Differentieerregels > De kettingregel
123456De kettingregel

Antwoorden van de opgaven

Opgave V1
a

Je schakelt als het ware twee functies na elkaar: eerst "met 7 vermenigvuldigen" en daarna "worteltrekken" .

b

Je kunt dit vinden door de functie in de grafische rekenmachine in de voeren en de helling van de grafiek op te vragen.

c

Wellicht kun je dat nu nog niet, hoewel je de functie kunt herleiden. In dit onderdeel leer je hoe je dergelijke samengestelde functies kunt differentiëren zonder ze eerst te herleiden.

Opgave 1
a

`s(x) = (x^2+10)(x^2+10) = x^4 + 20x^2 + 100`
`s'(x) = 4x^3 + 20*2x + 0 = 4x^3 + 40x`

b

Je ziet:

  • `s(x) = f(g(x)) = (g(x))^2` met `f'(g(x)) = 2*(g(x))^1`

  • `g(x) = x^2 + 10` met `g'(x) = 2x`

Dan is `s'(x) = f'(g(x)) = 2(g(x))^1*g'(x) = 2(x^2 + 10)*2x = 4x^3 + 40x` .

c

Nu is:

  • `t(x) = g(f(x)) = (f(x))^2 + 10`

  • `f(x) = x^2`

d

`t(x) = (x^2)^2 + 10 = x^4 + 10` geeft `t'(x)=4x^3` .

De schakels zijn:

  • `f(x) = g(f(x)) = (f(x))^2 + 10` met `g'(f(x)) = 2*(f(x))^1 + 0`

  • `f(x) = x^2` met `f'(x) = 2x`

Dan is `t'(x) = g'(f(x)) = 2(f(x))^1 * f'(x) = 2x^2*2x = 4x^3` .

Opgave 2
a

Uit `h(x) = 4x^2 + 2x` en `g(h(x)) = (h(x))^2` .

b

`f'(x) = 2 * (h(x))^1 * (8x + 2) = (16x + 4)(4x^2 + 2x)`

c

`f(x) = 16x^4 + 16x^3 + 4x^2`
`f'(x) = 64x^3 + 48x^2 + 8x`

d

`f'(x) = (16x + 4)(4x^2 + 2x) = 64x^3 + 48x^2 + 8x`

Opgave 3
a

`f(x) = 2sqrt(x) = 2x^(1/2)`
`f'(x) = 2 * 1/2 x^(text(-)1/2) = 1/(sqrt(x))`

b

`f(x) = 1/(x^5) = x^(text(-)5)`
`f'(x) = text(-)5 * x^(text(-)6) = (text(-)5)/(x^6)`

c

`f(x) = 5/(x) = 5*x^(text(-)1)`
`f'(x) = text(-)5 * x^(text(-)2) = (text(-)5)/(x^2)`

Opgave 4
a

`h(x) = sqrt(x^2 + 3)`

b

De schakels zijn:

  • `f(g(x)) = (g(x))^(1/2)` met `f'(g(x)) = 1/2 (g(x))^(text(-)1/2)`

  • `g(x) = x^2 + 3` met `g'(x) = 2x`

Dan is `h'(x) = 1/2 (g(x))^(text(-)1/2) * 2x = x * (x^2 + 3)^(text(-)1/2)` .

c

`k(x) = sqrt(x)^2 + 3 = x + 3` , met afgeleide `k'(x) = 1`

Opgave 5
a

`f(g(x)) = (g(x))^8` en `g(x) = 2x^2 + 1` .

b

`f'(g(x)) = 8(g(x))^7` en `g'(x) = 4x` geeft `h'(x) = f'(g(x))*g'(x) = 8 (g(x))^7 * 4x = 8*(2x^2 + 1)^7 * 4x = 32x (2x^2 + 1)^7` .

Opgave 6
a

`h(x) = (2x^3 + 4x)^4`

b

`h'(x) = 4*(g(x))^3 * g'(x) = 4*(2x^3 + 4x)^3 * (6x^2 + 4)`

c

`g(f(x)) = k(x) = 2(x^4)^3 + 4x^4` .
Hieruit volgt `k(x) = 2x^12 + 4x^4` .

d

`k'(x) = 24x^11 + 16x^3`

Opgave 7
a

Als het goed is krijg je dezelfde afgeleiden als in het voorbeeld.

b

Omdat het een samengestelde functie is: `h(x) = 2/(2x+3) = 6*(2x+3)^(text(-)1) = 6*(j(x))^(text(-)1)` met `j(x) = 2x+3` .

c

`j(x) = 2x+3` geeft `j'(x) = 2` .

