opgave 1Hoogtetraining
Het was eind vorige eeuw onder topsporters erg populair om enkele weken op
grote hoogte te trainen. Vanwege de ijlere lucht worden in een dergelijke
trainingssituatie door het lichaam extra rode bloedlichaampjes aangemaakt. De
rode bloedlichaampjes zorgen voor het transport van zuurstof in het lichaam.
Hoe meer rode bloedlichaampjes aanwezig in het lichaam, hoe beter er
gepresteerd zou kunnen worden omdat bij het leveren van zware prestaties veel
zuurstof nodig is in de spieren. Inmiddels heeft men ontdekt dat er ook nadelige
effecten optreden zodat het netto effect voor de sporter nihil lijkt.
Wanneer de hoogte toeneemt, neemt de luchtdruk af. Deze afname van de
luchtdruk verloopt exponentieel. De luchtdruk kan worden gemeten in mm Hg
(Hg staat voor kwik).
Op een gegeven moment is op een bepaalde plaats de luchtdruk op zeeniveau
(hoogte = 0) gelijk aan 760 mm Hg en op één kilometer hoogte is deze gelijk aan
648 mm Hg. Volgens het exponentiële model is de luchtdruk op 100 meter
hoogte vrijwel gelijk aan 748 mm Hg.
14pToon dit door middel van een berekening aan.
Een andere eenheid om de luchtdruk te meten is hectopascal (hPa).
Er geldt bij benadering dat 1 mm Hg =

hPa.
Voor kleine hoogtes, tot ongeveer 100 meter, gebruikt men de volgende
vuistregel:
De daling van de luchtdruk bedraagt 1 hPa per 8 meter toename van de hoogte.
24pBereken in bovengenoemde situatie het verschil tussen de luchtdruk op
100 meter hoogte, berekend volgens de vuistregel, en de waarde volgens het
exponentiële model in mm Hg.
Door de verminderde luchtdruk bij toenemende hoogte kan er minder zuurstof
worden opgenomen in de longen. De maximale hoeveelheid zuurstof die de
longen per minuut kunnen opnemen wordt het maximale
zuurstofopnamevermogen (VO2max) genoemd en wordt gemeten in liter per
minuut (liter/min).
In figuur 1 is het verband weergegeven tussen deze VO2max en de hoogte.
Hierbij is de VO2max op zeeniveau gelijkgesteld aan 100%. In figuur 1 is te zien
dat vanaf een hoogte van 1500 meter de VO2max lineair afneemt en wel met
10% per 1000 meter stijging.
figuur 1
Een wielrenner heeft op zeeniveau een VO2max van 5,8 liter/min. Hij traint op
de wielerbaan van Mexico City op een hoogte van 2278 meter.
34pBereken het maximale zuurstofopnamevermogen in Mexico City van deze
wielrenner in liter per minuut. Geef je antwoord in 1 decimaal nauwkeurig.
Een atleet wil een bepaald trainingsschema volgen. De hoogte waarop hij gaat
trainen is nog niet vastgesteld. Het verband tussen de hoogte en het percentage
van zijn VO2max dat hij nodig heeft voor dit trainingsschema wordt gegeven
door de formule:
Hierin is h de hoogte in meter met h ≥ 1500 en P het percentage van de
VO2max van de atleet op hoogte h dat nodig is voor het trainingsschema.
45pBereken op algebraïsche wijze op welke hoogte het percentage P gelijk is aan
80%.
Voor een atleet is het interessant om te weten op welke hoogte hij moet gaan
trainen om een bepaald percentage van zijn VO2max te behalen. Hiervoor is het
handig om h te schrijven als functie van P.
54pSchrijf met behulp van bovenstaande formule h als functie van P.
opgave 3Wortel en logaritme
In onderstaande figuur zie je twee grafieken getekend. Het functievoorschrift van
f is

en het functievoorschrift van
g is
g(x) = 2 +3 log(x − 3).
figuur
113pBereken exact de x-coördinaat van het snijpunt van de grafiek van g met de
x-as.
A is een punt op de grafiek van f en B is een punt op de grafiek van g. De
x-coördinaat van zowel A als B is 8. Zie de figuur.
De raaklijn aan de grafiek van f in punt A en de raaklijn aan de grafiek van g in
punt B lopen vrijwel parallel. Dit betekent dat de helling van de grafiek van f in
punt A bijna gelijk is aan de helling van de grafiek van g in punt B. Er is een
waarde van x waarvoor geldt dat f'(x) = g'(x).
125pBereken met behulp van differentiëren deze waarde van x in 1 decimaal
nauwkeurig.
De twee grafieken snijden elkaar in precies twee punten.
opgave 4Kerstlicht
In een warenhuis is rond Kerstmis allerlei kerstverlichting te koop, zoals het
kerstlicht dat op de foto is te zien.
foto
Dit kerstlicht bestaat uit een vijfzijdig prisma, waarbij op de rechthoekige
zijvlakken vierzijdige piramides zijn geplaatst.
Een gedeelte van het kerstlicht, het vijfzijdig prisma met drie van de vijf
piramides, is in figuur 1 weergegeven.
De twee vijfhoekige zijvlakken van het prisma zijn regelmatige vijfhoeken met
zijden van 5,0 cm. De grondvlakken van de piramides zijn rechthoeken met
zijden van 5,0 en 3,0 cm. De opstaande ribben van alle piramides zijn even lang.
Zie figuur 1.
figuur 1
Het vooraanzicht van het kerstlicht is een vijfpuntige ster. Dit vooraanzicht is te
zien in figuur 2.
figuur 2
In het vooraanzicht zijn P, Q, R, S en T de snijpunten van de verlengde zijden
van de regelmatige vijfhoek ABCDE. De hoeken in de regelmatige vijfhoek
ABCDE zijn allemaal 108º.
Hieruit volgt dat de hoeken van de sterpunten, zoals bijvoorbeeld

