Integraalrekening > De integraal
123456De integraal

Antwoorden van de opgaven

Opgave 1
a

Je ziet aan de lengte van elke staaf hoeveel instroom er dat uur is geweest. Tel al die hoeveelheden bij elkaar. Let er op dat de instroom ook negatief kan zijn, er verdampt dan water zonder dat er wat bij komt.

b

Door meer en smallere staafjes te maken.

Opgave 2
a

De stroom S in m3 uitgezet tegen de tijd t in uren.

b

Door per tijdsinterval te kijken hoeveel m3 water er in het spaarbekken bijkomt of afgaat van de beginhoeveelheid.

c

De ondersom is ongeveer 7917 m3 en de bovensom ongeveer 11095 m3. Daar tussenin ligt de hoeveelheid die erbij is gekomen die dag.

d

De ondersom is nu ongeveer 8736 m3 en de bovensom ongeveer 10325 m3. Daar tussenin ligt de hoeveelheid die erbij is gekomen die dag.

Opgave 3
a

Je berekent steeds hoeveel er bij H ( 0 ) komt en dus is H ( 24 ) gewoon H ( 0 ) plus de oppervlakte van alle staafjes samen. De oppervlakte van alle staafjes samen is daarom H ( 24 ) - H ( 0 ) .

b

De schatting van H ( 24 ) H ( 0 ) is een schatting van de som van de oppervlaktes van de gebieden onder de grafiek als hij boven de t -as ligt, minus de oppervlakte van het gebied boven de grafiek als hij onder de t -as ligt.

Opgave 4
a

De ondersom is ongeveer 9139.

b

De bovensom is ongeveer 9934.

c

De integraal zal in de buurt liggen van ( 9934 + 9139 ) / 2 9536 .
Zelfs als je in de applet n zo groot mogelijk maakt blijft er verschil tussen ondersom en bovensom. Ze naderen elkaar heel langzaam.

d

Je hebt nu uitgerekend hoeveel water er op een dag in het spaarbekken bij komt.
Dat heeft kennelijk te maken met de oppervlakte van het gebied tussen de grafiek van de variabele stroom, met dien verstande dat als stroom negatief is ook het gebied als een aftrekpost geldt.

Opgave 5
a

Doen.

b

Ondersom ongeveer 3,44 en bovensom ongeveer 5,78.

c

De integraal wordt 4,6875.

Opgave 6
a

De ondersom is 20 en bovensom is 30.

b

De integraal is ongeveer 20 + 30 2 = 25 .

c

De ondersom is 22,5 en bovensom is 27,5. De schatting blijft 25.

d

De integraal is gelijk aan de oppervlakte van de driehoek die het gebied voorstelt tussen de grafiek van f en de lijn x = 5 . Deze oppervlakte is 1 2 5 10 = 25 .

Opgave 7
a

De ondersom is 17,75 en bovensom is 23,75.

b

Doen.

c

De integraal is 4 3 .

d

De ondersom is S ¯ = 2 n ( 0 + 0,5 ( 1 2 n ) 2 + 0,5 ( 2 2 n ) 2 + ... + 0,5 ( ( n 1 ) 2 n ) 2 ) .

e

De ondersom is S ¯ = 2 n ( 0 + 0,5 1 2 4 n 2 + 0,5 2 2 4 n 2 + ... + 0,5 ( n 1 ) 2 4 n 2 ) = 4 n 3 ( 0 2 + 1 2 + 2 2 + ... + ( n 1 ) 2 ) .
Met behulp van de gegeven formule vind je S ¯ = 2 ( n 1 ) ( 2 n 3 ) 3 n 2 .

f

Als n dan S ¯ = 2 ( n 1 ) ( 2 n 3 ) 3 n 2 = 4 n 2 10 n + 6 3 n 2 = 4 3 10 3 n + 2 n 4 3 .

Opgave 8
a

Doen.

b

Doen.

c

0 0,5 π sin ( x ) d x = 1 .

d

Die oppervlakte is 3.

