Hoofdstuk 5:
Goniometrische formules.
V_1. a. 2 ( ) ( 7)( 5) 2 35 f x x x x x en 2 2 2 ( ) ( 1) 36 2 1 36 2 35 g x x x x x xb. De grafiek van k is een rechte lijn.
c. k x( ) (1 x)2 (1 x)2 (1 2x x 2) (1 2 x x 2) 1 2 x x 2 1 2x x 2 4x
V_2.
a. Ze zijn gelijk!
b. f x( ) (1 sin )(1 sin ) 1 sin x x 2 x
c. Voor alle waarden van x geldt: sin2xcos2x1
Dus f x( ) 1 sin 2x(sin2xcos ) sin2x 2 xcos2 x g x ( )
V_3. Nee, bijvoorbeeld f( ) sin 2 0 en g( ) sin( ) 2 0, 43
V_4.
a./b. f x( ) (sin xcos )x 2(sinxcos )x 2 (sin2x2sin cosx xcos )2x
2 2 2 2 2 2
(sin x 2sin cosx x cos ) 2sinx x 2 cos x 2(sin x cos ) 2x
V_5. h x( ) sin 3xsinxcos2xsinx(sin2 xcos ) sin2 x x k x ( )
V_6. a. f x( ) 0 2 1 cos cos 0 ABC formule x x
De discriminant is kleiner dan nul; er zijn geen oplossingen.
b. p x( ) (1 cos xcos )(1 cos ) 1 cos2 x x xcos2xcosxcos2xcos3x 1 cos3x c. De eerste term is altijd positief en ook 1 cos x0. Het product p(x) is dus ook groter of
gelijk aan 0; raakt de x-as.
V_7.
a./c. v x( ) (1 sin ) (1 sin ) 2sin x x x; een periodieke functie. b. De periode van v is 2 .
d. 2 2 1 1
2 2
( ) (1 sin ) (1 sin ) 1 sin cos cos 2
p x x x x x x : de periode is .
V_8.
a. h x( ) (1 cos xsin )(1 sinx xcos ) 1 sinx xcosxcosxsin cosx xcos2x sinxsin2 xsin cosx x 1 2sin cosx x(sin2xcos ) 2sin cos2x x x b. h x( ) 0 1 1 2 2 sin 0 cos 0 0 1 x x x x x x
1.
a. De grafiek van f heeft symmetrieassen: 1 2
x k . En bij g zijn dat x k b. sin( a) sina
c. cos(a) cosa d. sin(a) sin a
e. Ze zijn elkaars spiegelbeeld in de x-as: cos( t) cost
2.
a. f t( ) sin(7 t) sin( t) sint b. g t( ) cos( 2 t) cos( ) cos t t c. h t( ) sin( 3 t) sin( t) sint d. k t( ) sin( t 23 ) sin( t ) sin t
3.
a.
b. Bijspiegeling in de lijn y x worden de x-en de y-coördinaat omgedraaid.
(cos , sin ) (sin , cos )
P t t Q t t c. xP yQ 1 2 costsin( t) 4. a. b. In de lijn y x c. 1 2 cos(1 t) sint en 1 2 sin(1 t) cost 5.
a. Ze vallen alle vier samen.
b. t 0 :K0(2, 0) L0( 2, 0) M0(2, 0) N0( 2, 0) 1 1 1 1 2 2 2 2 1 2 : (0,1) (0,1) (0,1) (0, 1) t K L M N K en M zijn identiek.
Uit de eenheidscirkel volgt: cos( ) cos t t en sin( t) sint
c. Het startpunt kan ergens anders zijn of de draairichting is tegengesteld.
