Hoofdstuk 2:
Toepassingen van integreren
V-1. a. f x'( ) 3 x23 d. k x'( ) 2sin( ) 4 x2 x2cos( )x2 b. g x'( ) cos( ) 2sin(2 ) x x e. 2 2 2 2 cos ( ) sin ( ) 1 '( ) 1 1 cos ( ) cos ( ) x x l x x x c. '( ) 22 1 x h x x f. '( ) x x m x e e V-2. a. 1 4 1 2 4 2 ( ) 1 F x x x c b. 1 2 ( ) cos( ) sin(2 ) G x x x c c. 1 1 2 1 ( ) 2 h x x x 1 2 ( ) ln | | c H x x d. K x( )ex ex c e. 1 6 1 1 6 6 3 18 ( ) (3 4) (3 4) L x x c x c f. 1 2 2 2 ( ) x M x e c g. n x( ) x2 4x 2 x 4 2 x 4 2x 1 x x 1 2 2 ( ) 4 2ln | | N x x x x c V-3. a. 1 3 2 112 3 3 ( ) (2 ) F x x x c b. 1 1 4 1 ( ) 4sin(4 ) 4 sin(4 ) 4 g x x x x x 1 4 ( ) ln | | cos(4 ) G x x x c c. 1 1 ln(3) ln(3) ( ) 3x 3 x H x c d. k x( ) 12 23 x 2 2x 3 x x 1 2 2 1 1 ( ) K x x x c c x x e. 1 2 ( ) ln | 2 4 | c L x x f. 2 2 1 ( ) (2 4) (2 4) m x x x 1 1 2 1 ( ) (2 4) 2(2 4) M x x c c x V-4. a.
1 1 2 2ln | | 2 e e dx x x
b. 2 2 2 1 3 0 3 3 3 0 2sin(3 )x dx cos(3 )x 1
c. 2 2 2 3 1 1 1 4 2 1 2 2 ln(2) 4 1 ln(2) ln(2) 4 ln(2) 4 1 (2x x dx) 2x x ( 1) ( )
V-5. a. 3 5 5 5 3 2 3 2 3 2 1 4 1 3 7 4 3 0 12 0 3 0 (x x dx) (x x dx) (x x dx) x x 114
b. 5 3 1 6 1 4 2 2 6 4 2 2 (x x 2 )x dx x x x 0
c. 1 1 1 2 0 2 2 0(sin(2 ) cos(x))x dx cos(2 ) sin( )x x 0
d. 2 2 3 2 3 2 1 1 1 1 (3 ln( )) (2 ln( )) (3 2 ) e e e e x x dx x x dx x x dx x x e e
e. 1 1 1 1 2 1 1 1 2 2 1 ( ) (2 ) 2ln | | 1 (2 e) 1 e e e e dx x x dx x x x x
f. 12 12 7 7 7 2 1 1 3 3 3 0 0 0 1 (3 4) (3 4) 3 1 2 3x 4 dx x dx x
V-6. a. 1 2 1 2 3 1 1 2 2 1 1 ln( ) ( (1 ln( ), , 1 , 3 , 1) 2,575 kOpp k sum seq x x
b. 19 20 1 20 3 19 1 1 1 1 10 10 20 20 10 1 ln( ) ( ( ln( ), ,1 , 3 , ) 2,545 kOpp k sum seq x x
V-7. a. 1 2 0 4 1x dx 3,14
b. 2 0 sin( )x dx 0,89
V-8. a. f x'( ) 3 x26x2 '(3) 11 6 11 3 33 27 11 27 f b b b y x b. 11x27 0 x33x22x x x( 23x2)x x( 2)(x 1) 0 5 11 11 27 2 x x 3 3 2 1 5 2 11 2 0 1 2 ( 3 2 ) (3 2 ) 6 W x x x Opp x x x dx
3 4 3 2 1 7 1 7 27 4x x x 2 111 24 111 44 c. 1 0 ( ) 0,25 f x dx
, 2 1 ( ) 0,25 f x dx
en 2 0 ( ) 0 f x dx
d. De oppervlakte ingesloten door de grafiek van f en de x-as op het interval
0 ,1
is even groot als die op het interval
1, 2
.1. a. x38x2 12x x x( 28x12)x x( 2)(x6) 0 0 2 6 x x x b. 2 2 3 2 1 4 2 3 2 2 4 3 0 3 0 (x 8x 12 )x dx x 2 x 6x 6
c. 6 6 3 2 1 4 2 3 2 2 4 3 2 3 2 ( 8 12 ) 2 6 42 Opp
x x x dx x x x d. 6 3 2 2 2 3 3 0 (x 8x 12 )x dx6 42 36
e. 2 6 6 0 2 0 ( ) ( ) ( ) f x dx f x dx f x dx
2. a. 2sin(2 ) 1x 2sin(2 )x 1 1 2 5 1 6 6 5 1 12 12 sin(2 ) 2 2 2 2 x x k x k x k x k 1 2 5 1 6 6 7 11 12 12 sin(2 ) 2 1 2 2 1 2 x x k x k x k x k b./c.
