opgave 1Zuigflesje
Zuigflesjes voor baby’s hebben soms bijzondere vormen. Op de foto is
goed de gebogen vorm van zo’n zuigflesje te zien.
foto
In deze opgave bekijken we een model van het vooraanzicht van het
doorzichtige deel van het zuigflesje op de foto. In dit model zijn alle maten
in cm.
In het model is de bovenrand van het zuigflesje de grafiek van een
functie f, en de onderrand van het zuigflesje de grafiek van een functie g.
In figuur 1 zijn de grafieken van f en g getekend.
figuur 1
De verticale afstand d(x) = f(x) − g(x) is niet voor elke waarde van x
gelijk.
opgave 2Hyperbool met cirkels
De functie
f is gegeven door

.
Lijn
l is de raaklijn aan de grafiek van
f in het punt

en lijn
m is de
raaklijn aan de grafiek van
f in het punt

. Zie figuur 1.
figuur 1
De twee raaklijnen hebben allebei richtingscoëfficiënt

.
34pKettingregel 2p · Raaklijnen aan grafieken 2pexact
Toon dit met behulp van differentiëren aan.
Cirkel c1 raakt l in A. Bovendien raakt c1 aan m.
Punt M1 is het middelpunt van c1. Zie figuur 2.
figuur 2
De coördinaten van
M1 zijn

.
opgave 3Het rendement van warmtemotoren
In een warmtemotor, bijvoorbeeld de motor van een auto, wordt de totale
hoeveelheid energie die in brandstof aanwezig is nooit helemaal omgezet
in bewegingsenergie. Het rendement van een warmtemotor is het
percentage van de totale hoeveelheid energie dat wel wordt omgezet in
bewegingsenergie.
Door technische vooruitgang neemt het rendement van warmtemotoren
toe. Men gaat ervan uit dat deze ontwikkeling zich de komende jaren blijft
voortzetten.
Om deze groei van het rendement in de tijd te onderzoeken, gebruikten
de Amerikaan Ausubel en de Italiaan Marchetti de formule
K = 
(1)
Hierin is R het rendement in procenten.
63pStijgen, dalen en veranderingsgedrag 2p · Eigenschappen van functies en grafieken 1pGR mag
Leg met behulp van formule (1) uit dat een toename van R zorgt voor een
toename van K.
In de figuur hieronder, afkomstig uit een artikel van Ausubel en Marchetti,
is voor verschillende warmtemotoren (vaak aangeduid met de naam van
de uitvinder) K uitgezet tegen het jaartal waarin deze uitgevonden zijn.
Deze figuur staat ook op de uitwerkbijlage.
figuur
In de figuur is te zien dat de warmtemotor die Charles Parsons aan het
begin van de twintigste eeuw ontwikkelde een – voor die tijd – zeer hoog
rendement had.
opgave 4Cosinus en lijnen
opgave 5Wortelfunctie
De functie
f is gegeven door

. Het punt

ligt op de
grafiek van f.
Lijn k is de horizontale lijn door A. Deze lijn snijdt de y-as in het punt S.
We bekijken nu een functie g met de volgende kenmerken:
− de grafiek van g gaat door het midden M van lijnstuk AS;
− de grafiek van g kan uit de grafiek van f ontstaan door middel van een
vermenigvuldiging ten opzichte van de x-as;
− de grafiek van g kan ook uit de grafiek van f ontstaan door middel van
een vermenigvuldiging ten opzichte van de y-as.
Lijn l is de verticale lijn door A. Deze lijn snijdt de grafiek van g in
het punt N. Zie figuur 1.
figuur 1
opgave 6Brug
Op de foto is een boogbrug te zien. De vorm van de onderrand van de
boog van de brug wordt benaderd met behulp van een wiskundig model.
foto
In de figuur hieronder is de onderrand van de boog schematisch
weergegeven.
figuur
In deze figuur is x de lengte in meters van het wegdek gemeten vanaf het
meest linkse punt van de brug en y de hoogte in meters van de onderrand
van de boog ten opzichte van het wegdek. We nemen aan dat de
onderrand van de boog begint en eindigt op het wegdek.
De onderrand van de boog begint bij x = 1,4 in punt P en eindigt bij
x = 12,0 in punt Q. Het hoogste punt is T bij x = 4,1 en y = 2,4.
De boog kan benaderd worden met een formule van de vorm

.
opgave 7Ingeschreven cirkel
De ingeschreven cirkel van een driehoek ABC is de cirkel die raakt aan
alle zijden van de driehoek. Het punt M is het middelpunt van deze cirkel
en r is de straal van deze cirkel. Zie figuur 1.
Elke driehoek ABC kan met behulp van punt M in drie aparte driehoeken
AMB, BMC en AMC worden verdeeld. Zie figuur 2.
Wanneer we de zijden AB, BC en AC als basis kiezen voor respectievelijk
de driehoeken AMB, BMC en AMC, dan is r de bijbehorende hoogte van
elk van deze driehoeken. Voor elke driehoek ABC kan de oppervlakte G
daarom worden uitgedrukt in de omtrek P van de driehoek en de straal r
van de ingeschreven cirkel van de driehoek.
Er geldt:

opgave 8Exponentiële functie