Gemiddelde wachttijd berekenen met een primitieve
Bij deze les rekenen je een bepaalde integraal exact uit met een gegeven primitieve. Zo bereken je een gemiddelde bij een verdeling met een e-macht, wat vaak op het centraal examen voorkomt.
Een bepaalde integraal reken je exact uit met een primitieve. Je zoekt een functie F waarvan de afgeleide gelijk is aan de integrand. Daarna reken je F(b) − F(a) uit. Zo krijg je de precieze waarde en geen benadering.
In deze opgave staat de primitieve al in de tekst. Je hoeft hem dus niet zelf te vinden. Wel moet je kunnen controleren dat hij klopt. Dat doe je door de primitieve af te leiden. Dan krijg je weer de integrand terug. Let daarbij goed op de exponent, want de afgeleide van e^(−t/2) is −½ · e^(−t/2).
Het gemiddelde van een verdeling reken je uit met een integraal. Je vermenigvuldigt t met de verdeling en integreert over het bereik. De functie f is gegeven als een oppervlakte van 100 procent. Daarom deel je door 100. Dit is de factor 1/100 in de formule.
De integraal loopt van 0 tot 20. Langere wachttijden komen in dit model zelden voor, dus daarom stop je bij 20 minuten. Vul eerst de bovengrens in en trek daarna de waarde bij de ondergrens af. Vereenvoudig tot slot het eindresultaat zo ver mogelijk.
Onthoud
Een bepaalde integraal reken je exact uit met F(b) − F(a), waarbij F een primitieve is.
Een gegeven primitieve controleer je door hem af te leiden.
Bij een gemiddelde integreer je t maal de verdeling, en deel je door de totale oppervlakte.
Vul eerst de bovengrens in en trek daarna de waarde bij de ondergrens af.
Vermenigvuldig constanten met de integraal, zodat de rekening overzichtelijk blijft.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Bereken de gemiddelde wachttijd met f(t) = 50 · e^(−t/2) voor t van 0 tot 20. De primitieve van t · e^(−t/2) staat in de tekst.
- 1
Het gemiddelde schrijf je als 1/100 · de integraal van 0 tot 20 van t · f(t) dt.
Veelgemaakte fouten
Je vergeet de factor 1/100 bij het gemiddelde. Deel de integraal van t · f(t) door 100, zodat de verdeling klopt.
Je controleert de primitieve niet en neemt de exponent verkeerd over. Leid de primitieve af en kijk of je de integrand terugkrijgt.
Je vult de grenzen door elkaar in of vergeet de ondergrens. Vul eerst de bovengrens in en trek daarna de waarde bij de ondergrens af.
Snel checken
Welke functie is een primitieve van t · e^(−t/2)?
Wat is de waarde van de integraal van 0 tot 2 van (3t² + 1) dt?