6. a. x0 1 1 5 1 1 5 6 2 6 6 2 6 1 1 2 2 1 1 2 6 2 3 1 1 1 1 2 2 1 2 1 1 2 cos3 0 3 3 1 ( : ) (0, ), (0,1), (0, ), (0, ), (0, 1) (0, ) t t t t t periode P P P P P en P
b. cos(3t a ) cos 3( ta3). Dan kan a3 een willekeurig aantal (k) keer de periode zijn (k23 )
a en b kunnen veelvouden van 2 zijn. 7. a. f en h zijn gelijk. x y 1 -1 1 -1 t 1 2 t
t
1 21
t
x y 1 -1 1 -1 t -tt
t
8.
a. f x( ) sin( x0, 2) sin xcos 0, 2 cos xsin 0, 2
( ) cos( 1) cos cos1 sin sin1 ( ) sin( 7) sin cos 7 cos sin 7
g x x x x
h x x x x
b. f x( ) cos( x) cos cosxsinsinx cosx
9. cos(u t ) cos(u t) cosucos( ) sin t usin( ) cos t ucostsinusint
cos cos sin sin
sin( ) sin( ) sin cos( ) cos sin( ) sin cos cos sin sin cos cos sin
u t u t u t u t u t u t u t u t u t u t 10. a. y x
b. sin 2tsin(t t ) sin cost tcos sint tsin cost tsin cost t 2sin cost t c. cos 2tcos(t t ) cos cost tsin sint t cos2tsin2t
d. cos 2tcos2tsin2t (1 sin ) sin2t 2t 1 2sin2t
2 2 2 2 2 2 2
cos 2tcos tsin tcos t (1 cos ) cost t 1 cos t2cos t1
11. a. 2 cos 2x2 cos x1 2 2 1 1 2 2 2cos cos 2 1 cos cos 2 x x x x b.
1 1 2 2 1 2 2 1 1 1 1 1 2 2 4 2 0 4 0 0cos x dx ( cos 2x )dx sin 2x x
12. Hoe heeft iemand dit kunnen verzinnen?
a./b. sin(3 ) sin(2t t t ) sin 2 cost tcos 2 sint t2sin cos cost t t (1 2sin ) sin2t t
2 3 2 3
3 3 3
2sin cos sin 2sin 2sin (1 sin ) sin 2sin 2sin 2sin sin 2sin 3sin 4sin
t t t t t t t t
t t t t t t
13. Maar het kan nog erger!
a. Nee, dat is niet zo.
b. sin 4tsin(2t2 ) sin 2 cos 2t t tcos 2 sin 2t t2sin 2 cos 2t t
2 2 3 3
2 2sin cos (cost t t sin ) 4sin cost t t 4sin t cost
14.
a. sin 2t2cost b. sin 2t2sint
1 1
2 2
2sin cos 2cos 2sin cos 2cos 0 2cos (sin 1) 0 cos 0 sin 1 1 t t t t t t t t t t t t
2sin cos 2sin 2sin cos 2sin 0 2sin (cos 1) 0 sin 0 cos 1 0 0 t t t t t t t t t t t t t
15. a. y0 2 2 2 2 1 1 2 2 4sin cos 0 sin 0 cos 0 sin 0 cos 0 0 1 t t t t t t t t t t
Voor al deze t-waarde is de kromme in het punt (2, 0). b. dx cos2t 0
dt
2 3
4sin 2cos sin 4 2sin cos
dy t t t t t dt 1 1 2 2 3 1 4 4 2t 2t 1 t t 3 3 2 2
8 sin cos 8 sin cos 8sin cos (cos sin ) 8sin cos cos2
t t t t t t t t t t t Je kunt nu dy 0
dt oplossen of de gevonden waarden van t in dy
dt invullen om te kijken of
de afgeleide ook 0 wordt: 1 4 1 2 (2 ,1) P 3 4 1 2 (1 ,1) P c. 2 2 2
4sin tcos t4sin sin cos cost t t t2sin cos 2sin cost t t tsin 2 sin 2t tsin 2t
d. 2 2 2 1 2 1 2 1 2
2 2 2
4sin cos (sin 2 ) (2 sin 2 ) (2 (2 sin 2 2) (2 (2 sin 2 ) 4)
y t t t t t t (2x4)2 e.
1 1
2 2 1 , 2 16.a. P0(1, 0) ligt het dichts bij de oorsprong en P( 3, 0) het verst van de oorsprong.
