Geometrinoter 2. Brahmaguptas formel Arealet af en indskrivelig firkant ABCD kan tilsvarende beregnes ud fra firkantens sidelængder:



Relaterede dokumenter
Geometrinoter 2. Brahmaguptas formel Arealet af en indskrivelig firkant ABCD kan tilsvarende beregnes ud fra firkantens sidelængder:

1 Trekantens linjer. Definition af median En median er en linje i en trekant der forbinder en vinkelspids med midtpunktet af modstående side.

STUDENTEREKSAMEN NOVEMBER-DECEMBER 2007 MATEMATISK LINJE 2-ÅRIGT FORLØB TIL B-NIVEAU MATEMATIK DELPRØVEN UDEN HJÆLPEMIDLER

Matematik. Kompendium i faget. Tømrerafdelingen. 1. Hovedforløb. a 2 = b 2 + c 2 2 b c cos A. cos A = b 2 + c 2 - a 2 2 b c

1 Trekantens linjer. 1.1 Medianer En median er en linje i en trekant der forbinder en vinkelspids med midtpunktet af modstående side.

1 Trekantens linjer. Definition af median En median er en linje i en trekant der forbinder en vinkelspids med midtpunktet af modstående side.

GEOMETRI. Generelt om vinkler. Notation for vinkler: u, A, BAC. Topvinkler er lige store, x = y

Transformationsgeometri: Inversion. Kirsten Rosenkilde, august Inversion

Vektorer. koordinatgeometri

Elementær Matematik. Plangeometri

MATEMATISK FORMELSAMLING

Trigonometri. Trigonometri. Sinus og cosinus... 2 Tangens... 6 Opgaver Side 1

Elementær Matematik. Analytisk geometri

Projekt 6.5 Vektorers beskrivelseskraft

1 Trekantens linjer. Indhold

Matematik 2011/2012 Skovbo Efterskole Trigonometri. Trigonometri

Elementær Matematik. Vektorer i planen

FORMELSAMLING. Indholdsfortegnelse

Formelsamling Matematik C Indhold

3. Vilkårlige trekanter

Trigonometri. Matematik A niveau

Formelsamling Mat. C & B

Linjer på skift. Figurer. Format 5. Nr. 15. a a Tegn AB, BC, AE, CD og CF, GH, GI. b Tegn de to parallelle linjestykker, der kan tegnes til GH.

Formelsamling Matematik C Indhold

Vektorer. koordinatgeometri

gudmandsen.net Geometri C & B

Sorø Opgaver, geometri

K TEKNIK TEKNIK TEKNIK TEKNIK TEKNIK TEKNIK TEKNIK TEKN. Matematik F Geometri

Matematik B-A. Trigonometri og Geometri. Niels Junge

1,0. sin(60º) 1,0 cos(60º) I stedet for cosinus til 60º og sinus til 60º skriver man cos(60º) og sin(60º).

Det dobbelttydige trekantstilfælde

Lektion 6 Bogstavregning

Paradokser og Opgaver

Eksamensopgave august 2009

dvs. vinkelsummen i enhver trekant er 180E. Figur 11

Retningslinjer for bedømmelsen Georg Mohr-Konkurrencen runde

Forslag til løsning af Opgaver til analytisk geometri (side 338)

Matematikkens mysterier - på et obligatorisk niveau. 2. Trigonometri

Figurer. Planere: glatte, udjævne. Linjer. EB og AI, GK og HJ, MO og NP. Linjer. Vinkler Plane figurer Flytninger. 2 Linjestykker. 1 Hvad husker I?

Matematikkens sprog INTRO

Lektion 7s Funktioner - supplerende eksempler

Vektorer. koordinatgeometri. for gymnasiet, udgave Karsten Juul

Hvis man ønsker mere udfordring, kan man springe den første opgave af hvert emne over.

Elementær Matematik. Trigonometri

Trekants- beregning for hf

Geometri - Teori og opgaveløsning

Geometri. 1 Trekantens linjer. Indhold

Projekt 10.3 Terningens fordobling

Paradokser og Opgaver

Matematik A. Højere teknisk eksamen. Formelsamling til delprøve 1

Geometriske egenskaber & sammenhæng - Fase 3

1. Eksperimenterende geometri og måling

Michel Mandix (2017) Derfor er der behov for en række værktøjer, som kan bruges også til de vilkårlige trekanter. a b c A B C

Formelsamling i Matematik på C og B og A niveau Dette er en formelsamling der er under konstant udvikling Så hvis du har ønsker til denne så sig til

Løsningsforslag til Geometri klasse

Elementær Matematik. Vektorer i planen

1 Trekantens linjer. Indhold

er et helt tal. n 2 AB CD AC BD (b) Vis, at tangenterne fra C til de omskrevne cirkler for trekanterne ACD og BCD står vinkelret på hinanden.

