Sinds de jaren 70 zijn wetenschappers bezorgd om de vervuiling van onze oceanen door allerhande plastiek afval. De laatste 10 jaar loopt het echt uit

Vergelijkbare documenten
1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : Tweede Ronde

Migrerende euromunten

WISKUNDE 3 PERIODEN EUROPEES BACCALAUREAAT DATUM : 8 juni 2006 ( s morgens) DUUR VAN HET EXAMEN : 3 uur (180 minuten) TOEGESTANE HULPMIDDELEN :

Zomercursus Wiskunde. Rechten en vlakken (versie 14 augustus 2008)

Eindexamen wiskunde B1-2 havo 2002-II

Geversduin 3,9. Strand Heemskerk 3,8

Examen VMBO-GL en TL 2006

Examen HAVO. Wiskunde B1,2 (nieuwe stijl)

Complexe getallen: oefeningen

De inpassing van het kan er, indien achter een gemaal geïnstalleerd ongeveer zo uit zien

Examen VWO. wiskunde A1,2 Compex. Vragen 13 tot en met 19. In dit deel van het examen staan de vragen waarbij de computer wel wordt gebruikt.

Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift opgenomen.

1 Inleiding. Zomercursus Wiskunde. Poolcoördinaten (versie 27 juni 2008) Katholieke Universiteit Leuven Groep Wetenschap & Technologie.

Met de voetjes aan elkaar gebonden

Eindexamen wiskunde A havo I

10.0 Voorkennis. Herhaling van rekenregels voor machten: a als a a 1 0[5] [6] Voorbeeld 1: Schrijf als macht van a:

We zullen in deze les kijken hoe we netwerken kunnen analyseren, om bijvoorbeeld de volgende vragen te kunnen beantwoorden:

Examenopgaven VMBO-GL en TL 2003

Eindexamen havo wiskunde B I

Krommen in de ruimte

Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift opgenomen.

Zomercursus Wiskunde. Module 7 Poolcoördinaten (versie 22 augustus 2011)

Examen VWO. Wiskunde B Profi

TRILLINGEN EN GOLVEN HANDOUT FOURIER

Hoofdstuk 2: Grafieken en formules

Examen HAVO wiskunde B. tijdvak 1 donderdag 24 mei uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Eenparige rechtlijnige beweging

IJkingstoets Wiskunde-Informatica-Fysica 29 juni Nummer vragenreeks: 1

Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift opgenomen.

Examen VMBO-GL en TL 2006 tijdvak 1 dinsdag 30 mei uur

Op de tekening hieronder zie je een gewone 12-uurs klok. Daaronder staat welk tijdstip de klok aangeeft.

Examen Algemene Natuurkunde 1-7 september 2017

Projectieve Vlakken en Codes

2010-I. A heeft de coördinaten (4 a, 4a a 2 ). Vraag 1. Toon dit aan. Gelijkstellen: y= 4x x 2 A. y= ax

wiskunde A pilot havo 2016-I

Examen VWO. Wiskunde B1,2 (nieuwe stijl)

leeftijd kwelder (in jaren)

5.7. Boekverslag door P woorden 11 januari keer beoordeeld. Wiskunde B

Polynomen. + 5x + 5 \ 3 x 1 = S(x) 2x x. 3x x 3x 2 + 2

Uitgewerkte oefeningen

Eindexamen wiskunde B1-2 vwo 2002-I

eerste en laatste cijfers Jaap Top

Examen VWO wiskunde C. tijdvak 2 woensdag 17 juni uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Dag van GeoGebra Probleemoplossende vaardigheden en onderzoekscompetentie wiskunde 28 mei 2011 Gent

De bepaling van de positie van een. onderwatervoertuig (inleiding)

1 oppervlakte grondvlak hoogte

wiskunde B havo 2015-II

Examen HAVO. wiskunde B (pilot) tijdvak 1 woensdag 14 mei uur

Eindexamen wiskunde A1-2 vwo 2006-I

Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift opgenomen.

Eenparige rechtlijnige beweging

Numerieke aspecten van de vergelijking van Cantor. Opgedragen aan Th. J. Dekker. H. W. Lenstra, Jr.

Examen VWO. wiskunde A1 Compex. Vragen 14 tot en met 19. In dit deel van het examen staan de vragen waarbij de computer wel wordt gebruikt.

Eindexamen wiskunde B1-2 vwo 2004-II

Examen VWO. wiskunde B1. tijdvak 1 dinsdag 25 mei uur

Examen VWO. Wiskunde B1,2 (nieuwe stijl)

Eindexamen wiskunde b 1-2 havo II

Eindexamen wiskunde B1 vwo 2002-I

PROEFEXAMEN LINEAIRE ALGEBRA donderdag 17 november 2011

1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : Tweede ronde.

