Meetkundige ongelijkheden Groep A



Vergelijkbare documenten
Meetkundige Ongelijkheden Groep 2

1 Introductie. 2 Oppervlakteformules

Laat men ook transversalen toe buiten de driehoek, dan behoren bij één waarde van v 1 telkens twee transversalen l 1 en l 2. Men kan ze onderscheiden

De Cirkel van Apollonius en Isodynamische Punten

4.0 Voorkennis. 1) A B AB met A 0 en B 0 B B. Rekenregels voor wortels: Voorbeeld 1: Voorbeeld 2: Willem-Jan van der Zanden

4.0 Voorkennis. 1) A B AB met A 0 en B 0 B B. Rekenregels voor wortels: Voorbeeld 1: Voorbeeld 2: Willem-Jan van der Zanden

Driehoeksongelijkheid en Ravi (groep 1)

Paragraaf 4.1 : Gelijkvormigheid

Driehoeken. Enkele speciale topics. Arne Smeets. Trainingsweekend Februari 2008

Meetkunde. Trainingsweekend januari Gerichte hoeken. gerichte hoeken, driehoeksongelijkheid, Ravi

Hoofdstuk 10 Meetkundige berekeningen

Overzicht eigenschappen en formules meetkunde

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Wiskunde: goniometrie en meetkunde. 22 juli dr. Brenda Casteleyn

Extra oefeningen: de cirkel

Gerichte lengtes spelen o.a. een rol bij de stelling van Ceva en Menelaos en komen in deel 3 aan de orde.

14.0 Voorkennis. sin sin sin. Sinusregel: In elke ABC geldt de sinusregel:

Uitwerkingen toets 9 juni 2010

Paragraaf 14.1 : Vergelijkingen in de meetkunde

IMO-selectietoets I woensdag 5 juni 2013

R. Van Nieuwenhuyze. Hoofdlector wiskunde, lerarenopleiding HUB, Brussel. Auteur Van Basis tot Limiet.

De arbelos. 1 Definitie

Voorbeeld paasexamen wiskunde (oefeningen)

Voorbereidende sessie toelatingsexamen

Samenvatting VWO wiskunde B H04 Meetkunde

Examen VWO. wiskunde B. tijdvak 2 woensdag 21 juni uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Over de tritangent stralen van een driehoek

Oefentoets Versie A. Vak: Wiskunde Onderwerp: Meetkunde Leerjaar: 1 (2017/2018) Periode: 3

P is nu het punt waarvan de x-coördinaat gelijk is aan die van het punt X en waarvan de y-coördinaat gelijk is aan AB (inclusief het teken).

25 JAAR VLAAMSE WISKUNDE OLYMPIADE. De slechtst beantwoorde vragen in de eerste ronde per jaar

12.1 Omtrekshoeken en middelpuntshoeken [1]

Lijst van formules en verwijzingen naar definities/stellingen die in het examen vwo wiskunde B wordt opgenomen

Meetkundige berekeningen

4.1 Rekenen met wortels [1]

CEVA-DRIEHOEKEN. Eindwerk wiskunde Heilige-Drievuldigheidscollege 6WeWIi. Soetemans Dokus

Voorbeeld paasexamen wiskunde (oefeningen)

Opgave 4. Opgave 5. Opgave 6. (5) a) Isoleer de variabele B uit de formule P A B P B. (6) b) Isoleer de variabele B uit de formule

IMO-selectietoets I vrijdag 6 juni 2014

Henrik Bastijns en Joachim Nelis

1 Coördinaten in het vlak

Uitwerkingen toets 18 maart 2011

Analytische Meetkunde

wiskunde B vwo 2017-II

Over de construeerbaarheid van gehele hoeken

Wiskunde oefentoets hoofdstuk 10: Meetkundige berekeningen

Mirakel van Morley. Vergeten Stelling uit de Vlakke Meetkunde. Ideale oefening als afsluiting van de Goniometrie in 6 VWO. Bruikbaar als P.O.