Undervisningsbeskrivelse

Affine transformationer/afbildninger

b > 0 og x > 0, vil vi kalde en potensfunktion Potensfunktioner

Løsning til øvelse 7.8, side 272: Københavns Politigård

MATEMATISK FORMELSAMLING

Formelsamling Mat. C LINEÆR VÆKST EKSPONENTIEL VÆKST POTENS-VÆKST... 11

Produkter af vektorer i 2 dimensioner. Peter Harremoës Niels Brock

Vektorer. koordinatgeometri

Dynamiske konstruktioner med et dynamisk geometriprogram En øvelsessamling

Projekt 3.3 Linjer og cirkler ved trekanten

Eksempel 9.1. Areal = (a 1 + b 1 )(a 2 + b 2 ) a 1 a 2 b 1 b 2 2a 2 b 1 = a 1 b 2 a 2 b 1 a 1 a 2 = b 1 b 2. Eksempel = ( 1) = 10

Geometri, (E-opgaver 9d)

Integralregning. 2. del Karsten Juul

Lektion 5 Det bestemte integral

Institut for Matematik, DTU: Gymnasieopgave. Integrationsprincippet og Keplers tønderegel

ALGEBRA. symbolbehandling). Der arbejdes med hjælpemiddelkompetencen,

Opgaver hørende til undervisningsmateriale om Herons formel

Eksamensspørgsmål: Trekantberegning

Projekt 2.4 Euklids konstruktion af femkanten

Maria Solstar Vestergaard Roskilde Tekniske Gymnasium Klasse 1.4g. Matematik B Klasse 1.4g Hjemmeopgaver

Projekt 10.3 Terningens fordobling

Oversigt. geometri exempler. areal: 4 3 = 12 m 2 omkreds: = 14 m. areal: 5 5 = 25 cm 2 omkreds: = 20 cm. areal: 8 5 = 40 dm 2

GUX Matematik Niveau B prøveform b Vejledende sæt 2

Lærereksemplar. Kun til lærerbrug GEOMETRI 89. Kopiering er u-økonomisk og forbudt til erhvervsformål.

Erik Vestergaard Erik Vestergaard, 2009.

( ) Projekt 7.17 Simpsons formel A A A. Hvad er matematik? 3 ISBN

Stamfunktion & integral

Formelsamling i Matematik på C og B og A niveau Dette er en formelsamling der er under konstant udvikling Så hvis du har ønsker til denne så sig til

Geometri Følgende forkortelser anvendes:

INTEGRALREGNING. Opgaver til noterne kan findes her. PDF. Facit til opgaverne kan hentes her. PDF. Version: 5.0

Ny Sigma 9, s Andengradsfunktioner med regneforskrift af typen y = ax + bx + c, hvor a 0.

1 Geometri & trigonometri

Implicit differentiation

Bjørn Grøn. Euklids konstruktion af femkanten

Planintegralet. Preben Alsholm 5. maj Integralet af en funktion af én variabel. 1, x i ] et tal t i. Summen. n f (t i ) (x i x i 1 ) R =

Trigonometri FORHÅNDSVIDEN

Bilag 2 - Spildevandsplan

Mat. B (Sådan huskes fomlerne) Formler, som skal kunnes til prøven uden hjælpemidler

brikkerne til regning & matematik geometri F+E+D preben bernitt

Teknisk. Matematik FACITLISTE. Preben Madsen. 4. udgave

TREKANTER. Indledning. Typer af trekanter. Side 1 af 7. (Der har været tre kursister om at skrive denne projektrapport)

Svar på opgave 322 (September 2015)

Transkript:

