Differentieerregels > De productregel
1234567De productregel

Antwoorden van de opgaven

Opgave V1
a

De snelheid waarbij de plank krimpt op een moment is gelijk aan de richtingscoëfficiënt van de grafiek bij dat tijdstip. Uit de grafiek van de breedte van de plank kun je aflezen dat die snelheid over de hele periode gelijk is. Uit de grafiek van de lengte van de plank kun je aflezen dat de snelheid waarmee de lengte van de plank afneemt na ongeveer `45` dagen gelijk is aan de snelheid waarmee de breedte van de plank afneemt. De richtingscoëfficiënten zijn daar gelijk. Voor die tijd krimpt de lengte sneller.

b

Na ongeveer `110` dagen

c

In de lengte krimpt de plank dan met `58,5*0,007 = 0,4095` cm2 en in de breedte met `58,3*0,017 = 0,9911` cm2 en er is nog een klein stukje van `0,007*0,017 ~~ 0,000119` cm2. De plank krimpt op die dag dan in totaal ongeveer `1,4` cm2.

Opgave 1
a

De toename van `A(x)` kun je `Delta A(x)` noemen en hij bestaat uit drie driehoekjes.
De oppervlakte van die drie driehoekjes is `ΔA(x) = f(x)*Δg(x) + g(x)*Δf(x) - Δf(x)*Δg(x)` .

Hierin is `Delta f(x) = f(x+h) - f(x)` en `Delta g(x) = g(x+h) - g(x)` .

b

Omdat `f(x+h) - f(x) = 0` als `h = 0` .

c

`A'(x) = f(x)*g'(x) + g(x)*f'(x)`

d

`A'(x) = f(x)*g'(x) + g(x)*f'(x) = x^2*3x^2 + x^3*2x = 5x^4`

Controle: `A(x) = x^5` geeft `A'(x) = 5x^4` .

Opgave 2
a

`A'(x) = f(x)*g'(x) + f'(x)*g(x) = x^2*(3x^2 - 4) + 2x*(x^3 - 4x) = 5x^4 - 12x^2`

b

`A(x) = x^5 - 4x^3` geeft ook `A'(x) = 5x^4 - 12x^2`

Opgave 3
a

`P'(x) = f'(x)*g(x) + f(x)*g'(x) = 3x^2*(0,5x^4 - 4x) + (x^3 + 4)*(2x^3 - 4) =` ` 3,5x^6 - 8x^3 - 16`

b

Nu is `f(x) = u(x)*v(x)` en dus is
`f'(x) = u'(x)*v(x) + u(x)*v'(x) = 12x^3*(6x^2 - 2x^3) + 3x^4*(12x - 6x^2) = 108x^5 - 42x^6`

c

Je kunt bij beide functies ook eerst de haakjes wegwerken. Ga na dat je dan dezelfde afgeleiden krijgt.

d

Nu is `g(x) = u(x)*v(x) = (x^2 + 1)*(2x + 1)^(1/2)` en dus is
`g'(x) = u'(x)*v(x) + u(x)*v'(x) = 2x*(2x + 1)^(1/2) + (x^2 + 1)*1/2(2x + 1)^(text(-)1/2)*2 = `
` = 2x sqrt(2x + 1) + (x^2 + 1)/(sqrt(2x + 1))`

Je hebt dus behalve de productregel nu ook de kettingregel nodig.

Opgave 4
a

`P'(x) = 2x(x + 10)^3 + 3(x^2 + 5)(x + 10)^2`

b

Omdat je de nulpunten van een functie vindt door de functie te ontbinden in factoren. Als je eerst alle haakjes wegwerkt, dan lukt dit waarschijnlijk niet meer.

c

`P'(x) = (3x^2 + 15)(x + 10)^2 + 2x(x + 10)(x + 10)^2 = 0` geeft `(5x^2 + 20x + 15)(x + 10)^2 = 0` en `text(-)10 vv x = text(-)3 vv x = text(-)1` .

