[wiskunde] Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Berichten: 15

Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

Ter voorbereiding op de examens ben ik opgaven aan het maken. En ik kom er niet helemaal uit.

 

Het gaat om de lengte van het lijnstuk van
CodeCogsEqn.gif
CodeCogsEqn.gif (634 Bytes) 365 keer bekeken
met x tussen -2 en 2.

 

De vraag luidt:

Toon aan dat de lengte van de lijn van x=-2 tot x=2 exact gelijk is aan
CodeCogsEqn (1).gif
CodeCogsEqn (1).gif (247 Bytes) 365 keer bekeken
.

 

Bij de uitwerkingen doen ze het volgende:
\(l=\int_{-2}^{2}\sqrt{1+\frac{1}{4}(e^{x}-e^{-x})^{2}}\cdot dx=\frac{1}{2}\int_{-2}^{2}(e^{x}-e^{-x})\cdot dx\)
 

En deze stap gaat me dus iets te snel, kan iemand me uitleggen welke tussenstappen hier overgeslagen worden?

Gebruikersavatar
Berichten: 4.320

Re: Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

Er is een formule voor de booglengte.
 
Is die je bekend?
 
PS.
f(x)=sinh x
In de wiskunde zijn er geen Koninklijke wegen Majesteit.

Berichten: 15

Re: Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

tempelier schreef: Er is een formule voor de booglengte.
 
Is die je bekend?
 
PS.
f(x)=sinh x
 
de formule voor de lengte van een grafiek is 
\(l=\int_{a}^{b}\sqrt{1+f'(x)^2} \cdot dx\)
 
En dat voor
\(f(x)=\frac{1}{2}(e^{x}-e^{-x})\)
geldt dat 
\(f'(x)=\frac{1}{2}(e^{x}-e^{-x})\)
is ook bekend.
 
Dat een
\(\frac{1}{2}^{2}=\frac{1}{4}\)
snap ik ook nog. Alleen snap ik niet hoe ze van 
\(l=\int_{-2}^{2}\sqrt{1+\frac{1}{4}(e^{x}-e^{-x})^{2}}\cdot dx\)
 
naar
 
\(\frac{1}{2}\int_{-2}^{2}(e^{x}-e^{-x})\cdot dx\)
gaan.

Gebruikersavatar
Berichten: 821

Re: Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

In de wortel:
 
1+1/4 * (e...)² = 1²+ 1/2² * (e...)²
 
Nu staat er de wortel van a² + b² * c² = a + b * c
 
En dan een constante voor de integraal halen.

Berichten: 15

Re: Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

En waar blijft dan die 1? Is dat niet een startconstante die meegenomen moet worden bij het primitiveren?

Gebruikersavatar
Berichten: 4.320

Re: Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

CasperPT schreef:  
de formule voor de lengte van een grafiek is 
\(l=\int_{a}^{b}\sqrt{1+f'(x)^2} \cdot dx\)
 
En dat voor
\(f(x)=\frac{1}{2}(e^{x}-e^{-x})\)
geldt dat 
\(f'(x)=\frac{1}{2}(e^{x}-e^{-x})\)
is ook bekend.
 
Dat een
\(\frac{1}{2}^{2}=\frac{1}{4}\)
snap ik ook nog. Alleen snap ik niet hoe ze van 
\(l=\int_{-2}^{2}\sqrt{1+\frac{1}{4}(e^{x}-e^{-x})^{2}}\cdot dx\)
 
naar
 
\(\frac{1}{2}\int_{-2}^{2}(e^{x}-e^{-x})\cdot dx\)
gaan.
Er zit een teken fout in je afgeleide.
In de wiskunde zijn er geen Koninklijke wegen Majesteit.

Gebruikersavatar
Berichten: 821

Re: Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

Dat kan kloppen, wolfram alpha geeft verschillende uitkomsten.
 
CasperPT schreef: En waar blijft dan die 1? Is dat niet een startconstante die meegenomen moet worden bij het primitiveren?

Berichten: 546

Re: Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

Kwasie:
 
'er staat dan sqrt (a2 + b2c2) = a + bc' - Nee dus.

Berichten: 546

Re: Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

Heel de uitwerking rammelt volgens mij nogal. Wanneer de 'tekenfout' in de afgeleide wordt herstelt kan de functie onder de wortel niet meer als zo'n mooi kwadraat worden geschreven (er komt dan namelijk een losse breuk 3/2 in de wortel en die krijg je daar niet meer weg). Uit die integraal komt dan ook niet wat jouw boek als uitkomst geeft.
 
