Exponentiële en logaritmische functies > Logaritmische functies
123456Logaritmische functies

Antwoorden van de opgaven

Opgave 1
a

Voer bij Y1 de functie f in en via Y2=(Y1(X+0.0001)-Y1(X))/0.0001 een benadering van de afgeleide. Kies als venster bijvoorbeeld `[0,5] xx [-4,4]` .

b

Omdat de grafiek van de functie steeds steiler wordt naarmate je dichter bij 0 komt.

c

y = 0

d

f ( x ) = 1 x

Opgave 2
a

f ( x ) = 1 5 x 5 = 1 x en f ( 10 ) = 0,1.

b

f ( x ) = 3 4 x -1 = -3 4 x en f ( 10 ) = 0,5.

c

f ( x ) = - ln ( x ) dus f ( x ) = - 1 x en f ( 10 ) = -0,1.

Opgave 3

f ( x ) = 2 log ( x ) = ln ( x ) ln ( 2 ) = 1 ln ( 2 ) ln ( x ) dus f ( x ) = 1 ln ( 2 ) 1 x = 1 x ln ( 2 ) .

Opgave 4

f ( x ) = g log ( x ) = ln ( x ) ln ( g ) = 1 ln ( g ) ln ( x ) dus f ( x ) = 1 ln ( g ) 1 x = 1 x ln ( g ) .

Opgave 5
a

f ( x ) = 1 4 x 4 = 1 x = 10 geeft x = 0,1.

b

f ( x ) = 1 ln ( 3 ) x = 10 geeft x = 1 10 ln ( 3 ) .

c

f ( x ) = 5 1 ln ( 10 ) x = 5 x ln ( 10 ) = 10 geeft x = 1 2 ln ( 10 ) .

d

f ( x ) = 50 1 2 x 2 = 50 x = 10 geeft x = 5.

e

f ( x ) = 1 ln ( 2 ) ( 50 + x 2 ) 2 x = 2 x ( 50 + x 2 ) ln ( 2 ) = 10 geeft 2 x = 10 ln ( 2 ) ( 50 + x 2 ) . Er zijn geen oplossingen (abc-formule).

f

f ( x ) = 2 ( ln ( 3 x ) ) -1 geeft f ( x ) = -2 ( ln ( 3 x ) ) -2 1 3 x 3 = -2 3 x ln 2 ( 3 x ) = 10 en dus 3 x ln 2 ( 3 x ) = -0,2 . Er zijn geen oplossingen.

Opgave 6
a

h = -6,5 ln ( p 1020 ) geeft h ( p ) = -6,5 p ln ( 10 ) .

b

h ( 900 ) 0,353 en h ( 900 ) -0,003 .

c

h ( p ) = -6,5 p ln ( 10 ) < 0 omdat p > 0 .

Opgave 7
a

`text(D)_(f) = (:-2,rarr:)` en `text(D)_(g) = (:larr,0:)` .
Op het interval `[-5,3]` zie je goed het verloop van de grafieken. De `y` -waarden lopen dan van `-3` tot `3` .

b

`ln(2x + 4) = ln(-x)` geeft `2x + 4 = -x` en dus `x = - 4/3` .
Met de grafiek vind je `-2 < x ≤ - 4/3` .

c

`f'(x) = 2/(2x + 4)` en `g'(x) = 1/x` .
`f'(- 4/3) = 1,5` dus de hoek met de positieve `x` -as is `56,3` °.
`g'(- 4/3) = -0,75` dus de hoek met de positieve `x` -as is `-36,9` °.
De scherpe hoek tussen beide grafieken is `86,8` °.

Opgave 8
a

Doen.

b

f ( x ) = 2 ln ( x ) + 2 x = 0 geeft ln ( x ) = -1 en dus x = 1 e .
Het buigpunt is ( 1 e , 1 e ) en f ( 1 e ) = -1 . De vergelijking van de raaklijn is daarom y = - x + 2 e .

Opgave 9
a

`f'(x) = nx^(n - 1) * ln(x) + x^(n - 1) = 0` geeft `ln(x) = -1/n` en dus `x = text(e)^(- 1/n)` .
Nu is `f(text(e)^(- 1/n)) = (-text(e))/n` en voor positieve gehele `n` is dit een getal tussen `-text(e)` en `0` .

b

Het snijpunt van de grafiek van alle `f_n` met de `x` -as is `(1,0)` . `f'(1) = 1` en dus is de gevraagde hoek gelijk aan `45` °.

c

`f"(x) = n(n - 1)x^(n - 2) * ln(x) + (2n - 1)x^(n - 2) = 0` geeft `ln(x) = (-2n + 1)/(n(n - 1))` .
Als `n = 1` heeft deze vergelijking geen oplossingen. Als `n > 1` dan is `(-2n + 1)/(n(n - 1)) < 0` en zijn er ook geen oplossingen. Geen enkele functie `f_n` heeft buigpunten.

d

`f_2(x) = x^2 ln(x)` en `f_2'(x) = 2x ln(x) + x` .
Raaklijn door `O(0,0)` en `P(p, p^2 ln(p))` heeft richtingscoëfficiënt `f'(p)` , dus `p^2 ln(p) = (2p ln(p) + p) * p` .
Dit geeft `p^2 ln(p) + p^2 = 0` zodat `p = 0 vv ln(p) = -1` .
Omdat `p = 0` vervalt is `p = 1/(text(e))` en `P(1/(text(e)), (-1)/(text(e)^2))` .

Opgave 10
a

f ( x ) = -1 ( 2 x ) ln ( 2 ) geeft f ( 1 ) = -1 ln ( 2 ) en f ( 1 ) = 0 zodat de raaklijnvergelijking is y = - 1 ln ( 2 ) x + 1 ln ( 2 ) .

b

f ( x ) = 2 x + 4 x 2 + 4 x geeft f ( 1 ) = 1,2 en f ( 1 ) = ln ( 5 ) zodat de raaklijnvergelijking is y = 1,2 x + ln ( 5 ) 1,2 .

c

f ( x ) = ln ( 2 x ) + 1 geeft f ( 1 ) = ln ( 2 ) + 1 en f ( 1 ) = ln ( 2 ) zodat de raaklijnvergelijking is y = ( ln ( 2 ) + 1 ) x 1 .

d

f ( x ) = 1 ln ( x ) x 2 geeft f ( 1 ) = 1 en f ( 1 ) = 0 zodat de raaklijnvergelijking is y = x 1 .

e

f ( x ) = 1 ln ( x + 1 ) = ( ln ( x + 1 ) ) -1 dus f ( x ) = -1 ( x + 1 ) ln 2 ( x + 1 ) . Dit geeft f ( 1 ) = -1 2 ln 2 ( 2 ) en f ( 1 ) = 1 ln ( 2 ) . De raaklijnvergelijking is y = 1 2 ln 2 ( 2 ) x + 2 ln ( 2 ) + 1 2 ln 2 ( 2 ) .

Opgave 11
a

f ( x ) = -2 x 2 + 1 x .
f ( 1 ) = 2 + ln ( 2 ) en f ( 1 ) = -1 dus de raaklijnvergelijking is y = - x + 3 + ln ( 2 ) .

b

f ( x ) = 0 geeft x = 2. Het minimum is f ( 2 ) = 1 + ln ( 4 ) .

c

f ( x ) = -1 geeft x 2 + x 2 = 0 zodat x = -2 x = 1 .
Omdat x = -2 vervalt vind je alleen x = 1 .

Opgave 12
a

( 6 x ) = 1 x geeft x = 3 ± 2 2 .
De bijbehorende y-waarden laten zich makkelijk uitrekenen. De snijpunten zijn dan ongeveer ( 5,83 ; -2,54 ) en ( 0,17 ; 2,54 ).

b

De punten A en B liggen beide op de verticale lijn x = k. Dus moet h ( k ) = f ( k ) g ( k ) maximaal zijn.
h ( k ) = 1 ( 6 x ) + 1 k = 0 geeft k = 3. En h ( 3 ) = 2 2 log ( 3 ).

c

`y = p` geeft `6 - x = 2^p vv 1/x = 2^p` en dus `x = 6 - 2^p vv x = 1/(2^p)` . Het verschil van deze twee `x` -waarden is `l(p) = 6 - 2^p - 1/(2^p)` .

d

`l'(p) = -2^p ln(2) + 2^(-p) ln(2) = 0` geeft `2^p = 2^(-p)` en dus `p = 0` . We vinden max. `l(0) = 4` .