GR: min. `f(text(-)3) = 4802` en max. `f(text(-)1) = 4374` .

Opgave 5
a

`f(x) = (x^2 - 1)(4 - x^2)^(1/2)`

`f'(x) = 2x*(4 - x^2)^(1/2) + (x^2 - 1)*1/2(4 - x^2)^(text(-)1/2)*text(-)2x = 2 xsqrt(4 - x^2) + (text(-)x^3 + x)/(sqrt(4 - x^2)) = (9x - 3x^3)/sqrt(4 - x^2)`

b

`f'(x) = 0` geeft `(9x - 3x^3)/sqrt(4 - x^2) = 0` en dus `9x - 3x^3 = 0 ∧ x^2 ≠ 4` ofwel `3x(3 - x^2) = 0` dus `x = 0 vv x = text(-)sqrt(3 ) vv x = sqrt(3)` .

Uit de grafiek van `f` kun je aflezen dat daar inderdaad extremen zijn en wel:
max. `f(text(-)sqrt(3) ) = 2` , min. `f(0) = text(-)2` en max. `f(sqrt(3)) = 2` .

c

`f'(1) = 6/(sqrt(3)) = 2sqrt(3)`

Opgave 6
a

`f'(x) = 2x*(x + 3) + (x^2 - 4)*1 = 3x^2 + 6x - 4`

Eerst haakjes wegwerken kan ook:

`f(x) = x^3 + 3x^2 - 4x - 12` geeft `f'(x) = 3x^2 + 6x - 4`

b

Geen productregel, maar kettingregel:

`f'(x) = 12(x^2 - x)^2*(2x - 1) = 12(2x - 1)(x^2 - x)^2`

c

`f'(x) = 3*(x + 5)^4 + 3x*4(x + 5)^3*1 = 3(x + 5)^4 + 12x(x + 5)^3 = (15x + 15)(x + 5)^3`

d

`f(x) = text(-)10x*(x + 1)^(1/2)`

`f'(x) = text(-)10*(x + 1)^(1/2) - 10x*1/2(x + 1)^(text(-)1/2)*1 = text(-)10sqrt(x + 1) - (5x)/(sqrt(x + 1)) = (text(-)15x - 10)/(sqrt(x + 1))`

e

`f'(x) = text(-)6x^2*(4x + x^2)^2 + text(-)2x^3*2(4x + x^2)*(4 + 2x) = (4x + x^2)(text(-)40x^3 - 14x^4)`

f

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

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

Opgave 7
a

`f` heeft dezelfde nulpunten als `y_1` en `y_2` , dus `(0 , 0 )` en `(4 , 0 )` .

b

`f'(x) = x^2*4(x - 4)^3 + (x - 4)^3*2x = 4x^2(x - 4)^3 + (2x^2 - 8x)(x - 4)^3 = (6x^2 - 8x)(x - 4)^3`

c

`f'(x) = 0` geeft `x = 0 ∨ x = 1 1/3 ∨ x = 4` .

Met behulp van de grafiek van `f` vind je min. `f(0) = 0` , max. `f(1 1/3) = 89655/729` en min. `f(4) = 0` .

d

`y=k` zijn alle horizontale lijnen. De horizontale lijnen tussen de minima en het maximum van `f` snijden de grafiek van `f ` vier keer. Dat is dus voor: `0 < k < 89655/729` .

e

`f''(x) = (6x^2 - 8x)*3(x - 4)^2 + (x - 4)^3*(12x - 8) = `
` = (18x^2 - 24x)(x - 4)^2 + (12x^2 - 56x + 32)(x - 4)^2 = (30x^2 - 80x + 32)(x - 4)^2` .

`f''(x) = 0` geeft `x = 1 1/3 - 4/15 sqrt(10) ∨ x = 1 1/3 + 4/15 sqrt(10) ∨ x = 4` .

Uit de grafiek van `f` kun je aflezen dat er voor de laatste oplossing geen buigpunt is.

