© h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl)

       
1. a. x2y + x2 = 6 + 2y2 
2xydx + x2dy + 2xdx = 4ydy
dx(2xy + 2x) = dy(4y - x2)
dy/dx = (2xy + 2x)/(4y - x²)
(√6, 3) geeft dan   dy/dx = (6√6 + 2√6)/(12 - 6) = 4/3√6
3 = 4/3√6 • 6 + b geeft  b = -5
de raaklijn is  y = 4/3√6 • x - 5
       
  b. dy/dx = ±∞  als de noemer nul is:  4y - x2 = 0
x2 = 4y invullen:  4y • y + 4y = 6 + 2y2
2y2 + 4y - 6 = 0
y2 + 2y - 3 = 0
(y - 1)(y + 3) = 0
y = 1 ∨  y = -3
y = 1  geeft x2  = 4  dus  x = 2  x = -2 en de punten  (-2, 1) en (2, 1)
y = -3 geeft  x2 = -12 en dat heeft geen oplossingen  
       
2. a. x2 - 4y2 = 5
2xdx - 8ydy = 0
dy/dx = 2x/8y = x/4y = 3/4
dan is  x = 3y
(3y)2 - 4y2 = 5
5y2 = 5
y = 1   y = -1  en dat geeft de punten (3, 1) en (-3, -1)

1 = 3/4 • 3 + b geeft  b = -11/4  en de raaklijn  y = 3/4x - 11/4
-1 = 3/4 • -3 + b  geeft  b = 11/4 en de raaklijn  y = 3/4x + 11/4. 
       
  b. dy/dx = 0
2x = 0  x = 0
-4y2 = 5 en dat heeft geen oplossingen
 

dy/dx±∞ 
8y = 0  y = 0
x2 = 5  geeft de punten  (√5, 0) en (-√5, 0) met een verticale raaklijn.

       
  c. y = ax  invullen:  x2 - 4(ax)2 = 5
x2(1 - 4a2) = 5
x2 = 5/(1 - 4a²)
Dat heeft oplossingen als  1 - 4a2 > 0
1 - 4a2 = 0  geeft  a = 1/2  a = -1/2
Er zijn punten met K gemeen als  -1/2 < a < 1/2
       
  d. delen door x2:   1 - 4(y/x)2 = 5/x2
Als x naar oneindig gaat, staat er  1 - 4(y/x)2 = 0
(y/x)2 = 1/4
y/x = 1/2  ∨   y/x = -1/2
Dat geeft  y = 1/2x  ∨   y = -1/2x
De kromme nadert naar deze lijnen dus zijn dit scheve asymptoten.
       
3. a. x3 + 6xy - 3y2 = 0

3x2dx + 6ydx + 6xdy - 6ydy = 0
dx(3x2 + 6y) = dy(6y - 6x)
dy/dx = (3x² + 6y)/(6y - 6x)

evenwijdig aan de x-as:
3x2 + 6y = 0
y
= -1/2x2
invullen :  x3 - 3x3 - 3/4x4 = 0
2x3 + 3/4x4 = 0
x3(2 + 3/4x) = 0
x = 0   x = -8/3  dus dat zijn de punten  (0, 0) en (-8/3, -32/9)

evenwijdig aan de y-as
6y - 6x = 0
y = x
invullen:  x3 + 6x2 - 3x2 = 0
x3 + 3x2 = 0
x2(x + 3) = 0
x = 0 ∨  x = -3  dus dat zijn de punten  (0,0) en (-3, -3)

Het punt (0, 0) heeft helling  0/0  dus dat is onbekend....
       
  b. p3 + 6py - 3y2 = 0
ABC-formule:  y = (-6p ±√(36p² + 12p³))/-6  =  p ± 1/6√(36p2 + 12p3)
De afstand daartussen is  2/6√(36p2 + 12p3)
Dat is minimaal als dat deel onder die wortel minimaal is, dus als de afgeleide ervan nul is:
72p + 36p2 = 0
36p(2 + p) = 0
p = 0  ∨  p = -2
De gezochte waarde is  p = -2, en dan is de afstand  AB = 2/6√(144 - 96) = 1/3√48 = 4/3√3
       
  c. x3 + 6x(qx) - 3(qx)2 = 0
x3 + x2(6q - 3q2) = 0
x2 • (x + 6q - 3q2) = 0
x = 0  ∨  x = 3q2 - 6q
Dat heeft maar ιιn oplossing als deze twee oplossingen samenvallen.
3q2 - 6q = 0
3q(q - 2) = 0
q = 0 ∨  q = 2
       
  d.
       
