Inhoud college 7 Basiswiskunde

Vergelijkbare documenten
Inhoud Basiswiskunde Week 5_2

Werkblad TI-83: Over de hoofdstelling van de integraalrekening

Primitieve en integraal

3. BEPAALDE INTEGRAAL

Vectoranalyse voor TG

5.1 Rekenen met differentialen

Getallenverzamelingen

Inhoud leereenheid 13. Integreren. Introductie 125. Leerkern 126. Samenvatting 149. Zelftoets 150

Uitwerking Tentamen Analyse B, 28 juni lim

De stelling van Rolle. De middelwaardestelling

Moderne wiskunde: berekenen zwaartepunt vwo B

Voorbereidend Wetenschappelijk Onderwijs Tijdvak 1 Donderdag 20 mei uur

Analyse. Lieve Houwaer Dany Vanbeveren

Hoofdstuk 2: Bewerkingen in R

1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : Eerste Ronde.

Continuïteit en Nulpunten

2. Gegeven is de driehoek van figuur 10.10a. Gevraagd worden hoek β en de zijden a en c.

a = 1 b = 0 k = 1 ax + b = lim f(x) lim

Integralen. DE ONBEPAALDE INTEGRAAL VAN f(x) wordt genoteerd met f(x)dx, en is de meest algemene zogenaamde primitieve van f(x) dat is:

HOOFDSTUK 1 BASISBEGRIPPEN

Eindexamen vwo wiskunde B pilot I

Rekenregels van machten

Eindexamen wiskunde B1-2 vwo 2007-I

4. LOGARITMISCHE EN EXPONENTIËLE FUNCTIES

Examen VWO. wiskunde B1,2 (nieuwe stijl)

Een regenton. W is het vlakdeel dat wordt ingesloten door de x-as, de y-as, de grafiek van r en de lijn x h, met 0 h

4. LOGARITMISCHE EN EXPONENTIËLE FUNCTIES

Hoofdstuk 0: algebraïsche formules

WISKUNDE ANALYSE ECWI-WEWI 6/8. Rudy De Wever

In dit hoofdstuk introduceren we de hoofdrolspelers van het college: eindige automaten.

Correctievoorschrift VWO 2012

Kwantummechanica Donderdag, 6 oktober 2016 OPGAVEN SET HOOFDSTUK 3 - OPLOSSINGEN

Examen VWO. wiskunde B (pilot) tijdvak 1 woensdag 16 mei uur

Wiskundige Analyse 1

F G H I J. 5480

Basiswiskunde Een Samenvatting

Opgave 1. Waarom kun je bij het Noorden twee getallen neerzetten? Geldt dit ook voor andere windrichtingen? Hoeveel graden hoort er bij het Oosten?

opgaven formele structuren procesalgebra

1.3 Wortels. = a b c. x = 1.5 Breuken. teller teller. noemer noemer. Delen: vermenigvuldig met het omgekeerde.

Zelfstudie practicum 1

Voorbereidende opgaven Stoomcursus

1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : Eerste Ronde.

2 de Bachelor IR 2 de Bachelor Fysica

Voorbereidend Wetenschappelijk Onderwijs Tijdvak 1 Dinsdag 25 mei uur

Eindexamen wiskunde B1 vwo 2007-I

Correctievoorschrift VWO 2012

Analyse I: antwoorden

Correctievoorschrift VWO 2012

Eindexamen wiskunde B1-2 vwo 2004-I

Eindexamen vwo wiskunde B II

6.0 INTRO. 1 a Bekijk de sommen hiernaast en ga na of ze kloppen = = = = = 2...

Lineaire formules.

Dit dictaat bevat een serie uitgewerkte voorbeeldopgaven. Deze zijn naar onderwerp geordend, waarvan de volgorde overeenkomt met die van het boek.

