Formulekaart VWO wiskunde B1 en B2

Formulekaart VWO wiskunde B1 en B2
De Formulekaart Wiskunde havo/vwo is gepubliceerd in Uitleg, Gele Katern nr. 12a, CEVO98/257. Deze versie van de Formulekaart is die officiële versie.
Vierkantsvergelijking
Als a 6= 0 en b2 − 4ac ≥ 0, dan worden de oplossingen van de vierkantsvergelijking ax2 + bx + c = 0
gegeven door
√
−b ± b2 − 4ac
x1,2 =
2a
Machten en logaritmen
ap · aq = ap+q
(ap )q = apq
(a · b)p = ap · bp
² ³p
1
1
−p
= p
a =
a
a
1
b = ap ⇔ a = b p
(a > 0)
(a > 0)
(a, b > 0)
y = ax ⇔ x = a log y
y = ex ⇔ x = ln y
a
log uv = a log u + a log v
(a, y > 0, a 6= 1)
(y > 0)
(a > 0, a 6= 1, u, v > 0)
(a > 0)
a
log uv = v ·
(a > 0, a 6= 1, u > 0)
(a, b > 0, p 6= 0)
a
log u =
b
b
a
log u
log u
log a
(a, b > 0, a, b 6= 1, u > 0)
Binomium van Newton
(a + b)n =
n ² ³
X
n
k=0
k
ak bn−k
met
² ³
n
n!
=
k!(n − k)!
k
Goniometrische formules
cos2 t + sin2 t = 1
sin (−t) = − sin t
π
sin ( − t) = cos t
2
sin 2t = 2 sin t cos t
sin (t + u) = sin t cos u + cos t sin u
sin (t − u) = sin t cos u − cos t sin u
cos (t + u) = cos t cos u − sin t sin u
cos (t − u) = cos t cos u + sin t sin u
sin t
cos t
cos (−t) = cos t
π
cos ( − t) = sin t
2
cos 2t = cos2 t − sin2 t = 2 cos2 t − 1 = 1 − 2 sin2 t
t+u
t−u
sin t + sin u = 2 sin
cos
2
2
t−u
t+u
sin t − sin u = 2 sin
cos
2
2
t+u
t−u
cos t + cos u = 2 cos
cos
2
2
t+u
t−u
cos t − cos u = −2 sin
sin
2
2
tan t =
1
Somformules voor rijen
Rekenkundige rij:
n
X
k=0
1
(a + kv) = (n + 1)a + n(n + 1)v
2
Meetkundige rij:
n
X
k=0
ark = a
1 − rn+1
1−r
(r 6= 1)
∞
X
k=0
ark =
a
1−r
(|r| < 1)
Lineaire differentievergelijkingen
De oplossing van de lineaire differentievergelijking Xt+1 = aXt + b met a 6= 1 is
²
³
b
b
+ X0 −
at
Xt =
1−a
1−a
Voor |a| < 1 geldt: lim Xt =
t→∞
b
1−a
Kansrekening
Binomiale verdeling met parameters n en p
¡
. Kansverdeling: P(X = k) = nk pk (1 − p)n−k
(k = 0, 1, . . . , n)
. Verwachting: E(X) = np
. Variantie: Var(X) = np(1 − p)
p
p
. Standaardafwijking: σ(X) = Var(X) = np(1 − p)
Normale verdeling met verwachting µ en standaardafwijking σ
Cumulatieve verdelingsfunctie:
Z k
1 t−µ 2
1
√ e− 2 ( σ ) dt
P(X ≤ k) =
−∞ σ 2π
Voor µ = 0 en σ = 1 is dit de zogenaamde standaardnormale verdeling met cumulatieve verdelingsfunctie
Z z
1 2
1
√ e− 2 t dt
P(Z ≤ z) =
−∞ σ 2π
Als X normaal verdeeld is met verwachting µ en standaardafwijking σ, dan is de stochast Z =
standaardnormaal verdeeld. Omrekenformules:
²
³
x−µ
P(X ≤ x) = Φ
en Φ(Z) = P(X ≤ µ + σz)
σ