4.  x - ylny = 0
dx - lnydy - y • 1/y dy = 0
dx = dy(lny + 1)
dy/dx = 1/(lny + 1)

evenwijdig aan de x-as kan niet, want dy/dx wordt nooit nul.

evenwijdig aan de y-as:  lny + 1 = 0
lny = -1
y = e-1 =1/e 
Dan is  x - 1/e • -1 = 0  dus  x = -1/e  en het punt is  (-1/e, 1/e)
       
5. a x = 0 geeft  y3(a - y) = 0  dus  y = 0  of  y = a
Je kunt a dus aflezen op de y-as bij het snijpunt.
De groene en de blauwe hebben a = 2, de rode heeft a = 1

Lees voor het berekenen van b een ander punt af.
groen:  (1.3, 1.5) invullen:  b2 • 1,69 = 1,53 • (2 - 1,5)  ⇒  b2 = 1 ⇒ b = 1
blauw: (0.9, 1.5) invullen:  b2 • 0,81 = 1,53 • (2 - 1,5)  ⇒  b2 = 2   ⇒ b = √2
rood:  (0.3, 0.7) invullen:  b2 • 0,09 = 0,73 • (1 - 0,7)  ⇒   b2 = 1,14  ⇒  b = 1,07
       
  b. b2x2 = y3(a - y)
b2x2 = ay3 - y4
2b2xdx = 3ay2 dy - 4y3dy
dy/dx = 2b²x /(3ay² - 4y³)
verticaal als 3ay2 - 4y3 = 0
y2(3a - 4y) = 0
y = 0  ∨  y = 3/4a
Die laatste is gelijk aan  6, dus 3/4a = 6 ⇒ a = 8

(√3, 6) invullen:  3b2 = 216(8 - 6)
3b2 = 432
b2 = 144
b = 12
       
  c. de verticale raaklijn zit bij   y 3/4a   (zie vraag b)
invullen:  b2x2 = (3/4a)3 • (a - 3/4a)
b
2x2 = 27/256 • a4
x2 = (27a4)/(256b²)
x = ±√((27a4)/(256b²) )
de breedte B is dan tweemaal die wortel, en dat geeft de gevraagde formule.
       
6. a. x2 + (y2 - 1)2 = 1
x2 + y4 - 2y2 + 1 = 1
3xdx + 4y3dy - 4ydy = 0
3xdx = dy(4y - 4y3)
dy/dx = 3x/(4y - 4y³)
De raaklijn is verticaal als  4y - 4y3 = 0
4y(1 - y2) = 0
y = 0 ∨  y = 1   y = -1
y = 0 vervalt, want dan is ook x= 0 en is de helling  0/0

y
= ±1 geeft  x2  = 1  dus  x = 1 ∨  x = -1
Het zijn de punten  (1,1)(-1,1)(1,-1)(-1,-1)
       
  b. x2 + (p2 - 1)2 = 1
x2 = 1 - (p2 - 1)2
x = ±√(1 - (p2 - 1)2 )
dan is AB = 2√(1 - (p2 - 1)2 ) = √3
4(1 - (p2 - 1)2 ) = 3
4(1 - p2 + 2p - 1) = 3
-4p2 + 8p - 3 = 0
p = (-8 ±√(64 - 48))/-4 =  3  of  1
       