UNIFORM HEREXAMEN MULO tevens TOELATINGSEXAMEN VWO/HAVO/NATIN 2008

Tentamen Numerieke Wiskunde (WISB251)

Hoofdstuk 5: Vergelijkingen van de

1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : Tweede ronde

== Modeluitwerking tentamen Analyse 1 == Maandag 14 januari 2008, u

Studiewijzer Wiskunde 2 voor B (2DB10, 2DB40), cursus 2005/2006.

wiskunde B pilot vwo 2015-I

Inhoud college 5 Basiswiskunde Taylorpolynomen

Hoofdstuk 4 : Ongelijkheden

Inleiding Natuurwetenschappen

ANTWOORDEN EN UITWERKINGEN TENTAMEN QUANTUMMECHANICA 2 VAN 31 MEI 2011

Lijnen en vlakken in. Klas 6N en 7N Wiskunde 5 perioden Kees Temme Versie 2

11 Wiskundige denkactiviteiten: digitale bijlage

1.3 Wortels. x x 36 6 = x = 1.5 Breuken. teller teller noemer noemer. Delen: vermenigvuldig met het omgekeerde.

Resultatenoverzicht wiskunde B

Tentamen: Kansrekening en Statistiek P0099

Het kwadraat van een tweeterm a+b. (a+b)²

Toepassingen op Integraalrekening

1a Een hoeveelheid stof kan maar op één manier veranderen. Hoe?

Numerical Integration (Hoofdstuk 5 in Ed. 7) Numerical Methods College 5: Numerieke Integratie (Hoofdstuk 5) Probleemschets

Voorbereidende opgaven Stoomcursus

2 ). Door steeds de functiewaarde aan de linkerkant te kiezen, krijgen we de benaderingsformule

1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : Eerste Ronde.

3 Snijpunten. Verkennen. Uitleg

Hoofdstuk 2 DE STELLING VAN PYTHAGORAS

4. LOGARITMISCHE EN EXPONENTIËLE FUNCTIES

Toepassingen op Integraalrekening

1.3 Wortels. = a. x = 1.5 Breuken. teller teller. noemer noemer. Delen: vermenigvuldig met het omgekeerde.

Zomercursus Wiskunde

Eindexamen vwo wiskunde B pilot I

Opgave 1 Stel je eens een getal voor, bijvoorbeeld: 504,76. a b c

10.8. De Laplace vergelijking. De warmtevergelijking in meerdimensionale ruimten heeft de volgende vorm :

2 Opgaven bij Hoofdstuk 2

Reguliere Expressies en Automaten: Overzicht

Antwoorden Natuurkunde Hoofdstuk 1

Aanbevolen achtergrondliteratuur met veel opgaven (en oplossingen):

Eindexamen wiskunde B vwo I

Differentiatie van functies

Merkwaardige producten en ontbinden in factoren

(iii) intervallen, bijvoorbeeld afgesloten intervallen zoals D = [0, 1] := {x en halfopen intervallen zoals D = (0, 1] := {x R 0 < x 1},

Eigenschappen van de bewerkingen in R Toets jezelf: herhalingsoefeningen voor examen I

ANALYSE IN MEER VARIABELEN JUNI , 13:30-16:30

1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : Tweede Ronde.

Eigenwaarden en eigenvectoren

Voorbereidende opgaven Kerstvakantiecursus

wiskunde B vwo 2018-II

Voorbereidende opgaven Examencursus

Transcriptie:

Inhoud college 7 Bsiswiskunde 3.3 De ntuurlijke logritme en de exponentiële functie (zie college 6) 5.1/3 Introductie Integrlen 5.4 Eigenschppen vn de eplde integrl 5.5 De hoofdstelling vn Clculus 2.10 Primitiveren

2 Bsiswiskunde_College_7.n 5.1 t/m 5.3 Som-nottie 1 2 + 2 2 + 3 2 + 4 2 + 5 2 5 = k 2 = 55 k=1 Voor n = 1, 2, 3, geldt dt 1 + 2 + 3 + + n - 1 + n = n k=1 k = n n+1 2 Voor n = 1, 2, 3, geldt dt 1 2 + 2 2 + 3 2 + + n - 1 2 + n 2 = k 2 = n k=1 n n+1 2n+1 6 Voor n = 1, 2, 3, geldt dt 1 + r + r 2 + + r n-2 + r n-1 n = r k-1 = rn -1, r 1. k=1 r-1 n i = m + m+1 + m+2 + + n-1 + n i=m n+m i = i=m n m+i i=0

5.1t/m3 Oppervlkte vn geied Bsiswiskunde_College_7.n 3 Y f x G X Geied G, niet l te ingewikkeld, rnd vn G estt uit eindig ntl gldde krommen Geied G heeft oppervlkte A = opp G Essentiële vrgen: Hoe kom je n opp G? Wrom is opp G elngrijk?

