Integraalrekening > Oppervlakte en lengte
123456Oppervlakte en lengte

Antwoorden van de opgaven

Opgave V1
a

y 1 = 1 x 2 en y 2 = - 1 x 2

b

De oppervlakte is 2 -1 1 1 x 2 d x .

c

Gebruik je GR.

d

En? Zie anders het vervolg van dit onderdeel.

Opgave 1
a

De gevraagde oppervlakte is 1 2 ( x 3 x 2 ) d x = [ 1 4 x 4 1 3 x 3 ] 1 2 = 17 12 .

b

De lijn y = 2 snijdt de grafiek van f in ( ± 2 , 2 ) en die van g in ( 2 3 , 0 ) . De gevraagde oppervlakte is 1 2 3 ( x 3 x 2 ) d x + 2 3 2 ( 2 x 2 ) d x 0,079 .

Opgave 2
a

Elk lijnstukje is de hypothenusa van een rechthoekig driehoekje met rechthoekszijden x en y k . En dus bereken je de lengte ervan met de stelling van Pythagoras.

b

Doen.

c

L = 0 1 1 + ( g ( x ) ) 2 d x = 0 1 1 + ( 3 x 2 ) 2 d x 1,55 .

Opgave 3

Bereken eerst de snijpunten van beide grafieken door f ( x ) = g ( x ) op te lossen. Je vindt ( -2 , 0 ) en ( 1 , 3 ) .
Nu is o p p ( V ) = -2 1 ( 4 x 2 ( x + 2 ) ) d x = -2 1 ( - x 2 x + 2 ) ) d x = [ - 1 3 x 3 1 2 x 2 + 2 x ] -2 1 = 4.5 .

Opgave 4
a

g ( x ) = 1 .
L = -2 1 1 + 1 2 d x = [ 2 x ] -2 1 = 3 2 .

b

Met de stelling van Pythagoras: L = 3 2 + 3 2 = 18 = 3 2 .

c

f ( x ) = -2 x
De gevraagde omtrek is 3 2 + -2 1 1 + ( -2 x ) 2 d x 10,37 .

Opgave 5
a

`2 * int_(-2)^2 sqrt(4 - x^2) text(d)x ~~ 12,57` .

b

`2 * int_(1)^2 sqrt(4 - x^2) text(d)x ~~ 2,46` .
De snijpunten van `x = 1` met de cirkel zijn `A(1,-sqrt(3))` en `B(1,sqrt(3))` .
Het vlakdeel vormt samen met driehoek `OAB` een cirkelsector.
De sectorhoek `AOB` is `120` ° dus de cirkelsector is éénderde deel van de hele cirkel en heeft daarom een oppervlakte van `1/3 * pi * 2^2 = 4/3 pi` . De oppervlakte van driehoek `OAB` is `sqrt(3)` . Dus het vlakdeel heeft een oppervlakte van `4/3 pi - sqrt(3) ~~ 2,46` .

c

De afgeleide van `f(x) = sqrt(4 - x^2)` is `f'(x) = (-x)/(sqrt(4 - x^2))` .
De omtrek van de cirkel is `2 * int_(-2)^2 sqrt(1 + ((-x)/(sqrt(4 - x^2)))^2) text(d)x = 2 * int_(-2)^2 sqrt(4/(4 - x^2)) text(d)x ~~ 12,57` .

Opgave 6
a

De oppervlakte is `int_(-1)^2 (g(x) - f(x)) text(d)x = int_(-1)^2 (-2x^2 + 2x + 4) text(d)x` .
Dat geeft: [ 2 3 x 3 + x 2 + 4 x ] 1 2 = ( 16 3 + 4 + 8 ) ( 2 3 + 1 4 ) = 9 .

b

De oppervlakte is `int_(2)^4 (f(x) - g(x)) text(d)x = int_(2)^4 (2x^2 - 2x - 4) text(d)x` .
Dat geeft: [ 2 3 x 3 x 2 4 x ] 2 4 = ( 128 3 16 16 ) ( 16 3 4 8 ) = 17 1 3 .

Opgave 7

Je moet oplossen a 3 3 x d x = 18 .
Na primitiveren en invullen van de grenzen krijg je 2 3 ( 3 a ) 3 a = 18 . Dit geeft a = 6 .