`h'(x) = 6*text(-)1 (j(x))^(text(-)1 - 1) * j'(x) = 6*text(-)1 (2x+3)^(text(-)2) * 2 = (12)/((2x+3)^2)`

Opgave 8
a

`f(x) = 2x^(1/2)`
`f'(x) = 2*1/2 x^(text(-)1/2) = 1/(sqrt(x))`

b

`f(x) = x^(1 1/2)`
`f'(x) = 1 1/2 x^(1/2) = 1 1/2 sqrt(x)`

c

`f(x) = (4x)^(1/3)`
`f'(x) = 1/3 (4x)^(text(-)2/3) * 4 = 4/(3 root[3](16x^2))`

d

`f(x) = 3*(4 - x)^(text(-)1)`
`f'(x) = text(-)1*3*(4 - x)^(text(-)2) * text(-)1 = 3/((4 - x)^2)`

Opgave 9
a

Nu moet `25 - x^2 ge 0` . En `25 - x^2 = 0` als `x = text(-)5 vv x = 5` .
`D_f = [text(-)5, 5]` en `B_f = [0, 5]` .
De grafiek komt niet tot op de `x` -as en dat zou wel moeten. Dit is een beperking van de grafische rekenmachine.

b

`f'(x) = 1/2 (25 - x^2)^(text(-)1/2) * text(-)2x = (text(-)x)/(sqrt(25 - x^2))`

c

Hoe kun je met zekerheid concluderen dat deze functie een maximum voor `x = 0` heeft?

De grafische rekenmachine geeft dit aan.

`5` is de grootste functiewaarde en die waarde zit bij `x = 0` .

`f'(x) = 0` alleen als geldt `x = 0` .

`f'(0 ) = 0` en de afgeleide gaat alleen voor `x = 0` over van positief naar negatief.

d

`f'(3 ) = text(-) 3/4` en `f(3) = 4` .
De raaklijn is van de vorm `y = text(-)3/4 x + b` .
Gebruik dat de raaklijn door het punt `(3, 4)` gaat, zodat `4 = text(-)3/4*3 + b` . Dan geldt `b = 6 1/4` . Dit geeft voor de raaklijn `y = text(-)3/4 x + 6 1/4` .

Opgave 10
a

`f'(x) = 4(x^2 - 100)^3 * 2x = 8x (x^2 - 100)^3`

b

`g'(x) = 0 + 3(1 - x)^2 * text(-)1 = text(-)3 (1 - x)^2`

c

`H'(t) = 3*25*(2 - 4t)^2 * text(-)4 = text(-)300 (2 - 4t)^2`

Opgave 11
a

`f'(x) = text(-)6 (2x - 6)^2 < 0` voor elke waarde van `x` behalve `x = 3` .

b

`f'(x) = text(-)24` en `f(2) = 12` .
De raaklijn is van de vorm `y = text(-)24x + b` en gaat door `(2, 12)` .
Er geldt `12 = text(-)24*2 + b` en dit geeft `b = 60` .
`y = text(-)24x + 60 = 0` oplossen levert `x = 2 1/2` .
Het punt is `P(2 1/2, 0)` .

Opgave 12
a

Hier moet `2 - x^2 ge 0` .
`2 - x^2 = 0` geeft `x = +-sqrt(2)` .
`text(D)_f = [text(-)sqrt(2), sqrt(2)]` .

b

`f(x) = sqrt(2 - x^2) = (2 - x^2)^(1/2)`
`f'(x) = 1/2*(2 - x^2)^(text(-)1/2) * text(-)2x = (text(-)x)/(sqrt(2 - x^2))`

`f'(x) = (text(-)x)/(sqrt(2 - x^2)) = 0` geeft `x = 0` .

Top `(0, sqrt(2))` .

c

`f'(text(-)1) = 1/1 = 1` en `f(text(-)1) = 1` .
De raaklijn heeft daarmee de vorm `y = x + b` en gaat door het punt `(text(-)1, 1)` .
`1 = text(-)1 + b` dus `b = 2` .
De raaklijn is `y = x + 2` .