Alle punten op de rand van de eerste euro liggen even ver van de oorsprong (r1). P0 ligt
op deze rand, dus het dichtste bij. De maximale afstand tot de oorsprong is 2r2 en dat is halverwege op tijdstip .
b. Het middelpunt van de tweede euro ligt altijd 1 2
1 van de oorsprong af: 1 2 1 cos x t en 1 2 1 sin y t 17.
a. h is ook periodiek. De gemeenschappelijke periode van f (2
3 ) en g ( ) is 2 . b. Nee, bijvoorbeeld de toppen zijn niet alle even hoog.
c. Nu is de somfunctie periodiek met periode 2 . De grafiek is een sinusoïde. 18.
a. 1 1 1 1
2 2 2 2
( ) sin sin( 1) 2sin ( 1) cos ( ( 1)) 2sin (2 1) cos
f t t t t t t t t 1 2 1,76sin(t ) 1 1 1 1 2 2 2 2
( ) cos 2 cos( 1) 2sin (2 1) sin (2 ( 1)) 2sin (3 1) sin ( 1)
g t t t t t t t t t
b. De grafiek van f is een sinusoïde.
19.
a. 1 1
2 2
sintsint2sin (t t ) cos (t t ) 2sint
1 1
2 2
1 1
2 2
sin sin 2sin ( ) cos ( ) 0 cos cos 2 cos ( ) cos ( ) 2cos
t t t t t t
t t t t t t t
b. sintsin 0 2sin ( 2 t 0) cos (2 t 0) 2sin2tcos2t 1 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2
sin sin 0 2sin ( 0) cos ( 0) 2sin cos
cos cos 0 2cos ( 0) cos ( 0) 2cos cos cos 1 2cos cos cos 0 2sin ( 0) sin ( 0) 2sin sin cos 1 2sin
t t t t t t t t t t t t t t t t t t t
Voor u0 krijg je de verdubbelingsformules.
20.
a. 1 1 1 1 1 1
2 2 2 2 2 2
2(cos cos 2 ) 2( 2sin (3 ) sin ( )) 4sin1 sin( ) 4sin1 sin
dy t t t t t t t t dt b. dy 0 dt 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 1 3 3 2 1 3 3 4sin1 sin 0 sin1 0 sin 0 1 0 1 0 0 ( :1 ) 0 2 ( : 4 ) 0 1 2 t t t t t t t t t t periode t t periode t t t t Echter op de tijdstippen t0 en t2 is dx
dt ook gelijk aan 0. Op die tijdstippen heeft de
kromme een keerpunt, maar wel weer met een horizontale raaklijn.
c. 2 1 3 3 1 1 1 1 0(1, 0), ( 2, 12 3), 1 ( 2, 12 3) P P P d. 1 1 1 1 2 2 2 2
2sin 2sin 2 2(sin 2 sin ) 2(2sin cos1 ) 4sin cos1
dx t t t t t t t t dt 1 2 3 3 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 3 3 1 2 3 3 1 1 1 1 2 2 1 2 2 4sin cos1 0 sin 0 cos1 0 0 1 1 1 0 2 ( : 4 ) ( :1 ) 0 1 2 (1 , 3), ( 3, 0), (1 , 3) t t t t t t t t t t periode t t periode t t t t t P P P 21. a. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4
1 sin 1 sin1 1 (sin sin1 ) 1 2sin1 cos( ) 3sin1 cos
dy t t t t t t t t dt 1 1 4 4 1 1 4 4 1 1 1 1 1 1 4 4 4 2 4 2 3 4 5 5 3 4 2 1 5 5 5 5 3sin1 cos 0 sin1 0 cos 0 1 0 1 1 0 ( :1 ) 2 6 ( : 8 ) 0 1 2 2 3 t t t t t t t t t t periode t t periode t t t t t t b. 4 3 2 5 5 5 1 1 0(0, 2 ),2 (0,59; 2,02), 1 ( 0,95; 0,77), 2 (0, ),2 2 (0,95; 0,77), P P P P P 1 5 3 ( 0,59; 2,02) P
c. dx cost 0 dt 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 1 1 2 1 2 2 2 3 2 1 ( : 2 ) (1, 2), ( 1, 2), (1, 2), ( 1, 2) t t periode P P P P 22. a. 2 2 (0) dx(0) dy(0) 0 v dt dt en 2 2 2 2 ( ) dx( ) dy( ) 0 ( 4) 4 v dt dt
b. Stel in het window de Tstep heel klein in en laat de kromme tekenen. In (1, 0) is de snelheid het grootst en in (-3, 0) het kleinst.