Opgave 8
a

1 2 1 + ( 3 x 2 1 12 x 2 ) 2 d x 7,04

b

1 4 1 + ( 3 2 x ) 2 d x = 1 4 1 + 9 4 x d x 7,63

Opgave 9
a

De nulpunten zijn: `(-3, 0), (-2, 0), (2, 0)` en `(3, 0)` .
De extremen zijn: max. `f(0) = 36` en min. `f(+-1/2 sqrt(26)) = -6,25` .

b

opp ( V ) = 2 2 ( x 4 13 x 2 + 36 ) d x geeft [ 1 5 x 5 13 3 x 3 + 36 x ] 2 2 = 87 7 15 .

c

De raaklijn in `(3,0)` met `f'(3) = 30` heeft vergelijking `y = 30x - 90` .
o p p ( W ) = 0 3 ( x 4 13 x 2 + 36 30 x + 90 ) d x  en dit geeft [ 1 5 x 5 13 3 x 3 15 x 2 + 126 x ] 0 3 = 174,6 .

Opgave 10

De snijpunten van de lijn en de grafiek vind je uit de vergelijking: x + 1 x = 2 1 2 . Dit geeft x = 0,5 x = 2 .
De oppervlakte is 0,5 2 ( 2 1 2 x 1 x ) d x . Deze integraal kun je op dit moment alleen met de GR bepalen. Je vindt: 0,4887.

Opgave 11
a

De grafieken snijden elkaar in `(-2,0)` en `(2,0)` . Verder gaat de grafiek van `g` ook door `(0,-4)` . Teken de lijn `x = p` , waarbij `-2 < p < 0` .
De oppervlakte van `Delta OAB` is `1/2 * -p * {: {:|:} AB {:|:} :} = -1/2 p * (f(p) - g(p)) = -1/2 p ((p^2 - 4)(2p + 1) - (p^2 - 4)) = -p^4 + 4p^2 = 3` .
Deze vergelijking is te ontbinden in `(p^2 - 3)(p^2 - 1) = 0` . Dit geeft als enige mogelijkheden `p = -1` of `p = -sqrt(3)` .

b

( a x 2 4 ) ( 2 x + 1 ) = ( a x 2 4 ) geeft a x 2 4 = 0 2 x + 1 = 1 en dus x = ± 4 a x = 0 .
Nu kun je de oppervlaktes van de twee vlakdelen bepalen met behulp van primitiveren.
Na veel gedoe met haakjes vind je dat beide oppervlaktes gelijk zijn aan 8 a .

Opgave 12
a

Vensterinstellingen bijvoorbeeld `[0,12]xx[-2,3]` .

b

De snijpunten met de assen bereken je algebraïsch: `x + 3 - 4sqrt(x) = 0` geeft `4sqrt(x) = x + 3` en dus `16x = x^2 + 6x + 9` . Hieruit vind je `x = 1 vv x = 9` .
De raaklijn in `(1,0)` is `y = -x + 1` . De raaklijn in `(9,0)` is `y = 1/3 x - 3` .
Hun snijpunt (algebraïsch) is `(3,-2)` .
De oppervlakte van de gevraagde driehoek wordt daarom `1/2 * 8 * 2 = 8` .

c

De lengte is 1 9 1 + ( 1 2 x ) 2 d x = 1 9 2 4 x + 4 x d x 8,366164 .

Opgave 13
a

Nulpunten (algebraïsch) zijn ( 2 , 0 ) en ( 4 , 0 ).

b

o p p ( G ) = 0 2 ( 4 4 ( x 3 ) 2 ) d x = [ 4 x + 4 x 3 ] 0 2 = 5 1 3

c

`f'(x) = 8/((x - 3)^3)` , dus de totale omtrek is `2 + 3 5/9 + int_0^2 sqrt(1 + (8/((x - 3)^3))^2) text(d)x ~~ 9,93` .

Opgave 14
a

Doen.

b

o p p ( G ) = 0 4 3 ( 4 x x 2 ) d x = 0 4 3 ( 2 x 1 1 2 ) d x = [ 2 x 2 5 x 2 1 2 ] 0 4 3 1,90

c

1 4 1 + ( 3 2 x 1 2 ) 2 d x = 1 4 1 + 9 4 x d x = [ 2 3 ( 1 + 9 4 x ) 3 2 4 9 ] 1 4 7,63

verder | terug