7. a. x4 - 4x2 + 4(px)2 = 0
x4 + x2(-4 + 4p2) = 0
x2 (x2 - 4 + 4p2) = 0
x2 = 0  ∨  x2 = 4 - 4p2
x = 0   x = ±(4 - 4p2)
Dat laatste heeft twee verschillende oplossingen (ongelijk 0) als  4 - 4p2 > 0
4p2 < 4
p2 < 1
-1 < p < 1
       
  b. x4 - 4x2 + 4y2 = 0
4x3dx - 8xdx + 8ydy = 0
8ydy = dx(8x - 4x3)
dy/dx = (8x - 4x³)/8y

raaklijn evenwijdig aan de x-as:  8x - 4x3 = 0
4x(2 - x2) = 0
x
= 0  ∨  x = 2   x = -2
x =
0 vervalt want dan is ook y = 0 en dat geeft helling  0/0
x
= √2  geeft  4 - 8 + 4y2 = 0  en daaruit volgt  y = 1 ∨  y = -1
Dat zijn de punten (√2, 1) en (√2, -1)

raaklijn evenwijdig aan de y-as:  8y = 0  dus  y = 0
dat geeft x4 - 4x2 = 0
x
2(x2 - 4) = 0
x
= 0    x = 2    x = -2
x =
0 vervalt want dan is ook y = 0 en dat geeft helling  0/0
Dat zijn de punten  (2, 0) en (-2, 0)
       
8. a. De kromme gaat bijvoorbeeld door (1, 2)
y2 = ax4 - x2    geeft dan  4 = a - 1
Dus a = 5
       
  b. y2 = x4 - x2 
2ydy = 4x3dx - 2xdx
dy/dx = (4x³ - 2x)/2y = (2x³ - x)/y
Als dat -1 is, dan geldt dus  y = -2x3 + 2x
Invullen in de vergelijking van K1:   (-2x3 + 2x)2 = x4 - x2
4x6 - 8x4 + 4x2 = x4 - x2
4x6 - 9x4 + 5x2 = 0
x2(4x4 - 9x2 + 5) = 0
x = 0  ∨   x2 = (9 ±√1)/8
x = 0  ∨  x2 = 1  ∨  x2 = 5/4
x = 0  ∨  x = 1 ∨  x = -1 ∨  x = 1/2√5 ∨  x = -1/2√5
De eerste drie geven allemaal  y = 0 en dan bestaat de helling niet.
x = ±1/2√5  geeft  y2 = 5/16  dus  y = ±1/4√5
Controleren of de hellingen inderdaad -1 zijn geeft de punten    (-1/2√5, 1/4√5)  en  (1/2√5, -1/4√5)
       
  c. (0, 0) voldoet wel aan de vergelijking van K, dus ligt op K.
Maar zodra x naar nul gaat, is  ax4 - x2   kleiner dan nul  (hoe groot a ook is, op een gegeven moment zorgt die x4 er toch voor dat ax4 kleiner wordt dan x2)
Dat betekent dat vlak bij nul  er geen punt op K ligt, want y2  kan niet negatief zijn.
De oorsprong is een los, geοsoleerd punt van K.
       
9. a. y2 = x3 + 3x2
2ydy = 3x2 dx + 6xdx
dy/dx(3x² + 6x)/2y

x =
6 geeft  y2 = 324  dus  y = ±18


in (6, 18)  is dy/dx = 4  dus de raaklijn is  y = 4x + b
18 = 4 • 6 + b  geeft  b = -6  en de raaklijn is  y = 4x - 6

in (6, -18) is dy/dx = -4 dus de raaklijn is  y = -4x + b
-18 = -4 • 6 + b  geeft  b = 6  en de raaklijn is  y = -4x + 6

4x - 6 = -4x + 6
8x = 12
x = 1,5  en dan is y = 0
S = (1.5, 0)
       
  b. dy/dx = 0  als  3x2 + 6x = 0
3x(x + 2) = 0
x = 0   x = -2
x
= 0 vervalt want dan is dy/dx = 0/0

x =
-2 geeft   y2 = 4
Het zijn de punten (-2, 2) en (-2, -2)
       
       

© h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl)