Basisvaardigheden algebra - Dominguez · 2006-09-21 · Elke algebra¨ısche functie bestaat uit...

Basisvaardigheden algebrater bevordering van de algebraısche vaardigheden

J. S. DOMINGUEZ

MAART 2003

Inhoudsopgave

1 Zo kort mogelijk schrijven 61.1 Variabelen en constanten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.2 Korter schrijven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.2.1 Termen bij elkaar optellen . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.2.2 Termen met elkaar vermenigvuldigen . . . . . . . . . . . 7

1.3 Haakjes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.3.1 Haakjes wegwerken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.3.2 Ontbinden in factoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.4 Opgaven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2 Lineaire vergelijkingen 142.1 Hoe herken je een lineaire formule . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.1.1 Aan de hand van het functievoorschrift . . . . . . . . . . 142.1.2 Aan de hand van de tabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.1.3 Aan de hand van de grafiek . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.2 De grafiek en de functie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.2.1 De grafiek tekenen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.2.2 Het functievoorschrift vinden . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.3 Het oplossen van lineaire vergelijkingen . . . . . . . . . . . . . . 192.4 Opgaven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3 Kwadratische vergelijkingen 263.1 Hoe herken je een kwadratische formule . . . . . . . . . . . . . . 26

3.1.1 Aan de hand van het functievoorschrift . . . . . . . . . . 263.1.2 Aan de hand van de tabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.1.3 Aan de hand van de grafiek . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

3.2 De grafiek en de functie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.2.1 De grafiek tekenen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.2.2 Het functievoorschrift vinden . . . . . . . . . . . . . . . 30

3.3 Het oplossen van kwadratische vergelijkingen . . . . . . . . . . . 303.3.1 Ontbinden in factoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

INHOUDSOPGAVE 3

3.3.2 Kwadraten splitsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.3.3 De ABC-formule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

3.4 Opgaven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4 Ongelijkheden 384.1 Lineare ongelijkheden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384.2 Kwadratische ongelijkheden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.3 Kwadratisch-lineaire ongelijkheden . . . . . . . . . . . . . . . . 414.4 Opgaven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

5 De discriminant��

445.1 De grafiek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445.2 Snijpunten vinden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

5.2.1 De onbekende parameter in de lijn . . . . . . . . . . . . . 455.2.2 De onbekende parameter in de parabool . . . . . . . . . . 46

5.3 Opgaven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Inleiding

Voor je heb je een syllabus liggen die hopelijk je algebraısche vaardigheden gaatverbeteren en verder ontwikkelen.Er wordt onder andere ingegaan op de algebraısche vaardigheden die je hebt ge-leerd in voorgaande jaren. Tevens worden deze vaardigheden verder ontwikkeldmet behulp van oefeningen en nieuwe theorie.Deze syllabus bestaat uit vijf hoofdstukken, met aan het eind van elk hoofdstukeen aantal oefenopgaven die bestaan uit twee gedeelten:

1. A. Basiskennis, en

2. B. toepassing.

De sommen die in het gedeelte A staan kunnen misschien wat saai overkomen.Maar het is erg belangrijk dat je ze allemaal maakt en de fouten die je maakt ookweer bekijkt en snapt wat je fout hebt gedaan. Daar leer je namelijk het meestevan. Het mag duidelijk zijn dat hoe meer je met dit soort opgaven oefent, hoegetrainder je raakt in het herkennen van de verschillende oplossingsmethoden dieer zijn. Ook zul je dan sneller de sommen op kunnen lossen, waardoor je op eentoets meer tijd overhoudt voor de rest van de (vaak inzichtelijke) vragen.Dit hele ontwerp is speciaal voor jullie geschreven, het is de bedoeling dat jij ergoed mee kan werken en er veel van leert. Als je deze algebraısche basiskennisgoed onder de knie hebt, zul je er volgend jaar veel baat bij hebben. Aangeziendit de eerste versie is, stel ik het erg op prijs als je commentaar en opmerkin-gen (zowel positieve als negatieve) zou kunnen en willen geven. Dit kan danleiden tot een verbeterde tweede versie waar andere leerlingen weer dankbaar ge-bruik van kunnen maken. De op- en aanmerkingen kun je emailen naar het adres:[email protected].

INHOUDSOPGAVE 5

Hoofdstuk 1

Zo kort mogelijk schrijven

In dit hoofdstuk zullen we nogmaals herhalen wat we in de wiskunde wel enwat we niet bij elkaar op kunnen tellen. Het is heel belangrijk in de wiskundeom vergelijkingen zo kort mogelijk te schrijven. Dit maakt vaak (zo niet altijd)de berekeningen een stuk eenvoudiger. Ook verkleinen we hiermee de kans opfouten. Maar we moeten dan uiteraard wel weten hoe we een vergelijking korterkunnen schrijven. Hierbij is het ten eerste heel belangrijk dat je precies weet wateen variabele en een constante is.

1.1 Variabelen en constanten

Elke algebraısche functie bestaat uit variabelen en constanten.Een variabele is een letter waarvan je steeds de waarde kunt veranderen. In devergelijking � �� zijn � en � de variabelen.De waarde van een variabele kunnen we dus veranderen. Als we bijvoorbeeld voorde variabele � in �� , �� kiezen, dan krijgen we als uitkomst �� .De waarde van een constante daarentegen kun je niet veranderen. De uitkomstvan een formule is meestal een constante. Een constante is over het algemeen eengetal.In de vergelijking �� zijn � en � variabelen en het getal � een constante.De � die voor de � staat noemen we een factor en �� en � noemen we termen.

LEP OP: ! , " � , #$ � , enz zijn ook constanten.

1.2 Korter schrijven 7

1.2 Korter schrijven

1.2.1 Termen bij elkaar optellen

We weten al heel lang dat we getallen bij elkaar op kunnen tellen:� �%�&�'�� . Op

een soortgelijke manier kunnen we ook met variabelen rekenen:� � � �(�)�*�� .

We noemen� � en �� gelijksoortige termen, en we kunnen alleen gelijksoortige

termen bij elkaar optellen.�

en �(� zijn geen gelijksoortige en daarom kunnen weze niet bij elkaar optellen.Als we een stapje verder gaan en kijken naar de variabele � in het kwadraat, � � ,zien we dat bijvoorbeeld #(� � en +�� ook gelijksoortige termen zijn. We kunnenze dus bij elkaar optellen en we krijgen dan: #(� � � +�� (� � .Op een soortgelijke manier kunnen we verder gaan en naar �-,�./�10�./�324.657585 gaankijken.Net zo min als

�en �(� gelijksoortige termen waren zijn

� � en �(� � dat ook niet. Wekunnen ze dus niet bij elkaar optellen. Ook kunnen we

� �9� , , ��:�9� , , #(� � �<;(� , ,enz niet bij elkaar optellen.Ik zal mij in deze paragraaf beperken tot het optellen van termen. Ga zelf na datdezelfde regels uiteraard ook gelden voor het aftrekken van termen.

1.2.2 Termen met elkaar vermenigvuldigen

In deze paragraaf zullen we gaan behandelen hoe we termen met elkaar kunnenvermenigvuldigen. Hoe we constanten met elkaar vermenigvuldigen zullen weuiteraard niet behandelen.Een constante term met de variabele � vermenigvuldigen is, zoals je weet, ergeenvoudig. Bekijk het volgende voorbeeld:

�>= �?� � � .We weten allemaal dat # � �@# = # is. Om dezelfde reden is de variabele � in hetkwadraat, � = � . Zo kunnen we verschillende termen met elkaar vermenigvuldi-gen:

� = � � �A� =CB � = �EDF�A� = � = �?�A� ,�� = #(� � �G� = � = � = # = � = �?�� = # = � = � = � = �H�G;(� 0

We kunnen de volgorde waarin we vermenigvuldigen zelf bepalen. Net zoals hetniet uitmaakt of je � = # of # = � doet.LET OP: met � bedoelen we eigenlijk �6� en met

� � bedoelen we� �6� .

In de wiskunde gebruiken we vaak het vermenigvuldiginspunt ’ � ’ in plaats van hetzogenaamde ’keer’-teken

=.

Hieronder staan ter verduidelijking nog een aantal voorbeelden die we niet meer

1.3 Haakjes 8

van commentaar behoeven te voorzien.

�I�4�?�� #��3JK�'��3J��4�H�� #(�3,��+��3JK�'��+��3L#�� ;(� � ��3,��3,K� � �3J#(�� $�� ?�M� ,1.3 Haakjes

Haakjes komen erg vaak voor in formules. Daarom is het van belang dat je ergoed mee kunt werken. Je moet snel en foutloos haakjes uit een formule weg kun-nen werken en het omgekeerde, iets met haakjes schrijven, moet je ook foutlooskunnen.

