( 2 1) 3 6 3 ( ) F x x x x x x f x b. F x2( ) ( x1)3 x33x23x 1 F x1( ) 1 c. 3 3 3 2 1 1 ( ) 3 3 63 7 56 f x dx x x x
en 3 3 3 1 1 ( ) ( 1) 64 8 56 f x dx x
d. De constante verdwijnt door de aftrekking. 20. a 1 2 2 2 6 '( ) 3(2 3) 2 (2 3) 4 12 9 g x x x x x en h x'( ) 4 x212x9 b. 1 3 2 4 3 2 1 4 3 2 1 6 3 2 3 2 ( ) (8 36 54 27) 6 9 4 6 9 4 8 g x x x x x x x x x x 1 2 ( ) 8 h x c. 4 3 2 3 ( ) 6 9 F x x x x c 21. a. 2 5 4 1 2 5 2 ( ) 3 F x x x x x c b. 1 3 1 2 9 2 ( ) G x x x c c. 1 6 1 2 6 2 ( ) 2 H x x x x c 22.
a. Bij het differentiëren van G(x) met de kettingregel wordt de exponent één lager en dus lijkt hij al heel erg op g(x).
b. 1 121 1 121 2 2 '( ) 2 (3 4) 3 7 c (3 4) G x c x x c. 1 2 7 c 1 2 15 c d. 2 212 15 ( ) (3 4) G x x
23. a. 1 5 2 ( ) ( 7) F x a x b. g( ) 4(x x2)3 4 4 1 1 1 1 2 2 2 2 1 2 2 5 5 2 1 5 2 '( ) 5( 7) 2 ( 7) 2 1 ( ) ( 7) F x a x a x a a F x x 2 3 3 2 2 ( ) ( 2) '( ) 2( 2) 2 ( 2) 2 4 2 2 ( ) 2( 2) ( 2) G x a x G x a x a x a a G x x x c. h x( ) 2(1 6 ) x 3 d. 1 2 ( ) 3 5 (3 5) k x x x 2 3 3 1 6 2 1 6 2 ( ) (1 6 ) '( ) 2 (1 6 ) 6 12 (1 6 ) 12 2 1 ( ) (1 6 ) 6(1 6 ) H x a x H x a x a x a a H x x x 1 2 1 1 2 2 1 2 1 1 1 2 2 1 2 2 9 1 2 9 ( ) (3 5) '( ) 1 (3 5) 3 4 (3 5) 4 1 ( ) (3 5) K x a x K x a x a x a a K x x 24.
a. K x'( ) c 3(x23) 22 x 6 (cx x23)2, nee die x kan niet gecompenseerd worden.
b. f x( ) 4( x23)2 4(x4 6x29) 4 x424x236 4 5 3
5
( ) 8 36
F x x x x c
c. Ja, zie a: 6c4 en dus 2 3 c d. 2 2 3 3 ( ) ( 3) G x x c 25. a. 1 2 2 1 3 2 2 ( ) (6 ) 3 F x x x x x en 1 2 1 2 2 '( ) 6 1 1 (4 ) ( ) F x x x x x f x b. F(2) 8 , 1 2 (3) 13 F , F(4) 16 en 1 2 (5) 12 F
c. Omdat voor x 4 is f x( ) 0 en de oppervlakte onder de x-as wordt er dan vanaf getrokken.
d. De oppervlakte van het vlakdeel boven de x-as is dan even groot als de oppervlakte van het vlakdeel onder de x-as.