Voor willekeurige stochastische variabelen geldt:
E(X1 + . . . + Xn ) = E(X1 ) + . . . + E(Xn )
Voor onderling onafhankelijke stochastische variabelen geldt:
Var(X1 + . . . + Xn ) = Var(X1 ) + . . . + Var(Xn )
2
X−µ
σ
Limieten
sin x
=1
x→0 x
p
x
lim
=0
x→∞ ax
lim
ax − 1
= ln a
x→0
° x a ±x
lim 1 +
= ea
x→∞
x
lim
(a > 1)
(a > 0)
Differentiëren en integreren
functie
afgeleide
f (x) + g(x)
c · f (x)
f (x) · g(x)
f 0 (x) + g 0 (x)
c · f 0 (x)
f 0 (x)g(x) + f (x)g 0 (x)
f (x)
g(x)
f 0 (x)g(x)−f (x)g 0 (x)
(g(x))2
0
0
f (g(x)) · g (x)
f (g(x))
(productregel)
(quotiëntregel)
(kettingregel)
Differentiëren en primitiveren van standaardfuncties:
Z
f (x)
f 0 (x)
f (x)
f (x)dx
xp
p · xp−1
ax
ax ln a
ex
ex
a
log x
ln x
sin x
cos x
tan x
1
x ln a
1
x
cos x
− sin x
1
= 1 + tan2 x
cos2 x
1
xp+1 + c
(p 6= −1)
p+1
1 x
ax
a +c
ln a
x
x
e
e +c
1
a
log x
(x ln x − x) + c
ln a
ln x
x ln x − x + c
xp
sin x
cos x
1
x
− cos x + c
sin x + c
ln |x| + c
Lineaire benadering van f in x0 : L(x) = f (x0 ) + f 0 (x0 )(x − x0 )
Inhoud van het omwentelingslichaam dat ontstaat door de grafiek van de functie f op het interval
[a, b] om de x-as te wentelen:
Z b
I=π
(f (x))2 dx
a
Lengte van de grafiek van de functie f op het interval [a, b]:
Z bp
1 + (f 0 (x))2 dx
L=
a
3
Bewegingen in het vlak
Als (x(t), y(t)) de positie in het Oxy-vlak geeft van een bewegend punt op het tijdstip t, dan wordt
de snelheidsvector op het tijdstip t gegeven door (x0 (t), y 0 (t)).
De (scalaire) snelheid van het punt op het tijdstip t wordt gegeven door
p
v(t) = (x0 (t))2 + (y 0 (t))2
en de lengte van de afgelegde weg tussen de tijdstippen t = a en t = b door
Z b
Z bp
v(t)dt =
(x0 (t))2 + (y 0 (t))2 dt
a
a
Eenparige cirkelbeweging met middelpunt (m, n), straal r en hoeksnelheid ω:
x(t) = m + r cos ω(t − t0 )
y(t) = n + r sin ω(t − t0 )
Harmonische trilling met evenwichtsstand c, amplitude A en periode T :
h(t) = c + A sin
2π
(t − t0 )
T
Continue dynamische modellen
Exponentiële groei of verval:
.
.
dy
differentiaalvergelijking: dx
=c·y
oplossingen: y(t) = y(t0 )ec(t−t0 )
Logistische groei:
.
.
dy
differentiaalvergelijking: dx
= c · y(M − y)
y(t0 )
oplossingen: y(t) = y(t )+(MM−y(t
))ec(t−t0 )
0
met M > 0
0
Lijnen en cirkels in het vlak
Algemene vergelijking van een lijn: ax + by = c. Normaalvector: (a, b).
Voor twee lijnen l1 en l2 met normaalvectoren (a1 , b1 ) en (a2 , b2 ) geldt:
l1 ⊥l2 ⇔ a1 a2 + b1 b2 = 0
Lijn door (p, q) met richtingscoëfficiënt m: y = q + m(x − p).