1.3.1 Haakjes wegwerken

Enkele haakjesHet wegwerken van haakjes kan op verschillende manieren. Wij zullen hier dezogenaamde ’kraaienpoot’ en ’papegaaienbek’ gaan gebruiken. De ’kraaienpoot’gebruiken we bij enkele haakjes en de ’papegaaienbek’ bij dubbele haakjes. Voorde rest werken ze hetzelfde. Deze methodes worden zo genoemd, omdat de boog-jes die je bij de formule tekent op een ’kraaienpoot’ en een ’papegaaienbek’ lijken.We beginnen met een voorbeeld:

Voorbeeld 1 We willen de haakjes wegwerken van de formule �M�N# BO� �)�P;�D(bedenk dat er tussen de # en

BO� ��Q;�D eigenlijk keer staat!). Daartoe tekenen wetwee boogjes op de volgende manier (de zgn. ’kraaienpoot’):

� �G# BR� �� ;�DElk boogje betekent ’vermenigvuldig het ene uiteinde met de andere’. Dit geeft

ons: � �G# BR� ��S;�DT�G#U� � �� #U��;&�'��M�4� VHierin kunnen uiteraard ook negatieve getallen voorkomen. Bedenk je dat bij eennegatief getal het minteken bij het getal hoort! Bekijk de volgende twee voorbeel-den:

1.3 Haakjes 9

Voorbeeld 2

�� # BO� ��Q;�DT� � #&� � �� #U��;W� � �� 4�Het minteken hoort bij de # en daarom moet je ook

� #U� � � doen en niet #U� � � !Hetzelfde geldt voor:

� � � # BX�Y� � � ;�DF� � #U� �Y� � � � #�� ;W�'��A�� VNet zoals dat je � schrijft in plaats van �6� en

� � in plaats van� �6� schrijven we� � �WB �Z� � D in plaats van �� B �Z� � D . Zonder haakjes wordt dit: � � � � � � .

In plaats van te vermenigvuldigen met een constante, kun je op dezelfde maniervermenigvuldigen met een variabele. Bekijk de volgende voorbeelden:

Voorbeeld 3

��M� B �� #�DT�M�[��C�� #\�� #(��A� � B �� ;�DT�A� � �4��C� � ��;&�M� , �S;(� �

� �A� � B]� � , � ;(�EDT�M� � � � � , �� ;(�?� � � 2 �S;(� , VEn dit zouden we net zo ver uit kunnen breiden als dat we zouden willen.Als laatste gaan we nog even kijken naar wat ingewikkelde formules als �P�� #(�W�C�� B � � ��D . Hierbij moet je je bedenken dat haakjes voorrang hebben. Dusje schrijft de formule eerst zonder haakjes en daarna neem je de gelijksoortigetermen samen:

� � � #(�\�C�� B � � ��DF� � #(�W�� ^�\�� #(�W�� ?�G�� +��Bedenk dat de term

� #�� niets met de haakjes te maken hebben en dat dus de

boogjes van de ’kraaienpoot’ daar ook niet bij horen!Uiteraard mag je het antwoord �� _� +�� ook schrijven als

� +��&�`�� , maar het isgebruikelijk om de hoogste machten vooraan te zetten.

Dubbele haakjesBij het wegwerken van dubbele haakjes wil ik niet al teveel tijd bij stil staan. Hetwerkt in principe hetzelfde als met enkele haakjes. Bekijk het volgende voorbeeld:

1.3 Haakjes 10

Voorbeeld 4 We willen de haakjes wegwerken van de formule �� B �Y�<;�D B � � ��D(bedenk dat er tussen de

B �a�);�D enB � � ��D eigenlijk keer staat!). Daartoe tekenen

we vier boogjes op de volgende manier (de zgn. ’papegaaienbek’):

� � B �� ;�D B � � ��DElk boogje betekent weer ’vermenigvuldig het ene uiteinde met de andere’. Dit

geeft ons:

�� B �� ;�D B � � ��DT�M��4� � � �:�4�� ;U�4� �S;�� I�M� � �Q+�� ; VAls je de haakjes weg hebt gewerkt is het van belang dat je ook alle gelijksoortigetermen bij elkaar optelt.

1.3.2 Ontbinden in factoren

In de vorige paragraaf heb je gezien hoe je haakjes kunt wegwerken. Voor hetoplossen van vergelijkingen heb je vaak nodig dat je de formule eerst met haakjesschrijft. Dit heet ook wel ’ontbinden in factoren’. We zullen ons hier beperken tothet ontbinden met enkele haakjes. Hoe je de zogenaamde ’drietermen’ ontbindt(met dubbele haakjes) krijg je te zien in paragraaf 3.3.1.Voor het ontbinden van zogenaamde ’tweetermen’ bestaat een algoritme:

1. Zoek de grootste factor waar je beide termen door kunt delen. Zet deze voorde haakjes.

2. Zoek wat vermenigvuldigd met deze factor de oorspronkelijke termen op-levert.

3. Zet deze tussen de haakjes.

4. Controleer door middel van haakjes wegwerken of het klopt.

Bekijk hierbij ook ter verduidelijking het volgende voorbeeld:

Voorbeeld 5 Ontbind � �M�(� �� .De grootste factor is hier

� � . Deze zet je dus voor de haakjes:

� �M�(� � � ��b� � � B 58585��M58575cD��[� � �?��(� � en

� #�� H� � ��

1.4 Opgaven 11

We hebben nu dus: � �M�(� � � ��?� � � B �� #�D .Dit controleren we nog even door middel van haakjes wegwerken:

�� B �� #�DT��(� � � �� het klopt! V

1.4 Opgaven

A. Basiskennis

1. Schrijf de volgende formules (indien mogelijk) zo kort mogelijk.

a. �:�C� e. � �&� # � i.� + � �S# �d� #Y�S; �

b. �Y��S#(� f. ��:�S# � �� j.� �� # � � e

c. #(��Q�� g. �Y� # �&�� Q� k. fhg � # � �S; �d. �� #^g � � h.

� � � � �&� � � l. � � � �d� #2. Schrijf de volgende formules (indien mogelijk) zo kort mogelijk.

a. � � �� e.� � � � , i.

�i�d��j, g � � ; $� �b. �k,_�C� � �C�3, f.� � �� # � j. e � ,l�Q+ � 2 �C� 2

c. � �� A� g. � $� ��Z� f �\�Cm .n+ �� k.� j �S# � ,o� + � j

d. �� #(��C� � h. , j �\� 2L � � # l. � �� # � �Qf �n�Z� � � $3. Werk de haakjes weg en schrijf zo kort mogelijk.

a. � �M; B � �`� D e. g[� �WBp� �A��D i. q&� � ; B]�I�� Db. ��'��# B # � �ED f. g[��q B � �&� ��D j. q&� ��B]�I� � ��Dc. � �r� B � �S��D g. gb��q B # � � � ��D k. q&� ��BX� � �C� Dd. �� B �Y�C�ED h. gb� � � BX� f �C� D l. q&� $� B f �d� ��D

4. Werk de haakjes weg en schrijf zo kort mogelijk.

a. � �P��#Y�C� B �� D e. g?� �i�kBX�i� �M��D i. q&��; �MB # � �Q�sDb. ��M��C� B � � ��D f. g?�Mq:� # �kBO�t� �Q��D j. q&�M# � � B � �Z� #�Dc. � �r� ��B � � �� D g. gb� � ; B # �W� ��D k. q&� �(BO�� ; � Du�Q� ��d. ��G#�� B �� (� � ��D h. gb� �WB # � �Q��D l. q&�Gf �� gv� B # �d� ��D

1.4 Opgaven 12

5. Werk de haakjes weg en schrijf zo kort mogelijk.

a. � � B � � +�D B ��A��D e. gb� B � �\� #�D Bp� �S;�D i. q�� BO�� D Bp�� ;�Db. �� B � � $� D B ��M��D f. gb� BO��\� ��D BO�� Q��D j. qU� Bp�Z� f�D B # �� Dc. � � B � � ��D B � � ��D g. g[� B � � � ��D B � � ��D k. qU� B $� � � $2 D BX�i� �M��f $� Dd. �� B � � $��D B � � #�D h. gb� B � �&� f�D B f � ; � D l. q�� B �s.�� D B ��.�� M��D

6. Ontbind in factoren.

a. � �M#(� � � ;(� e. g?��+ �\� #�+ � � i. q&� � ; � � �A�� b. ��G#(� � �Q� $� � f. g[�'� m��&� ��+ j. q&� �i�n� � �c. � ��f�� #�+�� g. g?�G� �t�F�� k. q&�@�� ; �n�d. ��'��A�� h. g?�@��.�� S#w.n; � l. q&�G�(; � � � +��

B. Toepassing

1. Boer Piet heeft een stuk land van ; m meter bij e m meter. Aangezien erkoeien op dat stuk land grazen, wil hij in plaats van een hek om zijn stukland te plaatsen, een sloot eromheen graven. Dit bevordert ook nog eens dewaterhuishouding van zijn land.De sloot moet overal � meter breed worden. Hij graaft de sloot alleen aandrie zijden. Aan de overgebleven zijde van e m meter plaatst hij wel een hek(voor een doorgang).

(a) Geef een zo kort mogelijke formule voor de omtrek van zijn land metsloot (Tip: maak een tekening!).

(b) Wat is de omtrek als hij besluit de sloot # meter breed te maken?

(c) Geef een zo kort mogelijke formule (eerst met haakjes, dan zonder)voor de oppervlakte van zijn land met sloot.

(d) Wat is de oppervlakte als de sloot # meter breed is?

1.4 Opgaven 13

Hoofdstuk 2

Lineaire vergelijkingen

Elke lineaire vergelijking is van de vorm �x� � �?� � met�

het hellingsgetal en�het startgetal. De grafiek die bij een lineaire functie hoort is een rechte lijn met

als�HyGm

een dalende rechte lijn, als�9z�m

een stijgende rechte lijn en als� � m

een horizontale lijn.We kunnen een vergelijking ook noteren als een functie. We schrijven dan inplaats van �%�{#(�[�� , | B �ED��{#(�b�� . Om verschillende functies uit elkaar tehouden gebruiken we verschillende letters, zoals | , } , ~ , ... Deze notatie noemenwe ook wel het functievoorschrift.Als we naar de functie | B �EDI��#(�[�A� kijken en we willen weten welke waardeer bij �{� � hoort, noteren we dat als | BO� D . Nu kunnen we eenvoudig | BR� Duitrekenen, door voor � , � in te vullen: | BR� DT�G#Z� � �x�&�@� � . Dus bij �?� � hoortde waarde � � .Ga voor jezelf na dat in bovenstaand voorbeeld bij x-coordinaat

�de y-coordinaat� � hoort. Dus dat de grafiek door het punt

BO� .4� � D gaat. Je kunt zo dus bij elkex-coordinaat de bijbehorende y-coordinaat vinden.

2.1 Hoe herken je een lineaire formule

Het is erg belangrijk dat je uit je gegevens snel en eenvoudig kunt halen of hetgaat over een lineaire formule. Er zijn veel verschillende manieren om dit te zien.We gaan hier drie manieren behandelen.

2.1.1 Aan de hand van het functievoorschrift

We hadden al eerder opgemerkt dat elke lineaire vergelijking van de vorm | B �EDT�� is, met�

het hellingsgetal en�

het startgetal.Voor ik verder ga wil ik eerst ingaan op wat we precies verstaan onder het hel-

2.1 Hoe herken je een lineaire formule 15

lingsgetal en het startgetal van een functie.Het hellingsgetal, zoals de naam al zegt, geeft aan hoe groot de helling is. Dushoe steil de grafiek is. Voor elk stapje naar rechts, hoeveel ga ik er omhoog (ofomlaag)? Als ik bijvoorbeeld � stapje naar rechts ga en # omhoog, dan is mijnhellingsgetal # . Als ik omlaag ga in plaats van omhoog, dan wordt mijn hellings-getal negatief. We zien dus dat hoe groter het hellingsgetal (of hoe kleiner als heteen negatief hellingsgetal betreft), hoe steiler de grafiek.Het startgetal geeft aan waar in de y-richting een functie begint. We beginnenaltijd bij �H� m . Dus als de grafiek de y-as in het punt

Bpm . � D snijdt, is het startgetal�.

Ga voor jezelf na, zonder verder te lezen, dat je aan de hand van deze informatieheel snel een schets kunt maken van de grafiek van een lineaire formule.Aan de hand van het functievoorschrift kunnen we dus heel snel concluderen ofhet een lineaire formule is. Let op dat bijvoorbeeld de functie | B �ED��#(�H� � �ook een lineaire formule is, ook al lijkt hij er in eerste instantie niet op. Het func-tievoorschrift vertelt je dat � de variabele is, dus dat

�een constante moet zijn.

Dat betekent dus dat��

een normaal getal is en dus dat | B �ED:��#(�� h� ook eenlineaire formule is. Om dezelfde reden zijn onderstaande functies ook lineair:

| B �EDF�A!-� � # � B �EDF�{��M�} B �EDT��Q�4q��+ � B �EDF�M!~ B �EDF�G#(0��Q� � B �ED�� t�Let op dat functies als | B �EDF�� " � �S# en | B �EDF��C�1� niet lineair zijn.

2.1.2 Aan de hand van de tabel

Als er een tabel gegeven is of je hebt zelf een tabel gemaakt dan kun je eenvoudigbepalen of het om een tabel gaat die bij een lineaire functie hoort.Je weet dat bij elk stapje dat je naar rechts gaat, je bij een lineaire functie steedsdezelfde aantal stapjes omhoog (of omlaag) gaat. In een tabel staan de waardenvan de x-as op de bovenste rij en de waarden van de y-as (de uitkomsten) op deonderste rij. Dus als de waarden op de onderste rij steeds met dezelfde waardetoenemen kun je zeggen dat je met een lineaire functie te maken hebt. Uiteraardmoet je hierbij altijd letten dat je in de bovenste rij te maken hebt met opeenvol-gende gehele getallen (ga voor jezelf na waarom?).Bij onderstaande tabel kun je zien dat je met een lineaire functie te maken hebt,de getallen in de onderste rij nemen steeds met # toe:

� m � � # � +� � � � � f � m ��#

2.1 Hoe herken je een lineaire formule 16

Hieruit volgt dat het hellingsgetal # moet zijn. Het startgetal is zoals je weetde waarde waar je begint. Met andere woorden de waarde die hoort bij �)� m . Indit geval is het startgetal dus

� � . En dus is de formule die bij deze grafiek hoort� �G#(� � � .2.1.3 Aan de hand van de grafiek

Als de grafiek van een functie gegeven is, of als je deze zelf getekend hebt kun jeaan de hand hiervan ook zien of het gaat om een lineaire functie. Als de grafiekeen rechte lijn is (kaarsrecht!), dan heb je te maken met een lineaire formule.Ga voor jezelf na dat met de kennis uit 2.1.1 en 2.1.2 dit logisch is.Hieronder is de grafiek van de lineaire functie � �G�� m getekend. Zoals je zietis dit inderdaad een kaarsrechte lijn.

2.2 De grafiek en de functie 17

2.2 De grafiek en de functie

Als het functievoorschrift gegeven is kun je eenvoudig de grafiek tekenen. Enandersom: als de grafiek gegeven is, kun je (als de punten goed af te lezen zijn)het functievoorschrift opstellen.

2.2.1 De grafiek tekenen

Aangezien de grafiek van een lineaire formule een rechte lijn is, weet je dat allepunten van de grafiek op die lijn liggen. Dus als je een stuk van de lijn getekendhebt, kun je de rest van de punten vinden door deze lijn door te trekken. Dit maakthet tekenen van een lineaire grafiek eenvoudig: je maakt een tabel waar je tweewaarden in zet en uiterekend. Deze twee punten zet je in een assenstelsel en jeverbindt ze met elkaar.Voor de zekerheid kun je nog een derde punt uitrekenen om zo na te gaan of dezeook op de lijn ligt, zo niet dan heb je ergens een fout gemaakt.

Voorbeeld 6 We willen de grafiek van �%��#�� tekenen. Daarvoor gaan weeerst een tabel maken:

xm �

y� � �

Deze punten zetten we in een assenstelsel en verbinden ze met elkaar.Zie hieronder de grafiek.

2.2 De grafiek en de functie 18VHou bij het tekenen van een grafiek altijd rekening met de contekst van de som.Als het gaat over bijvoorbeeld de huurprijs van een auto bij de gereden kilometers,ga je je horizontale as niet nemen van

mnaar + kilometer. Een auto huur je over

het algemeen niet om er maar + kilometers mee te gaan rijden. De negatieve assenzijn in dit voorbeeld ook overbodig (ga na waarom!).

2.2.2 Het functievoorschrift vinden

Het vinden van het functievoorschrift bij een gegeven grafiek bestaat uit vier stap-pen. Het volgende algoritme geeft dit weer.

1. Schrijf de formule bij de grafiek in de vorm van � � � � � � .2. Lees het startgetal op de verticale as af (

�).

3. Bereken het helingsgetal (�).

4. Vul het stargetal (�) en het hellingsgetal (

�) in de formule van stap 1. in.

Let bij punt 3 op dat het berekenen van het hellingsgetal soms eenvoudiger is alsje in plaats van � stapje naar rechts gaat meerdere stapjes naar rechts gaat. Danpas lees je af hoeveel je er omhoog (of omlaag) bent gegaan en dat aantal deelje weer door het aantal stapjes dat je naar rechts bent gegaan (ga na waarom datdelen nog nodig is!).

Voorbeeld 7 We gaan van de grafiek hieronder proberen een functievoorschriftbij te vinden.

2.3 Het oplossen van lineaire vergelijkingen 19

1. � � � �� 2. Het snijpunt met de y-as is

BOm .4��D , dus het startgetal is� �'� .

3. Het hellingsgetal is � (een stapje naar rechts is twee omhoog).

4. Dus het functievoorschrift dat bij deze grafiek hoort is | B �EDF�G��M� . V

2.3 Het oplossen van lineaire vergelijkingen

Het oplossen van lineaire vergelijkingen is zoals je weet vrij eenvoudig. Er be-staat een algoritme dat altijd werkt. Deze is gebasseerd op de zogenaamde ’weeg-schaalmethode’: om een weegschaal in evenwicht te houden, moet je links enrechts steeds hetzelfde doen.