26. a. 5 5 2 1 1 (4x9)dx 2x 9x 12
b. 4 4 2 1 3 1 2 1 3 2 1 2 1 (x 3x2)dx x 1 x 2x 4
c. 12 9 9 2 2 2 5 5 4 4 84 x x dx x
d. 4 4 3 1 4 8 2 2 (5 2 )x dx (5 2 )x 810
e. 3 3 3 3 2 6 3 8 5 5 15 3 1 1 1 6 5x dx x dx x
f. 21 12 4 4 4 1 2 1 3 3 0 0 0 2 9 2 x dx 2(9 2 ) x dx (9 2 ) x 17
27. a. 3 3 2 3 1 1 3x dx x 26
, 6 6 2 3 3 3 3x dx x 189
en 6 6 2 3 1 1 3x dx x 215
b. 3 6 6 2 2 2 1 3 1 3x dx 3x dx 3x dx
c. 4 4 3 4 2 2 8x dx 2x 480
en 4 4 3 1 4 4 2 2 60 x dx x
4 3 4 3 2 2 8x dx 8 x dx
28. 3 3 3 2 2 1 1 1 (3x 2 )x dx 3x dx 2x dx
29. a. 1 3 3 3 2 2 2 1 3 2 3 2 3 2 1 2 (x 2)dx (x 2)dx (x 2)dx x 2x 1
b. 11 11 4 4 1 2 2 2 1 1 4 1 4 4 4 (2 )dx (2 )dx (2 )dx 2x 4x 9 x x x
c. 5 5 5 5 2 2 2 2 2 1 1 (x )dx (x )dx 2x dx x 21 x x
30. a. v A t , dus A v t b. gemiddelde snelheid: (0) (6) 4 10 2 2 7 v v m/sc. De afgelegde afstand is dan 7 6 42 m 1 2 6 4 6 6 42 Opp d. -e. 6 6 2 3 1 1 3 9 0 0 24 A
t dt t m 31. a. 3 3 2 0 0 (2x1)dx x x 12
b. Waarschijnlijk denk hij dat
2 3 3 2 0 0 ( ) ( ) f x dx f x dx
c. 3 3 3 2 2 4 3 2 3 0 0 0 (2x1) dx (4x 4x1)dx x 2x x 57
: hij heeft geen gelijk.d. 12 12 3 3 3 1 1 1 1 3 0 3 3 0 0 2x1dx (2x1) dx (2x1) 2 7
32. a. 2 1 3 2 6x2x x 3 2 2 1 1 1 2 2 6 2 ( 4 12) 2 ( 6)( 2) 0 0 6 2 x x x x x x x x x x x x b. 2 2 2 2 2 3 2 3 0 3 0 (6x2 )x dx3x x 6
c. 2 2 3 4 1 1 2 8 0 0 2 x dx x
d. 2 2 3 3 6 2 4 Opp e. 2 2 2 0 0 0 ( ) ( ) ( ( ) g(x)) Opp
f x dx
g x dx
f x dx 33. a. 2 2 2 3 2 3 2 1 4 2 3 2 2 4 3 0 3 0 0 (x 8x 15x3 )x dx (x 8x 12 )x dx x 2 x 6x 6
De totale oppervlakte is 1 3 49 b. 6 6 6 3 2 3 2 1 4 2 3 2 4 3 0 0 0 (3 x ( x 8x 15 ))x dx ( x 8x 12 )x dx x 2 x 6x 36
De grafiek van g x( )f x( ) ligt voor 0 x 2 onder de x-as en voor 2 x 6 boven de x-as. De uitkomst is de oppervlakte van het rechter gebied min de oppervlakte van het linker gebied.
34. 7 2 x 3 x1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 1 1 1 2 3 3 1 1 7 2 9 6 1 ( 1) 6 1 3 3 36( 1) 9 18 9 9 18 27 9( 2 3) 9( 3)( 1) 0 3 1 ( 7 2 (3 1)) (7 2 ) 3 ( 1) 2 x x x x x x x x x x x x x x x x Opp x x dx x x x
35. x36x x34x212x \ 3 2 2 0 3 3 3 2 3 2 3 1 0 0 3 3 2 3 2 1 0 0 3 4 3 2 4 3 2 1 1 1 1 1 2 3 1 2 3 0 6 2 4 6 2 ( 2 3) 2 ( 3)(x 1) 0 0 3 1 (( 6 ) ( 4 12 )) (( 4 12 ) ( 6 )) (2 4 6 ) ( 2 4 6 ) 1 3 1 3 1 x x x x x x x x x x x Opp x x x x x dx x x x x x dx x x x dx x x x dx x x x x x x
1 2 2 3 22 23 36. a./b. 1 2 1 1 1,57 1dx x
37. a. 4 3 2 1 2 3 21,15 x x dx
c. 9 1 15 15,32 2 dx x x
b. 3 2 2 3 log(x 1)dx 9,83
5 5 (2x 2 )x dx 0
38. a. Voer in: 1 2 2 x y en y2 21x22 intersect: (-1, 1) en (2, 8) b./c. 2 1 ( 21x 22 2 2 )x dx 6,12
39. 1 2 1 2 0,253 0,253(cos( ) 2sin(2 )) (2sin(2 ) cos( ))
Opp x x dx x x dx
1 2 2,889 (cos( ) 2sin(2 ))x x dx 5,38
40. a. 5 5 2 0 0 9,8t dt 4,9t 122,5
meter.b. Haar snelheid op tijdstip t 5 is v(5) 49 m/s. In 6 seconden is de snelheid afgenomen tot 4 m/s. De snelheid neemt dus per seconde af met 49 4
6 7,5m/s.
