Modelleren > Optimaliseren
123Optimaliseren

Antwoorden van de opgaven

Opgave V1

In de uitleg wordt dit probleem besproken.

Opgave 1
a

De lengte is `2400/30 = 80` m. De oppervlakte wordt: `(30 + 20 + 10)(80 + 10 + 10) = 6000` m2.

b

De breedte is dan `2400/80 = 30` m. De oppervlakte wordt: `(30 + 10 + 10)(80 + 20 + 10) = 50 * 110 = 5500`  m2. En dat is kleiner.

c

De andere afmeting is dan `2400/x` m en de oppervlakte wordt: `A(x) = (x + 10 + 10)(2400/x + 10 + 20) = (x + 20)(2400/x + 30)` m2

d

Met behulp van GeoGebra, Desmos, of een grafische rekenmachine zoek je het minimum van: `A(x) = (x + 20)(2400/x + 30)`
Je vindt een minimum van `5400` m2 bij `x = 60` m.

Opgave 2
a

Dan is de voorkant van de fabriekshal `x - 20` en de breedte ervan dus: `2400/(x - 20)`
De oppervlakte van het terrein is dan: `A(x) = x(2400/(x - 20) + 30)`

b

Met de GR zoek je het minimum van: `A(x) = x(2400/(x - 20) + 30)`
Je vindt een minimum van `5400` m2 bij `x = 60` m.

Opgave 3
a

Het blik is zuiver cilindervormig, het materiaal is overal even dik en eventuele opstaande randjes worden verwaarloosd. De hoeveelheid materiaal wordt dus alleen bepaald door de oppervlakte ervan.

b

De onder- en de bovenkant van het blik zijn cirkels met straal `r` en de mantel is een rechthoek met een hoogte van `h` cm en een breedte die gelijk is aan de omtrek van de grondcirkel.

c

Met `I=1000` vind je `1000 =πr^2 h` en dus: `h=1000/ (πr^2)`
Als je nu in de formule voor `A` deze uitdrukking invult voor `h` , dan vind je: `A(r)=2000/r+2 πr^2`

d

De gevonden vergelijking `A(r)=2000/r+2pir^2` beschrijft een kromme met een minimum op `r~~5,4` . Zo gebruik je `h=1000/(pir^2)` om `h~~10,8` te vinden.

Opgave 4

Het pakje met de kleinste oppervlakte heeft `x ~~ 5,8` cm en `h ~~ 5,9` cm.

Opgave 5
a

Bijvoorbeeld `W(x) = (90 - 4x)(1000 + 100x) - 60(1000 + 100x) = text(-)400x^2 - 1000x + 30000` , met `W` in eurocent.

b

De winst is maximaal als `x = text(-)1,25` . En dat betekent dat hij de prijs eigenlijk met `5`  eurocent zou moeten verhogen om maximale winst te krijgen. Dus nee, beter niet.

c

Stel dat `x` het aantal pakken yoghurt is dat hij zal verkopen, dan krijg je de formule:

`(90-0,04(x-1000))x-60x`

Je vindt nu dat er een maximum is bij `x=875` . Dus een afname van `125` pakken. Dit komt op hetzelfde neer, want dit betekent dat de bedrijfsleider de prijs met `5`  eurocent moet verhogen voor maximale winst.

Stel `x` is het aantal extra pakken yoghurt dat hij zal verkopen, dan krijg je de formule:

`W=(90-0,04x)(1000+x)-60(1000+x)`

Je vindt nu dat er een maximum is bij `x=text(-)125` . Dit komt op hetzelfde neer, want dit betekent dat de bedrijfsleider de prijs met `5`  eurocent moet verhogen voor maximale winst.

Opgave 6
a

€ 6412,50

b

`TO(p)=(600 -6 p)(10 +0,25 p)=6000 +90 p-1,5 p^2`

c

`TO` is maximaal als `p=30` .

Opgave 7
a

De lengte en breedte zijn dan `20-2x` en de hoogte `x` .

Dus: `I=x (20 -2 x) ^2` .

b

Bepaal het maximum met GeoGebra, Desmos, of de GR.
Je vindt dat het maximum `593` cm3 is bij `x~~3,45` .

