HAVO WA, 2012 - I | ||
Supersize me. | |||||||||||||||||||||||||||
In de film
Supersize Me besluit de hoofdpersoon, Morgan Spurlock, dertig dagen lang
uitsluitend fastfood te eten. Op deze manier krijgt hij elke dag 5000
kcal aan energie binnen. Eerst wordt Morgan, die aan het begin van het experiment 85 kg weegt, nog misselijk van het eten. In het vervolg van de film went Morgan aan het type voedsel en ten slotte gaat hij het zelfs lekker vinden. Diëtisten kunnen de gewichtstoename voorspellen met een rekenmodel. Voor actieve volwassen mannen, zoals Morgan, is er een formule om de energiebehoefte te bepalen om ‘op gewicht’ te blijven: Eb = 33,6 · GHierin is Eb de dagelijkse energiebehoefte in kilocalorieën (kcal) en G het gewicht in kg. |
|
||||||||||||||||||||||||||
Veronderstel dat Morgan een dagelijkse energiebehoefte zou hebben van 5000 kcal om op gewicht te blijven. Dan zou hij volgens bovenstaande formule veel meer wegen dan de 85 kg die Morgan aan het begin van het experiment woog. | |||||||||||||||||||||||||||
3p. | 1. | Bereken hoeveel kg hij dan meer zou wegen. | |||||||||||||||||||||||||
In het rekenmodel wordt verder gebruik gemaakt van het gegeven dat elke 7800 kcal te veel een gewichtstoename van 1 kg veroorzaakt. |
|||||||||||||||||||||||||||
4p. | 2. |
Bereken met behulp van bovenstaande gegevens hoeveel gram Morgan al na één dag zwaarder wordt volgens het rekenmodel. |
|||||||||||||||||||||||||
De gewichtstoename T van Morgan op een bepaalde dag hangt af van zijn energiebehoefte Eb op die dag. Er geldt:T = 0,000128 · (5000 - Eb) Hierin is T de gewichtstoename in kg per dag.Wanneer deze formule gecombineerd wordt met de formule Eb = 33,6 · G , ontstaat een formule van T uitgedrukt in G.Deze nieuwe formule is te herleiden tot de vorm T = a · G + b . |
|||||||||||||||||||||||||||
4p. | 3. | Bereken a en b. | |||||||||||||||||||||||||
Het rekenmodel kan ook gebruikt worden om een gewichtsafname (een negatieve gewichtstoename) te voorspellen. Het model kan dan dienen als basis voor een dieetadvies om af te vallen. Een man met een gewicht van 91 kg krijgt van een diëtiste het advies om af te vallen tot een gewicht van 75 kg. Ze adviseert hem om iedere dag slechts 2520 kcal aan energie te consumeren. De diëtiste geeft hem een tabel mee die gebaseerd is op het rekenmodel. Zie de tabel. In de tabel is t de tijd in maanden vanaf het moment dat de man dagelijks 2520 kcal aan energie consumeert, G het gewicht van de man in kg en A het aantal kg dat hij nog moet afvallen. |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||
In de tabel is bijvoorbeeld af te lezen dat de man, wanneer hij zich aan het dieetadvies houdt, na drie maanden een gewicht G heeft van 85,9 kg.Dat is 10,9 kg boven het gewenste gewicht van 75 kg, dus het aantal nog af te vallen kg A is 10,9. Uit de tabel blijkt dat A bij benadering exponentieel afneemt. Hierbij hoort de formule:A = 16 · 0,88 t (met t in maanden)De man houdt zich nauwgezet aan het dieetadvies. |
|||||||||||||||||||||||||||
3p. | 4. | Bereken het gewicht van de man na acht maanden. | |||||||||||||||||||||||||
4p. | 5. | Bereken na hoeveel maanden de man 12 kg is afgevallen. | |||||||||||||||||||||||||
Tai Sai. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tai Sai is een dobbelspel dat veel in casino’s wordt gespeeld. Het spel komt oorspronkelijk uit China. Tai Sai betekent zoiets als ‘Groot Klein’. Het wordt gespeeld met drie verschillend gekleurde dobbelstenen die op een speeltafel worden gegooid. Vervolgens wordt de som van de ogen van de dobbelstenen bepaald. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4p. | 6. |
Bereken hoeveel verschillende mogelijkheden er zijn waarbij de som van de ogen 6 is. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
De speler kan inzetten op Tai (Groot) of Sai (Klein). Bij Tai gokt de speler erop dat de som van de ogen
van de drie dobbelstenen 11, 12, 13, 14, 15, 16 of 17 is. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volgens de spelregels win je niets als er drie keer
een 1 of drie keer een 6 gegooid wordt. De kans op Tai is even groot als de kans op Sai. De kans op Tai is 107/216 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4p. | 7. |
