zo lijkt het.
. (Maar dat weet je pas zeker na een echt bewijs.)
Licht vooral toe waarom uit en het bewijs volgt.
Je kent de kettingregel, dus `g'(x) = text(-)cos(1/2 pi - x) = text(-)sin(x)` .
`f(x) = (sin(x))/(cos(x))` en dus `f'(x) = (cos(x) * cos(x) - sin(x) * -sin(x))/(cos^2(x)) = 1/(cos^2(x))` .
`f'(x) = 2 cos(x)`
`f'(x) = 2cos(2x)`
`f'(x) = 2 sin(x) cos(x)`
`f'(x) = 2x sin(x) + x^2 cos(x)`
`f'(x) = text(-)8 sin(2x) - 2 cos(2x)`
`f'(x) = -2 cos(x) sin(x) - 3 sin(x)`
`f'(x) = 3/(cos^2(3x))`
`f'(x) = cos^2(x) - sin^2(x)`
`f'(x) = 8800pi cos(440pi x)` en raaklijn `y = 8800pi x` .
`f'(x) = cos(x) - x sin(x)` en `y = x` .
`f'(x) = 2x cos(3x) - 3x^2 sin(3x)` en `y = 0` .
`f'(x) = (tan(1/2 x))/(cos^2(1/2 x))` en `y = 0` .
`f'(x) = 2 sin(x) cos(x) - 2 cos(x) sin(x) = 0`
Met `f(x) = sin^2(x) + cos^(x) = 1` .
Evenwichtsstand `y = (3,05 + 3,15)/2 = 3,10` , amplitude `A = 0,05` , periode `60/40 = 1,5` en horizontale verschuiving `t = 0` .
De grafiek is dan zo steil mogelijk en loopt naar beneden.
Doen.
De grootste snelheid van inademen zit bijvoorbeeld bij `t = 3/4 * 1,5 = 1,125` Dan is de snelheid van inademen `L'(1,125) ~~ 0,021` .
`f(x) = sin^2(x) + sin(x)` en `f'(x) = 2 sin(x) cos(x) + cos(x) = 0` geeft `cos(x) = 0 vv sin(x) = text(-)0,5` en dit geeft `x = 1/2 pi vv x = 1 1/2 pi vv x = 1 1/6 pi vv x = 1 5/6 pi` . De extremen zijn max. `f(1/2 pi) = 2` , min. `f(1 1/6 pi) = text(-)0,25` , max. `f(1 1/2 pi) = 0` en min. `f(1 5/6 pi) = text(-)0,25` .
`f'((pi)/2) = 2 sin((pi)/2) cos((pi)/2) - p cos((pi)/2) = 0` en dit klopt voor elke `p` .
Er zijn twee situaties om te bekijken: Als `0 < p < 2` , dan is het grootste maximum `f(1,5pi) = 1 + p` en het kleinste maximum `f(0,5pi) = 1 - p` en dus moet `1 + p = 2(1 - p)` . Dit geeft `3p = 1` en dus `p = 1/3` . Als `-2 < p < 0` , dan is het kleinste maximum `f(1,5pi) = 1 + p` en het grootste maximum `f(0,5pi) = 1 - p` en dus moet `2(1 + p) = 1 - p` . Dit geeft `text(-)3p = 1` en dus `p = text(-)1/3` .
`f'(0) = text(-)2` geeft met `f'(x) = a/(cos^2(ax))` de vergelijking `a/1 = text(-)2` en dus `a = text(-)2` .
`f_1'(x) = text(-)2 sin(x) cos(x) = 0`
geeft
`x = k * pi vv x = 1/2 pi + k * pi`
.
De toppen zijn
`(k * pi, 1)`
en
`(1/2 pi + k * pi, 0)`
.
`f_2'(x) = 8 cos(2x - 0,25pi) = 0`
geeft
`x = 0,375 pi + k * 0,5pi`
.
De toppen zijn
`(0,375 pi + k * pi; 6)`
en
`(0,875 pi + k * pi; 4)`
.
`f_3'(x) = 2 sin(x) cos(x) + cos(x) = 0`
geeft
`x = 1/2 pi + k * pi vv x = 1 1/6 pi + k * 2pi vv x = 1 5/6 pi + k * 2pi`
.
De toppen zijn
`(1/2 pi + k * 2pi, 2)`
,
`(3/2 pi + k * 2pi, 0)`
,
`(1 1/6 pi + k * 2pi; text(-)0,25)`
en
`(1/2 pi + k * 2pi; text(-)0,25)`
.
`f_4'(x) = 1/(1 + cos(x)) = 0` heeft geen oplossingen.
