De e-macht en de ln zijn elkaars inverse functie, dus .
`g(x) = 3^x = (text(e)^(ln(3)))^x = text(e)^(x * ln(3))` dus `g'(x) = ln(3) * text(e)^(x * ln(3)) = ln(3) * 3^x` .
`h(x) = 0,5^x = (text(e)^(ln(0,5)))^x = text(e)^(x * ln(0,5))` dus `h'(x) = ln(0,5) * text(e)^(x * ln(0,5)) = ln(0,5) * 0,5^x` .
`f(x) = g^x = (text(e)^(ln(g)))^x = text(e)^(x * ln(g))` dus `f'(x) = ln(g) * text(e)^(x * ln(g)) = ln(g) * g^x` .
`f(x) = text(e)^x` geeft `f'(x) = ln(text(e)) * text(e)^x = text(e)^x` .
Gebruik alle tot nu toe geleerde differentieerregels. Controleer pas je antwoord als je ze allemaal hebt gemaakt. Heb je fouten gemaakt? Bekijk dan goed wat je fout deed!
`f'(x) = 5 ln(3) * 3^x`
`f'(x) = 2,5 ln(2) * 2^(0,5x)`
`f'(x) = -4,8 ln(10) * 10^(0,1x)`
`f'(x) = -10text(e)^(-0,1x)`
Doen.
`N(t) = 100 * 0,9996^t`
geeft
`N'(t) = 100 * ln(0,9996) * 0,9996^t ~~ -0,043 * 0,9996^t`
.
`N(t) = 100 * text(e)^(-0,00043t)`
geeft
`N'(t) = 100 * -0,00043 * text(e)^(-0,00043t) = -0,043 * text(e)^(-0,00043t)`
.
`N(t) = 100 * 10^(-0,00019t)`
geeft
`N'(t) = 100 * -0,00019 * ln(10) * text(e)^(-0,00019t) = -0,043 * 10^(-0,00019t)`
.
`N'(0) ~~ -0,043`
.
`N'(90) ~~ -0,0414` , dus je ziet de vervalsnelheid kleiner worden.
`100 * text(e)^(-0,00043t) = 20` geeft `-0,00043t = ln(0,20)` en `t ~~ 3743` . Dus na ongeveer `3750` jaar.
`f'(x) = 2 ln(3) * 3^(2x - 4)`
.
`f(1) = -11 5/9`
en
`f'(1) = 2/9 ln(3)`
geeft als vergelijking van de raaklijn
`y = 2/9 ln(3) x - 11 5/9 - 2/9 ln(3)`
.
`f(x) = text(e)^(x) - text(e)^(-x)`
geeft
`f(x) = text(e)^(x) + text(e)^(-x)`
.
`f(1) = text(e) - text(e)^(-1)`
en
`f'(1) = text(e) + text(e)^(-1)`
geeft als vergelijking van de raaklijn
`y = (text(e) + 1/(text(e))) x - 2/(text(e))`
.
`f'(x) = text(e)^(1/x) * (-1)/(x^2)` . `f(1) = text(e)` en `f'(1) = -text(e)` geeft als vergelijking van de raaklijn `y = -text(e)x + 2text(e)` .
`f(x) = text(e)^(-x^2) * x^(-3)` geeft `f'(x) = -2x^(-2) * text(e)^(-x^2) - 3x^(-4) * text(e)^(-x^2)` . `f(1) = text(e)^(-1)` en `f'(1) = -5text(e)^(-1)` geeft als vergelijking van de raaklijn `y = -5/(text(e)) * x + 6/(text(e))` .
`f(x) = xtext(e)^(-x) = 0` geeft `x = 0` dus nulpunt `(0,0)` . `f'(x) = (1 - x)text(e)^(-x) = 0` geeft `x = 1` en met de grafiek max. `f(1) = 1/(text(e))` . Als `x rarr oo` dan `f(x) rarr 0` geeft horizontale asymptoot `y = 0` .
`f"(x) = (x - 2)text(e)^(-x) = 0` geeft `x = 2` dus buigpunt `(2, 1/(text(e)^2))` .
`f'_a(x) = a(1 - x)text(e)^(-x) = 0` geeft `x = 1` en een uiterste waarde van `f(1) = a/(text(e))` .