Toon aan dat de kans op Tai inderdaad 107/216 is. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
Een speler speelt het spel 30 keer en gokt elke keer op Tai. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3p. | 8. | Bereken de kans dat er precies 15 van de 30 keer Tai wordt gegooid. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Een andere speler speelt het spel 25 keer en gokt
elke keer op Tai. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5p. | 9. |
Bereken de kans dat deze speler na 25 keer spelen meer dan 250 euro aan uitbetaling heeft ontvangen. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bij het spel Tai Sai kan een speler ook inzetten op
Wu (Vijf). Hierbij wordt het aantal vijven geteld dat gegooid wordt
met de drie dobbelstenen. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Een speler zet 10 euro in en wil onderzoeken bij welke gok, Wu of Tai, de verwachtingswaarde voor de uitbetaling het hoogst is. Daartoe heeft hij in de onderstaande twee tabellen de (nog onvolledige) kansverdelingen voor zijn uitbetaling gemaakt. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5p. | 10. |
Onderzoek bij welke gok, Wu of Tai, de verwachtingswaarde van de uitbetaling het hoogst is. Geef de berekeningen. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bloeiperiode. | ||||
In Zuid-Engeland onderzoekt men sinds 1950 de lengte van
de bloeiperiode van paddenstoelen. |
||||
|
||||
Van 1950 tot 1980 bleef de lengte van de bloeiperiode
ongeveer gelijk. Daarna is deze in de periode van 1980 tot 2005
toegenomen van 30 tot 83 dagen. |
||||
4p. | 11. |
Bereken met de gegevens van 1980 en 2005 het jaarlijkse groeipercentage vanaf 1980 in twee decimalen nauwkeurig. |
||
Vanaf 1980 is de lengte van de bloeiperiode bij benadering te beschrijven met de formule: B = 30 •1,042tHierin is B de lengte van de bloeiperiode in dagen en t de tijd in jaren vanaf 1980.De lengte van de bloeiperiode is van 1980 tot 2005 ruimschoots verdubbeld. |
||||
3p. | 12. | Bereken in hoeveel jaar de bloeiperiode twee keer zo lang wordt. | ||
Bij de lengte van de bloeiperiode, zoals die aangegeven is in de bovenstaande figuur, kun je een toenamediagram tekenen. In de figuur hieronder staan drie toenamediagrammen, waarvan er één goed past bij de bloeiperiode tussen 1950 en 2005. |
||||
|
||||
3p. | 13. | Geef met een toelichting aan welk toenamediagram het juiste is. | ||
Reactiesnelheid. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Het themanummer van het blad Psychologie Magazine was in 2008 geheel gewijd aan De Man. Het nummer bevatte verschillende testjes waarmee je kon bepalen hoe mannelijk of vrouwelijk je bent. Een van de testjes ging over reactiesnelheid, een punt waarop mannen en vrouwen nogal verschillen. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Voor deze test zijn twee personen nodig en één liniaal.
De 18-jarige Henry doet de test en haalt de volgende resultaten: 16,2 cm, 17,2 cm, 16,1 cm, 16,7 cm en 16,8 cm. Hij berekent zijn gemiddelde vangafstand en bepaalt daarna met behulp van lineair interpoleren in de tabel zijn reactietijd. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4p. | 14. |
Laat zien dat Henry zo op een reactietijd van ongeveer 184 milliseconden uitkomt. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Uit een Amerikaans onderzoek onder mannen en vrouwen tussen de 15 en 30 jaar kwam naar voren dat de reactietijd, volgens deze test bepaald, normaal verdeeld is. Zie de volgende tabel. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Henry ziet dat volgens dit onderzoek veel mannen sneller zijn dan hij. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4p. | 15. |
Bereken hoeveel procent van de mannen sneller is dan Henry met zijn reactietijd van 184 milliseconden. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hierin is R de reactietijd in milliseconden en A de gemiddelde vangafstand in cm.In het vervolg van deze opgave gebruiken we deze formule in plaats van de tabel. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6p. | 16. |
Bereken wat de gemiddelde vangafstand van een man maximaal mag zijn om tot de 5% snelste mannen te behoren |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Twee willekeurige vrouwen tussen de 15 en 30 jaar doen de test. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5p. | 17. |
