Eindexamen wiskunde C vwo 2018, tijdvak 2: vragen en antwoorden

Op 13 april 2013 heropende foto het Amsterdamse Rijksmuseum (zie de foto), na een verbouwing van tien jaar. Het museum doet er sindsdien veel aan om publiciteit te genereren: er zijn grote exposities in de tuinen en er worden grote aanwinsten verworven. Ook online timmert het museum aan de weg. Zo is het gedeelte van de website van het museum waar je je eigen collectie kunt samenstellen ongekend populair.

Het aantal bezoeken aan de website nam van 2 861 948 in 2012 toe tot

6 091 312 in 2013. Daarnaast nam het gemiddelde aantal pagina’s dat per bezoek opgevraagd werd toe van 5,62 tot 7,35.

Het aantal bezoeken aan de website nam dus toe van 2 861 948 in 2012 tot 6 091 312 in 2013. De totale verblijfsduur in 2012 van al die bezoeken samen was 15 025 248 minuten. De totale verblijfsduur in 2013 was 3,75 keer zo groot als de totale verblijfsduur in 2012.

Enige tijd later bracht het Rijksmuseum een publicatie uit over de economische waarde van het Rijksmuseum. Daarin werd beschreven wat (direct of indirect) de bijdrage van een Rijksmuseumbezoeker aan het Nederlandse bruto binnenlands product (BBP) is. Er werd toen nog uitgegaan van 1,5 miljoen bezoekers aan het museum in 2013. Als er meer dan 1,5 miljoen Rijksmuseumbezoekers zijn, dan levert elke Rijksmuseumbezoeker boven die 1,5 miljoen, direct of indirect, een bijdrage van € 110 aan het BBP. In formulevorm: B = 110 · ( x

• 1,5) , met B de bijdrage aan het BBP in miljoenen euro’s en x het aantal bezoekers van het museum in miljoenen (met x > 1,5 ).

Onder het Rijksmuseum loopt een onderdoorgang, die veelvuldig door voetgangers en fietsers gebruikt wordt. Amsterdammers vreesden dat, na de heropening, de onderdoorgang voor fietsers verboden zou worden, omdat zich hierin ook de ingangen van het museum bevinden en het dan te druk zou kunnen gaan worden.

Vóór de heropening is dan ook onderzoek gedaan naar het aantal voetgangers dat zich tegelijkertijd zou gaan ophouden in de onderdoorgang. Hierbij was vooral het aantal voetgangers tijdens de piekuren op drukke dagen van belang. Uitgaande van het aantal van

2 miljoen jaarlijkse museumbezoekers, andere passanten én rekening houdend met enkele aannames die onder de tabel staan, kan de tabel worden ingevuld. Deze tabel staat ook op de uitwerkbijlage.

tabel totaal aantal voetgangers (museumbezoekers en passanten samen) Aantal per dag gemiddeld piekuur minuut in minuut in uur een een Op een… gemiddeld piekuur uur rustige dag gemiddelde dag 15 100 drukke dag

− Op een drukke dag zijn er driemaal zoveel voetgangers als op een gemiddelde dag; op een rustige dag is dat 1/3e deel van het aantal voetgangers op een gemiddelde dag.

• In een gemiddeld uur loopt er 1/10e deel van het dagelijks aantal voetgangers, tijdens een piekuur loopt er 1/5e deel van het dagelijkse aantal.
• Elke minuut loopt er 1/60e deel van het aantal dat er in een uur loopt.

Om een beeld te krijgen van de drukte wordt uit de voorgaande cijfers de voetgangersdichtheid k berekend, het aantal voetgangers per vierkante meter: aantal voetgangers per minuut k=

60 × loopsnelheid × breedte van het voetpad Hierin is de loopsnelheid in m/s en de breedte van het voetpad in m. De gemiddelde loopsnelheid is 0,75 m/s. De beschikbare breedte van de voetpaden in de onderdoorgang is 6 meter. Als de voetgangersdichtheid boven de 0,71 komt, is er sprake van onacceptabele drukte.