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Wiskunde: goniometrie en meetkunde. 15 september dr. Brenda Casteleyn

STELLINGEN & BEWIJZEN 5VWO wiskunde B 1 e versie

Een sangaku (en niet alleen) als het regent

Hoofdstuk 1. Wie was Heroon?

1 Junior Wiskunde Olympiade : tweede ronde

16.0 Voorkennis. Voorbeeld 1: Los op in 2x + 3i = 5x + 6i -3x = 3i x = -i

Selectietoets vrijdag 10 maart 2017

Vectormeetkunde in R 3

IMO-selectietoets I donderdag 1 juni 2017

wiskunde B pilot havo 2015-I

3 Hoeken en afstanden

Examen VWO wiskunde B. tijdvak 1 woensdag 22 mei uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Eindexamen vwo wiskunde B 2013-I

Opgave 1 Bekijk de Uitleg, pagina 1. Bekijk wat een vectorvoorstelling van een lijn is.

Aardse Stellingen met hemelse bewijzen en Stellingen om van te smullen met (on)verteerbare bewijzen. Zaterdag 16 februari 2019

Katern 3. Meetkunde. Inhoudsopgave. Inleiding. 1 Hoeken 2. 2 Congruentie en gelijkvormigheid 4. 3 Driehoeken 8. 4 Vierhoeken 12


Selectietoets vrijdag 18 maart 2016

Antwoordmodel - Vlakke figuren

Wiskunde 1b Oppervlakte

1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : Eerste Ronde.

Archimedes en de cirkel

3 Hoeken en afstanden

8.1 Gelijkvormige en congruente driehoeken [1] Willem-Jan van der Zanden

Vlakke Meetkunde. Les 1 Congruentie en gelijkvormig

Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift opgenomen.

Vlakke meetkunde. Verwijzingen naar definities en stellingen die bij een bewijs mogen worden gebruikt zonder nadere toelichting.

1 Analytische meetkunde

Hoofdstuk 3: De stelling van Pythagoras

Oefeningen analytische meetkunde

1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : Eerste Ronde.

Soorten lijnen. Soorten rechten

1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : Eerste ronde.

Stelling 1.5 Geven isometrieën J 1 en J 2 hetzelfde beeld in drie punten die niet op één lijn liggen, dan zijn ze identiek. Bewijs. De isometrie J 1 2

Hoofdstuk 4: Meetkunde

Cabri-werkblad. Driehoeken, rechthoeken en vierkanten. 1. Eerst twee macro's

Stelling van Pythagoras

Tentamen Wiskunde B. Het gebruik van een mobiele telefoon of andere telecommunicatieapparatuur tijdens het tentamen

Een bol die raakt aan de zijden van een scheve vierhoek

Bewijzen onder leiding van Ludolph van Ceulen

Atheneum Wispelberg - Wispelbergstraat Gent Bijlage - Leerfiche (3 e jaar 5u wiskunde): Meetkunde overzicht

More points, lines, and planes

2. Waar of vals: Als een rechte a evenwijdig is met een vlak α en dat vlak staat loodrecht op een vlak β dan staat a loodrecht op β.

Vl. M. Nadruk verboden 1

Samenvatting wiskunde havo 4 hoofdstuk 5,7,8 en vaardigheden 3 en 4 en havo 5 hoofdstuk 3 en 5 Hoofdstuk 5 afstanden en hoeken Voorkennis Stelling van

6.1 Rechthoekige driehoeken [1]

Hoofdstuk 2 : VLAKKE FIGUREN

Meetkunde-werkblad De stelling van Ptolemaeus

1 Cartesische coördinaten

8.1 Herleiden [1] Herleiden bij vermenigvuldigen: -5 3a 6b 8c = -720abc 1) Vermenigvuldigen cijfers (let op teken) 2) Letters op alfabetische volgorde

De wiskunde van de beeldherkenning

Over de lengte van OH, OZ en OI in een willekeurige driehoek

Voorbereidende sessie toelatingsexamen

Een bekende eigenschap van de middens van de zijden van een driehoek is de volgende.