Geometrinoter 2, jnur 2009, Kirsten Rosenkilde 1 Geometrinoter 2 Disse noter omhndler sætninger om treknter, trekntens ydre røringscirkler, to cirklers rdiklkse smt Simson- og Eulerlinjen i en treknt. Noterne forudsætter kendsk til Geometrinoter 1. 1 Trekntens formler I dette fsnit ser vi på en treknt ABC hvor s etegner den hlve omkreds, r er rdius i den indskrevne cirkel, R er rdius i den omskrevne cirkel, og T er relet. Herons formel Arelet f en treknt kn eregnes ud fr trekntens sidelængder vh. Herons formel Ifølge cosinusreltionen er T = s(s )(s )(s c). (2c) 2 cos 2 A = ( 2 + c 2 2 ) 2. Vi ved t 4T = 2c sin A, og ved kvdrering 16T 2 = (2c) 2 sin 2 A. Desuden er sin 2 A = 1 cos 2 A. Smlet giver dette 16T 2 = (2c) 2 (2c) 2 cos 2 A = (2c) 2 ( 2 + c 2 2 ) 2 = (2c + 2 + c 2 2 )(2c 2 c 2 + 2 ) = (( + c) 2 2 )( 2 ( c) 2 ) = ( + + c)( + c )( + c )( + c) = 16s(s )(s )(s c). Brhmgupts formel Arelet f en indskrivelig firknt ABCD kn tilsvrende eregnes ud fr firkntens sidelængder: T = (s AB )(s BC )(s CD )(s DA ) hvor s også her etegner den hlve omkreds. Opgve 1.1 (Om Brhmgupts formel). Vis Brhmgupts formel. (Hint: Del firknten i to treknter, og rug smme idé som i eviset for Herons formel). Sætning om rel og rdius i den indskrevne cirkel Der gælder t T = rs. Opgve 1.2 (Om rel og rdius i den indskrevne cirkel). sætningen om rel og rdius i den indskrevne cirkel. Sætning om rdius i den omskrevne cirkel Om rdius i den omskrevne cirkel gælder der 2R = sin A = sin B = c sin C. Hermed er Herons formel evist.

Geometrinoter 2, jnur 2009, Kirsten Rosenkilde 2 Af figuren ses t sin A = sin A = og sin C = c 2R, og dermed i lt 2R = sin A = 2R. Tilsvrende ses t sin B = 2R sin B = c sin C. Sætning om rel og rdius i den omskrevne cirkel Der gælder t 4RT = c. Ifølge sætningen om rdius i den omskrevne cirkel smt sætningen om relet f en treknt udtrykt ved sinus til en vinkel og længden f de hosliggende sider, er 4RT = 2 2R T = 2 sin A 1 c sin A = c. 2 Opgve 1.3. I et kvdrt ABCD er indskrevet en cirkel med rdius R. kldes E. Vis t AE 2 + BE 2 + CE 2 + DE 2 = 4R 2. Opgve 1.5. Vis t der findes uendeligt mnge treknter hvor sidelængderne er tre på hinnden følgende hele tl, og relet f treknten er et helt tl. (NMC 1995) Opgve 1.6. Vis for en treknt ABC t cos A + cos B + cos C = r R + 1. Her er r rdius i den indskrevne cirkel, og R er rdius i den omskrevne cirkel. Opgve 1.7. Vis for en treknt ABC t 1 + 1 c + 1 c = 1 2rR. Her er r som før rdius i den indskrevne cirkel, og R er rdius i den omskrevne cirkel. Opgve 1.8. I en treknt ABC dnner de tre fodpunkter for højderne en ny treknt. t rdius i den omskrevne cirkel til den nye treknt er hlvt så stor som rdius i den omskrevne cirkel til treknt ABC. En tngent til cirklen skærer linjestykkerne AB og AD i henholdsvis P og Q. Rdius i den indskrevne cirkel til treknt AP Q kldes r. Udtryk relet f treknt AP Q vh. r og R. Opgve 1.4. Firknt ABCD er indskrevet i en cirkel med rdius R. Digonlerne står vinkelret på hinnden, og deres skæringspunkt