`f'(x) = 2 sin(x) cos(x) + sqrt3 sin(x) = 0` geeft `sin(x) = 0 vv cos(x) = -1/2 sqrt3` , dus `x = 0 vv x = 5/6 pi vv x = pi vv x = 7/6 pi vv x = 2pi` . Dus min. `f(0) = text(-)sqrt3 - 1` , max. `f(5/6 pi) = 3/4` , min. `f(pi) = sqrt3 - 1` , max. `f(7/6 pi) = 3/4` en max. `f(2pi) = text(-)sqrt3 - 1` .
`f"(x) = 2 cos^2(x) - 2 sin^2(x) - sqrt3 cos(x) = 0` geeft `4 cos^2(x) - sqrt3 cos(x) - 2 = 0` en `cos(x) = (sqrt3 +- sqrt(35))/8` . Dit betekent `cos(x) ~~ 0,956 vv cos(x) ~~ text(-)0,523` zodat `x ~~ 1,15 vv x ~~ 1,73 vv x ~~ 4,55 vv x ~~ 5,13` . Deze waarden moet je nog in `f` invullen voor de buigpunten.
`f'(x) = 1/(8 cos^2(x)) - cos(x) = 0` geeft `cos^3(x) = 1/8` en dus `cos(x) = 1/2` , zodat `x = +- 1/3 pi + k * 2pi` . Dus min. `f(1/3 pi) = text(-) 3/8 sqrt3` en max. `f(1 2/3 pi) = 3/8 sqrt3` .
`f"(x) = (sin(x))/(4 cos^3(x)) + sin(x)` en `f"(0) = 0` . `f'(0) = text(-) 7/8` en `f(0) = 0` en dus is de raaklijn `y = text(-) 7/8 x` .
`f(x) = 2 + cos(x) - cos^2(x) = 2`
geeft
`cos(x)(1 - cos(x)) = 0`
en dus
`cos(x) = 0 vv cos(x) = 1`
.
Dit geeft
`x = 0 vv x = 1/2 pi vv x = 1 1/2 pi vv x = 2pi`
.
`f"(x) = text(-) sin(x) + 2 cos(x) sin(x) = 0`
geeft
`sin(x) = 1 vv cos(x) = 1/2`
en dus
`x = 1/3 pi vv x = 1/2 pi vv x = 1 2/3 pi`
.
Je vindt max.
`f(1/3 pi) = f(1 2/3 pi) = 2,25`
en min.
`f(pi) = 0`
.
Bekijk de grafiek op de GR.
De lijn
`y = 2`
loopt horizontaal en mag de grafiek maar in twee punten snijden. Dat doet hij als
`0 < p < 2 vv p = 2,25`
.
De periode is `1/60` minuut. Er gaan dus `60` ademhalingen in een minuut.
De evenwichtsstand is `3,1` . De periode `1/60` . De amplitude is `0,05` . Er is geen verschuiving. Dit levert de sinusoïde `V(t) = 3,1 + 0,05 sin(120pi t)` .
Op een kwart van de amplitude is de daling van de longinhoud maximaal. Dit is bij `t = 1/240` . Dan is de snelheid gelijk aan `text(-)6pi` liter per minuut.
`f(x) = 0`
geeft
`sin(x) = cos(x)`
en dus
`x = 1/4 pi vv x = 5/4 pi`
. De nulpunten zijn
`(1/4 pi,0)`
en
`(5/4 pi, 0)`
.
`f'(x) = (cos(x) + sin(x) + 1)/((sin(x) + 1)^2) = 0`
geeft
`cos(x) + sin(x) + 1 = 0`
en
`sin(x + 1/2pi) + sin(x) + 1 = 0`
.
Met de formules van Simpson krijg je
`sqrt2 sin(x + 1/4 pi) = text(-)1`
en dus
`sin(x + 1/4 pi) = text(-) 1/2 sqrt2`
zodat
`x = pi vv x = 1,5pi`
.
De laatste oplossing vervalt omdat deze waarde ook een nulwaarde van de noemer is.
De top is
`(pi, 1)`
.
Het snijpunt met de `y` -as is het punt `(0,text(-)1)` . De afgeleide heeft daar een waarde `f'(0) = 2` . De vergelijking van de gevraagde lijn is `y = 2x - 1` .
De vergelijking `f(x) = 1/2` geeft `x ~~ 1,57 vv x ~~ 3,78` . De lengte van het lijnstuk is dus `2,21` .
Loodrecht snijdende lijnen, daarvan is het product van de richtingscoëfficiënten gelijk
aan
`text(-)1`
.
De gegeven lijn snijdt de grafiek van
`f`
in een punt waarin de raaklijn aan
`f`
richtingscoëfficiënt
`0,5`
heeft.
Dus je zoekt het punt waarvoor
`f'(x) = 0,5`
.