c. v t( ) 7,5t b
Deze gaat door (5, 49): 49 7,5 5 b 37,5b
b86,5 ( ) 7,5 86,5 v t t d. 11 11 2 5 5 ( 7,5 t86,5)dt 3,75t 86,5t 159
meter.e. In totaal legt ze af: 122,5 159 70 4 561,5 meter. 41. a. f x'( ) 2x c. f p'( ) 2p '(1) 2 (1) 3 3 2 1 2 5 : 2 5 f en f b b b k y x 2 2 2 2 4 2 2 4 2 4 p p p b p b b p y p x p b. 1 1 1 2 2 1 3 2 1 3 0 3 0 0 ( 2 5 (4 )) ( 2 1) G Opp
x x dx
x x dx x x x c. 2 2 2 2 0 0 ( 2 4 (4 )) ( 2 ) p p Opp
p x p x dx
x px p dx 1 3 2 2 1 3 3 0 3 p x px p x p 42. a. 1 2 2 2 18 x x 6x18 2 1 1 2 2 1 6 1 ( 4) 0 0 4 (0, 18) (4, 10) x x x x x x en b./c. 4 4 4 2 2 2 3 2 1 1 1 2 2 2 0 0 0 (18 x (x 6x18))dx ( 1 x 6 )x dx x 3x 16
43. a. x x2( 1)2 x x2( 2 2x 1) x42x3x2 b. 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 ( 1) 2 1 2 1 ( ) ( 1) ( 1) ( 1) ( 1) ( 1) x x x x x x f x x x x x x x x x x x c. 2 2 2 2 2 4 3 2 2 2 1 1 1 2 1 1 1 ( ) ( ) ( ( 1) ) 2 ( 1) x dx dx x x dx x x x x x
2 2 1 1 1 1 1 6 2 3 1 1 1 1 ( 1) 1 x x x x 44.a. In 1 seconde gaat er 2000 122 904 779 mm3 water door de buis. Dat is in een
uur 904 779 3600 3 257 203 263 mm3 3257 liter water.
b. H 2R21000 2000 R2
c. Als het deeltje heel dicht bij de rand zit dan is r R. Er geldt dan v 0. d. 0,012 0,012 2 2 0 0 2 2 2 2 0,012 9,048 H
r dr r m3/sDe hoeveelheid water per uur is dan 9,048 3600 1000 3257 liter.
e. 2 k (0,01220 ) 1,44 102 4k 2 2 2 0,012 0,012 0,012 2 2 3 2 4 2 2 2 0,012 0,012 4 0,012 0 0 0 4 3 13889 2 (0,012 ) 2 (2 ) 2 4,52 10 / 0,45 / k H r r dr r r dr r r m s liter s
f. 2 2 2 3 2 1 2 1 4 2 4 0 0 0 2 ( ) 2 ( ) 2 R R R H
k R r r dr
kR r kr dr kR r k r 1 4 1 4 4 2 2 kR kRT-1.
a./b. Opp 2 (1) 2 (3) 2 (5) 2 3 2 5 2f f f 57 16 2 57 31,1
c. De breedte van elke kolom is 0,12. Het midden van het eerste deelinterval is 0,06.
d. Opp0,12 (0,06) 0,12 (0,18) ... 0,12 (5,94)f f f e. Oppsum(seq(0.12 , , 0.06, 5.94, 0.12) 31,32y1 x T-2. a. 3 3 2 2 3 3 3 3 2x dx x 18 18 36
b. 5 5 2 1 2 1 1 (3x5)dx 1 x 5x 16
c. 7 7 5 1 6 1 2 6 2 7 7 (x 7x 1)dx x 3 x x 14
d. 5 5 5 2 2 4 2 1 5 3 5 0 0 0 (x 3) dx (x 6x 9)dx x 2x 9x 920
T-3. a. 2 2 1 3 3 3 1 ( ) 2 2 3 f x x x x x 2 3 1 2 2 3 3 6 3 2 1 ( ) 6 F x x x x x b. g x( ) x x 3x2 x 2 x121 3x221 2x 21 x 1 1 1 2 2 2 2 6 3 2 6 3 2 2 5 7 5 7 ( ) 4 4 G x x x x x x x x x c. 1 4 10 ( ) (5 3) H x x d. ( ) 6 6(4 1) 12 4 1 k x x x 1 2 ( ) 3(4 1) 3 4 1 K x x x T-4. a. 3 x 4 0 4 0 4 x x 1 2 0 0 1 4 4 3 4 2( 4) 16 A Opp x dx x
b. 112 112 0 0 3 4 2( 4) 2( 4) 16 112 p p B Opp
x dx x p 1 2 1 2 1 1 2( 4) 128 ( 4) 64 4 16 12 p p p p T-5. 4 4 4 2 2 3 1 1 1 2 1 8 8 24 3 0 3 0 0 (( 2) (4 4)) ( 4 6) 2 6 5 Opp
x x dx
x x dx x x x x T-6. a. f(1)1613 en g(1) 1 2log(4) 3 6 4 4 (4) 1 f en g(4) 1 2log(1) 1 b./c. 4 2 1 6 (1 log(5 ) ) 1,81 Opp x dx x x