Er geldt echter wel: 1 + 0,25 (ex- e-x)2 = 0,25 (ex + e-x)2 want dat kun je zelf natrekken en daar kun je de wortel makkelijk uit halen.
 
Die uitdrukking integreren van -2 tot 2 geeft wel het gewenste resultaat.
 
Ik denk dus dat de oorspronkelijke functie f(x) = 0,5 (ex + e-x) was, want dan klopt het met de afgeleide die ik had voorgesteld. Dan is het dus een cosh in plaats van een sinh.
 
Trouwens, die integraal die er volgens het antwoordmodel uit zou moeten komen is van een oneven functie van -2 tot 2. Daar komt dus gewoon nul uit, maar blijkbaar werd dat niet opgemerkt.
 
Heb je de opgave wel goed overgenomen uit je boek?

Gebruikersavatar
Berichten: 821

Re: Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

Th.B schreef: Kwasie:
 
'er staat dan sqrt (a2 + b2c2) = a + bc' - Nee dus.
Inderdaad, als ik gelijk zou hebber, dan geldt de stelling van Pythagoras niet meer.

Berichten: 15

Re: Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

 
Th.B schreef: Ik denk dus dat de oorspronkelijke functie f(x) = 0,5 (ex + e-x) was

 
Th.B schreef: Heb je de opgave wel goed overgenomen uit je boek?
 
 
Mijn fout! Inderdaad slordig geweest. De oorspronkelijke functie is inderdaad:
\(f(x)=\frac{1}{2}(e^{x}+e^{-x})\)
 
Wat ik echter nog steeds niet begrijp is welke tussenstappen je moet doen om
\(\int_{-2}^{2}{\sqrt{1+\frac{1}{4}(e^{x}-e^{-x})^{2}}} \cdot dx\)
te herschrijven tot:
\(\frac{1}{2}\int_{-2}^{2}{(e^{x}+e^{-x}}) \cdot dx\)

Berichten: 15

Re: Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

kwasie schreef: In de wortel:
 
1+1/4 * (e...)² = 1²+ 1/2² * (e...)²
 
Nu staat er de wortel van a² + b² * c² = a + b * c
 
En dan een constante voor de integraal halen.
 
Dus als het goed begrijp:
\(\int_{-2}^{2}{\sqrt{1+\frac{1}{4}(e^{x}-e^{-x})^{2}}} \cdot dx\)
 
\(=\int_{-2}^{2}{\sqrt{1^{2}+\frac{1}{2}^{2}(e^{x}-e^{-x})^{2}}} \cdot dx\)
 
\(=\int_{-2}^{2}{(1+\frac{1}{2}(e^{x}-e^{-x})}) \cdot dx\)
 
Wat gebeurt er nu met die 1? En hoe slaat het min-teken weer om naar een plus teken?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

Kan je (aangenomen dat dit klopt):
 
\( 1+\frac 1 4 (e^x-e^{-x})^2=...\)
 
uitwerken en daarna herleiden ...

Gebruikersavatar
Berichten: 10.561

Re: Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

CasperPT schreef:  
Dus als het goed begrijp:
 
 
Nee, dat begrijp je verkeerd. Zoals ook in bericht #8 aangegeven klopt de bewering van Kwasie niet.
 
\( \sqrt {1+a^2}\)
is niet gelijk aan 1+a
 
Dat is dan ook niet de afleiding die je moet volgen. 
 
Wat krijg je als je onderstaande in onderstaande term de haakjes wegwerkt?
 
(e- e-x )2 
Cetero censeo Senseo non esse bibendum

Berichten: 15

Re: Antwoordmodel gaat te snel. Ontbrekende tussenstappen integreren.

Safe schreef: Kan je (aangenomen dat dit klopt):
 
\( 1+\frac 1 4 (e^x-e^{-x})^2=...\)
 
uitwerken en daarna herleiden ...
 
Dat wordt dan:
\(1+\frac{1}{4}(e^x-e^{-x})^2\)
\(=1+\frac{1}{4}(e^{2x}-2e^{0}+e^{-2x})\)
\(=1+\frac{1}{4}(e^{2x}+e^{-2x}-2)\)
en dan:
\(=\frac{1}{2}+\frac{1}{4}(e^{2x}+e^{-2x})?\)

Reageer