c. Je mag hopen dat je niet zoiets op het examen krijgt.
2 2
2 2 2
( ) ( ) ( 2sin 2sin 2 ) (2cos 2cos 2 ) 4sin 8sin sin 2
dx dy t t t t t t t t t dt dt 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
4sin 2 4cos 8cos cos 2 4cos 2 4(sin cos ) 4(sin 2 cos 2 ) 8(sin sin 2 cos cos 2 ) 8 8(sin 2sin cos cos (1 2sin )) 8
8(cos (2sin 1 2sin )) 8 8cos
t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t
d. v is maximaal als 8 8cos t maximaal is. En die is maximaal als cost 1. cos 1 ( 3, 0) t t P 23. a. 2 1 2 1 2 1 2 2 2 4 sin ( 2sin ) ( ) y t t x x
b. 2 2sinx2 Dus domein:
2, 2
24. 2 2 1 2 1 2 1 2
2 2 4
4sin (2sin ) ( 4sin ) ( )
x t t t y y
25. De kromme heeft de vorm van een parabool:
2 1 2 1 2 1 2 1 2
2 2 4 2
cos 2 1 2sin 1 2( 2sin ) 1 2( ) 1 2 1
y t t t x x x
26. De kromme heeft de vorm van een parabool: y cos2t 2cos t 1 2x 2 21
27.
a. periode van x is 2 en de periode van y is ; de periode van K is 2 .
b. x1 x 1 1 2 sint 1 t 1 2 sin 1 1 t t Dus bijvoorbeeld:
1 1
2,12 c. ycos 2t 1 2sin2t 1 2x2 d. De keerpunten zijn: (-1, 1) en (1, -1)28. a. 1 2 sin( ) cos( ) y t t x b. 2 2 1 2 2 sin ( ) cos ( ) y t t x c. 2 2 2
cos 2 1 2sin 1 2sin ( ) 1 2( sin( ))
x t t t t
2
1 2y
d. 2 2 2
cos ( ) 1 sin ( ) 1 ( sin( ))
y t t t 2 1 sin (t ) 1 x 29. a. 6 x 6 en 3 y 3 b. 1 6 cos t x en 1 3 sin t y c. sin2tcos2t1 2 2 1 1 3 6 2 2 1 1 36 9 2 2 ( ) ( ) 1 1 4 36 y x x y x y 30.
a. f x( ) sin 3xsinxsin2xsinx (1 cos ) sin2x xsinxcos2 x
b. 3 2 1 3 2 2 4
3 0 3 3 3
0 0
sin x dx (sinx sinx cos x dx cosx cos x
c. cos 2x 1 2sin2x 2 2 1 1 2 2 2sin 1 cos 2 sin cos 2 x x x x d. 2 1 1
1 1
1 2 2 2 4 0 2 0 0sin x dx ( cos 2 )x dx x sin 2x
31. a. 2 1 1 1 12( ) 1 sin cos 2 1 (2 2cos 2 ) cos 2 12 2cos 2
f x x x x x x
b. 2 1 1 1 1
4( ) 1 sin cos 4 1 (2 2cos 2 ) cos 4 12 2cos 2 cos 4
f x x x x x x x
32.
a. De positie op de grote cirkel wordt beschreven door de parametervoorstelling: 2 5 5cos x t en 2 5 5sin
y t. En die op de kleine cirkel is: 2 2 2 cos x t en 2 2 2sin y t b. dx 5 0, 4 sin 0, 4 t 2 sin t 2 (sin 0, 4 t sin t)
dt
5 0, 4 cos 0, 4 2 cos 2 (cos 0, 4 cos )
(0) 0 (0) 4 dy t t t t dt dx dy en dt dt
De helling is verticaal en de snelheid 4 m/s.