Opgave 8
a

`f'(x) = 6sqrt(x)*(1 - x^3) + 4x sqrt(x)*text(-)3x^2 = 6 sqrt(x)(1 - 3 x^3) = 0` als `x = 0 ∨ x^3 = 1/3` .
Er zijn twee waarden van `x` waarin de raaklijn evenwijdig loopt met de `x` -as, namelijk `x = 0` en `x = root[3](1/3)` .

b

Op de rand van het domein heeft deze functie een min. `f(0) = 0` .
En verder is er een max. `f(root[3](1/3)) ≈ 1,54` .

Opgave 9
a

`f(x) = 0` geeft `x = text(-)2sqrt(2)` , `x = 0` en `x = 2sqrt(2)`

b

`f(x) = x*(8 - x^2)^(1/2)`

`f'(x) = 1*(8 - x^2)^(1/2) + x*1/2(8 - x^2)^(text(-)1/2)*text(-)2x = sqrt(8 - x^2) - (x^2)/(sqrt(8 - x^2)) = (8 - 2x^2)/(sqrt(8 - x^2))`

`f'(x) = 0` geeft `x = text(-)2 vv x = 2` .

Je vindt min. `f(text(-)2) = text(-)4` en max. `f(2) = 4` . Dus `text(B)_f = [text(-)4, 4]` .

c

`y = px` zijn alle lijnen (behalve de verticale) door de oorsprong. De raaklijn van `f` door de oorspong heeft maar één punt met `f` gemeen. Dat is voor `p = f'(0) = 2sqrt(2)` .

Uit de grafiek lees je vervolgens af: `0 le p lt 2sqrt(2 )` .

Opgave 10

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

`f''(x) = 8(x^2-100 )^3 + 48x^2(x^2 - 100)^2 = (56 x^2 - 800)(x^2 - 100)^2` .

`f''(x) = 0` als `x = +-sqrt(100/7) vv x = +-10` .

GR met venster `[text(-)15, 15]xx[text(-)10^7, 10^8]` laat zien dat er twee buigpunten zijn, namelijk `(+-sqrt(100/7), (600/7)^4)` .

Opgave 11
a

`f'(x) = 2*(x-3)(x+1)^2 + (x-3)^2*2*(x+1) = 2*(x-3)(x+1)^2 + 2(x-3)^2(x+1)`

`f'(2) = text(-)12` en `tan(α)=text(-)12` geeft `α ~~ text(-)85^@` .

b

`f(x) = (x-3)^2(x+1)^2` , dus `f(0) = (0-3)^2(0+1)^2 = 9 = b` .
`f'(0) = 12` , dus de hoek met de positieve `x` -as is `arctan(12)~~85^@` .
De hoek met de `y` -as is daarom `5^@` .

Opgave 12
a

`f(0) = 0(2*0 + 3)^2 = 0` dus het snijpunt is `O(0, 0)` .

b

`f(x) = x(2x + 3)^2`
`f'(x) = 1*(2x + 3)^2 + x*2*(2x + 3)*2 = (2x + 3)^2 + 4x(2x + 3) = 4x^2 + 12x + 9 + 8x^2 + 12x = 12x^2 + 24x + 9`
`f'(0) = 12*0^2 + 24*0+9 = 9`

c

Het product van de richtingscoëfficiënten moet `text(-)1` zijn, dus `a*9 = text(-)1` , zodat `a = text(-)1/9` . (Zie het eerste onderwerp van het domein "Meetkunde met coördinaten" .)

Het snijpunt is `O(0, 0)` dus `b = 0` .

Opgave 13
a

`f'(x) = (6 + 42x^2)(1 + x^2)^2`

b

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

c

`f'(x) = 6sqrt(4x - 1)`

d

`f'(x) = ((9x^2 - 5x - 2)(1 + x)^2)/(2sqrt(x - 1))`

Opgave 14
a

`x = 0 vv x = 4` .

b

Max. `f(1) = 1` en min. `f(4) = 0` .

c

Het buigpunt wordt `(2,25 ; 0,5625)` .

d

`a = 27/4`

verder | terug