Carmen gaat cupcakes (zie foto 1) bakken. foto 1

Zij gebruikt daarvoor de onderstaande ingrediënten:

Voor 12 vanille cupcakes

• 180 gram boter
• 135 gram suiker
• 8 gram vanillesuiker
• 4 eieren
• 180 gram zelfrijzend bakmeel
• snufje zout

Carmen heeft 300 gram suiker in huis en van alle andere ingrediënten heeft ze ruim voldoende. Ze wil zo veel mogelijk cupcakes bakken.

Volgens het recept moeten de cupcakes 20 minuten gebakken worden op een temperatuur van 175 °C . Carmen weet dat cupcakes gaar zijn als de kerntemperatuur van de cupcakes 95 °C is.

Carmen veronderstelt daarom dat de kerntemperatuur van cupcakes in

20 minuten van kamertemperatuur (20 °C) stijgt naar 95 °C. Als deze toename exponentieel verloopt, dan hoort daar de volgende formule bij: K = 20 ·1,081t , met K de kerntemperatuur en t de tijd in minuten. Hierbij is t = 0 het tijdstip waarop de cupcakes de oven ingaan.

De groeifactor 1,081 in de formule is afgerond op drie decimalen.

Carmen vraagt zich af of ze ook had kunnen aannemen dat de kerntemperatuur lineair stijgt. Ze wil onderzoeken welk model het beste past: het lineaire of het eerder gebruikte exponentiële model. Daartoe meet Carmen na 12 minuten de kerntemperatuur van haar cupcakes. Deze blijkt 52 °C te zijn.

Het Amerikaanse bedrijf Tasty Layers heeft zich gespecialiseerd in het maken van heel hoge en grote torens van cupcakes. Voor grote feesten en bruiloften maakt Tasty Layers bouwwerken met daarop honderden cupcakes.

Op foto 2 zie je een voorbeeld van zo’n foto 2 bouwwerk. De toren op foto 2 heeft 9 lagen.

Om uit te rekenen hoeveel cupcakes er (ongeveer) op deze toren staan gebruiken we het volgende model:

An = 1, 4 · An−1

A1 = 6

In deze formule is An een benadering van het aantal cupcakes op de ne laag, met n = 1 voor de bovenste laag.

Omdat er natuurlijk op iedere laag een geheel aantal cupcakes staat, moeten we de waarden van An op de gebruikelijke manier op helen afronden. Omdat A2 = 8, 4 komen er 8 cupcakes op de tweede laag, en omdat A3 = 1, 4 · 8, 4 = 11,76 komen er dus 12 cupcakes op de derde laag. Enzovoort. Zo krijg je voor de bovenste vijf lagen 6, 8, 12, 16 en 23 cupcakes, dus in totaal 65 cupcakes.

In werkelijkheid staan er 300 cupcakes op de toren.

Voor een groot bedrijfsfeest krijgt Tasty Layers de opdracht een cupcaketoren te maken met daarop 1000 cupcakes. Het bedrijf gebruikt voor deze opdracht een toren met op de bovenste laag 6 cupcakes en op elke volgende laag 18 cupcakes meer. We nemen weer n = 1 voor de bovenste laag.

De onderstaande tekst is gebaseerd op een artikel van februari 2016 uit het Onderwijsblad van de Algemene Onderwijsbond.

De pabo’s krijgen gemiddeld een derde minder nieuwe eerstejaars binnen. Schrijnend is de situatie bij de Haagse Hogeschool waar, volgens de cijfers van Vereniging Hogescholen, de instroom keldert met 58%. Het Onderwijsblad voorspelde al een flinke duikeling bij de pabo’s door de vele toelatingstoetsen. Uiteindelijk noteren de pabo’s 1820 nieuwe eerstejaars minder, een daling van 32 procent. Minister Jet Bussemaker is niet verrast. Zij wijt de daling aan de afschaffing van de studiebeurs en de strengere eisen op de pabo’s.

Het artikel spreekt van een daling van 32% nieuwe eerstejaars in 2015 ten opzichte van het jaar ervoor.