5 12 5 12 1 12 1 12 (2sin(2 ) 1) cos(2 ) x blauw Opp x dx x
5 1 1 1 1 2 12 2 12 3 ( 3 ) ( 3 ) 3 d. 7 12 1 11 2 12 11 7 12 12 2sin(2 ) ( ) 1 2sin(2 ) rood Opp x dx x dx
e.
127
1 11 2 12 1 1 1 1 1 3 2 3 2 3 cos(2 ) cos(2 ) 3 1 1 3 2 3 rood Opp x x 3. x2 1 x 1 x2 1 1 2 2 ( 2)( 1) 0 2 1 x x x x x x 2 2 2 2 x x x 0 2 0 2 2 2 2 2 1 0 1 0 0 2 3 2 3 1 1 1 1 1 3 2 1 3 0 6 3 ( 1 ( 1)) (1 ( 1)) ( 2) ( 2) 2 2 1 1 2 Opp x x dx x dx x x dx x dx x x x x x
4. 1 1 5 5 1 1 x x 2 1 1 5 5 2 1 1 6 5 ( 1)( 5) 0 1 5 x x x x x x x x 5 5 2 1 1 1 1 2 5 5 10 5 1 5 1 1 ( 1 ) 1 ln | | 2 ln(5) Opp x dx x x x x
x y 1 2 3 4 5 6 7 -1 1 25. a. 1 12 x x 2 4 4 4 1 2 1 3 4 1 1 1 ( 1) 0 0 1 ( ( ) ( )) ( ) ln( ) ln(4) x x x x x x Opp f x g x dx x x dx x x
b. g x( ) 4 f x( ) 4 2 1 4 1 1 2 2 x x x 1 4 x
1 2 1 2 1 1 4 2 1 1 4 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 2 4 2 4 (4 ) (x ) 4 ln | | ln | | (2 ln( )) (1 ln( )) ( 1 2 ln( )) 2 ln( ) Opp x dx x dx x x x x
c. 1 2 1 ( x ) 8 a x dx
1 1 1 ln | | xx a ln( )a a 1 8 Voer in: y1 ln( )x 1 x en y2 9 intersect: x 8102,1Dus voor a8103 is de oppervlakte minimaal 8.