4 Bsiswiskunde_College_7.n 5.1t/m3 Oppervlkte vn (deel)geied Y f x G2 G 1 X Lt het geied G uit G 1 en G 2 estn. Dn opp G = opp G 1 + opp G 2

5.1t/m3 Oppervlkte eenvoudige geieden Bsiswiskunde_College_7.n 5 Eenvoudige geieden: c h r Rechthoek A = h Cirkel A =pr 2 Driehoek A = 1 2 csin

6 Bsiswiskunde_College_7.n 5.1/3 Riemnnsom Beschouw intervl, in D f. Intervl, wordt verdeeld in n deelintervllen x 0, x 1, x 1, x 2,, x n-1, x n. met = x 0 < x 1 < x 2 < < x n-1 < x n =. In ieder deelintervl x i-1, x i wordt een getl c i gekozen. x 1 x 2 x 3 x n-2 x n-1 c 1 c 2 c 3 c n-1 c n Riemnnsom RS: RS = f c 1 x 1 - x 0 + f c 2 x 2 - x 1 + + f c n-1 x n-1 - x n-2 + f c n x n - x n-1 n RS = f ck x k - x k-1 k=1 Als D x k = x k - x k-1, dn RS = f ck Dx k n k=1 Als de functie f x 0 is voor x, dn is RS de som vn oppervlkten.

5.1/3 Riemnnsom grfisch 1 Bsiswiskunde_College_7.n 7 Y f x X De Riemnnsom is een endering voor de opp vn het geied onder de grfiek vn f oven de x-s tussen de lijnen x = en x =

8 Bsiswiskunde_College_7.n 5.1/3 Riemnnsom grfisch 2 Y f x X In hoe meer deelintervllen, is verdeeld, hoe eter de endering zl zijn, tenminste ls de lengte vn lle deelintervllen nr 0 gt.

5.1/3 Limietproces grfisch Bsiswiskunde_College_7.n 9 Op den duur zijn de lengten vn de deelintervllen zo klein, dt men geen fzonderlijke rechthoeken meer ziet. Y f x Out[6]= X

10 Bsiswiskunde_College_7.n 5.1/3 Limietproces Beschouw een functie f op het intervl, met een Riemnnsom. Als f c k < 0, dn geeft de rechthoek horend ij het intervl x k-1, x k een negtieve ijdrge n de Riemnnsom. RS = n f ck Dx k k=1 A = f x x Limietproces, n Ø, lengte deelintervllen Ø 0 Als de limiet A estt, dn is de functie f integreerr over het intervl,. We noemen A = f x x de eplde integrl vn f over,. Als f continu is op,, dn is f integreerr over, en estt f x x. Het uitrekenen vn de eplde integrl is in veel gevllen onmogelijk.

5.1/3 De eplde integrl Bsiswiskunde_College_7.n 11 Nottie In f x x heet de ondergrens, de ovengrens, f x de integrnd en x de integrtie-vriele. Er geldt f x x = f t t = f u u. De wrde vn f x x hngt lleen f vn ondergrens, ovengrens en de functie f. Belngrijk De onder- en ovengrens vn de eplde integrl mogen niet vn de integrtie-vriele fhngen.

12 Bsiswiskunde_College_7.n 5.1/3 De wrde vn de eplde integrl Y 1 Y 2 Y 3 f x f x X X X f x In lle gevllen is de oppervlkte vn het lichtgele geied oven de x-s en de oppervlkte vn het lichtrode geied onder de x-s. In ieder gevl zijn 0 en 0. Gevl (1): f x x = Gevl (2): f x x =- Gevl (3): f x x =-

Bsiswiskunde_College_7.n 13 5.1/3 Vooreeld 1 2 Wt is de wrde vn -2 4 - x 2 x? Bedenk dt ls y = 4 - x 2, dt dn x 2 + y 2 = 4. De integrl is de oppervlkte vn een hlve cirkel met strl 2 2 Dus 4 - x 2 x = 2 p -2 2.0 1.5 1.0 0.5-2 -1 1 2