Bereken de kans dat zij allebei een reactietijd hebben die sneller is dan de gemiddelde reactietijd van mannen. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vanaf de leeftijd van 30 jaar neemt de gemiddelde
reactietijd toe: oudere mensen reageren gemiddeld genomen trager dan
jonge mensen. In sommige situaties kan dat tot problemen leiden. Om
bijvoorbeeld veilig te kunnen deelnemen aan het verkeer moet je niet al
te traag reageren. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Uit de gegevens van deze tabel volgt dat m + s = 147 + 1,5 • t. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3p. | 18. | Laat dit met een berekening zien. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
De uitdrukking m s speelt een rol bij een vuistregel van de normale verdeling. Zie de onderstaande figuur. Je kunt bijvoorbeeld aflezen dat tussen de grenzen m - s en m + s 68% ligt |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3p. | 19. |
Bereken vanaf welke leeftijd 16% van de mannen een reactietijd heeft van meer dan 250 milliseconden. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vogeltrek. | ||||
Vogels die jaarlijks op een andere plaats overwinteren
en na de winter terugkeren naar hun broedgebied, worden trekvogels
genoemd. |
|
|||
3p. | 20. |
Bereken op welke datum de gierzwaluw in 2020 zal terugkeren als deze trend zich voortzet. |
||
Om voorspellingen voor de toekomst te kunnen doen, wordt
een model opgesteld dat deze trend beschrijft. In dit model houden we
geen rekening met schrikkeljaren. De dagen van het jaar worden
genummerd: 1 januari krijgt dagnummer 1 en 31 december dus dagnummer
365. We noemen de tijd in jaren t, met t = 0 in 1980. Er kan een lineaire formule worden opgesteld waarin A wordt uitgedrukt in t. |
||||
3p. | 21. | Stel deze formule op. | ||
In Engeland wordt de gierzwaluw ook wel de
honderddagenvogel genoemd, omdat hij gemiddeld 100 dagen in het land
verblijft voordat hij weer naar zijn wintergebied vertrekt. Uit
hetzelfde onderzoek blijkt dat deze vertrekdatum sinds 1980 ook
verandert. Deze wordt elke 10 jaar ongeveer 0,6 dag vroeger. Samen met
het vroeger worden van de terugkeerdatum leidt dit ertoe dat de
verblijfsduur langer wordt. |
||||
4p. | 22. |
Bereken in welk jaar de gierzwaluw dan voor het eerst meer dan 115 dagen in Engeland verblijft als de genoemde trends zich voortzetten. |
||
UITWERKING | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Het officiële (maar soms beknoptere) correctievoorschrift kun je HIER vinden. Vooral handig voor de onderverdeling van de punten. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. | 5000 = 33,6 • G
geeft G = 5000/33,6 = 148,8 kg. Dat is 148,8 - 85 = 63,8 kg meer. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. | G = 85 geeft
E = 33,6 • 85 = 2856 kcal Hij gebruikt dan 5000 -2856 = 2144 kcal teveel verhoudingstabel |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
? = 2144/7800 = 0,275 kg = 275 gram | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. | T = 0,000128 •
(5000 - 33,6G) = 0,000128 • 5000 - 0,000128 • 33,6G =
0,64 - 0,0043G Dus a = -0,0043 en b = 0,64 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. | 16 • 0,888
= 5,8 De man moet dus nog 5,8 kg afvallen, en is dus 75 + 5,8 = 81,8 kg. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. | In totaal moet de
man 16 kg afvallen. Als hij al 12 is afgevallen blijft er nog 4 kg over om af te vallen. 4 = 16 • 0,88t Vul in de GR in: Y1 = 4 en Y2 = 16 * 0,88^X Calc-interesect geeft dan X = t = 10,84 maanden. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In dit roosterdiagram zie je dat er 5 manieren zijn (de vijf blauwe zessen). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7. | De kans op geen
van beiden is de kans op 3 of 18, en dat zijn twee mogelijkheden (1,1,1)
en (6,6,6) In totaal zijn er 6 • 6 • 6 = 216 mogelijkheden. Dus voor Tai of Sai zijn er 216 - 2 = 214 mogelijkheden. Omdat beiden even waarschijnlijk zijn, zijn er voor elk van beiden 214/2 = 107 mogelijkheden. De kans is daarom 107/216 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8. | Het aantal keer
Tai is binomiaal verdeeld met n = 30, p = 107/216