6. a/b/c. d. PR PQ 3 en 1 1 2 3 3 42 PQR Opp e. PR PQ x en 1 1 2 2 2 PQR Opp x x x 7. a. 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 ... 2 9 1422 I
Als je het eerste prisma laat beginnen op hoogte 1
2 dan komt de inhoud uit op 1
4
166
b. De inhoud is groter dan 142,5 c. 10 10 2 3 3 1 1 1 2 2 6 0 6 3 0 10 166 x dx x
d. 1 1 1 2 3 3 ( 10 10) 10 1662 3 I G h 8. a. VABT : VPQT 10 2 15 3 2 2 2 4 3 3 9 15 10 PQRS PQ a PQ a a Opp a a a 10 AB MT 15 PQ NT ab. De inhoud van de piramide is de som van een aantal balkjes met grondvlak 2 4 9a en hoogte Va. Dus 2 4 . 9 ABCD T I
a Va.Door Va steeds kleiner te nemen gaat deze uitdrukking over in 15 2 4 9 0 a da
c. 15 15 2 3 4 4 9 27 0 0 500 a da a
9. a. 10 10 40 r h 1 4 1 4 40( 10) 10 10 10 r h r h r h b. 40 40 40 2 2 2 3 1 1 1 1 4 16 2 48 0 0 0 (10 h dh) (100 5h h dh) (100h 2 h h
3 1 3 9333 29321cm 29,3 liter. 10. a. 22r2 52 b. x2r2 52 2 2 21 21 ( 21) 21 r r Opp 2 2 2 2 2 2 25 25 ( 25 ) (25 ) r x r x Opp x x c. 5 5 2 1 3 1 3 0 3 0 (25 ) 25 83 halve bol I
x dx x x d. 4 3 2 1 3 5 1663 2 833 Klopt. 11. a. Oppcirkel r2 h b. 4 4 2 1 2 0 0 8 25 I
h dh h cm3. 12. a. De stralen zijn 1 1 1 1 4 4 4 4 ( ) f respectievelijk 4 4 4 2 9 9 9 9 ( ) f .De oppervlakten zijn dan 1 2 1
4 16 ( ) resp. 2 2 4 9 81 ( )
b. De straal is gelijk aan f x( ) en voor de oppervlakte van een cirkel geldt Or2.
2 2 2 ( ( )) ( ) ( 2 ) O f x x x x x x x c. I 0,2 ( (0,1) f 2f(0,3)2f(0,5)2f(0,7)2f(0,9) ) 0,10812 Voer in: 2 1 2 y x x x x .
De Riemann-som reken je dan uit met sum seq( (0,2y12, , 0.1, 0.9, 0.2)x d. 1 1 2 1 2 4 2 1 3 1 2 5 3 0 30 0 (x 2x x x dx) x x x x
13. a. f x( ) 0 2 1 1 3 3 (3 x) 0 x 0 3 x x x x b. 3 3 3 2 2 4 3 2 5 4 3 1 1 2 1 1 1 3 9 3 45 6 3 0 0 0 ( ) ( ) 0,9 I
x x dx
x x x dx x x x 14. a. b./c. 2 4 4 4 4 2 1 2 1 1 1 1 2 4 4 4 3 I dx dx x dx x x x
15. a./b. 3 3 3 3 2 2 2 2 3 4 2 0 0 0 0 (4 ) (16 8 ) I
x x dx
x dx
x x x dx
x dx 1 3 4 1 5 3 1 3 3 3 4 1 5 3 3 3 5 0 3 0 5 0 5 5 x 2x x x 5x 2x x 21 c. Je berekent dan de inhoud van het lichaam dat ontstaat als je de grafiek van
2 2 ( ) ( ) 4 3 f x g x x x x x x om de x-as wentelt. 3 3 3 2 2 2 3 4 3 1 4 1 5 1 2 5 0 10 0 0 (3 ) (9 6 ) 3 1 8 I
x x dx
x x x dx x x x d. 3 4 3 4 2 2 2 1 3 1 3 4 1 5 3 0 3 5 3 0 3 (4 ) 5 2 I
x dx
x x dx x x x x 8 8 15 15 9 3 12 16. a. 1 2 3 x 1 x 2 1 4 1 4 9 2 2 ( 4) 0 0 4 x x x x x x b. 4 4 2 2 3 3 1 1 4 2 4 0 0 (9 2 ) 4 24 I
x x dx x x c. 4 4 2 1 2 1 2 2 4 0 0 ((3 1) (1 1) ) (9 x 6 1) (2 3 1)) I
x x dx
x x x dx 12 4 4 1 2 3 3 2 1 4 4 0 0 ( 2 x 6x 6 x dx) x 3x 4x 32
17. 4 4 4 2 2 1 3 2 3 0 3 0 0 ( (4 )) (4 ) 2 10 M
x x dx
x x dx x x 2 3 4 4 4 10 2 1 2 1 2 0 8 3 0 0 ( 4 ) (4 ) 4 8 Z 1 V
x dx
x dx x x x x y 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 x y 1 2 3 4 5 6 -1 1 2 3 4 5 6 7 -118.