14 Bsiswiskunde_College_7.n 5.1/3 Vooreeld 2 3 Wt is de wrde vn x 4 0 + 1 x? Teken een pltje vn de grfiek en herken een De integrl is de oppervlkte vn een trpezium of de oppervlkte vn een rechthoek en een driehoek. 2.0 1.5 1.0 0.5-0.5 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0-0.5 3 Dus x + 1 x = 3 + 1 ÿ 3 ÿ 3 = 33 4 2 4 8 0

5.1/3 Vooreeld 3 Bsiswiskunde_College_7.n 15 1 Wt is de wrde vn x 3 x? -1 Bedenk dt het intervl -1, 1 symmetrisch is rond 0 en de integrnd is oneven. 1 Dus x 3 x = 0. Zie de grfiek vn de integrnd. -1 1.0 0.5-1.0-0.5 0.5 1.0-0.5-1.0

16 Bsiswiskunde_College_7.n 5.4 Inleiding eigenschppen vn eplde integrlen De eplde integrlen f x x zijn nu geïntroduceerd. Het uitrekenen vn eplde integrlen komt lter. Stelling 3 evt een lijst vn eigenschppen vn eplde integrlen. Deze mken het mogelijk om iets over een integrl f x x te zeggen zonder hem uit te rekenen. De meeste integrlen f x x zijn niet uit te rekenen, mr er zijn llerlei technieken om deze integrlen te enderen. In Bsiswiskunde komen die niet n de orde. Nummering vn eigenschppen is ls in stelling 3.

5.4 Eigenschppen met integrtie-intervl Bsiswiskunde_College_7.n 17 Lt f integreerr zijn over een intervl dt punten, en c evt. () f x x = 0 () f x x =- f x x (d) c f x x + c f x x = f x x Eigenschp () is intuïtief duidelijk. Hij volgt ook uit (). Eigenschp () is geseerd op Riemnnsommen. Als > dn geldt = x 0 > x 1 > x 2 > > x n-1 > x n = en dus D x k < 0. Eigenschp (d) is intuïtief duidelijk ls < < c. Hij geldt ook in lle ndere gevllen. Y f x c X

18 Bsiswiskunde_College_7.n 5.4 Eigenschp lineriteit (c) Lt f en g integreerr zijn over intervl, en C een constnte, dn f x x + g x x = f x + g x x en Cf x x = C f x x Eigenschp is geseerd op Riemnnsommen. Er geldt dt en n f ck + g c k Dx k = f ck Dx k + g ck Dx k k=1 n n k=1 Cf ck Dx k = C f ck Dx k k=1 n k=1 n k=1

5.4 Eigenschp met ongelijkheid Bsiswiskunde_College_7.n 19 (e) Lt f en g integreerr zijn over intervl, en f x g x voor x, dn f x x g x x Y g x f x X 1 Vooreeld: De integrl x x is niet met pen en ppier uit te rekenen. 2+x 5 0 Geef een intervl met lengte hooguit 1 n wrinnen de integrl ligt. 6 Merk op dt x 3 x x 2+x 5 2 voor 0 x 1. 1 1 1 Dus x x x x x 3 2+x 5 x ofwel 1 1 x x 1 2 6 2+x 5 4 0 0 0 0

20 Bsiswiskunde_College_7.n 5.4 Eigenschp met solute wrde (f) Beschouw en in R met <. Lt f integreerr zijn over intervl,. Dn f x x f x x In pltje (1) is de grfiek vn een functie f getekend en in (2) de grfiek vn f. Lt de oppervlkte vn lichtgele geied en de oppervlkte vn lichtrode geied in pltje (1) zijn. Dn f x x = - += f x x.

5.4 De middelwrdestelling voor integrlen Bsiswiskunde_College_7.n 21 Beschouw en in R met <. Lt f continu zijn op intervl,. Dn estt er een c in het intervl, met f x x = - f c. Y M h f x m c 1 c 2 X Voor het gemk nemen we functie f met f x 0. De functie f is continu en neemt een minimum m en een mximum M n op,. Dus m - f x x M -. Er estt getl h zodnig dt h - = f x x. Nu geldt m h M. Dus er is c met h = f c met c.