1. Werk eerst de eventuele haakjes weg.

2. Zorg ervoor dat links de variabele (evt. met een factor) komt te staan enrechts de getallen. Dit doe je door aan beide kanten steeds hetzelfde op ofaf te trekken.

3. Deel uiteindelijk beide kanten door de eventuele factor die voor de variabelestaat.

Even een voorbeeldje om dit algoritme te illustreren.

Voorbeeld 8 Los op: �� S#&��+�� ; .We willen dus links alleen de variabele hebben staan. Daartoe moeten we dus die# , die in het links staat, wegwerken. Dit kunnen we doen door van ��b�M# , # afte trekken. Als we aan de linkerkant # aftrekken dan moeten we dat ook aan derechterkant doen:

�� # �� +�� ; ��H��+�� eZo hebben we nog een +�� aan de rechterkant die we graag weg willen hebben.Daarvoor trekken we zowel aan de linkerkant als aan de rechterkant +�� af:

2.4 Opgaven 20

�� I�w� �G+�� e ��w�� #(�H� � eAls laatste delen we beide kanten nog door factor

� # en houden we over:

�H� � e� # �G# VDit antwoord kun je altijd controleren door het weer in de oorspronkelijke formu-les ��S#W��+�� ; in te vullen en na te gaan of het klopt (ga dit na!).

2.4 Opgaven

A. Basiskennis

1. Geef van de volgende formules aan welke lineair zijn.

a. | B �EDZ�� A� e. } Bp� DT�A! � i. ~ BO� DZ��" #b. | B �EDT�G# f. } Bp� DT� �d�� j. ~ Bp� DZ� " #U� �c. | B �EDZ�M# � � � g. } Bp� DT� �kB � �&� ��D k. ~ BO� DZ� " � �M�d. | B �EDT�A�� " � h. } Bp� DT�� l. ~ Bp� DZ��# �n�d� �

2. Geef van de volgende tabellen aan of ze bij een lineaire functie horen.

a.� m � � # �� + � � � �Y� c.

� � � � � � # +� � � m # � ;b.� # � + ; f� �� # ��+ ��f ��e d.

� � � ; � �� 4; � � m � � �3. Teken de grafieken van de volgende functies in een assenstelsel.

a. | B �EDZ�M#(� � �b. | B �EDT� � $��S#c. |k�?��;

4. Vind het functievoorschrift van de volgende grafieken.

2.4 Opgaven 21

2.4 Opgaven 22

5. Los de volgende vergelijkingen op.

a. �:�C�?�M� � � e.� � � � #&� � + � i. # �� #&��+

b. �Y�S#(�b��+�� f. ��+ �&� f � �@��# � � � j. f �Z� � � �G# �Z� �s;c. � mU� ��P��:�Q+�� g. # �� m � � +�f �W� f� k. � m�mU� �.�+ � ��fs�d.� ;��f�� 6� � + h. $� � �SeW�M; �\� � l. # � �Q�&��#�� C�

6. Los de volgende vergelijkingen op.

a. ��f:�C�?��# B � �A��D g. # Bp� �S��Du�M� m �@��b. ��+a�M�� B ��M��DF� m h. � Bp� �A��Du� �\��# �MBO� �M��Dc. # B]� ;(�� DT� � +��Q� B � � e�D i.

��BO�W� ��D � e&��f md. + B #�� DZ�Me(� �A��# j. $� � � � BO� � e�DT� me. � �Z� �\�� BO��Z� ��D k. �Y� 0 j � �Mef. $, � � �, � l. # � � e Bp� �A��DT�Ge

B. Toepassing

1. Silvia gaat elke week zwemmen in Kardinge. Een kaartje kost�

euro. Haarbroer wijst Silvia erop dat ze beter een kortingskaart kan kopen. Deze kor-tingskaart kost voor � jaar

� + euro en dan hoeft Silvia per keer maar �.�+ meuro te betalen voor het kaartje.

(a) Hoeveel moet Silvia betalen zonder kortingskaart als ze in � jaar��m

keer gaat zwemmen?

(b) En met kortingskaart?

(c) Stel een formule op voor de prijs � bij het aantal keren zwemmen�

zonder kortinskaart.

(d) Stel ook een formule op voor het geval met kortingskaart.

(e) Bereken met behulp van deze formules vanaf hoeveel keren zwemmenSilvia goedkoper uit is met een kortingskaart.

(f) Teken beide grafieken in hetzelfde assenstelsel.

(g) Leg in woorden uit wat het snijpunt betekent.

(h) Kan Silvia beter wel of geen kortingskaart kopen. Laat met een bere-kening zien waarom wel of waarom niet.

2. Een student met veel verstand van computers besluit een bedrijfje te gaanbeginnen in het repareren van computers. De mensen kunnen kiezen of decomputer bij hem thuis te komen brengen of dat hij zelf langskomt bij de

2.4 Opgaven 23

klanten. Als hij zelf langs moet komen rekent hij ��+ euro voorrijkosten.Verder is zijn tarief exclusief materiaal � per twintig minuten.

(a) Stel een formule op voor de kosten � en gewerkte uren � voor hetgeval dat de student bij de mensen langkomt.

(b) Doe hetzelfde voor het geval dat de klant bij de student langskomt.

(c) Geef aan welke overeenkomsten en verschillen de grafieken hebben(zonder de grafieken te tekenen).

(d) De student gaat bij mevrouw Van Reemst langs en is 40 minuten bezig.Hij heeft tevens een nieuwe grafische kaart geplaatst die ��e euro kost.Hoeveel moet mevrouw van Reemst betalen?

3. Robin krijgt zijn vriendinnetje op bezoek en besluit lekker voor haar te gaankoken. Hij wil er een romantisch etentje van maken en zet twee kaarsen vanelk # m centimeter lang op tafel, een rode en een groene. De rode kaars heefteen brandduur van ; uur en de groene kaars een brandduur van + uur. Bijhet branden wordt de kaars elk uur hetzelfde stukje korter.

(a) Maak voor beide kaarsen een tabel en ga voor beide na hoeveel detoename per uur is.

(b) Teken in hetzelfde assenstelsel de grafieken die bij deze kaarsen horen(neem voor de horizontale as de tijd in uren).

(c) Waarom zijn deze grafieken lineaire grafieken?

(d) Geef de formules die bij de kaarsen horen.

(e) HOeveel centimeter lang is de groene kaars na � $� uur?

(f) Na hoeveel minuten (na het aansteken van de kaars) is de rode kaars��f centimeter lang.

4. De 3-VWO-klassen willen een schoolfeest voor klas 1, 2 en 3 organiserenwaar ze idol Jamaı willen laten optreden. Ze krijgen toestemming van deschool, mits ze de kosten en de financiering zelf regelen.Aangezien Jamaı zelf ook een scholier is, vraagt hij voor die avond een ge-reduceerd tarief van � msm�m euro.Kim vindt dat het kaartje voor het schoolfeest maximaal � m euro mag kos-ten.

(a) Stel een formule op voor de kosten � bij het aantal leerlingen�.

(b) Hoeveel kaartjes moeten er verkocht worden als er geen winst gemaaktwordt?

2.4 Opgaven 24

(c) Bas is de klassen rondgegaan met de vraag wie er wel en wie er niet zalkomen. Er zullen +�� leerlingen komen. Welke vergelijking moetenwe oplossen als we de prijs van het kaartje willen weten zonder winstte willen maken.

(d) Los deze vergelijking op.

5. (a) Teken in een assenstelsel de grafieken van de functies | B �EDU��b�A#en } B �EDT�G� � #(� .

(b) Bereken | B $0 D en } B $0 D .(c) Geef een interpretatie van het antwoord bij (b).

(d) Teken in hetzelfde assenstelsel ook nog de lijn � �G� .(e) Los op | B �EDT�G� .(f) Noem het snijpunt van | met de lijn �� , en het snijpunt van }

met deze lijn � . Bereken de lengte van �I� .

2.4 Opgaven 25

Hoofdstuk 3

Kwadratische vergelijkingen

Elke kwadratische vergelijking is van de vorm �b� � � � � � �>� met�� m en

�en

willekeurige getallen. Ga zelf even na waarom er�<�� m moet gelden.

Een kwadratische vergelijking wordt ook wel eens een tweedegraads vergelijkinggenoemd.

3.1 Hoe herken je een kwadratische formule

Net zoals je gezien hebt bij lineaire vergelijkingen kunnen we ook aan de hand vanhet functievoorschrift, de tabel en de grafiek een kwadratische formule herkennen.

3.1.1 Aan de hand van het functievoorschrift

Het functievoorschrift van een kwadratische vergelijking is altijd van de vorm| B �EDF� � � � � � � � , met�<�� m en

�en

willekeurige getallen.Een aantal voorbeelden van kwadratische formules zijn:

| B �EDT�M� � � B �EDF�G�� S#(�� } B �EDT�r� � �A� � B �EDZ� $� � � ��!�� " �~ B �EDF�M#(� � � �� B �EDF�� " �Let hierbij weer op dat � de variabele is.