Opgave 8

Sportveld: Noem de lengte `l` en breedte `2 r` (in `l` en `r` in meters) waarin `r` de straal van de twee halve cirkels is.
Nu geldt: `2 l+2 πr=400` , dus `l=200 -πr` .
De oppervlakte van het sportveld is: `A=l*2 r=(200 -πr)*2 r=400 r-2 πr^2` .
Maximum zit bij `r=100/π~~31,8` . Dit kun je berekenen met behulp van de symmetrie eigenschappen van de bergparabool die de grafiek van `A` is (snijpunten met de horizontale as uitrekenen; de top zit in het midden van die snijpunten).
Het sportveld is ongeveer `100` bij `64` m.

Opgave 9
a

`q = 12 - 0,1p`
`0,1p = 12 - q`
`p = 120 - 10q`
Uit deze formule kunnen we afleiden dat de prijs `0` is wanneer er `12000` autopeds worden verkocht. Dit betekend dat: `0 le q le 12` .

b

`p=120-10q`
Invullen geeft: `TO=pq=120 q-10 q^2`

c

`TW=TO-TK`

`TW=text(-)1 ,5 q^3+12 ,5 q^2`

d

Maximum bepalen (Geogebra, Desmos, of GR) geeft `q=5,5555...` . Er is maximale winst als `q=5556` . De prijs van een autoped is dan € 64,44.

e

`GTK=1 ,5 q^2-22 ,5 q+120` met een minimum bij een afzet van `7500` stuks.

Opgave 10
a

De lengte van het linker voetpad is `sqrt(x^2+40^2)=sqrt(x^2+1600)` en de lengte van het rechter voetpad is `sqrt((80-x)^2+60^2)=sqrt(x^2-160x+10000)` .

Los op: `sqrt(x^2 + 1600) = sqrt(x^2 - 160x + 10000)` . Dit geeft `x = 52,5` .

b

Nu moet `L(x) = sqrt(x^2 + 1600) + sqrt(x^2 - 160x + 10000)` minimaal zijn. Dit levert op: `x = 32` m en `L~~128` .

Dus de totale lengte is dan ongeveer `128` m.

Opgave 11

Neem voor het grondvlak van de rechthoekige ruimte een vierkant met zijde `x` . Met behulp van gelijkvormigheid kun je dan afleiden dat de hoogte ervan gelijk is aan `h=6 -1/2x` . De inhoud ervan is dan `I=x^2(6 -1/2x)=6 x^2-1/2x^3` .
Met behulp van GeoGebra, Desmos, of een GR vind je een maximale inhoud als `x=8` en dus `h=2` . De afmetingen zijn dus `8 \times 8 \times 2` m.

Opgave 12

Noem een kampeerplaats `x` bij `x` meter. Voor elke plaats is dan `x^2+20` m2 nodig. Omdat je over `1` ha beschikt, kun je `10000/ (x^2+20)` plaatsen aanleggen. De prijs per overnachting wordt: `2 ,50 x+4 ,50`
De totale opbrengst per nacht wordt: `TO(x)=10000/ (x^2+20) *(2,50 x+4,50 )= (25000 x+45000) / (x^2+20)`
Maximum (GeoGebra, Desmos, of GR) bepalen geeft `x≈3,02` .
Een kampeerplaats wordt ongeveer `3` m breed.

Opgave A1
a

Eigen antwoord.

b

Het blauwe streepjeslijntje is `A` . Ga na dat de rechthoekige driehoek met rechthoekszijden `x-1` en `A` gelijkvormig is met de grotere rechthoekige driehoek met zijden `x` en `sqrt(2,5^2-x^2)` .
Daaruit volgt: `(x-1) /x= (A) / (sqrt(2,5^2-x^2))` en hieruit kun je de gegeven formule afleiden.

c

Maak de grafiek van `A` .
Je vindt een maximum bij `x ≈ 1,84` .

Opgave A2

ongeveer 0,85 m

Opgave T1
a

Doen.

b

De poster moet ongeveer `8,2` bij `12,2` dm worden.

Opgave T2

De diepte is dan ongeveer `18,3` dm en de hoogte ongeveer `9,1` dm.

verder | terug