a. x3y (bij spiegeling in de lijn y x wordt de rol van x en y verwisseld.) 1
3
y x
b. Het spiegelpunt van (0, 5) is (5, 0) bij spiegeling in de lijn y x. c. 5 5 5 2 2 3 1 1 1 17 3 9 27 0 27 0 0 ( ) 4 I
x dx
x dx x 19. a. ( ) x 1 g x e b. Van 0 tot 2. c. 2 2 2 2 2 1 2 2 0 0 0 ( x 1) ( x 2 x 1) x 2 x I
e dx
e e dx e e x 1 4 2 1 1 4 2 1 2 2 2 2 ( e 2e 2 2) ( e 2e 3 ) 20. a. b. x e y 2 1 ln( ) (ln( )) 2,26 e y x I x dx
c. 1 1 1 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 0 2 2 0 0 ( ( ) )x ( x) x ( ) I
e e dx
e e dxe x e e 21. a. x y 1 2 2 1 1 y x y x 2 2 2 2 2 4 2 1 5 2 3 11 5 3 0 15 0 0 ( 1) ( 2 1) 13 I
x dx
x x dx x x x b. Dit is hetzelfde als gebied G wentelen om de x-as zoals in opgave 20cDus 1 2
2 ( 1)
I e .
22.
a. Als je wentelt om de y-as is de inhoud groter. Gebied G ligt verder van de y-as dan van de x-as. b. 1 1 1 2 2 2 2 4 1 3 1 5 2 3 5 0 15 0 0 ( ( ) ) ( ) I
x x dx
x x dx x x c. 1 1 1 2 2 2 1 2 1 3 1 2 3 0 6 0 0 (( ) ) ( ) I
x x dx
x x dx x x x + 1 f(x) g(x) - 1 x x y 1 2 3 -1 1 2 3 4G
23. a. 2 2 2 2 1 1 4 8 16 1 3 1 3 2 2 ( 2) I dx dx x x x
2 1 1 8ln | 2 | 16( 2) 3 ((2 8ln(4) 4) ( 1 16)) 3 (12 8ln(4)) x x x b. 1 4 2 x y ( 1)( 2) 4 4 2 1 4 2 1 x y y x y x c. 2 2 3 3 2 2 1 2 2 4 16 16 2 2 4 4 1 1 ( 1) I dx dx dx x x x
1 3 2 4 4x 16ln |x 1| 16(x 1) 4 (12 16ln(2)) 16 (1 ln(2)) 24. a. OA 1212 2, AB 1272 5 2 2 2 1 19 362 BC 2 5 2 362 27,51 OA AB BC b. De werkelijke lengte is groter. c. O(0, 0), 1 1 2 8 ( , ) A , B(1, 1), 1 3 2 8 (1 , 3 ) C , D(2, 8) 5 1 2 8 (2 ,15 ) E en F(3, 27). 0,5154 1,008 2,427 4,652 7,641 11,386 27,63 L 25.
a. Met de stelling van Pythagoras kun je de lengte van de kromme tussen A en B benaderen: 2 2 ( ( ) ( )) 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 ( ) ( ( ) ( )) ( ) ( ) ( ) (1 ( ) ) ( ) 1 ( ) 1 ( ) f x x f x x f x x f x f x x f x f x x x PQ x f x x f x x x x x x V V V V V V V V V V V V V
b. Voor kleine waarden van Vx geldt: f x( x) f x( ) f x'( )
x V V c./d. 3 3 2 2 4 0 0 1 (3 ) 1 9 27,658 L
x dx
x dx 26. a. b./c. '( ) 1 2 2 2 2 1 1 x f x x x x en 1 2 2 1 1 3,14 1 x L dx x
d. De grafiek van f is een halve cirkel met straal 1. De omtrek daarvan is 1
22 1 x y 0 1 2 3 0 5 10 15 20 25 30 A B C x y 0,5 1 -0,5 -1 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 -0,2
27. 21 3 3 3 1 2 2 2 3 3 0 0 0 1 ( ) 1 (1 ) 4 L
x dx
x dx x 28.a. De grafiek ziet er ongeveer uit als die van opgave 26.