Voor twee lijnen l1 en l2 met richtingscoëfficiënten m1 en m2 geldt:
l1 ⊥l2 ⇔ m1 m2 = −1
Vergelijking van de cirkel met middelpunt (m, n) en straal r:
(x − m)2 + (y − n)2 = r2
4
Omtrek: 2πr
Oppervlakte: πr2
lengte boog met middelpuntshoek α (rad): αr
opp. sector met middelpuntshoek α (rad): 12 αr2
Kegelsneden
Parabool:
standaardvergelijking:
brandpunt F :
richtlijn r:
P op parabool ⇔
4py = x2
(0, p)
y = −p
d(P, F ) = d(P, r)
Ellips:
standaardvergelijking:
brandpunten F1,2 :
P op ellips ⇔
x2
a2
2
x2
a2
2
+ yb2 = 1 met a > b > 0
(±c, 0) met c2 = a2 − b2
d(P, F1 ) + d(P, F2 ) = 2a
Hyperbool:
standaardvergelijking:
brandpunten F1,2 :
asymptoten:
P op hyperbool ⇔
− yb2 = 1
(±c, 0) met c2 = a2 + b2
y = ab x en y = − ab x
|d(P, F1 ) − d(P, F2 )| = 2a
Raaklijneigenschappen:
1. De raaklijn in een punt P van een parabool maakt gelijke hoeken met de lijn die P verbindt
met het brandpunt en de lijn door P loodrecht op de richtlijn.
2. De raaklijn in een punt P van een ellips of hyperbool maakt gelijke hoeken met de lijnen die P
verbinden met de beide brandpunten.
Vlakke meetkunde
De cursief gedrukte termen mogen als verwijzingen in een bewijs gebruikt worden.
Hoeken, lijnen en afstanden
De overstaande hoeken bij twee snijdende lijnen zijn gelijk (overstaande hoeken).
Als twee evenwijdige lijnen gesneden worden door een derde lijn, dan zijn de F -hoeken en Z-hoeken
gelijk (F-hoeken, Z-hoeken).
Als twee lijnen in twee verschillende punten gesneden worden door een derde lijn, waarbij een paar
gelijke F-hoeken of Z-hoeken optreedt, dan zijn die twee lijnen evenwijdig (F-hoeken, Z-hoeken).
Een rechte hoek is 90◦ ; een gestrekte hoek is 180◦ .
De som van de hoeken van een driehoek is 180◦ (hoekensom driehoek).
5
De afstand (kortste verbinding) van een punt tot een lijn is de lengte van de loodlijn neergelaten
vanuit dat punt op die lijn (afstand punt tot lijn).
Driehoeksongelijkheid: Als drie punten A, B, C niet op één lijn liggen, dan geldt:
|AB| + |BC| > |AC|.
Driehoeken
Gelijkbenige driehoek:
1. Als in een driehoek twee hoeken gelijk zijn, dan zijn de tegenoverliggende zijden ook gelijk.
2. Als in een driehoek twee zijden gelijk zijn, dan zijn de tegenoverliggende hoeken ook gelijk.
Stelling van Pythagoras:
Als driehoek ABC een rechte hoek in C heeft, dan geldt a2 + b2 = c2 .
Omgekeerde stelling van Pythagoras:
Als in driehoek ABC geldt a2 + b2 = c2 , dan is hoek C recht.
Cosinusregel:
In elke driehoek ABC geldt c2 = a2 + b2 − 2ab cos γ.
Sinusregel:
In elke driehoek ABC geldt
a
sin α
=
b
sin β
=
c
sin γ .
Gelijke driehoeken
Twee driehoeken zijn gelijk (congruent) als ze gelijk hebben:
a.
b.
c.
d.
e.