en k = 15. De kans is dan binompfd(30, 107/216, 15) = 0,14. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9. | 250/20
= 12,5 dus er moet minstens 13 keer Tai gegooid zijn. Het aantal keer Tai is binomiaal verdeeld met n = 25 en p = 107/216 P(X ≥ 13) = 1 - P(X ≤ 12) = 1 - binomcdf(25, 107/216, 12) = 0,48 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
10. | Voor Wu: Noem N = niet vijf P(één 5) = P(5NN) + P(N5N) + P(NN5) = 3 • 1/6 • 5/6 • 5/6 = 75/216, en de uitbetaling is dan 20 euro P(twee 5) = P(55N) + P(N55) + P(5N5) = 3 • 1/6 • 1/6 • 5/6 = 15/216, en de uitbetaling is dan 30 euro De verwachtingswaarde wordt dan 0 • 125/216 + 20 • 75/216 + 30 • 15/216 + 130 • 1/216 = 9,63 euro Voor Tai: P(Tai) = 107/216 en de uitbetaling is dan 20 euro P(geen Tai) = 1 - 107/216 = 109/216 en de uitbetaling is dan 0 euro De verwachtingswaarde is dan 0 • 109/216 + 20 • 107/216 = 9,91 euro Dus Tai heeft de grootste verwachtingswaarde. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11. | De exponentiële
formule geeft (kies B in het begin in 1950): 83 = 30 • g25
g25 = 83/30 = 2,767 dus g = 2,7671/25 = 1,0415 Dat is een toename van 4,15 % per jaar. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
12. | De beginwaarde is
30, dus is de eindwaarde bij verdubbeling gelijk aan 60. 60 = 30 • 1,042t Voer in de GR in: Y1 = 60 en Y2 = 30 * 1,042^X calc - intersect geeft dan X = 16,8 jaar |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
13. | in het begin was
de bloeiperiode constant, dus de toenames zijn dan nul. op het eind was er exponentiële toename, en dat betekent dat de toename steeds sneller gaat, dus dat de staafjes steeds langer worden. Het is daarom diagram B. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
14. | gemiddelde van
Henry: (16,2 + 17,2 + 16,1 + 16,7 + 16,8)/5
= 16,6 Dat zit tussen de 16 en 18 in. maak een tabel voor de verschillen , gerekend vanaf (16, 181) Bij toename van de vangafstand van 2 hoort een toename van de reactietijd van 192 - 181 = 11 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
?? = 11 • 0,6/2
= 3,3 De reactietijd wordt dan 181 + 3,3 = 184,3 milliseconden |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
15. | P(tijd < 184) =
normalcdf(0, 184, 178, 14) = 0,67. Dat is dus ongeveer 67% |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
16. | Bij de 5% snelste
mannen heeft 5% een nog kortere reactiesnelheid. Dus moet gelden normalcdf(0, X, 178, 14) = 0,05 Voer in Y1 = normalcdf(0, X, 178, 14) en Y2 = 0,05 calc - intersect geeft dan R = 154,97 154,97 = 100 • √(A/4,9) 1,5497 = √(A/4,9) 1,54972 = 2,4016 = A/4,9 A = 4,9 • 2,4016 = 11,77 cm (dit laatste stuk kan ook met calc - intersect natuurlijk) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
17. | De kans dat één
vrouw een reactietijd sneller dan 178 heeft is npormalcdf(0, 178,
195,18) = 0,1725 De kans dat ze beiden sneller zijn is dan 0,17252 = 0,0297 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
18. | m + s
= 178 + 1,2 • (t - 30) + 14 + 0,3 • (t - 30) = 178 + 1,2t - 1,2 • 30 + 14 + 0,3t - 0,3 • 30 = 178 + 1,2t - 36 + 14 + 0,3t - 9 = (178 - 36 + 14 - 9) + (1,2t + 0,3t) = 147 + 1,5t |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
19. | m + s
= 250 147 + 1,5t = 250 1,5t = 250 - 147 = 103 t = 103/1,5 = 68,67 dus ongeveer vanaf 69 jaar. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
20. | per 10 jaar 3
dagen eerder tussen 1980 en 2020 is 40 jaar, en dat is 4 keer 10 jaar. de zwaluw keert dus 4 • 3 = 12 dagen eerder terug. 12 dagen eerder vanaf 2 mei is 20 april. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
21. | De lijn die bij de
formule hoort gaat door bijvoorbeeld (0, 122) en (10, 119) Δy/Δx = (122 - 119)/(0 - 10) = -0,3 De formule is dan A = -0,3t + b b is het beginpunt, maar omdat de lijn door (0, 122) gaat is b = 122 De formule is dan A = 122 - 0,3t |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
22. | In tien jaar wordt
de terugkeerdatum 3 dagen eerder en de vertrekdatum 0,6 dagen eerder. Dan wordt in 10 jaar het verblijf 3 - 0,6 = 2,4 dagen langer. Per jaar is dat 0,24 dagen langer Van 100 naar 115 dagen is 15 dagen langer, dus dat duurt 15/0,24 = 62,5 jaar 62,5 jaar na 1980 is voor het eerst in 2043. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||