Getal & Ruimte (13e editie) - vwo wiskunde B

'Extremen met een parameter'.

vwo wiskunde B 1.3 Werken met parameters

Extremen met een parameter (8)

opgave 1

Bereken exact voor welke \(p\) de vergelijking

4p

a

\(5 x^{2} + 2 x + p = -6\) geen oplossingen heeft.

Vergelijking (1)
00sx - Extremen met een parameter - basis - 1ms

a

Geen oplossingen betekent \(D < 0 \text{.}\)

1p

○

\(5 x^{2} + 2 x + p = -6\)
\(5 x^{2} + 2 x + p + 6 = 0\)
\(D = 2^{2} - 4 ⋅ 5 ⋅ (p + 6)\)

1p

○

\(D = 4 - 20 (p + 6)\)
\(\text{} = 4 - 20 p - 120\)
\(\text{} = -20 p - 116\)

1p

○

(\(D < 0\) geeft)
\(-20 p - 116 < 0\)
\(-20 p < 116\)
\(p > -5\frac{4}{5}\)

1p

3p

b

\(-3 x^{2} + p x - 2 = -5\) twee oplossingen heeft.

Vergelijking (2)
00sy - Extremen met een parameter - basis - 0ms

b

Twee oplossingen betekent \(D > 0 \text{.}\)

1p

○

\(-3 x^{2} + p x - 2 = -5\)
\(-3 x^{2} + p x + 3 = 0\)
\(D = p^{2} - 4 ⋅ -3 ⋅ 3 = p^{2} + 36\)

1p

○

(\(D > 0\) geeft)
\(p^{2} + 36 > 0\)
\(p^{2} > -36\)
\(p < -\sqrt{-36} ∨ p > \sqrt{-36}\)

1p

4p

c

\(p x^{2} - x - 7 = -2\) één oplossing heeft.

Vergelijking (3)
00sz - Extremen met een parameter - basis - 0ms

c

Als \(p ≠ 0\) dan heeft de vergelijking één oplossing als \(D = 0 \text{.}\)

1p

○

\(p x^{2} - x - 7 = -2\)
\(p x^{2} - x - 5 = 0\)
\(D = (-1)^{2} - 4 ⋅ p ⋅ -7 = 1 + 28 p\)

1p

○

(\(D = 0\) geeft)
\(1 + 28 p = 0\)
\(28 p = -1\)
\(p = -\frac{1}{28}\)

1p

○

Als \(p = 0\) dan geeft wordt de vergelijking \(-x - 7 = 0\) en deze heeft één oplossing.
Dus één oplossing voor \(p = -\frac{1}{28} ∨ p = 0\)

1p

opgave 2

Voor elke waarde van \(p\) is de functie \(f_{p}\) gegeven door \(f_{p} (x) = -4 x^{2} + p x + 7 \text{.}\)

3p

Bereken exact voor welke \(p\) het maximum \(8\) is.

TopVanParabool (1)
00sr - Extremen met een parameter - basis - 2ms - data pool: #306 (2ms)

○

\(x_{\text{top}} = {-p \over 2 ⋅ -4} = \frac{1}{8} p\)

1p

○

\(y_{\text{top}} = f_{p} (\frac{1}{8} p)\)
\(\text{} = -4 ⋅ (\frac{1}{8} p)^{2} + p ⋅ \frac{1}{8} p + 7\)
\(\text{} = -4 ⋅ \frac{1}{64} p^{2} + \frac{1}{8} p^{2} + 7\)
\(\text{} = \frac{1}{16} p^{2} + 7\)

1p

○

(Het maximum is \(8\) geeft)
\(\frac{1}{16} p^{2} + 7 = 8\)
\(\frac{1}{16} p^{2} = 1\)
\(p^{2} = 16\)
\(p = 4 ∨ p = -4\)

1p

opgave 3

Voor elke waarde van \(p\) is de functie \(f_{p}\) gegeven door \(f_{p} (x) = -\frac{1}{4} x^{2} + p x + 3 \text{.}\)

4p

Bereken exact voor welke \(p\) de top van de grafiek van \(f_{p}\) op de lijn \(y = 2 x + 3\) ligt.