b. 1x4 0 3 3 4 4 1 2 '( ) 4 2 1 1 x f x x x x 4 4 1 0 1 1 1 x x x x 1 6 4 1 4 1 3,35 1 x L dx x
29.a. Bij de top is de parabool iets steiler.
b. 1 1( ) 2( ) x x f x e e 1 1'( ) 2( ) x x f x e e c. 4 2 1 4 0 1 ( x x) 27,29 L e e dx
30. a. u x( ) ( x4) en ( ) 23 f u u 2 '( ) 3( 4) u x x , '( ) 2 1 2 f u u u en dus 2 1,52 3 3( 4) 3( 4) '( ) 3 4 ( 4) ( 4) x x f x x x x 2 1 ( '( )) f x 1 9( x4) 9x37 b. 2 121 27 ( ) (9 37) G x x c. 12 0 0 1 2 74 2 27 27 27 4 4 9 37 (9 37) 37 L x dx x
31. a. 2 2 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) t x y L x y x y t t t V V V V V V V V V V
2 2 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) '( ) '( ) ( ) ( ) i i x y x y t t x m y m t t t t t V V V V V V V V V V V b. -c. 2 2 2 2 2 2 0 0( 3sin( )) (3cos( )) 9 sin ( ) 9cos ( )
L t t dt t t dt
2 2 2 2 2 0 0 0 9(sin ( ) cos ( ))t t dt 9 dt 3t 6
x y 1 2 3 4 -1 -2 -3 -4 2 4 6 8 10 12 -232. a. b. 2 2 2 2 3 0 36 sin ( ) 4cos ( ) 26,22 L t t dt
33. a. 1 1 2 2 2 2 4 0 0 (6 ) (6 ) 36 36 L
t t dx
t t dx b. 36t236t4 36 (1t2 t2) 36t2 1t2 6t 1t2 c. 1 2 1 2 ( ) (1 )G t a t differentiëren met de kettingregel:
1 2 1 2 1 2 2 2 1 2 ( ) 1 en ( ) '( ) 2 1 3 3 1 6 1 2 u t t G u a u G t t a u t a u a t t t t a d. 21 1 1 1 2 2 0 0 6 1 2 (1 ) 4 2 2 L
t t dx t 34.a. met de x-as: met de y-as:
0 sin( ) 0 0 sin( ) 0 0 (1, 0) en ( , 0) t t e t e t t t P P e 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 cos( ) 0 0 cos( ) 0 1 (0, ) en (0, ) t t e t e t t t P e P e b./c. 2 2 0
( t sin( ) t cos( )) ( t cos( ) t sin( ))
L e t e t e t e t dt
2 2 2 2 2 2 2 0 2 2 2 2 2 2 0 2 0 0 0sin ( ) 2e sin( )cos( ) cos ( ) cos ( ) ...
... 2e sin( )cos( ) sin ( ) 2 (sin ( ) cos ( ))
2 2 2 2 ( 1) t t t t t t t t t t e t t t e t e t t t e t dt e t t dt e dt e dt e e
35. a. b. 2 2 2 0 (1 cos( )) cos ( ) L t t dt
2 2 0 (1 2cos( ) 2cos ( )t t dt 8,21
x 1 2 3 4 5 6 7 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 1 2 3 -1 -2 -3 -4 x y 1 2 3 4 5 6 -1 1 2 -1 -236.
a. met de x-as: met de y-as:
2 2 2 2 4 0 4 2 2 ( 6, 0) en (6, 0) t t t t P P 3 2 2 0 1 1 ( 1) 0 0 1 0 1 1 (0, 4), (0, 3) en (0, 3) t t t t t t t t t P P P b./c. 2 2 2 2 2 2 4 2 2 4 2 2 2 2 (3 1) ( 2 ) (9 6 1) 4 9 2 1 16,21 L t t dt t t t dt t t dt
37. a.