Een zijde en twee aanliggende hoeken. (HZH)
Een zijde, een aanliggende hoek en de tegenoverliggende hoek. (ZHH)
Twee zijden en de ingesloten hoek. (ZHZ)
Alle zijden. (ZZZ)
Twee zijden en de rechte hoek tegenover één van die zijden. (ZZR)
Gelijkvormige driehoeken
Twee driehoeken zijn gelijkvormig als ze gelijk hebben:
a.
b.
c.
d.
Twee paren hoeken. (hh)
Een paar hoeken en de verhouding van de omliggende zijden. (zhz)
De verhouding van de zijden. (zzz)
Een paar rechte hoeken en de verhouding van twee niet-omliggende zijden. (zzr)
Vierhoeken
De som van de hoeken van een vierhoek is 360◦ (hoekensom vierhoek).
6
Equivalente definities en eigenschappen van een parallellogram:
a.
b.
c.
d.
Er zijn twee paren evenwijdige zijden.
Er zijn twee paren gelijke overstaande zijden.
Twee overstaande zijden zijn gelijk en evenwijdig,
De diagonalen delen elkaar middendoor.
Equivalente definities en eigenschappen van een ruit:
a. Het is een parallellogram met vier gelijke zijden.
b. Het is een parallellogram waarin een diagonaal een hoek middendoor deelt.
c. Het is een parallellogram waarin de diagonalen elkaar loodrecht snijden.
Equivalente definities en eigenschappen van een rechthoek:
a. Het is een vierhoek met vier rechte hoeken.
b. Het is een parallellogram met een rechte hoek.
c. Het is een parallellogram met gelijke diagonalen.
Puntverzamelingen
De verzameling van alle punten die dezelfde afstand hebben tot twee gegeven punten A en B, is
de middelloodlijn van het lijnstuk AB (middelloodlijn).
De verzameling van alle punten binnen een hoek die dezelfde afstand hebben tot de benen van die
hoek, is de deellijn (bissectrice) van die hoek (deellijn).
De verzameling van alle punten die afstand r tot een gegeven punt M hebben, is de cirkel met
middelpunt M en straal r (cirkel).
De verzameling van alle punten die dezelfde afstand hebben tot twee elkaar snijdende lijnen, is het
deellijnenpaar (bissectricepaar) van die twee lijnen (deellijnenpaar).
De twee deellijnen van twee elkaar snijdende lijnen snijden elkaar loodrecht in het snijpunt van die
twee lijnen (loodrechte stand deellijnenpaar).
De verzameling van alle punten die dezelfde afstand hebben tot twee evenwijdige lijnen, is de
middenparallel van dat lijnenpaar (middenparallel).
Cirkeleigenschappen
Bij gelijke bogen behoren gelijke koorden (boog en koorde).
De loodlijn vanuit het middelpunt op een koorde deelt die koorde middendoor (loodlijn op koorde).
Een raaklijn aan een cirkel staat loodrecht op de verbindingslijn van middelpunt en raakpunt
(raaklijn).
Stelling van Thales: Als hoek C in driehoek ABC recht is, dan ligt C op de cirkel met middellijn
AB.
Omgekeerde stelling van Thales: Als C op de cirkel met middellijn AB ligt, dan is ∠ACB recht.
7
Stelling van de omtrekshoek: Elke omtrekshoek is half zo groot als de bijbehorende middelpuntshoek.
De hoek tussen een raaklijn en een koorde is gelijk aan de bij die koorde behorende omtrekshoek
(hoek tussen koorde en raaklijn).
Liggen P en Q aan dezelfde kant van een lijn AB en geldt ∠AP B = ∠AQB, dan liggen P en Q
op eenzelfde cirkelboog met A en B als eindpunten (hoeken op een cirkelboog).
Koordenvierhoekstelling: In een koordenvierhoek is de som van elk paar overstaande hoeken 180◦ .
Omgekeerde koordenvierhoekstelling: Liggen P en Q aan weerszijden van een lijn AB en geldt
∠AP B + ∠AQB = 180◦ , dan is AP BQ een koordenvierhoek.
8