Praktische opdracht Wiskunde A Formules

Examen HAVO. wiskunde B1,2. tijdvak 1 woensdag 30 mei uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Eindexamen wiskunde B vwo I

Dossier 4 VECTOREN. Dr. Luc Gheysens. bouwstenen van de lineaire algebra

Examen VWO. wiskunde B. tijdvak 2 woensdag 19 juni uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

11.0 Voorkennis V

WISKUNDE-ESTAFETTE RU 2005 Uitwerkingen

V Kegelsneden en Kwadratische Vormen in R. IV.0 Inleiding

wiskunde B havo 2018-I

1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : tweede ronde

Eindexamen wiskunde A1 compex vwo 2007-I

Zomercursus Wiskunde. Module 14 Rechten en vlakken (versie 22 augustus 2011)

Eindexamen vmbo gl/tl wiskunde I

Tentamen Wiskunde B CENTRALE COMMISSIE VOORTENTAMEN WISKUNDE. Datum: 19 december Aantal opgaven: 5

Oefentoets - Lineaire problemen

Aanvullingen bij Hoofdstuk 8

Unitaire en Hermitese transformaties

Bewijzen en toegiften

WISKUNDE-ESTAFETTE 2012 Uitwerkingen. a b. e f g

Een model voor een lift

Onderneming en omgeving - Economisch gereedschap

Zwart-wit en grijstinten

Notities Driehoeksmeting en initiatie coördinaatrekenen

1 Coördinaten in het vlak

Vlakke meetkunde. Module Geijkte rechte Afstand tussen twee punten Midden van een lijnstuk

2 n 1. OPGAVEN 1 Hoeveel cijfers heeft het grootste bekende Mersenne-priemgetal? Met dit getal vult men 320 krantenpagina s.

Enig idee wat een uitvaart gemiddeld kost?

en-splitsingen: een aantal alternatieven worden parallel toegepast, of-splitsingen: van een aantal alternatieven wordt er één toegepast,

Hoofdstuk 1 LIJNEN IN. Klas 5N Wiskunde 6 perioden

IJkingstoets september 2015: statistisch rapport

1.1 Lineaire vergelijkingen [1]

Eindexamen wiskunde B1 vwo 2004-II

Verbanden en functies

IJkingstoets september 2015: statistisch rapport

IJkingstoets september 2015: statistisch rapport

> Schatting van de verplaatsingssnelheid

Stafkaart DOCK. Dropping Oudleiding Chiro Kaart hoogtelijn. kilometervak. akkerland. weiland. naaldbos. loofbos

(iii) Enkel deze bundel afgeven; geen bladen toevoegen, deze worden toch niet gelezen!

Transcriptie:

Sinds de jaren 70 zijn wetenschappers bezorgd om de vervuiling van onze oceanen door allerhande plastiek afval. De laatste 10 jaar loopt het echt uit de hand en wetenschappers schatten dat er jaarlijks 8 miljoen ton plastiek in de oceanen terecht komt. Merkwaardig is dat het afval zich in de oceanen opstapelt op 5 plaatsen. Dit komt natuurlijk door de stromingen die het afval over duizenden kilometers vervoeren. In deze opdracht zullen jullie onderzoeken hoe stromingen wiskundig kunnen gemodelleerd worden en hoe de modellen kunnen voorspellen waar het plastiek afval zich zal opstapelen. 1

Stromingsdiagrammen Hieronder zie je een kaart van het Noordelijk deel van de Atlantische Oceaan met pijltjes die de stromingen aanduiden. Zulke kaart is heel nuttig en toont richting en snelheid van de de stromingen aan het wateroppervlak. Hoe langer de pijl, hoe sterker de stroming. Je ziet op zulke kaart gebieden waar het water snel in een richting stroomt (zoals tussen het Verenigd Koninkrijk en Ijsland) en andere gebieden waar het water eerder rond een bepaald punt blijft draaien. Daar gaat plastiekafval zich natuurlijk opstapelen en voor een deel ook naar grotere diepte zakken. Stromingen hangen af van seizoenen, wind, zoutgehalte,... Het is niet mogelijk om in deze korte opdracht al deze factoren in rekening te brengen. We zullen een vereenvoudigd model gebruiken. Een model Wat betekent een pijl op een stromingsdiagram eigenlijk? Als een pijl start in een punt ( 0, 0 ) (van het oceaanvlak, uitgerust met een orthonormale basis) en eindigt in ( 1, 1 ) betekent dit dat bijvoorbeeld een plastiekdeeltje dat zich op een zeker tijdstip in het punt ( 0, 0 ) bevindt, zich