allemaal 36º zijn.
143pToon dit laatste aan.
De zijden van de regelmatige vijfhoek ABCDE zijn 5,0 cm. In het vooraanzicht
zijn de lijnstukken die de punten P, Q, R, S en T met de hoekpunten van deze
regelmatige vijfhoek verbinden, zoals bijvoorbeeld RD, RC en TE, allemaal even
lang. De lengte van elk van deze lijnstukken in het vooraanzicht is ongeveer
8,1 cm.
154pToon dit met een berekening aan.
De opstaande ribben van alle piramides van het kerstlicht zijn even lang.
164pBereken de lengte van de opstaande ribben van de piramides.
Het kerstlicht wordt liggend verpakt in een cilindervormig doosje waar het
precies in past. Dit doosje heeft een hoogte van 3,0 cm. De punten van de ster
liggen tegen de opstaande randen van het doosje aan.
177pBereken de diameter van het grondvlak van het doosje. Geef je antwoord in cm
in 1 decimaal nauwkeurig.
opgave 5Kettinglijn
Als we een vrij hangend, volkomen buigzaam, overal even dik en even zwaar
touw tussen twee punten A en B ophangen, dan hangt het touw in een gebogen
lijn. Deze lijn wordt een kettinglijn genoemd.
We bekijken een kettinglijn waarbij de punten A en B zich beide 5 meter boven
de grond bevinden op een afstand van 8 meter van elkaar. We brengen in het
verticale vlak waarin het touw hangt, een assenstelsel aan zo dat het laagste
punt van het touw op de y-as ligt en de x-as horizontaal langs de grond loopt. In
het assenstelsel in figuur 1 heeft A de coördinaten (−4,5) en B de coördinaten
(4,5).
figuur 1
De kettinglijn in figuur 1 is dan de grafiek van de functie

met h en x in meter.
183pBereken de exacte waarde van c.
Als men touwen van verschillende lengte ophangt tussen A en B, dan zal het
langste touw het verste doorhangen. In figuur 2 is een aantal touwen van
verschillende lengte te zien. Hier is ook te zien dat het kortste touw het hoogste
hangt.
figuur 2
Het is duidelijk dat hoe hoger het touw hangt, hoe kleiner de helling is in punt B.
Bij de bovenste kettinglijn in figuur 2 met als laagste punt T hoort de formule
hT(x) = 5(e0,1x + e−0,1x) − 5,81.
194pBereken van deze kettinglijn met behulp van differentiëren de helling in punt B.
Rond je antwoord af op 2 decimalen.
In figuur 2 zie je zeven kettinglijnen. Deze kettinglijnen lijken op dalparabolen.
De functievoorschriften voor deze dalparabolen hebben de vorm: f(x) = ax² + b.
Voor de dalparabool die door de punten A, B en T gaat, geldt dat a = 0,050625
en b = 4,19.
203pToon dit door middel van een berekening aan.
Hoewel de kettinglijnen uit figuur 2 lijken op dalparabolen, zijn ze dat niet. Zo
valt bijvoorbeeld de kettinglijn gegeven door de formule van hT(x) niet samen
met de dalparabool gegeven door de formule van f(x) met a = 0,050625 en
b = 4,19. De verticale afstand tussen de grafieken kan berekend worden met de
verschilfunctie v(x) = f(x) − hT(x).
213pBereken de maximale waarde van v(x) op het interval [−4, 4] in 3 decimalen
nauwkeurig.
Het functievoorschrift voor een willekeurige kettinglijn door de punten A en B
wordt gegeven door:

waarbij
−4 ≤ x ≤ 4.
Hierin is k een constante die afhangt van de lengte van de ketting.
Er wordt een ander touw opgehangen tussen A en B. Het laagste punt van dit
touw valt precies samen met (0,0).
224pBereken de waarde van k van dit touw in 2 decimalen nauwkeurig.