c. (2) 1,203,69 0,32 dy dx en 2 2 (2) 1, 20 ( 3, 69) 1,16 v m/s. t -t 1 2 t t t
d. v t( ) 4 (sin 0, 42 tsin )t 24 (cos 0, 42 tcos )t 2
2 2 2 2
2 sin 0, 4 2sin 0, 4 sin sin cos 0, 4 2cos 0, 4 cos cos 2 2sin 0, 4 sin 2cos 0, 4 cos 2 2 2cos( 0, 4 )
2 2 2 cos 0,6 t t t t t t t t t t t t t t t
Bij de laatste stap is gebruik gemaakt van de verschilformule van de cosinus. e. 2 2 0,6 sin 0,6 1, 2 sin 0,6 '( ) 2 0 2 2 2cos 0,6 2 2cos 0,6 t t v t t t 2 1 3 3 sin 0,6 0 0,6 0 0,6 0 1 ( : 3 ) t t t t t periode Maximum is 4 m/s 45, 2 km/u. 33. a. y x 3 3 3 3 4 4 2 3 3 1 1 1 1 4 4 2 2 2 2 3 3 4 2 3 3 1 1 4 1 1 4 4 2 2 2 2 sin cos sin cos 1 3sin ( ) cos( ) 3 2 3 2 ( ) 1 (1 ) 1 3cos ( ) sin( ) 3 2 3 2 x x x x x x y y en x x b. 1 4 1 1 2 2 ( 2, 2) P en 1 4 1 1 4 4 ( 2, 2) Q
Het snijpunt van PQ met de lijn door de punten (0, 1) en (1, 0) is M(1 1 2, 2) . 2 2 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 4 2 4 2 4 2 2 ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) 2 1 2 ( 2) ( 2) ( 2) 2 2 PM QM PM c. Lijn PQ: 3 3 sin sin cos cos y t t x t t en de raaklijn in Q aan A: 2 2 3sin cos 3cos sin dy t t dx t t
De lijnen staan loodrecht op elkaar als het product van de hellingen –1 is:
3 2 2 2 2 2
3 2 2 2 2 2
sin sin 3sin cos sin (1 sin ) 3sin cos cos 3sin
1 cos cos 3cos sin cos (1 cos ) 3cos sin sin 3cos
t t t t t t t t t t
t t t t t t t t t t
d. ( 3cos sin ) 2t t 2(3sin cos )2t t 2 9 cos sin4t 2t9sin cos4t 2t
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
2 2
9cos sin cos 9sin cos sin 9sin cos (cos sin ) 9sin cos 3 | sin cos |
t t t t t t t t t t t t t t e. Een primitieve is 1 2 2
T_1.
a. Voor beide krommen geldt: 1 x 1 en 2 y 2
b. 1
2
sin( t) cost en sin(t) sint De coördinaten zijn gelijk maar tegengesteld. c. Op de eerste ligt 1
2
t in het punt (0, -2) en op de tweede kromme in het punt (0, 2).
d. zie b.
T_2.
a. periode van x is 2 en de periode van y is ; de
periode van K is 2 .
b. De keerpunten zijn (2, -2) en (-2, -2).
c. 2 1 2
2
2 cos 2 2(1 2sin ) 2(1 (2sin ) )
y t t t 1 2 2 2 2(1 x ) 2 x d. Df : 2, 2
T_3.a. In de keerpunten zijn de x-waarden maximaal/minimaal:
1 1 2 2 1 1 2 2 1 4cos 0 1 (4,1) ( 4,1) dx t dt t t P en P
b. ycos 4tcos(2 2 ) 1 2sin (2 ) 1 2(2sin cos ) t 2 t t t 2 1 8sin cos2t 2t 1 8sin (1 sin ) 1 8sin2t 2t 2t8sin4t
c. 1 4 sin t x 2 4 2 4 2 4 1 1 1 1 1 1 4 4 16 256 2 32 1 8( ) 8( ) 1 8 8 1 y x x x x x x d. 1 3 8 ' 0 y x x 2 1 8 2 ( 8 ) 0 0 8 0 2 2 2 2 (0,1), ( 2 2, 1), (2 2, 1) x x x x x x x T_4. a. De periode van f is 2 3 .