Op de lijn `x = 1` .
`a/(text(e)) = 80` geeft `a = 80text(e)` .
Raaklijn in
`(0,0)`
heeft hellingsgetal
`f'(0) = a`
en dus vergelijking
`y = ax`
.
Raaklijn door
`(2,15)`
geeft
`a = 7,5`
.
`f"_a(x) = a(x - 2)text(e)^(-x) = 0` geeft `x = 2` en buigpunt `(2, a/(text(e)^2))` . Buigpunt op `y = 20` betekent `a/(text(e)^2) = 20` en dus `a = 20text(e)^2` .
Niet al meteen de formule bekijken, maar bedenken hoe het proces verlopen zal. Stijgende grafiek van `p(t)` door `(0; 1,4)` en `(10; 2,0)` met horizontale asymptoot `p = 3,5` .
Grafiek van `p(t) = 3,5 - a * g^t` door `(0; 1,4)` en `(10; 2,0)` geeft `1,4 = 3,5 - a * g^0` en `2,0 = 3,5 - a * g^(10)` . Hieruit vind je `a = 2,1` en `g ~~ 0,97` .
`p(t) = 3,5 - 2,1 * 0,97^t = 2,6` geeft `t ~~ 25,2` dus vanaf `26` seconden is dat het geval.
`p'(t) = -2,1 * 0,97^t * ln(0,97)` en dus is `p'(0) ~~ 0,07` atm/s.
`text(e)^(5600k) = 0,5` geeft `k = (ln(0,5))/(5600) ~~ -0,000124` .
`t = (ln(0,79))/(k) ~~ 1900` jaar.
`t = (ln(0,65))/(k) ~~ 3500` jaar.
`t = (ln(0,33))/(k) ~~ 9000` jaar.
`f'(x) = 1 - ln(2) * 2^(-x) = 0` geeft `x = ^2 log(ln(2))` en het minimum is daarom `f(^2log(ln(2))) ~~ 0,92` .
`f'(0) = 1 - ln(2)` en `f(0) = 1` geeft `y = (1 - ln(2))x + 1` .
Nulpunt is alleen
`(0,0)`
en horizontale asymptoot is
`y = 0`
.
`f'(x) = (1 - 2x^2)text(e)^(-x^2) = 0`
geeft
`x = +- 1/2sqrt(2)`
.
Met de grafiek geeft dit min.
`f(- 1/2sqrt(2)) = - 1/2sqrt(2/(text(e)))`
en max.
`f(1/2sqrt(2)) = 1/2sqrt(2/(text(e)))`
.
`f"(x) = (4x^3 - 6x)text(e)^(-x^2) = 0`
geeft
`x = 0 vv x = +- 1/2sqrt(6)`
.
De buigpunten zijn
`(0,0)`
,
`(- 1/2sqrt(6), - 1/(2text(e))sqrt(6/(text(e))))`
en
`(1/2sqrt(6), 1/(2text(e))sqrt(6/(text(e))))`
.
De lijn `y = px` snijdt de grafiek in `(0,0)` . Hij snijdt de grafiek in geen enkel ander punt als de helling van die lijn negatief is of groter dan `f'(0) = 1` . Dus moet `p ≤ 0 vv p ≥ 1` .
`f_0(x) = x^2 text(e)^x = 0` geeft `x = 0` , dus nulpunt `(0,0)` . `f'_0(x) = (x^2 + 2x) text(e)^x = 0` geeft `x = 0 vv x = -2` , en met de grafiek max. `f(-2) = 4/(text(e)^2)` en min. `f(0) = 0` . Als `x rarr -oo` dan `f(x) rarr 0` , dus de horizontale asymptoot is `y = 0` .
`x^2 text(e)^x = (x - 1)^2 text(e)^x` geeft `-2x + 1 = 0` en dus `x = 0,5` . Het snijpunt is `(0,5; 0,25sqrt(text(e)))` .
`x^2 text(e)^x = (x - p)^2 text(e)^x` geeft `-2px + p^2 = 0` en dus `p = 0 vv x = 0,5p` ( `p = 0` vervalt want dan is er niet één snijpunt, maar vallen beide grafieken samen). Het snijpunt is daarom `(0,5p; 0,25p^2 text(e)^(0,5p))` . Dit punt ligt op `y = 1` als `0,25p^2 text(e)^(0,5p) = 1` . Deze vergelijking is alleen op te lossen met behulp van de grafische rekenmachine. Je vindt `p ~~ 1,41` .
