opgave 3Vierkanten
In de figuur staan vier vierkanten die telkens in een hoekpunt met elkaar
verbonden zijn.
Elk vierkant heeft een rangnummer n. In de figuur zijn de vierkanten met
de rangnummers 1 tot en met 4 getekend.
figuur
De lengte van de zijde van een vierkant is telkens gelijk aan de lengte van
de diagonaal van het voorgaande vierkant.
De lengte van de zijde van een vierkant met rangnummer n stellen we
gelijk aan z(n).
Voor het vierkant met rangnummer n = 1 geldt z(1) = 1.
Voor het vierkant met rangnummer n = 3 geldt z(3) = 2.
De lengte van de zijde van een opvolgend vierkant wordt telkens vergroot
met een factor k.
83pBereken de exacte waarde van k.
De figuur kan verder worden uitgebreid met het vierkant met rangnummer
n = 5. Ook het vierkant met rangnummer n = 0 kan getekend worden.
94puitwerkbijlageTeken in de figuur op de uitwerkbijlage de vierkanten met rangnummers
n = 0 en n = 5.
Voor de oppervlakte A van een vierkant met rangnummer n geldt de
formule:
Voor een bepaald vierkant is de oppervlakte gelijk aan 131 072.
103pBereken exact het bijbehorende rangnummer n.
Er kan een formule voor z(n) opgesteld worden waarmee je direct de
lengte van een zijde kunt berekenen. Deze formule is van de vorm
z(n) = 2a⋅n+b.
114pBereken de waarden van a en b.
opgave 4Balk!?
Gegeven is de balk ABCD.EFGH met ribben AB = 3, BC = 4 en CG = 5.
Zie figuur 1.
Het punt L ligt op ribbe CD zodanig dat CL = 2,5. Het punt M is het
midden van BC. Het punt N ligt op ribbe CG zodanig dat CN = 2.
Van de balk wordt de piramide C.LMN afgehaald, waardoor het lichaam K
ontstaat. Zie figuur 2.
124pBereken de oppervlakte van driehoek LMN. Geef je antwoord afgerond op
één decimaal.
Op de uitwerkbijlage is lichaam K vergroot weergegeven.
Het vlak V is evenwijdig aan het vlak LMN en gaat door het punt G.
134puitwerkbijlageTeken in de figuur op de uitwerkbijlage de doorsnede van vlak V met
lichaam K. Licht je werkwijze toe.
opgave 5Een functie met sinus en cosinus
De functie f is gegeven door f(x) = x ⋅ sin(x) + cos(x).
De afgeleide functie van f wordt gegeven door f'(x) = x ⋅ cos(x).
143pToon dit op algebraïsche wijze aan.
De punten A en B zijn de twee toppen van de grafiek van f met een
positieve y-coördinaat die een x-coördinaat tussen 2π en 5π hebben.
De lijn l is de lijn door A en B. Zie onderstaande figuur.
figuur
156pStel met behulp van exacte berekeningen een vergelijking van l op.
opgave 6Boeien
Voor bolvormige boeien die in het water drijven, is het volume van het
deel van de boei boven het wateroppervlak te berekenen met behulp van
de volgende formule:
Hierin is V het volume in cm3 van het deel van de boei dat boven het
wateroppervlak uitsteekt, r is de straal van de boei in cm en h is de
hoogte in cm van het deel van de boei boven het wateroppervlak.
foto 1
165pEen bolvormige boei met een straal van 60 cm drijft in
het water. Zie foto 1. Van deze boei bevindt 65% van
het volume zich boven het wateroppervlak.
Bereken de hoogte van het deel van de boei boven het
wateroppervlak. Rond je antwoord af op een geheel
aantal cm.
foto 2
De boei in foto 2 heeft de vorm van een afgeknotte
kegel bovenop een cilinder. Hierbij worden de paal
bovenop en de ‘oortjes’ aan de zijkant buiten
beschouwing gelaten.
In onderstaande figuur is een zijaanzicht van de
afgeknotte kegel getekend. Ook zijn in de figuur met
stippellijnen de bovenkant en de loodlijn uit de top van
de denkbeeldige, niet afgeknotte kegel getekend.
Alle afmetingen zijn in cm.
figuur
173pDe hoogte van de afgeknotte kegel is 90 cm. De straal
van het grondvlak is 60 cm en de straal van het
bovenvlak is 15 cm.
Hieruit volgt dat de hoogte h van de denkbeeldige, niet h
afgeknotte kegel 120 cm is.
Toon dit laatste met behulp van een berekening aan.
De hoogte van het deel van de cilinder boven water is 35 cm. De straal
van de cilinder is gelijk aan de straal van het grondvlak van de afgeknotte
kegel. Ook van de boei op foto 2 bevindt 65% van het totale volume van
de boei zich boven het wateroppervlak.
185pBereken het volume van de hele boei op foto 2. Geef je antwoord in
honderdduizenden cm3 nauwkeurig.
opgave 7Van een rechte naar een scheve cilinder
In deze opgave bekijken we een cilinder waarvan de hoogte 50 is en de
diameter van het grondvlak 10. In figuur 1 is een zijaanzicht van deze
rechte cilinder weergegeven.
De cilinder wordt scheef doorgesneden en vervolgens worden de twee
losse delen zo aan elkaar vastgemaakt dat het cirkelvormige grondvlak en
bovenvlak van de rechte cilinder tegen elkaar liggen. Uiteindelijk ontstaat
een scheve cilinder. In de figuren 2 tot met 6 wordt dit proces in het
zijaanzicht weergegeven.
figuur 1 figuur 2 figuur 3 figuur 4 figuur 5
De hoek die het snijvlak bij het scheef doorsnijden van de cilinder maakt met
de lengterichting noemen we α en de lengte van de doorsnede in het
zijaanzicht noemen we d. De hoogte van de scheve cilinder in de stand van
figuur 6 noemen we h. In de figuren 2 tot en met 5 zijn α en d aangegeven.
In figuur 6 zijn α, d en h aangegeven.
Bij een bepaalde waarde van α is de hoogte h van de scheve cilinder 90%
van de hoogte van de oorspronkelijke, rechte cilinder.
193pBereken deze waarde van α. Geef je antwoord in hele graden nauwkeurig.
Voor de inhoud V1 van de rechte cilinder geldt V1 = 50 ⋅ G1, waarbij G1 de
oppervlakte van het grondvlak van de rechte cilinder is. Voor de inhoud V2
van de scheve cilinder geldt V2 = h ⋅ G2, waarbij G2 de oppervlakte van het
grondvlak van de scheve cilinder is.
De inhoud van beide cilinders is gelijk, dus V1 = V2.
Er geldt:

204pToon dit laatste op algebraïsche wijze aan.