Dit geeft:
`(cos(x) + sin(x) + 1)/((sin(x) + 1)^2) = 0,5`
.
Deze vergelijking kun je schrijven als
`0,5 sin^2(x) - cos(x) - 0,5 = 0`
ofwel
`0,5 cos^2(x) + cos(x) = 0`
en dus
`cos(x) = 0 vv cos(x) = text(-)2`
.
En dat geeft
`x = 0,5pi vv x = 1,5pi`
. Alleen
`x = 0,5pi`
voldoet, dus je krijgt het punt
`(0,5pi; 0,5)`
en
`a = pi + 0,5`
.
`y = 1/2 x + 4` . Neem als venster bijvoorbeeld `[0,2pi]xx[text(-)2,10]` .
`f'(x) = 0,5 + 2 cos(x) = 0` als `cos(x) = text(-)0,25` . Dit geeft de toppen `(1,82;6,85)` en `(4,46;4,29)` .
Nee die vallen niet samen, want deze grafiek is een sinus die slingert om een stijgende lijn, terwijl de standaardsinus slingert om een horizontale lijn.
`f(x) = sin^2(x) + cos(x) = text(-)cos^2(x) + cos(x) + 1 = 0`
geeft
`cos(x) = (text(-)1 +- sqrt5)/(2)`
.
Dus
`cos(x) ~~ text(-)0,618 vv cos(x) ~~ 1,618`
.
De laatste oplossing voldoet niet. Op het gegeven interval zijn de volgende waarden
oplossingen:
`x ~~ text(-) 5,38 vv x ~~ text(-) 2,24 vv x ~~ 2,24 vv x ~~ 5,38`
.
Dit zijn de x-coördinaten van de nulpunten.
`f'(x) = 2 sin(x) cos(x) - sin(x) = 0`
geeft
`sin(x) = 0 vv cos(x) = 0,5`
.
Op het gegeven interval geeft dit de volgende toppen:
`(+-2 pi, 1)`
,
`(+- pi, 1)`
,
`(+- 1/3 pi; 1,25)`
en
`(+- 5/3 pi; 1,25)`
.
`f(x) = 1`
geeft
`cos(x) - cos^2(x) = 0`
en dus
`cos(x) = 0 vv cos(x) = 1`
.
Dit levert op:
`x = 0 vv x = +- 2pi vv x = +- 0,5pi vv x = +- 1,5 pi`
.
Je kunt uit de grafiek aflezen op welke intervallen de grafiek boven de gegeven lijn
ligt:
`text(-)2pi < x < text(-)1,5pi vv text(-)0,5pi < x < 0 vv 0 < x < 0,5pi
vv 1,5pi < x < 2pi`
.
`f'(x) = 1 + 2 cos(x) = 0`
en dus
`cos(x) = text(-)0,5`
zodat
`x = 2/3 pi vv x = 4/3 pi`
.
Je krijgt max.
`f(2/3 pi) = 2/3 pi + sqrt3`
en min.
`f(4/3 pi) = 4/3 pi - sqrt3`
.
In de raakpunten is de afgeleide gelijk aan
`1`
.
`f'(x) = 1`
geeft
`cos(x) = 0`
en dit geeft
`x = 0,5pi vv x = 1,5pi`
.
In
`(0,5pi; 0,5pi + 2)`
is de raaklijn
`y = x + 2`
.
In
`(1,5pi; 1,5pi - 2)`
is de raaklijn
`y = x - 2`
.
Hier moet je het bereik van de afgeleide functie bepalen. Dan bepaal je eerst de extremen met behulp van de tweede afgeleide: `f"(x) = 0` geeft `2 sin(x) = 0` en dus `x = 0 vv x = pi vv x = 2pi` . Je krijgt max. `f'(0) = f'(2pi) = 3` en min. `f'(pi) = text(-)1` . Dus `text(-)1 ≤ a ≤ 3` .
De punten
`O(0,0)`
,
`S(10,0)`
en
`T(5,4)`
zijn eenvoudig te vinden. Vanwege de symmetrie is het voldoende te kijken naar het
lijnstuk
`OT`
.
Dit lijnstuk heeft de vergelijking
`y = 0,8x`
als
`0 ≤ x ≤ 5`
. Als
`l`
de lengte van het lijnstuk
`AB`
is, dan geldt:
`l(x) = 4 sin(0,1pi x) - 0,8x`
.
`l(x)`
is maximaal als
`l'(x) = 0,4pi cos(0,1pi x) - 0,8 = 0`
, dus als
`cos(0,1pi x) ~~ 0,637`
.
Dit geldt als
`x ~~ 2,80`
. Dan is de maximale waarde
`l(2,80) ~~ 0,84`
.