3.1.2 Aan de hand van de tabel

Een eigenschap van een kwadratische formule is dat toenamen gelijkmatig veran-deren, met andere woorden: de verandering van de verandering is constant . Als

3.1 Hoe herken je een kwadratische formule 27

er een tabel gegeven is of je hebt er zelf een gemaakt, dan kun je dus vrij eenvou-dig bepalen of je te maken hebt met een kwadratische formule. Let hierbij weerop dat de getallen bovenin de tabel opeenvolgend zijn (ga voor jezelf na waarom).Bekijk het voorbeeld hieronder om dit te verduidelijken.

� m � � # � +� ; # � # ; ��

Je ziet dat de verandering van de verandering gelijk aan # is. Hieruit kunnen wedus concluderen dat deze tabel bij een kwadratische formule hoort.

3.1.3 Aan de hand van de grafiek

Het herkennen van een kwadratische formule aan de hand van de grafiek is lastig.Er zijn in de wiskunde heel veel functies waarvan de grafiek lijkt op die van eenkwadratische formule, maar dat niet zijn. Daarom kunnen we aan de hand van degrafiek vaak niet met � m�m�� zekerheid zeggen dat het de grafiek van een kwadrati-sche formule is.De grafiek van een kwadratische formule heeft de vorm van een parabool (dan weleen berg- of een dalparabool). Een parabool heeft en top en is symmetrisch tenopzichte van deze top. Als

�HyMmdan hebben we te maken met een bergparabool

en als�[zQm

dan is de grafiek een dalparabool.Hieronder is de grafiek van de kwadratische functie �� A� � # getekend(� �� zrm , dus een dalparabool).


3.2 De grafiek en de functie

Als het functievoorschrift van een kwadratische formule gegeven is, kun je vrijeenvoudig de grafiek hiervan tekenen. Andersom, het functievoorschrift opstellenals de grafiek gegeven is, is iets gecompliceerder.

3.2.1 De grafiek tekenen

Om de grafiek van een kwadratische functie te kunnen tekenen moet je eerst eentabel maken. Als je deze tabel gemaakt hebt, dan zet je deze punten in een as-senstelsel en verbindt deze met een vloeiende lijn. Dit klinkt vrij eenvoudig, maarwelke getallen kies je voor de tabel?Hiervoor maak je gebruik van de kennis dat de grafiek van een kwadratische for-mule (een parabool) een top heeft en symmetrisch is ten opzichte van deze top.Dus als we de top uit kunnen rekenen, kunnen we een tabel maken met de � -coordinaat van de top (we zullen dit de x-top noemen) in het midden van de tabel.De getallen die erna en ervoor komen hangen uiteraard af van het functievoor-schrift, zoals we later zullen zien.

Hoe vinden we de top van een parabool?De top van een parabool vinden kan op verschillende manieren. Ik zal hier eenmanier behandelen dat altijd werkt en vrij eenvoudig te begrijpen en te onthoudenis.

Stelling 1 (De top van een parabool) De x-coordinaat van de top van de kwa-dratische vergelijking | B �EDZ� � � � � � �>� is �� . Dit houdt in dat de top decoordinaten

B � � � .n| B �b� � � � D/D heeft.

BEWIJS:We kunnen de symmetrie-as van een parabool vinden door het midden op te zoe-ken. Dit kunnen we doen door de parabool met een horizontale lijn te snijden endeze snijpunten uit te rekenen. Als je het gemiddelde neemt van deze twee snij-punten dan heb je het midden (en dus ook de symmetrie-as). Dus ook de x-top.Het eenvoudigst is om de parabool te snijden met de lijn � � . Je krijgt dan:� � � � � � � � � � � � � �H� m� Bp� �� DF� m

�?� m en �H� �i��En het gemiddelde van deze twee snijpunten is dan �H�¢¡]£�¤4¥¦� � � � � .

V


Nu we dus de top kunnen berekenen, kunnen we een geschikte tabel maken enaan de hand hiervan de grafiek tekenen. De tabel die je dan maakt zal er als volgtuit komen te zien.

� � $ � � � , x-top � 0 � 2 � J� | B � $ D | B � � D | B � , D y-top | B � 0 D | B � 2 D | B � J DMet � $ t/m � J geschikt gekozen getallen.Met het voorbeeld hieronder zullen we dit proberen te verduidelijken:

Voorbeeld 9 Om de grafiek van | B �EDF�A� � �x�� ; te tekenen gaan we eerst eentabel maken. Hiervoor hebben we de top nodig. Deze is �E§©¨«ª �¬� � � �¬� ��/ $ � � � ;�(§©¨«ª��G| B]� ��DF� BX� ��D � �Q�� BX� ��D � ;&� � ; .Aan de hand hiervan maken we de volgende tabel:

� � + � # � � �W® m � #� e � # � ; ��¯ � ; � # eAls we dit uitzetten in een assenstelsel en deze punten met een vloeiende lijn ver-binden dan krijgen we onderstaande grafiek:

V

3.3 Het oplossen van kwadratische vergelijkingen 30

3.2.2 Het functievoorschrift vinden

Het vinden van het functievoorschrift aan de hand van de grafiek is redelijk ge-compliceerd. Als de parabool snijpunten heeft met de x-as, dan kun je het func-tievoorschrift in ontbonden vorm schrijven. Er blijft altijd een onbekende factor �over.Stel de grafiek snijdt de x-as in �<�Ag en �<�Pq dan kun je het functievoorschriftin de ontbonden vorm | B �ED�� B � � g3D B � � q�D schrijven. Ga voor jezelf na datvoor elke � deze formule dezelfde nulpunten heeft.In het functievoorschrift | B �ED?�¬� B � � g3D B � � qsD zijn g en q bekend (het zijnnamelijk de snijpunten met de x-as die je kunt aflezen), maar � is onbekend. Hoevinden we � ?Deze factor � kun je uitrekenen als je nog een punt op de grafiek weet. Je weetnamelijk dat als je de x-coordinaat in de formule invult, je de y-coordinaat alsuitkomst terugkrijgt. Als je dit dus doet ( | B �ED is de uitkomst), dan houd je eenlineaire vergelijking over met onbekende � die je vrij eenvoudig op kunt lossen.Zie hiervoor het volgende voorbeeld:

Voorbeeld 10 Er is een grafiek gegeven van een kwadratische functie | die tweesnijpunten met de x-as heeft: �%� � � en �x�°; . De grafiek gaat tevens door hetpunt

Bpm . � #�D .Met deze informatie kunnen we het functievoorschrift opstellen:

| B �EDT�� B � �r� ��D B � � ;�DF�A� B �� D B � � ;�D. Nu moeten we de onbekende factor � nog zien te vinden. Dat kunnen we doenmet de kennis dat de grafiek door het punt

Bpm . � #�D gaat. Met andere woorden alsje �?� m invult krijg je als antwoord | BOm DT� � # .We vinden dan: � #\�� BOm �Q��D BpmU� ;�DT± � #\� � ��(��±²�&� ��_5En dus | B �ED&� $0 B �[�M��D B � � ;�D wat na het wegwerken van de haakjes gelijk isaan | B �EDT� $0 � � � # .

V VVoor de gevallen dat de parabool geen snijpunten met de x-as heeft zullen weachterwege laten.

3.3 Het oplossen van kwadratische vergelijkingen

Er zijn grofweg drie methodes voor het oplossen van kwadratische vergelijkingen:1) ontbinden in factoren, 2) kwadraten afsplitsen en 3) de ABC-formule. Hiervan


zijn methode 1) en 2) verreweg de snelsten en hebben de kleinste kans op hetmaken van fouten. Maar bijkomend nadeel is, dat ze niet altijd even makkelijktoepasbaar zijn. De ABC-formule heeft als groot voordeel dat, als er oplossingenzijn, deze altijd gevonden worden. Het grote nadeel is dat deze methode veel meertijd kost (die je vaak niet hebt tijdens een proefwerk).Daarom zullen wij ook altijd bij het oplossen van kwadratische vergelijkingeneerst kijken of methode 1) kan, zo niet dan kijken we of methode 2) kan en alsdeze ook niet kan, dan pas passen we de ABC-formule toe.

3.3.1 Ontbinden in factoren

We kunnen voor deze methode een algoritme geven.

1. Herleid de vergelijking tot de vorm� � � � � � � � m .

2. Deel alle termen van de vergelijking door�.

3. Probeer de vergelijking te herleiden tot de vormB ��xgkD B � �SqsDT� m .

4. De oplossingen zijn dan �?� � g en �?� � q .Hierbij wil ik stap 3. verduidelijken. Zonder haakjes schrijf je

B � �xgkD B � �Cq�D als� � � B gW�SqsD]��%g1q .Je hebt de vergelijking die je op moet lossen eerst herleid tot

� � � � � �\� � m endaarna gedeeld door

�(stap 1. en 2. uit het algoritme). Je houdt dus na stap 2. de

vergelijking � � � � ��*³� over.Het is nu dus de bedoeling dat je twee getallen g en q vindt, die met elkaar verme-nigvuldigd het getal ³� opleveren en bij elkaar opgeteld het getal � .Zie het volgende voorbeeld:

Voorbeeld 11 We gaan de vergelijking �� F� ��;(�?� � � � oplossen.