Opgave 13
a

`y = x^(7/3)`
`(text(d)y)/(text(d)x) = 7/3 x^(4/3) = 7/3 root[3](x^4)`

b

`f(x) = x^(text(-)3) + 4x^(text(-)2) - 3x^(text(-)1) + 1`
`f'(x) = text(-)3x^(text(-)4) - 8x^(text(-)3) + 3x^(text(-)2) = text(-)3/(x^4) - 8/(x^3) + 3/(x^2)`

c

`H'(p) = 3(1 - sqrt(p))^2 * text(-)1/2 * p^(text(-)1/2) = text(-)3/(2 sqrt(p)) * (1 - sqrt(p))^2`

d

`g(x) = 2x - 5(1 - x)^(text(-)1)`
`g'(x) = 2 - 1*text(-)5(1 - x)^(text(-)2)*text(-)1 = 2 - 5/((1 - x)^2)`

Opgave 14
a

Hier moet `8-x^2 ge 0` , dus `text(D)_f = [text(-)sqrt(8), sqrt(8)]` .

b

Het minimum ligt op de rand van het domein: min. `f(text(-)sqrt(8)) = text(-)sqrt(8)` .
Bepaal het maximum met behulp van differentiëren.
`f'(x) = 1 + 1/2*(8 - x^2)^(text(-)1/2)*text(-)2x = 1 - x/(sqrt(8 - x^2)) = 0` geeft `sqrt(8 - x^2) = x` en `8 - x^2 = x^2` .

Dit levert op `2x^2 = 8` en `x^2 = 4` zodat `x = +-2` .

Hieruit volgt: max. `f(2) = 4` . Het bereik wordt `text(B)_f = [text(-)sqrt(8), 4]` .

c

`A = (text(-)sqrt(8), text(-)sqrt(8))` en `B = (sqrt(8), sqrt(8))` .
De helling van lijn `AB` is gelijk aan `1` .
Los daarom op: `f'(x) = 1` .
Los exact op: `1 - x/(sqrt(8 - x^2)) = 1` .
Dit levert op `x = 0` .

Opgave 15Waterleiding aanleggen
Waterleiding aanleggen
a

`600 * 30 + 500 * 70 = 53000`
De kosten bedragen € 53000.

b

`sqrt(600^2 + 500^2)*70 ≈ 54671,75`
De kosten bedragen ongeveer € 54671,75.

c

Lengte `|AD|` wordt dan `600 - x` meter. De kosten om de waterleiding langs `|AD|` aan te leggen zijn `30*(600 - x)` .
Lengte `|CD|` is met behulp van de stelling van Pythagoras gelijk aan `sqrt(500^2 + x^2)` . De kosten om waterleiding langs `|CD|` aan te leggen bedragen `70*sqrt(500^2 + x^2)` .
De kostenfunctie `K(x)` voor de aanleg van de waterleiding is: `K(x) = 30 (600 - x) + 70 sqrt(500^2 + x^2)` .

d

`K'(x) = 30*text(-)1 + 70*1/2*(500^2 + x^2)^(text(-)1/2)*2x = text(-)30 + (70x)/(sqrt(500^2 + x^2)) = 0` geeft
`sqrt(500^2 + x^2) = 7/3 x` en `25000 = 40/9 x^2` zodat `x ~~ 237` m.

Je kunt het beste eerst `600 - 237 = 363` m langs de straat graven en daarna door het veld recht naar `C` graven. De afstand `CD` is dan `sqrt(237^2 + 500^2) ~~ 553` m. De minimale kosten zijn ongeveer `30*363 + 70*535 = 49600` euro.

Opgave 16
a

`f'(x) = 36x (1 + x^2)^2`

b

`y'(x) = text(-)16 (1 - 4x)^3`

c

`R'(t) = 7,5/(π sqrt(15/π t))`

d

`f'(x) = (4x)/(sqrt(10 + 4x^2))`

e

`K'(p) = text(-)3/(p^2 sqrt(p))`

f

`f'(x) = 3x^2 + 2 + 3/(2x sqrt(x)) - 2/(x^3)`

Opgave 17
a

`text(D)_f = [text(-)2 , →〉`

b

`f'(x) = 2 - 1/(2 sqrt(x+2))`

c

Min. `f(text(-)2 1/16) = text(-)4 1/8` .

d

`text(B)_f = [text(-)4 1/8, →〉`

e

`f'(0) ~~ 1,65`

verder | terug