Opgave 9
a

Het voorwerp beweegt terug naar het beginpunt.

b

Na 15 seconden is 15 20 = 300 meter afgelegd. In de volgende 20 seconden wordt 200 meter afgelegd. Na 35 seconden is het voorwerp 100 meter van het beginpunt verwijderd.

c

De afgelegde afstand is gelijk aan de oppervlakte onder v ( t ) .

d

Je hoeft niet met onder- en bovensom te werken. Deze oppervlakte kun je meetkundig berekenen door het gebied onder de grafiek te verdelen in rechthoeken en halve rechthoeken. Je vindt 237,5 + 100 = 337.5 m afgelegd en 237,5 100 = 137,5 m vanaf het beginpunt.

Opgave 10
a

Het aantal liter olie dat uit het vat is gestroomd.

b

5 1 + 1 2 5 1 = 7,5 liter.

c

De ondersom is ongeveer 7,5 + 2,5 0,6 + 2,5 0,25 + 2,5 0,1 + 2,5 0 = 9,875 liter. De bovensom is ongeveer 7,5 + 2,5 1 + 2,5 0,6 + 2,5 0,25 + 2,5 0,1 = 12,375 liter. Er is dus ongeveer 9,875 + 12,375 = 11,125 11 liter uit het vat gestroomd.

d

Dit gebeurt binnen de eerste vijf minuten waarin het uitstromen lineair gaat. Voor die periode is de uitstroomsnelheid v ( t ) = 2 0,2 t . De oppervlakte onder de grafiek van 0 tot t moet dan 4 liter zijn, dus: t ( 2 0,2 t ) + 1 2 t ( 2 ( 2 0,5 t ) ) = 2 t 0,1 t 2 = 4 . Dit geeft t 2,25 minuten.

Opgave 11
a

S ¯ = 2 1 + 2 3 + 2 5 + 2 7 15,2277 en S ¯ = 2 3 + 2 5 + 2 7 + 2 9 19,2277 . De schatting is het gemiddelde van de ondersom en de bovensom, dus ongeveer 17,2.

b

S ¯ 16,3060 en S ¯ 18,3060 . De schatting wordt nu ongeveer 17,3.

Opgave 12
a

13,5

b

63

c

-1

d

4

e

1,4427 (GR)

f

2,6667 (GR)

Opgave 13
a

- 2 6 ( x 2 8 x ) d x = 58 2 3

b

- 6 8 ( x 2 8 x ) d x + 8 10 ( x 2 8 x ) d x = 18 2 3

Opgave 14
a

Doen. Je kunt alle verschillen op elkaar stapelen tot één rechthoek.

b

b a 4 f ( b ) b a 4 f ( a )

c

b a 10 f ( b ) b a 10 f ( a ) en b a n f ( b ) b a n f ( a ) .

d

0,5 π 0 n sin ( 0,5 π ) 0,5 π 0 n sin ( 0 ) = 0,5 π n > 0,0001 geeft n > 5000 π .

Opgave 15
a

De ondersom is -12 + -5 + 0 + 3 + 3 + 0 + -5 + -12 = -28 .
De bovensom is -5 + 0 + 3 + 4 + 4 + 3 + 0 + -5 = -4 .

b

-4 4 ( 4 x 2 ) d x = 10 2 3 en dat getal ligt tussen de in a gevonden ondersom en bovensom.

c

Die oppervlakte is 2 2 4 ( - 4 + x 2 ) d x + -2 2 ( 4 x 2 ) d x = 32 .

Opgave 16
a

De ondersom is 2,25 en de bovensom is 6,25.

b

S ¯ = 2 n ( 0 + ( 2 n ) 3 + ( 2 2 n ) 3 + ... + ( ( n 1 ) 2 n ) 3 ) = 16 n 4 k = 0 n 1 k 3 .

c

2 n ( 2 3 0 3 ) = 16 n .

d

16 n < 0.0005 geeft n > 32000 .

verder | terug