1. �� ;(�b� � � � ± �� ;(��Q� � � m2. �� Z� ��;(��Q� � � m gedeeld door

�levert � �Z� �(��A�� m

3. Je vindt nu dat� ; =Q� �<�´�� en

� ; � �9� � � dus dat je de vergelij-king � � � �(��M�� m kunt herleiden tot

B � � �sD B � � ;�DF� m4. De oplossingen zijn dan �H� �r� �&�G� en �� r� ;\��; . V


3.3.2 Kwadraten splitsen

Ook voor deze methode kunnen we een algoritme geven. Het grote nadeel van de-ze methode is dat hij vaak niet makkelijk te gebruiken is. Het zeer grote voordeelis (zoals je zult zien) dat je de oplossingen erg snel vindt.

1. Probeer de vergelijking te herleiden tot de vormB ��xgkD � ��q .

2. Als qWµ m dan zijn de oplossingen

� �%g[� " q en � �xg?� � " q�� " q � g en �H� � " q � g

Is q�¶ m dan heeft de vergelijking geen oplossingen.

Bekijk het volgende voorbeeld:

Voorbeeld 12 We gaan de vergelijkingB � � ;�D � � ��+�� m oplossen.B � � ;�D � � ��+�� mB � � ;�D � ��+B � � ;�DT��+ enB � � ;�DF� � +�H�@�� en �H�@� V

Je ziet dat je jezelf een hoop werk bespaart doordat je de haakjes niet eerst weghoeft te werken. Door veel oefening zul je getraind raken in het snel herkennen ofdeze methode makkelijk toepasbaar is of niet.

3.3.3 De ABC-formule

Als beide methodes die hierboven zijn uitgelegd niet of moeilijk toepasbaar zijn,dan biedt de ABC-formule uitkomst. Met de ABC-formule kun je elke kwadrati-sche vergelijking oplossen. De ABC-formule is als volgt:De oplossingen van de vergelijking

� � � � � � � � m zijn:

�H� �I� � " � � �·��t� � of �H� �i�d� " � � ��t� �Dat wat onder het wortelteken staat,

� � �9��tnoemen we ook wel de discriminant

van de vergelijking (afgekort D). Aangezien je de wortel uit een negatief getal nietkunt trekken, vind je alleen oplossingen voor ¸¹µ m . Ga voor jezelf even na hoede grafiek er ten opzichte van de x-as uitziet als ¸ y�m .


Voor de geınteresseerden staat hieronder nog een van de vele bewijzen van deABC-formule. Deze hoef je niet te kennen.BEWIJS:

� � � � � � � � mvermenigvuldig beide kanten met

�� t� � � ��t � m

vervolgens gaan we kwadraten afsplitsen:B � � �� D � �C� � � �� mB � � � � � D � � � � �`��van beide kanten de wortel trekken:

� � �� Gº " � � ��t� � �?� �I� º " � � ��t

uiteindelijk beide kanten door �E� � delen levert:

�?� �I� º " � � ��t� � VHieronder volgt nog een voorbeeld die gebruik maakt van de ABC-formule:

Voorbeeld 13 We gaan de vergelijking � � �)�� m � m met behulp van de ABC-formule oplossen. We zien dat

� �N� , � �¹� en � � � m . Als we dit invullen

krijgen we:

�H� � �Y� " � � ��>= � =`� � m� = � of �?� � � � " � � ��= � =`� � m� = ��?� � �Y� " �� » �Y� .n#�� of �?� � � � " �� » ��.n#�� V

3.4 Opgaven 34

De discriminant heeft een aantal belangrijke eigenschappen. Aan de discriminantvan de vergelijking

� � � � � �9� � m kun je zien hoeveel oplossingen de ver-gelijking heeft. We hebben net al gezegd dat als ¸ y¼m de vergelijking geenoplossingen heeft (omdat de wortel uit een negatief getal niet bestaat). Als ¸{� mdan heeft de vergelijking precies een oplossing (ga zelf even na waarom). En als¸ zQm dan heeft de vergelijking twee oplossingen.De grafieken hieronder verduidelijken dit grafisch.

3.4 Opgaven

A. Basiskennis

1. Geef van de volgende formules aan welke kwadratisch zijn.

a. | B �EDZ�r� � �A� e. | B �EDF�A!�� b. | B �EDT�� Z� � f. | B �EDT�G#(� � � � " ��c. | B �EDZ� " �� Z� � g. | B �EDF� � #�� Z� ��d. | B �EDT�A� � " ��S# h. } Bp� DT� $� � � �C!��

2. Geef van de volgende tabellen aan of ze bij een kwadratische functie horen.

a.� m � � # �� ; ; � m �� # m c.

� � � # � +� � f � # + �� fb.� # + f e �� e $� � + $� � m � $� ��f�f $� ��fs# $� d.

� m � � + ;� � �� # � �

3.4 Opgaven 35

3. Geef van de volgende functies van de vorm | B �EDi� � � � � � �� wat�,�

en

zijn.

a. | B �EDZ�� S#(� � � g. | B �EDT� B ��D �Z� � �b. | B �EDT� � � �� # h. | B �EDT�M� ��MB ! � ��D½�c. | B �EDZ� �I� � � �� S#i�xg i. | B �EDT�M� �d. | B �EDT� B �� #�D �Z� � j. | B �EDT� � � � �A�� Ce. | B �EDZ�M# B � � �C�� D k. | B �EDT�G# $� � � � # $� �� # $�f. | B �EDF� B ��M��D B ��M��fsD l. | B �EDT� B ��M��D B �� D

4. Bereken de coordinaten van de top van de volgende kwadratische vergelij-kingen.

a. | B �EDZ�A� �b. | B �EDF�G�� #�� c. | B �EDZ� B ��M��D B #(��Q�sDd. | B �EDF� � � B �� A��f�D

5. Teken de grafieken van de functies uit opgave 4.

6. Los de volgende vergelijkingen met ’ontbinden in factoren’ op:

a.� � � �C�?� m e.

� � �Qf �\� ��\� m i.� � � ��; � � ; � � m

b. � � �M�s�6�� s�&� m f.�� # �\� f m � m j.

�i��`�� mc. �� Z�`��m ��Qf�� m g. # �� # �&� ��\� m k.

��Z� ; � � md. � � � +�� m h.

�t� �Q� � � m l. $� �n�� m7. Los de volgende vergelijkingen met ’kwadraten splitsen’ op:

a.B ��Q��D � ��e e.

B � �S#�D � � � +��'�4#b.B � � $� D � � � e f. � �Z� ;(��Q�&� m

c.B ��Q��D � � f�� m g. � � � � �� m

d.B �� #�D �F� #\� � � h. � � � ;(�� e\�G�

8. Los de volgende vergelijkingen op (kijk eerst of het anders kan en gebruikdaarna pas de ABC-formule!):

3.4 Opgaven 36

a.� � � � ;(� � #&� m e.

� � �S; � � +\� m i.��Bp�d� f�DT� �

b. �� S#(� � �\� m f. � � � � ; � � � � m j.� � � # � �@� �

c. � � � � �� m g. $� �� A�� m k.�n� � ; � � � e

d. ;(� �F� #(� � �s� $� � m h.B �� #�D � � �\�P�� l.

�� Q�� m��B. Toepassing

1. Er is een grafiek gegeven van een kwadratische functie ~ die twee snijpun-ten met de x-as heeft: �H�'� en �H� � . De grafiek gaat tevens door het puntBX� ��. � D . Stel het functievoorschrift op.

2. De ribbe � van een kubusvormig bakje is tot op de rand gevuld met water.Bart haalt er e�� ¾ , water uit. Het blijkt nu dat het water tot op � cm van derand staat.

(a) Geef een formule voor de inhoud van het deel water dat Bart eruit heeftgehaald.

(b) Geef een formule voor de inhoud van het water dat er nog inzit.

(c) Bereken met de vergelijking van zowel (a) als (b) de lengte van deribbe van de kubus.

(d) Ga na dat het antwoord hetzelfde moet zijn.

3. Roel gooit op �� m een bal uit het raam van een flatgebouw. De hoogtevan de bal boven de grond wordt beschreven door de formule ~ B ��DF� �WB � �#�D � � � # , met ~ in meters en � in seconden.

(a) Op welke hoogte gooit Lienet de bal uit het raam.

(b) Teken dat gedeelte van de grafiek waar beide variabelen zinvol zijn.

(c) Welke waarden kan ~ in deze situatie aannemen? En � ?(d) Bereken het hoogste punt dat de bal bereikt. Na hoeveel seconden is

dat?

4. Martin Drent van FC Groningen schiet de bal naar een medespeler. Dehoogte van de bal kun je berekenen met de functie ~ BO� DZ� � ��¿2 ��# � . Hierinis�

de horizontale afstand vanaf Martin Drent in meters en ~ de hoogte vande bal in meters.

(a) Welke vergelijking moet je oplossen om te weten waar de bal weer opde grond komt?

3.4 Opgaven 37

(b) Los deze vergelijking op.

(c) Bereken hoe hoog de bal komt.

(d) Bereken op welke afstand van Martin Drent de bal een hoogte van fmeter bereikt.

5. Het wereldrecord speerwerpen staat op naam van de Tsjech Jan Zelezny endateert uit ��e�es; . Hij gooide toen e��. � � meter. Tijdens een training gooitZelezny zijn speer volgens de functie ~ B �ED�� ,À 2 ¡ � � � � 0À 2 �&�Q� $� , met ~ dehoogte van de speer in meters en � de afstand van de speer vanaf Zelezny(ook in meters).

(a) Bereken ~ Bpm D .(b) Wat is de betekenis van dit antwoord?

(c) Hoe ver gooit Zelezny zijn speer tijdens deze training?

(d) Wat is de maximale hoogte die de speer bereikt?

(e) Op hoeveel meter van Zelezny bereikt de speer die maximale hoogte?

(f) Geef de coordinaten van de top met behulp van je antwoord van (d) en(e).

Hoofdstuk 4

Ongelijkheden

Bij het oplossen van ongelijkheden is het altijd de vraag: ’voor welke � is degrafiek van | groter (of kleiner) dan die van } ’, met andere woorden, los op:| B �ED z } B �ED (of | B �ED y } B �ED ) .Het oplossen van ongelijkheden gaat altijd op dezelfde manier. Het maakt niet uitmet welke vergelijkingen je te maken hebt. In dit hoofdstuk zullen we ons beper-ken tot lineaire en kwadratische vergelijkingen, maar de methodes die je hier leertzijn net zo goed toepasbaar op elke andere vergelijking.

4.1 Lineare ongelijkheden

Hoe los je een lineire ongelijkheid op? Hiervoor bestaat een vrij eenvoudig algo-ritme.

1. Los eerst de bijbehorende vergelijking op.

2. a) Teken de grafiek en kijk wanneer welke vergelijking groter(of kleiner)dan de andere, of b) controleer door invullen aan welke kant van het gevon-den getal de oplossing ligt.

Het controleren door invullen kan alleen als je te maken hebt met lineaire verge-lijkingen. Bij kwadratische (en andere) vergelijkingen moet je de grafiek tekenenen daarin de oplossing aflezen.Bekijk het volgende voorbeeld:

Voorbeeld 14 We gaan de volgende ongelijkheid oplossen:� � � � z �� .

De vraag is nu dus: voor welke � is� � � � groter dan �� ? Om daarachter te

4.2 Kwadratische ongelijkheden 39

komen gaan we eerst kijken wanneer ze gelijk zijn:� � � �&�G�� H�@��H� ��

Je weet nu dat ze voor �� $� gelijk zijn. Dat houdt dus in dat voor � y $� of voor� z $� , � � � � groter is dan �� .Dit kun je nu op twee manieren controleren. Je vult een willekeurig getal in devergelijking, bijvoorbeeld �?� m . Je gaat na of de vergelijking klopt:� � mU� � z �� mU� �I± � � z�� s5Deze klopt niet dus kun je concluderen dat het antwoord moet zijn � z $� .En andere manier is om de grafiek te tekenen (of te schetsen) en te kijken waar� � � � groter is dan �� :

Je ziet dat voor � z $� de grafiek van �� groter is dan die van � �� (het dikgedrukte deel).

V

4.2 Kwadratische ongelijkheden

Voor kwadratische ongelijkheden pas je hetzelfde algoritme toe (maar dan zonder2b)).Bekijk het volgende voorbeeld:

4.2 Kwadratische ongelijkheden 40

Voorbeeld 15 We gaan de volgende ongelijkheid oplossen: � � � �� # y # .De vraag is nu dus: voor welke � is � �_� ��# kleiner dan # ? Om daarachter tekomen gaan we eerst weer kijken wanneer ze gelijk zijn:

� � � �� #&�G#� � � ��?� m� B � � ��DT� m�?� m en �H��Voor �H� m en �?�G� zijn de beide functies dus gelijk. Vervolgens teken je de beidegrafieken in een assenstelsel:

En je ziet dat tussen beide snijpunten de parabool kleiner is dan de lijn � ��# (hetdikgedrukte deel). Dit noteren we als volgt:

m>y � y � .V

4.3 Kwadratisch-lineaire ongelijkheden 41

4.3 Kwadratisch-lineaire ongelijkheden

Als we een kwadratische functie gaan vergelijken met een lineaire functie, danwerkt dit op dezelfde manier als hierboven. Je berekent voor welke � ze gelijk zijn(door te herleiden op nul en dan de kwadratische vergelijking die je zo overhoudtop te lossen), je tekent (of schetst) de grafieken daarna en leest vervolgens deoplossing af.Zoals aan het begin van het hoofdstuk is opgemerkt kun je je nu voorstellen datdeze methode voor elke functie werkt waarvan je de snijpunten van de vergelijkingkunt vinden.

4.4 Opgaven

A. Basiskennis

1. Los de volgende lineaire ongelijkheden op:

a. f�� # z � �� e e. # BX� ; � � � D z�� + � � � Bp�&� e�Db. ��+�� e y e(��M�� f.

�3BO� � #�Du�Q� �>y # �\� ��+c. �� >z #w� � � g. � Bp�&� ��+�D yr�d. +�� ; z #(�� h. ��+ � # Bp� � ;�D z � B # �� + $� D

2. Los de volgende kwadratische ongelijkheden op:

a. � � � � � z�m e. � � � ��[z ;b.� � � � f�� yQm f. � � � �A� ��yQm

c. #(� � � #(� z ; g.BO� � ��D B # �\� � m D zrm

d. ;(��C� �Iz�� + h. |k� �t �� yQ�3. Los de volgende kwadratische-lineaire ongelijkheden op:

a. � � � �� e z � �Se e.� � �Se �\� ��f y � � �M�

b. � �Z� ;(��M�� z �� `� f. � �� Q� � y # �&�`�c. � �� A� m�y ��Q� g.

�t� �M��f � �S;�+ y�� A�d. � �� ;�� + z�� h.

�t� �M�4e � �S#�; z f �B. Toepassing

1. Bij meneer Dominguez in de wijk zijn er twee bedrijven die televisies repa-reren. Snelgemaakt rekent � m euro voorrijkosten en ��+ euro per uur voor de

4.4 Opgaven 42

tijd die de reparatie vergt. Bij Repair gebruiken ze de formule �Á��+E�)��om de prijs te bepalen.Hierin is � de tijd in uren en � de kosten in euro’s.

(a) De TV van meneer Dominguez is stuk en hij verwacht dat de monteurser zeker minder dan een uur mee bezig zullen zijn. Welke bedrijf kanmeneer Dominguez het beste bellen?

(b) Vanaf hoveel minuten is Repair goedkoper dan Snelgemaakt?

2. We gaan even terug naar de baan van de speer van Zelezny uit opgave B4.van het vorige hoodstuk.

(a) Voor welke � is de hoogte van de speer meer dan ; meter?

(b) Na hoeveel meter komt de speer weer onder de # meter?

4.4 Opgaven 43

Hoofdstuk 5

De discriminantÂHÃ Ä Å�Æ@Ç

Tot nu toe heb je alleen kwadratische vergelijkingen opgelost waarbij de kwadra-tische vergelijking gelijk werd gesteld aan aan constante. We gaan nu kijken naargevallen waarbij een kwadratische functie gelijk wordt gesteld aan een lineairefunctie. Je zult zien dat hierbij de discriminant een belangrijke rol kan spelen.

5.1 De grafiek

Zoals je weet is de grafiek van een kwadratische functie een parabool (met als�HyAmeen bergparabool en als

�bzAmeen dalparabool) en de grafiek van een line-

aire functie een mooie kaarsrechte lijn.Als we gaan kijken naar de grafiek van een kwadratische functie ( | B �ED ) en eenlineaire functie ( } B �ED ) in een assenstelsel dan kunnen we drie gevallen onder-scheiden:È

De parabool en de rechte lijn snijden elkaar.ÈDe parabool en de rechte lijn raken elkaar.ÈDe parabool en de rechte lijn snijden of raken elkaar niet.

Dit betekent dus dat in het eerste geval de vergelijking | B �EDI�°} B �ED twee oplos-singen heeft. In het tweede geval maar een oplossing en in het derde geval geenoplossingen.Bekijk de tekening hieronder: de parabool heeft met lijn � twee oplossingen, metlijn¾

een en met lijn É geen.

5.2 Snijpunten vinden 45

Hoeveel oplossingen de vergelijking die we op willen lossen heeft, kunnen we aande hand van de discriminant eenvoudig vinden. We hebben gezien als ¸ zAm danwaren er twee oplossingen, als ¸{� m dan was er een oplossing en voor ¸ y�m be-stonden er geen oplossingen. Als we nu de vergelijking | B �EDT�M} B �ED herleiden opnul, kunnen we eenvoudig de discriminant hiervan vinden zoals uitgelegd in 3.3.3.

Voorbeeld 16 We willen, zonder de grafiek te hoeven tekenen, weten hoeveel snij-punten de functie | B �EDF�M� � � #(��Q� heeft met de functie } B �EDT�M� �`� .

| B �EDF�A} B �ED� � � #(��Q�&�A� �`�herleiden naar nul levert:� � �Q�� ;\� m

Hieruit volgt dat ¸�� `� ��Y��;&� � � mDe discriminant ¸ is kleiner dan nul, dus heeft de vergelijking | B �EDF�M} B �ED geenoplossingen: de grafieken van | en } hebben geen punt gemeenschappelijk.

V

5.2 Snijpunten vinden

5.2.1 De onbekende parameter in de lijn

Soms wil je weten wanneer een lijn uit een familie van lijnen twee, een of geensnijpunten met een parabool heeft. Hiervoor kijk je eerst welke lijn de paraboolraakt (dus de discriminant moet nul zijn). Uit de grafiek kun je het dan verder

5.2 Snijpunten vinden 46

aflezen.We weten dat de familie van lijnen �Êª�Ë��Q�Á�9� g evenwijdig met elkaar zijn(waarom?). We zouden ons nu bijvoorbeeld af kunnen vragen voor welke g dezelijn de parabool | B �EDW�� raakt. Of voor welke g de vergelijking �b�CgS�� geen oplossingen heeft. Om hier achter te komen moeten we steeds de vergelij-king herleiden naar nul en dan de discriminant uitrekenen.

Voorbeeld 17 We hebben de vergelijking ��·g��°� � . Als we deze herleiden opnul hebben we � �� g@� m . Hierin is

� � � , � � � � en � � g . De

discriminant is dus ¸¬�¢�:� � g . De volgende vraag is nu: Wanneer is ¸¬� m ?Dus wanneer is �k� � g?� m ? Als je deze vergelijking oplost komt je uit op g?� � $0 .Dit houdt dus in dat de lijn � �r� � $0 de parabool | B �EDT�M� � raakt.

VGa voor jezelf even na (met behulp van de grafiek) voor welke g de lijn tweesnijpunten heeft met de parabool.Je zou je ook af kunnen vragen wat de coordinaten zijn van het raakpunt waar wehet hierboven over hebben. Bedenk dat je nu voor de parabool | B �ED��°� � en delijn � �Á� � $0 een raakpunt hebt. Deze kun je dus eenvoudig vinden door devergelijking � � �A� � $0 op te lossen.LET OP: in het voorbeeld hierboven (en in de sommen uit paragraaf 5.3) is g eengewoon getal en � de variable. Dus als je bijvoorbeeld de vergelijking �� u� �(�i�g �C� � m hebt, dan is

� �°� , � � � � en �rg �S� . Maak hier geen fouten mee

door te zeggen dat � �i� of iets dergelijks.

5.2.2 De onbekende parameter in de parabool

Zoals je hierboven wilde weten wanneer een lijn uit een familie van lijnen eenparabool snijdt kun je ook gaan kijken wanneer een parabool uit een familie vanparabolen een lijn snijdt of raakt.

Voorbeeld 18 We hebben de familie van functies |4ª B �EDF�A� � � gv�U�� . We willennu weten voor welke waarde van g de grafieken van | en } B �ED�� elkaarraken. Daartoe gaan we de vergelijking � �Z� gv��Q�&�G�� op nul herleiden.

� � � gv��Q�� BX� g � ��D]�� #&� m

Hierin is� �@� , � � � g � � en

�G# dus de discriminant is:

¸�� B]� g � ��D � �� s�Y��#\�Cg � � � g � �

5.3 Opgaven 47

We willen weten wanneer | en } elkaar raken,dus we moeten oplossen wanneer ¸{� m

¸{�Cg � � � g � �\� mgb� �Y�&� " � �� » � +. � ; en gb� �Y� � " � �� » �s. � ; V

5.3 Opgaven

A. Basiskennis

1. Herleid de volgende vergelijkingen tot de vorm� � � � � �[� � m (als dat

nodig is) en geef aan wat�,�

en

is.

a. �� #(�?�Cg g.B ��A��D � �Cg

b.� � �Z� gv��S#W� m h. � �Z� gv�H� m

c.�WB g��M��D½� � �� #&� � g i. � � ��g � e\� m

d.B ��%gkD � �G� j.

� � � � B ��Y�xgkD]�?�Gfe. gv� � �%gv�?� � g k.

B ��xgkD B � �M��f�DT� mf. gv� � � B g��A��D]� � gb� �Y� l.

B ��M��D B gv� � ��DT� m2. Bereken de determinant van de vergelijkingen uit opgave 1.

B. ToepassingTip: Bij de volgende sommen is het vaak handig als je voor jezelf een schetsmaakt van hoe de grafiek eruitziet voor de verschillende g ’s.

1. De functie | B �EDF� � $� � � � � �U�S� en de familie van functies }4ª B �EDF�A��?gzijn gegeven.

(a) Bereken voor welke waarde van g de grafiek van | de grafiek van }�ªraakt.

(b) Geef de coordinaten van dat raakpunt.

(c) Voor welke waarden van g hebben | en } geen punten gemeenschap-pelijk?

5.3 Opgaven 48

2. Hieronder zijn de grafieken van | B �EDF�A� � �9f��K�x� m en van } B �EDT�'� m �K��fgetekend. Het lijkt erop dat ze elkaar raken. Laat met een berekening zienof dat waar is.

3. Gegeven zijn de functies | B �EDT�M� � �W� , } B �EDT� � �� &#(� en ~�ª B �EDZ�r�u�ag .(a) Bereken voor welke waarde van g de grafiek van | de grafiek van ~�ª

raakt.

(b) Bereken voor welke waarde van g de grafiek van } de grafiek van ~�ªraakt.

(c) Geef de coordinaten van deze raakpunten.

(d) Voor welke g ’s heeft de grafiek van ~tª zowel met | als met } geensnij- of raakpunten?

4. Gegeven is de familie van functies |6ª B �EDF�A� � �%gw� � ; .(a) Waarm gaan al deze parabolen door het punt

BOm . � ;�D .(b) Laat zien dat er geen g bestaat waarvoor de parabool |4ª B �ED de x-as

raakt.

(c) Bereken voor welke twee waarden van g de parabool de lijn �� m raakt.

5. Gegeven is de familie van functies |^ª B �EDF�A� �Ì� ��bg en de lijn � �M��# .

5.3 Opgaven 49

(a) Bereken | B #�D .(b) Voor welke waarden van g heeft de lijn � �M�i�x# twee snijpunten met

de parabool?

(c) Voor welke waarden van g heeft de parabool twee snijpunten met dex-as.

Bijlage

1. Niveautoets

5.3 Opgaven 51

5.3 Opgaven 52

Niveautoets.

1. Schrijf de volgende formules (indien mogelijk) zo kort mogelijk.a. � � �� d.

�� ,b. �� C� e. � 2J � � � f �\�`m .�+ � �c. �(�� #(��C� � f. , j � , � 2L � �S#s,

2. Werk de haakjes weg en schrijf zo kort mogelijk.a. � � B ��M��D B #(��M��D e. gb� BO�W� #�D B # �&� e�Db. �� B #(�� $� D B ��M��D e. gb� B ��+ �\�� D B ��+ � � � Dc. � � B � � $� D BX� � � #�D f. gb� BO�W� #�D B f � ; � D

3. Ontbind in factoren.a. � �� d. g[��+ �\� #�+ ��b. ��f�� #�+�� e. g?� ��t�Z� � �c. � �� S#�; f. gb�@��.4� �t� �Q+�.n+ �

4. Los de volgende vergelijkingen op.a. ��#Y�Q��H��# B � � ��D d. � Bp� �S#�Du�M� � �@��b.�� BO� �M��D e. �i� 0 j � ��f

c. $2 � � �2 � f.� �M��# Bp� �A��DF�@��#

5. Bereken de coordinaten van de top van de volgende kwadratische vergelij-kingen.a. | B �EDZ�A� �b. | B �EDF��;�� e�� c. | B �EDZ� B �� D B � � ��D

6. Los de volgende vergelijkingen op (kijk eerst of het anders kan en gebruikdaarna pas de ABC-formule!):

a. � �� #&� m d.�t� � � � �Qf�� m

b. � � � � �� m e.� � �Qf �\� ��&� m

c.� � � �C�?� m f.

B �� #�D � � �\�P��7. Los de volgende ongelijkheden op:

a. f�� # z � �� e c.� ; � � �>z��W� e

b. ��+�� e y �� d.�1Bp� �S#�Du�Q� �[y # �&� ��+

8. Teken de grafiek van | B �ED �Á��# en van } B �ED�� G�� in eenassenstelsel.

Basisvaardigheden algebra - Dominguez · 2006-09-21 · Elke algebra¨ısche functie bestaat uit...

Documents

Transcript of Basisvaardigheden algebra - Dominguez · 2006-09-21 · Elke algebra¨ısche functie bestaat uit...