Geometrinoter 2, jnur 2009, Kirsten Rosenkilde 3 2 Trekntens ydre røringscirkler Definition f trekntens ydre røringscirkler En treknt ABC hr tre ydre røringscirkler, en for hver side i treknten. Den ydre røringscirkel til siden BC er en cirkel der ligger uden for treknten, og som tngerer siden BC smt forlængelserne f AB og AC. Sætning om de ydre røringscirklers centre Centrum for den ydre røringscirkel til siden BC i treknt ABC er skæringspunktet for vinkelhlveringslinjen til vinkel A og de ydre vinkelhlveringslinjer til vinkel B og C. De tre ydre røringscirklers centre dnner en treknt i hvilken vinkelhlveringslinjerne for treknt ABC er højder. Af dette ses t de ydre røringscirklers centre O A, O B og O C dnner en treknt hvis sider går gennem henholdsvis A, B og C. Vinkelhlveringslinjen til vinkel A står vinkelret på siden O B O C, d BAO A = CAO A og O B AC = O C AB. Sætning om den ydre røringscirkel og den hlve omkreds. Betrgt den ydre røringscirkel til siden BC i treknt ABC hvor den hlve omkreds etegnes s. Kld røringscirklens røringspunkter med siden BC smt forlængelserne f AB og AC for henholdsvis A 1, A B og A C. D er s = AB + BA 1 = AC + CA 1 = AA B = AA C. Først emærker vi t BA B = BA 1 og CA C = CA 1, dvs. t AA B + AA C er lig trekntens omkreds. Desuden er AA B = AA C, og dermed s = AA B = AA C og s = AB + BA 1 = AC + CA 1. D den ydre røringscirkel til siden BC tngerer BC smt forlængelserne f AB og AC, må dens centrum ligge i smme fstnd til disse tre linjer. D vinkelhlveringslinjen netop er det geometriske sted for de punkter der hr smme fstnd til de to vinkelen, må den ydre røringscirkel centrum ligge på vinkelhlveringslinjen til vinkel A smt de ydre vinkelhlveringslinjer til vinkel B og vinkel C. Opgve 2.1. I treknt ABC indtegnes tre ceviner fr vinkelspidserne til røringspunkterne for de tre røringscirkler. Vis t de tre ceviner skærer hinnden i et punkt. Opgve 2.2. For en treknt ABC etegner T relet, r rdius i den indskrevne cirkel og r 1, r 2 og r 3 rdierne i de tre ydre røringscirkler. Vis t T 2 = rr 1 r 2 r 3.

Geometrinoter 2, jnur 2009, Kirsten Rosenkilde 4 3 Rdiklkse I Geometrinoter 1 så vi t et punkt P s potens mht. en cirkel med centrum O og rdius r defineres som tllet OP 2 r 2, og dermed t potensen f et punkt på cirkelperiferien er nul. Definition f rdiklkse Rdiklksen for to cirkler med forskellige centre er det geometriske sted for de punkter der hr smme potens mht. de to cirkler. Sætning om rdiklkse Kld centrum i de to cirkler for henholdsvis O 1 og O 2, cirklernes rdier for henholdsvis r 1 og r 2, og ld d etegne fstnden mellem de to centre. D er rdiklksen en ret linje der står vinkelret på linjen O 1 O 2. Rdiklksens fstnd til henholdsvis O 1 og O 2 er r1 2 r2 2 +d2 og r2 2 r2 1 +d2. Hvis cirklerne skærer hinnden i to punkter A og B, er rdiklksen netop linjen gennem A og B. Ld Q være punktet på linjen O 1 O 2 med QO 1 = r2 1 r2 2 +d2 og QO 2 = r2 2 r2 1 +d2. (Dette er muligt d r2 1 r2 2 +d2 + r2 2 r2 1 +d2 = d). Antg t P er et punkt på rdiklksen, og ld P være projektionen f P på O 1 O 2. At P er et punkt på rdiklksen er ensetydende med t P O 1 2 r1 2 = P O 2 2 r2. 2 Dette er ensetydende med t Hvis cirklerne skærer hinnden i to punkter A og B, hr egge punkter potens nul mht. de to cirkler, og dermed er rdiklksen netop linjen gennem A og B. Opgve 3.1. En linje gennem A skærer en cirkel i to punkter, B og C, på en sådn måde t B ligger mellem A og C. Fr punktet A tegnes de to tngenter til cirklen. Tngenterne rører cirklen i punkterne S og T. Ld P være skæringspunktet mellem linjerne ST og AC. Vis t (NMC 2007) AP P C = 2 AB BC. P P 2 + O 1 P 2 r 2 1 = P P 2 + (d O 1 P ) 2 r 2 2, og yderligere t O 1 P = r2 1 r2 2 + d2. Dette er ensetydende med t P = Q, og dermed t P ligger på linjen gennem Q vinkelret på O 1 O 2. Vi hr dermed vist t rdiklksen netop estår f punkterne på denne linje.