`f'_p(x) = (x^2 + (2 - 2p)x + p^2 - 2p)text(e)^x = 0` geeft `x = (2 - 2p +- sqrt(4))/2` , dus `x = 2 - p vv x = -p` . Omdat `p ≥ 0` is `-p < 2 - p` en omdat `x^2 + (2 - 2p)x + p^2` bij `x = -p` wisselt van positief naar negatief en bij `x = 2 - p` wisselt van negatief naar positief is er sprake van één maximum en wel voor `x = -p` . De grootte van het maximum is `(4p^2)/(text(e)^p)` .
`f"_p(x) = (x^2 + (4 - 2p)x + p^2 - 4p + 2)text(e)^x = 0`
geeft
`x^2 + (4 - 2p)x + p^2 - 4p + 2 = 0`
.
De discriminant van deze vergelijking bepaalt het aantal buigpunten.
Grafiek is stijgend vanaf `(0,6)` naar horizontale asymptoot `T = 20` .
De snelheid van temperatuursverandering `T'(t)` is recht evenredig met het temperatuursverschil met de omgeving en dat is `20 - T` .
`T(t) = 20 + a * text(e)^(ct)` en `T'(t) = a * c * text(e)^(ct)` invullen geeft links en rechts van het isgelijkteken hetzelfde voor elke `t` .
`T(12) = 18` en `T(0) = 6` invullen geeft `a = -14` en `c = 1/(12) ln(1/7) ~~ -0,16` . Dus `T(t) = 20 - 14text(e)^(-0,16t)` .
`T'(0) ~~ 2,27` en `T'(15) ~~ 0,20` °C/min. De opwarming verloopt steeds langzamer.
De halveringstijd is 8,06 dagen, dus `text(e)^(-8,06k) = 0,5` . Dan is `-8,06k = ln(0,5)` , dus `k ~~ 0,086` . De formule wordt dan: `m = m_0 text(e)^(-0,086t)` .
`5,00 * text(e)^(-0,086t) ~~ 1,40` , dus ongeveer `1,4` gram.
`m' = 0,086 * m` dus de evenredigheidconstante is `0,086` .
`text(e)^(-0,086t) = 0,10` geeft `t ~~ 27` , dus na `27` dagen.
Ook na ongeveer `27` dagen, want de vervalsnelheid is recht evenredig met de hoeveelheid.
`5,00 * text(e)^(-0,086t) = 0,005`
geeft
`t ~~ 80,3`
, dus na
`81`
dagen.
Theoretisch gesproken is de stof nooit volledig verdwenen, want de grafiek van
`N`
nadert wel steeds dichter naar
`N = 0`
als
`t`
groter wordt, maar die waarde wordt nooit echt bereikt.
`f(x) = 3 * 0,5^(2x - 1) - 4 = 0`
geeft
`0,5^(2x - 1) = 4/3`
en
`2x - 1 = ^0,5log(4/3)`
, dus
`x ~~ 0,29`
.
`f'(x) = 3ln(0,5) 0,5^(2x - 1)`
geeft
`f'(0,29) = 3ln(0,5)*4/3 ~~ -2,77`
.
De vergelijking van de raaklijn wordt
`y = -2,77x + 0,81`
.
`f(x) = 5 - text(e)^(sqrt(x)) = 0`
geeft
`x = (ln(5))^2 ~~ 2,59`
.
`f'(x) = - (text(e)^(sqrt(x)))/(2sqrt(x))`
geeft
`f'(2,59) = - 5/(2 ln(5)) ~~ -1,55`
.
De vergelijking van de raaklijn wordt
`y = -1,55x + 4,02`
.
`text(e)^(-alpha) = 0,4` geeft `alpha = -ln(0,4) ~~ 0,916` .
`text(e)^(-ln(0,4) * d) = 0,01` geeft `d = (ln(0,01))/(-ln(0,4)) ~~ 5,03` . Dus ongeveer `5` cm.
`I'(0) = -I(0)ln(0,4)` .