TopVanParabool (2)
00ss - Extremen met een parameter - basis - 17ms - data pool: #2639 (17ms)

○

\(x_{\text{top}} = {-p \over 2 ⋅ -\frac{1}{4}} = 2 p\)

1p

○

\(y_{\text{top}} = f_{p} (2 p)\)
\(\text{} = -\frac{1}{4} ⋅ (2 p)^{2} + p ⋅ 2 p + 3\)
\(\text{} = -\frac{1}{4} ⋅ 4 p^{2} + 2 p^{2} + 3\)
\(\text{} = p^{2} + 3\)

1p

○

\(\begin{rcases}(2 p , p^{2} + 3) \\ y = 2 x + 3\end{rcases} \begin{matrix}p^{2} + 3 = 2 ⋅ 2 p + 3\end{matrix}\)

1p

○

\(p^{2} - 4 p = 0\)
\(p (p - 4) = 0\)
\(p = 0 ∨ p = 4\)

1p

opgave 4

Van de functie \(f_{p} (x) = p x^{2} - 2 x + 3\) is de extreme waarde \(4 \text{.}\)

3p

a

Bereken exact de waarde van \(p \text{.}\)

1p

b

Is de extreme waarde een maximum of een minimum? Licht toe.

TopVanParabool (3)
00st - Extremen met een parameter - basis - 2ms - data pool: #364 (2ms)

a

\(x_{\text{top}} = {2 \over 2 ⋅ p} = {1 \over p}\)

1p

○

\(y_{\text{top}} = f_{p} ({1 \over p})\)
\(\text{} = p ⋅ ({1 \over p})^{2} - 2 ⋅ {1 \over p} + 3\)
\(\text{} = p ⋅ {1 \over p^{2}} - {2 \over p} + 3\)
\(\text{} = {1 \over p} - {2 \over p} + 3\)
\(\text{} = -{1 \over p} + 3\)

1p

○

(De extreme waarde is \(4\) geeft)
\(-{1 \over p} + 3 = 4\)
\(-{1 \over p} = 1\)
\(p = {-1 \over 1} = -1\)

1p

b

\(f_{-1} (x) = -x^{2} - 2 x + 3\)
De grafiek is een bergparabool, dus de extreme waarde is een maximum.

1p

opgave 5

Voor elke waarde van \(p\) is de functie \(f_{p}\) gegeven door \(f_{p} (x) = -5 x^{2} + p x - 7 \text{.}\)

3p

a

Bereken exact voor welke \(p\) het maximum van \(f_{p}\) negatief is.

3p

b

Stel de formule op van de kromme waarop alle toppen van de grafieken van de functies \(f_{p}\) liggen.

KrommeDoorTop (1)
00sv - Extremen met een parameter - basis - 1ms

a

Voor elke \(p\) is de grafiek van \(f_{p}\) een bergparabool, dus \(D < 0\) (want voor een negatief maximum moet een bergparabool geen snijpunten hebben met de \(x \text{-}\)as).

1p

○

\(D = p^{2} - 4 ⋅ -5 ⋅ -7 = p^{2} - 140\)

1p

○

(\(D < 0\) geeft)
\(p^{2} - 140 < 0\)
\(p^{2} < 140\)
\(-2 \sqrt{35} < p < 2 \sqrt{35}\)

1p

b

\(x_{\text{top}} = {-p \over 2 ⋅ -5} = {p \over 10}\)

1p

○

Hieruit volgt \(p = 10 x\)

1p

○

(Substitutie van \(p = 10 x\) in \(y = -5 x^{2} + p x - 7\) geeft)
\(y = -5 x^{2} + 10 x ⋅ x - 7\)
\(y = -5 x^{2} + 10 x^{2} - 7\)
\(y = 5 x^{2} - 7\)

1p

opgave 6

Voor elke waarde van \(p ≠ 0\) is de functie \(f_{p}\) gegeven door \(f_{p} (x) = p x^{2} - 6 x - 5 \text{.}\)

3p

a

Bereken exact voor welke \(p\) de grafiek van \(f_{p}\) twee snijpunten met de \(x \text{-}\)as heeft.

3p

b

Stel de formule op van de kromme waarop alle toppen van de grafieken van de functies \(f_{p}\) liggen.

KrommeDoorTop (2)
00sw - Extremen met een parameter - basis - 0ms

a

Twee snijpunten met de \(x \text{-}\)as betekent \(D > 0 \text{.}\)

1p

○

\(D = (-6)^{2} - 4 ⋅ p ⋅ -5 = 36 + 20 p\)

1p

○

(\(D > 0\) geeft)
\(36 + 20 p > 0\)
\(20 p > -36\)
\(p > -1\frac{4}{5}\)

1p

b

\(x_{\text{top}} = {6 \over 2 p} = {3 \over p}\)

1p

○

Hieruit volgt \(p = {3 \over x}\)

1p

○

(Substitutie van \(p = {3 \over x}\) in \(y = p x^{2} - 6 x - 5\) geeft)
\(y = {3 \over x} ⋅ x^{2} - 6 x - 5\)
\(y = 3 x - 6 x - 5\)
\(y = -3 x - 5\)

1p

"