22 Bsiswiskunde_College_7.n 5.4 De gemiddelde wrde Het gemiddelde vn twee functiewrden: f x 1 +f x 2 2 Het gemiddelde vn drie functiewrden: f x 1 +f x 2 +f x 3 3 Het gemiddelde vn een integreerre functie f op een intervl, : f = 1 ÿ f x x - Als f continu is op het intervl,, dn f = f c voor een zekere c tussen en.

5.4 Integrl met stuksgewijs continue integrnd Bsiswiskunde_College_7.n 23 Beschouw en in R met <. Lt f stuksgewijs continu zijn op intervl,, dus er estn eindig ntl deelintervllen x 0, x 1,, x n-1, x n met continue functies h i op x i-1, x i en = x 0 < x 1 < x 2 < < x n-1 < x n = zodnig dt f x = h i x voor x œ x i-1, x i. x 1h1 x 2h2 x n Dn f x x = x x + x x + + hn x x. x 0 x 1 x n-1 Hieronder stt een vooreeld vn stuksgewijs continue functie f met drie deelintervllen in intervl, : Y f x x 1 x 2 X

24 Bsiswiskunde_College_7.n 5.5 De hoofdstelling 1 Stelling 5 (Deel 1) Gegeven en in R, <, en een functie f continu op,. Y f t x x + h T x Dn estt voor lle x œ, de functie H met H x = f t t en er geldt dt H x = f x. Omdt f continu is, is H x voor lle x œ, gedefinieerd. Merk op dt H x + h - H x = H x+h -H x Dus lim hø0 h x+h = lim f c h = f x hø0 x f t t = hf c h voor zekere c h tussen x en x + h.

5.5 De hoofdstelling 2 Bsiswiskunde_College_7.n 25 Stelling 5 (Deel 2) Gegeven getllen en in R, <, een functie f continu op, en een functie F met F x = f x voor lle x, x. Y f t T Dn geldt dt f t t = F - F. Voor de functie H uit deel 1 geldt d d x H x - F x = H x - F x = f x - f x = 0. Dus er estt constnte d met H x - F x = d. Invullen vn x = geeft -F = d, dus H x = F x - F. Invullen vn x = geeft H = f t t = F - F.

26 Bsiswiskunde_College_7.n 5.5 Opmerkingen ij de hoofdstelling é Voor het uitrekenen vn f x x moet er een functie F gezocht worden met F = f. De functie F heet een primitieve vn f. é Bij het uitrekenen vn f x x wordt het evlutiesymool F x geruikt, dus f x x = F x = F - F. é Voor functies g en h geldt dt d d x wnt d d x h x f t t g x h x f t t g x = f h x h x - f g x g x, = d d x F h x - F g x = F h x h x - F g x g x. Voor het vereenvoudigen vn d d x niet epld te worden. h x f t t hoeft de integrl of de functie F g x

5.5 Vooreelden 1 Bsiswiskunde_College_7.n 27 1 p (1) Bereken 1 t ; (2) Bereken 1+t 2 0 0 sin x 3+cos x x. (1) Er geldt dt rctn t = 1. 1+t 2 1 Dus 1 t = rctn t 1+t 2 0 1 = rctn 1 - rctn 0 = p 4 0 (2) Er geldt dt d d x -ln 5 + cos x gelijk is n sin x 5+cos x. p Dus sin x x = -ln 5 + cos x 3+cos x 0 p =-ln 4 + ln 6 = ln 3 2 0

28 Bsiswiskunde_College_7.n 5.5 Vooreelden 2 (1) Vereenvoudig d d x x+1 2 -t t ; (2) Vereenvoudig d 1+t 2 d x 0 2 -t t 2+t sin x (1) d d x (2) d d x x+1 2 -t 1+t 0 2 -t 2+t sin x t = - x+1 2 x + 1, 2 4 1+ x+1 t =- -sin x 2+sin x cos x 2

5.5 Vooreelden 3 * Bsiswiskunde_College_7.n 29 Lt zien dt 1 1 3 0 x 4 + x 8 x 1 3 2 zonder de integrl uit te rekenen. Merk op dt voor 0 x 1 geldt dt x 2 x 4 + x 8 x 4 + x 4 = x 2 2. 1 Dus x 2 1 x 0 0 x 4 + x 8 1 x x 2 0 2 x ofwel 1 1 3 0 x 4 + x 8 x 1 3 2.