1 tijdseenheid later (bvb, 1 uur later) in het punt ( 1, 1 ) zal bevinden. Als we dan de stroming in ( 1, 1 ) kennen, kunnen we ook weten waar het plastiekdeeltje zich tijdens de volgende tijdseenheid naartoe zal verplaatsen. Dat zal een punt (, ) opleveren. ( 1, 1 ) (, ) ( 0, 0 ) In het model dat we hier beschouwen gaan we veronderstellen dat de stroming in elk punt van het vlak gekend is en dat we van elk plastiekdeeltje via een stelsel van lineaire vergelijkingen kunnen zeggen waar het zich na 1 tijdseenheid zal bevinden, in functie van de beginplaats ( n, n ) van het deeltje. We noteren de nieuwe plaats van het deeltje ( n+1, n+1 ). Bijvoorbeeld n+1 = (M) 3 n 1 n n+1 = n + n Door het stelsel (M) meerdere malen toe te passen kunnen we dan de evolutie of de baan van een plastiekdeeltje bepalen. Veronderstel bijvoorbeeld dat een deeltje zich in beginpositie ( 0, 0 ) = (1, ) bevindt. Dan zal het zich na 1 tijdseenheid in het punt ( 1, 1 ) = ( 1 3, 3) bevinden. Nog een tijdseenheid later in (, ) = ( 19 18, 10 3 ),... De baan (over tijdseenheden) van het punt (1, ) is op onderstaande figuur in het blauw te zien. Er werden ook banen getekend voor twee andere punten. 3

6 We stellen vast dat het model (M) ervoor zorgt dat de plastiekdeeltjes in een spiraalbeweging van de oorsprong weggestuurd worden. Eerste opdracht Gegeven zijn de modellen (M 1 ) t/m (M ). Bepaal de banen van enkele punten (minstens 5 verschillende punten, hoogstens per kwadrant, minstens 5 iteraties, je mag het werk verdelen) en stel ze grafisch voor. Vergelijk de vier modellen en noteer je vaststellingen. n+1 = 1 (M 1 ) 10 n 1 n n+1 = 1 5 n + 5 n n+1 = (M ) 3 n n+1 = 5 n n+1 = (M 3 ) 5 n + 1 n n+1 = 1 5 n + n n+1 = n (M ) n+1 = 5 n

Oplossing eerste opdracht Vaststelling: alle punten convergeren naar de oorsprong. 8 6 6 6 8 Vaststelling: De punten op de -as convergeren naar de oorsprong. Alle andere punten verdwijnen naar (plus of min) oneindig met de -as als asmptoot. 5

Vaststelling: De plastiekdeeltjes worden in spiraalvormige baan allemaal naar de oorsprong gestuurd. Vaststelling: Hier hebben we ook spiraalvormige banen naar de oorsprong maar de sprongen zijn groter. De plastiekdeeltjes convergeren sneller naar de oorsprong. 6

Tweede opdracht We bekijken terug het model n+1 = (M ) 3 n n+1 = 5 n De evolutie van dit model is makkelijk te voorspellen omdat voor elk punt ( 0, 0 ) bij elke tijdseenheid de -coördinaat vermenigvuldigd wordt met 3 en de -coördinaat met 5. Met andere woorden: de -coördinaat wordt groter en de -coördinaat krimpt. Nemen we dus een punt op de -as, dan zal de baan op de -as blijven en naar het punt (0, 0) convergeren. Een punt op de -as (zonder (0, 0)) daarentegen zal verdwijnen naar oneindig. Voor punten die niet op de assen liggen worden beide effecten gecombineerd en zien we banen volgens hperbooltakken. Je kan dit zien op de linkse figuur hieronder. 8 6 6 6 6 8 8 6 6 Het model n+1 = 16 (M ) 15 n + 15 n n+1 = 15 n + 16 15 n is hierboven rechts afgebeeld en vertoont gelijkaardige eigenschappen met (M ) maar de assen liggen anders. Je hoeft dit niet via berekeningen na te gaan. 7

Wat je wel kan nagaan is dat de twee factoren ( 3 en 5 ) die we in (M ) zagen ook aanwezig zijn in (M ), maar verborgen. Laat ons kijken naar de coëfficiënten van het stelsel (M ). Als we de som van de coëfficiënt van n in de eerste vergelijking en de coëfficiënt van n in de tweede vergelijking maken, vinden we juist de som 3 + 5 = 3 15 van de factoren. Als je hetzelfde doet voor (M ), vind je merkwaardig genoeg dezelfde som terug. Het product 3 5 = 16 15 van de twee factoren kan je ook terugvinden in de coëfficiënten van (M ). Daarvoor bereken je eerst het product van de de coëfficiënt van n in de eerste vergelijking en de coëfficiënt van n in de tweede vergelijking en daarvan trek je het product van de andere twee coëfficiënten af. Je krijgt 16 15 16 15 15 15 = 16 15. In het algemeen vinden we voor een model { n+1 =A n + B n n+1 =C n + D n Dat A + D gelijk is aan de som van de twee factoren en dat AD BC gelijk is aan hun product. Je hoeft dit niet te bewijzen. Vraag: Als je de som en het product van twee reële getallen kent, hoe kan je dan deze getallen terugvinden? Leg uit. 8