Geometrinoter 2, jnur 2009, Kirsten Rosenkilde 5 4 Eulerlinjen og Simsonlinjen Sætning om Eulerlinjen I en treknt ABC kldes medinernes skæringspunkt som sædvnligt M, højdernes skæringspunkt H og midtnormlernes skæringspunkt O. Punkterne H, M og O ligger på en ret linje som kldes Eulerlinjen, og M deler HO således t 2 MO = MH. Kld midtpunkterne f BC og AC for henholdsvis M og M, og skæringspunktet mellem BM og HO for P. Vi ønsker t vise t P = M smt t 2 OM = HM. Simsonlinjen. Opgve 4.1 (Om Simsonlinjen). t punkterne P 1, P 2 og P 3 ligger på en ret linje. Hint: Vis t firknterne P CP 2 P 1, P P 3 BP 1 og P P 2 AP 3 er indskrivelige, og udnyt dette til t vise t CP 1 P 2 = BP 1 P 3. D AB er prllel med midtpunktstrnsverslen M M, OM er prllel med BH d de egge står vinkelret på AC, og OM er prllel med AH d de egge står vinkelret på BC, er treknterne ABH og M M O ensvinklede med forholdet 2 : 1. Desuden er treknt OP M ensvinklet med treknt HP B med smme forhold. Dermed er 2 M P = P B, og herf ses det ønskede nemlig t P = M og 2 MO = MH. Sætning om Simsonlinjen Ld P være et punkt på den omskrevne cirkel til treknt ABC, P 1 projektionen f P på linjen BC, P 2 projektionen f P på linjen AC og P 3 projektionen f P på linjen AB. Punkterne P 1, P 2 og P 3 ligger på en ret linje, og denne linje kldes Opgve 4.2. Betrgt fem punkter A, B, C, D og E sådn t firknt ABCD er et prllelogrm, og firknt BCED hr en omskreven cirkel. Ld l være en linje gennem A. Antg t l skærer det indre f linjestykket DC i F og linjen BC i G. Antg derudover t EF = EG = EC. t l er vinkelhlveringslinje for vinkel DAB. Hint: Benyt resulttet om Simsonlinjen til t vise t projektionen f E på linjen BD netop er skæringspunktet mellem digonlerne i firknt ABCD. (IMO 2007)

Geometrinoter 2, jnur 2009, Kirsten Rosenkilde 6 5 Oversigt Herons formel: Arelet T f en treknt ABC er givet ved (s )(s )(s c) hvor s etegner den hlve omkreds. Brhmgupts formel: Arelet T f en indskrivelig firknt ABCD er T = (s AB )(s BC )(s CD )(s DA ) hvor s etegner firkntens hlve omkreds. Trekntens formler: Arelet f en treknt ABC etegnes T, den hlve omkreds s, og rdius for den indskrevne og omskrevne cirkel etegnes henholdsvis r og R. D gælder følgende formler: 2R = sin A = T = rs sin B = 4RT = c c sin C Ydre røringscirkel En treknt ABC hr tre ydre røringscirkler, en for hver side i treknten. Den ydre røringscirkel til siden BC er en cirkel der ligger uden for treknten, og som tngerer siden BC smt forlængelserne f AB og AC. Rdiklkse Rdiklksen for to cirkler med forskellige centre er det geometriske sted for de punkter der hr smme potens mht. de to cirkler. Rdiklksens eliggenhed Rdiklksen til to cirkler er en ret linje der står vinkelret på linjen mellem deres centre. Hvis cirklerne skærer hinnden i to punkter A og B, er rdiklksen netop linjen gennem A og B. Eulerlinjen: I en treknt ABC ligger højdernes skæringspunkt H, medinernes skæringspunkt M og midtnormlernes skæringspunkt O på en ret linje som kldes Eulerlinjen, således t 2 MO = MH. Simsonlinjen: Ld P være et punkt på den omskrevne cirkel til treknt ABC, P 1 projektionen f P på linjen BC, P 2 projektionen f P på linjen AC og P 3 projektionen f P på linjen AB. Punkterne P 1, P 2 og P 3 ligger på en ret linje, og denne linje kldes Simsonlinjen. De ydre røringscirklers centre Centrum for den ydre røringscirkel til siden BC i treknt ABC er skæringspunktet for vinkelhlveringslinjen til vinkel A og de ydre vinkelhlveringslinjer til vinkel B og C. De tre ydre røringscirklers centre dnner en treknt i hvilken vinkelhlveringslinjerne for treknt ABC er højder. Den ydre røringscirkel og den hlve omkreds. Kld røringspunktet mellem den ydre røringscirkel og siden BC i treknt ABC for A 1, og trekntens hlve omkreds for s. D er s = AB + BA 1 = AC + CA 1.