We kijken nu naar de laatste zin van het artikel. Hiervoor introduceren we de volgende afkortingen: D: daling van het aantal nieuwe eerstejaars A: afschaffing van de studiebeurs S: strengere eisen op de pabo’s Stel nu dat minister Bussemaker met het woordje ‘en’ bedoelt dat de afschaffing van de studiebeurs in combinatie met de strengere eisen op de pabo’s zorgt voor een daling van het aantal nieuwe eerstejaars.

Naar aanleiding van de uitspraak van minister Bussemaker vermoedde men op sommige pabo’s dat het volgende zou gaan gelden: ( A ⇒ D) ⇒ V Hierin betekent de afkorting V: het collegegeld wordt verlaagd.

Bij sommige pabo’s krijgen studenten aan het begin van hun eerste jaar een rekentoets. Bij een onvoldoende worden ze in de loop van het eerste jaar bijgespijkerd en krijgen ze voor de zomer een nieuwe rekentoets. Als ze hier niet voor slagen, mogen ze niet door naar het tweede jaar. We introduceren weer afkortingen: R: slagen voor rekentoets O: overgaan naar tweede jaar

Op foto 1 zie je de piramide van het Louvre, die fungeert als ingang voor het museum. Het is een regelmatige vierzijdige piramide met zijvlakken die bestaan uit ruitvormige en driehoekige glazen panelen.

[foto 1: zie het originele examen]

Sommige mensen beweren dat er in totaal 666 glazen panelen in de wanden verwerkt zijn. Dit is echter niet juist. De drie zijvlakken zonder ingang hebben aan de onderkant elk 18 driehoekige panelen en daarboven 17 rijen ruitvormige panelen. De onderste van deze 17 rijen heeft 17 ruitvormige panelen en de rijen daarboven hebben telkens één paneel minder. Het vierde zijvlak is op dezelfde manier opgebouwd, maar het heeft

2 driehoekige en 9 ruitvormige panelen minder doordat daar een opening is voor de ingang. Voor de som van de getallen 1 tot en met n geldt de volgende formule: som = 12 n (1 + n)

In juni 2016 liet de Franse kunstenaar JR het voorste zijvlak van de piramide beplakken met een reusachtige foto van het gebouw dat zich achter de piramide bevindt. Zie foto’s 2 en 3. [foto 2: zie het originele examen]

[foto 3: zie het originele examen]

Precies vanaf de plek waar foto 3 is gemaakt, leek het net alsof de piramide verdwenen was. De maker van foto 4 stond niet precies op deze plek, want de foto op de piramide sluit niet precies aan bij het gebouw daarachter.

[foto 4: zie het originele examen]

Als het voorste zijvlak van de piramide verticaal was geweest, had de kunstenaar de foto van het gebouw gewoon vergroot op die verticale wand kunnen plakken. Omdat het voorste zijvlak van de piramide schuin is, moest hij de foto bewerken om het juiste effect te krijgen. Om hiervan een indruk te krijgen is in figuur 1 een vereenvoudigde situatie weergegeven. De vierhoek ABCD op de piramide wordt door het oog waargenomen als de verticaal staande rechthoek ABC'D' .

[figuur 1: zie het originele examen]

piramide 130 325 C C'

D D'

O

165

B 55 A

Het oog bevindt zich op 165 cm hoogte in punt O. Het vlak door O, C, D, C' en D' is horizontaal. In figuur 2 is dit vlak apart getekend met daarin aangegeven de maten in cm.

[figuur 2: zie het originele examen]

130 325 C C'

55 O

D' D

Op de uitwerkbijlage is een begin gemaakt met de tekening van vierhoek ABCD op schaal 1:20.

Vliegtuigen stoten veel vervuilend CO2 uit. Daarom moet de luchtvaart een belangrijke bijdrage leveren aan de vermindering van de CO 2-uitstoot. De CO2-uitstoot van vliegtuigen wordt gemeten in gram CO2 per zogeheten vliegtuigkilometer. Een vliegtuigkilometer is een afgelegde kilometer door een vliegtuigpassagier. In figuur 1 zie je vanaf het jaar 1970 de jaarlijkse gemiddelde CO2-uitstoot per vliegtuigkilometer.