30 Bsiswiskunde_College_7.n 2.10 Primitiveren Beschouw een functie f. De functie F met de eigenschp dt F x = f x heet een primitieve (ntiderivtive) vn f. Het eplen vn F heet primitiveren. Differentiëren f x, gegeven f x, gevrgd ø eenvoudige regels, tel ø weinig fouten in wiskundige pkketten Primitiveren F x, gevrgd, F x = f x f x, gegeven ø lstig, tel ø veel fouten in wiskundige pkketten

2.10 Oneplde integrl Bsiswiskunde_College_7.n 31 Beschouw een functie f. De functie F met de eigenschp dt F x = f x heet een primitieve (ntiderivtive) vn f. Het eplen vn F heet primitiveren. Beschouw een functie f met een primitieve F op een intervl I. De lgemene primitieve is F x + c met c een constnte. De oneplde integrl vn f x op een intervl I is f x x = F x + c De constnte c heet de integrtieconstnte. Soms wordt F x ook met f x x ngegeven, mr dit leidt tot fouten. De nottie vn de oneplde integrl is hndig ij eplen vn primitieven.

32 Bsiswiskunde_College_7.n 2.10 Eigenschppen vn oneplde integrl Beschouw functies f en g en constnte c. Dn geldt () f x + g x x = f x x + g x x () cf x x = c f x x Toelichting F x + G x = f x + g x en cf x = cf x

2.10 Anpk primitiveren Bsiswiskunde_College_7.n 33 ø Gokken met uitproeren ø Tel, zie http://www.win.tue.nl/~frnsm/onderwijs/2dl00/tentmenintegrtietel.pdf Zorg ervoor dt u de structuur vn de linkerhelft in uw hoofd zit. ø In stukken splitsen en per stuk fwerken ø Herschrijven ø Elektronische hulpmiddelen

34 Bsiswiskunde_College_7.n 2.10 Vooreelden 1 Bepl f x x met (1) f x = 1 ; (2) f x = x 3 xn ; (3) f x = 3 x + 1. x (1) Met gok f x x =- 1 + c; Inderdd d - 1 + c = 1 2 x 2 d x 2 x 2 x 3 1 (2) Met gok x n x = n+1 xn+1 + c, n -1 ln x + c, n =-1 (3) 3 x + 1 x = 3 x x + 1 x = 3 x x 2 x2 + ln x + c

Bsiswiskunde_College_7.n 35 2.10 Vooreelden 2 Bepl f x x met (1) f x = cos 3 x + 1 ; (2) f x = sin 2 x ; (3) f x = sin 3 x ; (1) cos 3 x + 1 x = sin 3 x+1 3 + c; (2) sin 2 x x = 1 2-1 2 cos 2 x x = 1 2 x - 1 4 sin 2 x + c; (3) sin 3 x x = sin x - cos 2 x sin x x =-cos x + cos3 x 3 + c

36 Bsiswiskunde_College_7.n 2.10 Vooreelden 3 (1) Bepl 1 + 2 x 6 x (2) Bepl 1+ 1+x2 1+x 2 x (1) 1 + 2 x 6 x = 1+2 x 7 14 + c; 1+ 1+x2 (2) x = 1+x 2 Zie de tel 1 + 1 1+x 2 1+x 2 x = rctn x + ln x + x 2 + 1 + c

2.10 Prtytip * Bsiswiskunde_College_7.n 37 Pk tijdens studentenfeestje oek vn Adms en doe spel Wie vindt het eerst een primitieve? met een punt voor degene die het snelst het goede ntwoord vindt. Bij het sommetje Bepl x cos x x vindt Piet x sin x + cos x + c. Wt doen de nderen? Ze controleren het ntwoord vi differentiëren. Nu is d x sin x + cos x + c = sin x + x cos x - sin x = x cos x, d x dus Piet heeft een punt verdiend.