Opgave 13
a

`x(ln(x) - 1) = 0` geeft `x = 0 vv x = text(e)` . Dus nulpunten `(0,0)` en `(text(e),0)` . De oorsprong is nog niet duidelijk als nulpunt, want daar bestaat de natuurlijke logaritme niet. Snijpunt met de `y` -as geeft weer de oorsprong. `f'(x) = ln(x) = 0` geeft `x = 1` en min. `f(1) = -1` .

b

Doen, je ziet `f(0) = 0` . Hoe dat precies zit valt buiten het bestek van de wiskunde B op vwo.

c

Raaklijn `y = ax - 1` geeft `x(ln(x) - 1) = ax -1 nn ln(x) = a` geeft `xln(x) - x = x ln(x) - 1` en dus `x = 1` . Het raakpunt is `(1,-1)` .

Opgave 14
a

De functies `f_p` zijn te schrijven als `f_p(x) = x^2 - ln(x) - ln(p)` . Je ziet dat de functie `g(x) = x^2 - ln(x)` met `- ln(p)` in de `y` -richting verschuift. De grootte van de verschuiving wordt bepaald door `p` .

b

`f_p'(x) = 2x - 1/x = 0` geeft `x = +- 1/2 sqrt(2)` . `f(+- 1/2 sqrt(2)) = 1` geeft `1/2 - ln(p) +- 1/2 ln(2) = 1` en dus `p = text(e)^(1/2 +- 1/2 ln(2))` .

c

`f_p"(x) = 2 + 1/(x^2) > 0` voor elke waarde van `x` , dus er is geen buigpunt.

Opgave 15Geluidsdrukniveau
Geluidsdrukniveau
a

`I = 10^(-12)` geeft `L = 0` . `I = 10` geeft `L = 130` .

b

`L = 80` geeft `I = 10^(-4)` . Voor twee auto's is `I = 2 * 10^(-4)` en dus `L = 83,01` dB.

c

`77 = L_0 - 10 * log(40pi)` geeft `L_0 = 77 - 10 * log(40pi)` . Op 100 meter vind je: `L = 77 - 10log(40pi) - 10log(200pi) = 70` dB.

d

`L = 77 - 10log(40pi) - 10log(2pi R) = 60` geeft `17 = 10log(20/R)` en dus `R = 10^(2,7) ~~ 501,19` m.

e

`L = L_0 - 10 log(2pi R)` met `L(20) = 80` geeft `L_0 = 80 + 10 log(40pi)` .
Dus `L = 80 + 10 log(40pi) - 10 log(2pi R) = 80 + 10 log(20/R)` .

Opgave 16
a

`f'(x) = 1/(x ln(3)) = 10` geeft `x = 1/(10 ln(3))` .

b

`f'(x) = (-2)/((11 - x)ln(10)) = 10` geeft `11 - x = (-2)/(10 ln(10))` en dus `x = 11 + 2/(10 ln(10))` .

c

`f'(x) = 1/x = 10` geeft `x = 0,1` .

Opgave 17
a

Nulpunten: `f(x) = 0` geeft `x = text(e)` , dus `(text(e),0)` .
Er is geen snijpunt met de `y` -as.
Extremen: `f'(x) = (2 ln(x))/(x^2) = 0` geeft `x = 1` . Met de grafiek vind je max. `f(1) = 2` .

b

`f"(x) = (2 - 4ln(x))/(x^3) = 0` geeft `x = sqrt(text(e))` . Het buigpunt is `(sqrt(text(e)),4/(text(e)))` .

c

Raaklijn `y = ax - 1` geeft `(2 + 2 ln(x))/x = (2 ln(x))/(x^2) * x + 1` en dus `2/x = 1` zodat `x = 2` . Het bedoelde punt is `(2, 1 + ln(2))` .

Opgave 18Helderheid van sterren
Helderheid van sterren
a

`m = 6` en `I = 6` geeft `b = 6` .
`m = 1` en `I = 100` geeft `1 = a ln(100) + 6` en dus `a = (-5)/(ln(100)) ~~ -1,086` .

b

`m = (-5)/(ln(100)) * ln(I) + 6` en `m(73) ~~ 1,34` .

c

`-1,6 = (-5)/(ln(100)) * ln(I) + 6` geeft `I ~~ 1096,48` .

d

`m = (-5)/(ln(100)) * ln(I) + 6` geeft `m - 6 = (-5)/(ln(100)) * ln(I)` en dus `ln(I) = (6 - m)(ln(100))/(5)` . Dit geeft `I = text(e)^(0,2ln(100)(6 - m))` .

e

Ster 1: `m = 4,5` , dus `I = 100^(0,3)` .
Ster 2: `m = 4,7` , dus `I = 100^(0,26)` .
Dubbelster: `I = 100^(0,3) + 100^(0,26)` en `m ~~ 3,84` .

verder | terug