[figuur 1: zie het originele examen] 450 jaarlijkse gemiddelde CO2-uitstoot in gram 400 per vliegtuigkilometer

350

300

250

200

150

100

50

0

1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 jaar

In figuur 1 is te zien dat de jaarlijkse gemiddelde CO2 -uitstoot per vliegtuigkilometer sinds 1970 sterk daalt.

In de periode van 1980 tot 2010 is de jaarlijkse gemiddelde CO2-uitstoot per vliegtuigkilometer vrijwel lineair gedaald van 250 tot 135 gram.

Neem aan dat deze lineaire daling zich zo voortzet.

Het is niet waarschijnlijk dat de uitstoot lineair zal blijven dalen. Een realistischer model gaat uit van een daling die telkens minder sterk wordt tot een zekere grenswaarde is bereikt. Hiervoor geldt de formule:

C = 40 + a · bt Hierbij is C de jaarlijkse gemiddelde CO2 -uitstoot per vliegtuigkilometer in grammen en t in jaren met t = 0 in 1980.

In figuur 1 is goed te zien dat de aanvankelijk sterke daling van de jaren 70 steeds minder werd. Daarom wordt ook wel gerekend met een model waarin de jaarlijkse gemiddelde CO2-uitstoot per vliegtuigkilometer in de periode van 1970 tot 2010 exponentieel is gedaald met 2,7% per jaar. Deze daling zal niet het gewenste effect hebben. Het aantal vliegtuigkilometers per jaar stijgt exponentieel. Zie figuur 2. En als het aantal vliegtuigkilometers per jaar blijft stijgen zoals het de afgelopen decennia heeft gedaan, zal de totale jaarlijkse CO2-uitstoot niet dalen maar blijven toenemen.

[figuur 2: zie het originele examen] 7000 aantal vliegtuigkilometers per jaar wereldwijd in miljarden 6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

1945 1955 1965 1975 1985 1995 2005 2015 jaartal

Neem aan dat het aantal vliegtuigkilometers per jaar exponentieel blijft toenemen zoals in de periode van 1980 tot 2015 in figuur 2 en dat de jaarlijkse gemiddelde CO2-uitstoot per vliegtuigkilometer blijft dalen met 2,7% per jaar.

Sommige mensen hebben een schildpad als huisdier. Bepaalde soorten houden onder natuurlijke omstandigheden een winterslaap. De eigenaar kan ervoor kiezen om zijn schildpad ook in winterslaap te laten gaan, omdat hij anders de hele winter extra licht en warmte moet geven aan zijn huisdier. Een schildpad moet een gezond gewicht hebben bij het begin van zijn winterslaap, anders is er een kans dat hij het niet overleeft. Om vast te stellen of de schildpad een gezond gewicht heeft, wordt vaak de Jackson Ratio gebruikt. G De Jackson Ratio R wordt berekend met de formule R = . L3 Hierin is G het gewicht van de schildpad in gram en L de lengte van het schild van de schildpad in cm. Voor de Griekse landschildpad geldt de volgende vuistregel: een schildpad kan veilig aan een winterslaap beginnen als zijn Jackson Ratio tussen 0,18 en 0,22 ligt.

Jesse heeft een Griekse landschildpad met een schildlengte van 15 cm en wil hem een winterslaap laten houden.

De lengte van het schild moet recht gemeten worden, bijvoorbeeld door de schildpad met ingetrokken kop tussen een schuifmaat te zetten (zie foto 1). Veronderstel dat iemand toch de lengte over het schild heen meet (zie foto 2).

foto 1 foto 2

Op een Engelse website staat het volgende: als je het gewicht meet in Engelse ponden (lbs) en de schildlengte in inches, kun je de Jackson W Ratio berekenen met de formule R = c · 3 . l Hierin is W het gewicht in Engelse ponden en l de schildlengte in inches.

1 Engels pond (lb) ≈ 454 gram en 1 inch = 2,54 cm. De Jackson Ratio moet dan ook weer dezelfde waarde opleveren.