1 1 1 ( ) ln | | ln( ) p p A p dx x p x
Als p heel erg groot wordt, wordt de oppervlakte A(p) onder de grafiek ook heel groot. b. 2 3 3 2 1 1 1 1 1 1 1 ( ) 1 p I p dx dx x x x p
De inhoud I(p) komt dan steeds dichter in de buurt van voor grote waarden van p
38.
a. b a is de lengte van het interval en c de hoogte b. Op
0 , 1 :
1 1 2 1 3 1 3 0 3 0 1 c
x dx x Op
0 , 3 :
3 3 2 3 1 1 1 3 3 3 0 0 3 c
x dx x c. 1 2 1 1 3 1 1 3 1 2 3 0 3 3 0 12 p p p x dx p x p p p
2 36 6 6 p p p 39. a. b. a R rh0 R rh R r h y x r c./d. 2 2 2 2 0 0 ( ) (( ) 2 ) h h R r R r R r h h h I
x r dx
x r x r dx 2 1 3 1 2 2 2 1 3 2 2 3 2 0 3 2 2 2 2 2 2 1 1 2 1 3 3 3 3 2 2 1 3 ( ) 2 (( ) ) ( ( ) ( ) ) ( ) ( ) h R r R r R r R r h x r h x r x h h r h h r h R r h r R r h r h h R Rr r Rr r r h R Rr r 40. a. -b. Uit ( ) b Z aM x
f x dx volgt direct dat Z b ( )a M x f x dx
c. 4x x x(4x) 0 1 3 2 3 4 4 4 2 2 3 1 3 1 4 1 3 4 0 3 0 0 4 4 2 2 1 3 2 3 0 3 0 21 10 0 4 (4 ) (4 ) 1 21 (4 ) 2 10 2 Z x x M x x x dx x x dx x x x x dx x x x
41.a. De halve cilinders hebben straal 5, dus de hoogte van het kruisgewelf is ook 5.
b. 1 2 2z 25h 2 4(25 2) 100 4 2 Opp z h h c. 5 5 2 1 3 1 3 0 3 0 (100 4 ) 100 1 333 I
h dh h h m3T-1.
a. 1
2
cos( )x 1
2
sin( )x sin( ) cos( )x x
1 2 3 13 x 1 5 6 6 x x 1 1 4 14 x x
5 1 6 4 5 1 3 6 5 1 6 4 5 1 6 3 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 2 4 2 2 2 2 1 4( cos( )) (sin( ) cos( ))
sin( ) cos( ) sin(x) ( 3) ( 2 ( 3 ))
2 Opp x dx x x dx x x x
b.
1 2 1 2 1 2(1 cos( ) sin( )) sin( ) cos( ) 1 2
rood Opp x x dx x x x
1 2 1 2 1 2(sin( ) 1 cos( )) cos( ) sin( ) 2
blauw Opp x x dx x x x
T-2.a. Maak gebruik van gelijkvormige driehoeken (in VACT ) en een verhoudingstabel: 1 1 12 12 (12 ) 12 d h d h Zo ook in VBDT : 12d2 6 (12h) en dus d2 12 (12h) 6 21h. b. 1 1 1 2 1 2 2 (12 ) (6 2 ) (6 2 ) 4 6 36 Opp h h h h h c. 12 12 2 3 2 1 1 4 12 0 0 ( 6 36) 3 36 144 I
h h dh h h h T-3. 23 23 8 8 8 1 2 3 2 3 5 2 2 2 (2 ( ) ) (4 ) 4 21,06 I
x dx
x dx x x T-4. Bepaal de inverse functie van 1
3 y x : 1 3 3 3 3 3 2 2 2 2 3 2 6 1 7 7 0 0 0 (2 ( ) ) (4 ) 4 13,57 x y y x I x dx x dx x x
T-5. a. 1 2 2 2 1 1 1 2 6 2 '( ) 1 ( 4) 2 4 f x x x x x 5 2 2 1 4 0 1 ( 4) L
x x dx b. 1 2 2 1 4 2 1 2 2 4 4 2 1 x x( 4) x x 1 ( x 1) 5 5 5 2 2 2 3 5 1 1 1 2 2 6 0 6 0 0 ( 1) ( 1) 1 5 L
x dx
x dx x x 12 d1 12 12-hT-6. a. f t'( )et et en g t'( ) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ( '( )) ( '( )) ( ) ( 2) 2 4 2 2 ( ) t t t t t t t t t t t t t t f t g t e e e e e e e e e e e e e e b. 1 1 1 2 1 0 0 0 ( t t) ( t t) t t e L e e dt e e dt e e e