b. Het maximum is 4 en het minimum 0: A2 en D2
2 3 2 3 ( ) 2 2cos3 B f x x
c. f x( ) (sin xsin 4 )x 2(cosxcos 4 )x 2 sin2 x2sin sin 4x xsin 42 xcos2x
2cos cos 4x xcos 42 x 2 2(sin sin 4x xcos cos 4 ) 2 2cos(4x x x x ) 2 2 cos3 x Hierbij is gebruik gemaakt van de verschilformule voor de cosinus.
x y 1 2 3 -1 -2 -3 1 2 -1 -2 x y 1 -1 1 -1
t
1 2 t tT_5. a. dx 15sin15t 2sin 2t dt en 15cos15 2cos 2 dy t t dt 2 2 (0) 0 17 17 v b. 1 1 1 1 2 2 2 2
cos15 cos 2 2cos (17 ) cos (13 ) 2cos8 cos 6
x t t t t t t
1 1 1 1
2 2 2 2
sin15 sin 2 2sin (17 ) cos (13 ) 2sin 8 cos 6
y t t t t t t c. x0 en y0 1 2 1 1 1 1 2 2 2 2 3 1 4 13 13 13 3 5 7 9 6 8 10 1 11 2 4 12 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 cos 6 0 6 6 1 ( : ) : , , , , , , , 1 , 1 , 1 , 1 , 1 , 1 t t t t t periode Dus
Hij gaat 13 keer door de oorsprong.
T_6.
a. h heeft 10 snijpunten met de x-as.
b. 1 1
2 2
( ) cos3 cos5 2cos( 8 ) cos( 2 ) 2cos 4 cos
h x x x x x x x c. h x( ) 0 1 1 1 1 2 2 2 2 3 1 1 1 1 8 8 2 2 2 3 5 7 3 1 1 8 8 8 8 8 8 5 7 1 1 8 8 2 2 2cos 4 cos 0 cos 4 0 cos 0 4 4 1 1 ( : ) 1 ( : 2 ) ( , 0), ( , 0), ( , 0), ( , 0), (1 , 0), (1 , 0), (1 , 0), (1 , 0), ( , 0) (1 , 0) x x x x x x en x x x x per en x x per en T_7. a. dx 3cost 3cos3t dt en 3sin 3sin 3 dy t t dt b. 2 2 (0) 0 0 0 v en 2 2 ( ) 0 0 0 v c. 1 1 2 2
3(cos cos3 ) 3 2sin( 4 ) sin( 2 ) 6sin sin 2
dx
t t t t t t
dt
1 1
2 2
3(sin sin 3 ) 3 2sin( 2 ) cos( 4 ) 6sin cos 2
dy
t t t t t t
dt
d. v t( ) 36sin2tsin 22 t36sin2tcos 22 t 36sin2t(sin 22 tcos 2 )2 t 36sin2t 6 | sin |t e. v is maximaal 6 als 1 1 2 2 1 1 2 12 : (4, 0) 1 ( 4, 0) t t P en P f. dx 6sin sin 2t t 0 dt 6sin cos 2 0 dy t t dt 1 1 2 2 sin 0 sin 2 0 0, , 2 0, 2 0, , , 1 t t t t t t t t t t 1 1 2 2 3 3 1 1 4 4 4 4 sin 0 cos 2 0 0, , 2 , 2 1 0, , , , 1 , 1 t t t t t t t t t t t t
Horizontale raaklijn in: P ( 2, 2 2), P ( 2, 2 2), P ( 2, 2 2), P ( 2, 2 2)
x y 0,5 1,5 2 1 2 -1 -2