III.2 De ordening op R en ongelijkheden

Transcriptie:

Meetkundige ongelijkheden Groep A Oppervlakteformules, sinus- & cosinusregel, de ongelijkheid van Euler Trainingsweek, juni 011 1 Oppervlakteformules We werken hier met ongeoriënteerde lengtes en voor het gemak laten we de absoluutstrepen weg. De lengte van een lijnstuk XY wordt dus ook weergegeven met XY. Verder zullen we de volgende notatie handhaven, tenzij anders vermeld. We hebben een driehoek, ABC, met de zijden BC = a, CA = b en AB = c, en de hoeken CAB = α, ABC = β en BCA = γ. De lengtes van de hoogtelijnen vanuit A, B en C duiden we aan met h a, h b en h c. Bovendien heeft de driehoek een ingeschreven cirkel met straal r en middelpunt I en een omgeschreven cirkel met straal R en middelpunt O. En we definiëren s = 1 (a + b + c). We zullen de notatie [XY Z] gebruiken voor de oppervlakte van XY Z. En voor een gegeven punt P noteren we de afstanden tot A, B en C gewoon met resp. P A, P B en P C en de afstanden tot de zijden BC, CA en AB met resp. P a, P b en P c. De formule van Heron Voor de oppervlakte [ABC] geldt [ABC] = s(s a)(s b)(s c). Bewijs: Door te gebruiken dat s = 1 (a + b + c) kunnen we eenvoudig berekenen dat s(s a) + (s b)(s c) = bc en als we ook gebruiken dat a = (c d) + h c en b = d + h c, waarbij de projectie van C op AB dit lijnstuk heeft opgedeeld in d en c d, vinden we ook dat Nu merken we op dat s(s a) (s b)(s c) = 1 (b + c a ) = dc. 4s(s a)(s b)(s c) = (s(s a) + (s b)(s c)) (s(s a) (s b)(s c)) = (bc) (dc) = (b d )c = (h c c) = 4[ABC]. Hieruit concluderen we dat [ABC] = s(s a)(s b)(s c). 1

De sinusregel en de cosinusregel Deze regels worden gegeven door a sin α = b sin β = c sin γ = R, a = b + c bc cos α, en natuurlijk ook alle permutaties van de laatste. Bewijs: De sinusregel leiden we af door de omgeschreven cirkel van ABC te tekenen, de middellijn met als een van de eindpunten B en het andere eindpunt A. Omdat BA C = BAC = α of BA C = 180 CAB = 180 α, kunnen we in driehoek A BC afleiden dat sin α(= sin 180 α) = a R. Om de cosinusregel te bewijzen tekenen we de projectie van C op AB. Hierdoor wordt c opgedeeld in b cos α en c b cos α. Een keer Pythagoras levert op dat de hoogte in het kwadraat gelijk is aan b (b cos α) en nog een keer Pythagoras levert ons dan dat a = (c b cos α) + b (b cos α) = b + c bc cos α. Andere oppervlakteformules Ook kunnen we de oppervlakte [ABC] uitdrukken als [ABC] = 1 h aa = 1 h bb = 1 h cc, of als [ABC] = rs, [ABC] = abc 4R. Bewijs: De eerste opmerking hoeven we niet te bewijzen. Voor de tweede claim delen we ABC op in de driehoeken ABI, BCI en CAI. Als we van deze driehoek apart de oppervlakte uitrekenen vinden we dat [ABC] = [ABI] + [BCI] + [CAI] = 1 cr + 1 ar + 1 br = rs. Voor de laatste formule gebruiken we de sinusregel: [ABC] = 1 ah a = 1 abc ab sin γ = 4R.

Opgave 1 Omdat een driehoek altijd binnen zijn omgeschreven cirkel ligt weten we dat [ABC] πr. Bewijs nu dat [ABC] R. Wanneer geldt gelijkheid? Opgave We definiëren r a, r b en r c als de stralen van de aangeschreven cirkels van ABC aan respectievelijk de zijden BC, CA en AB. Bewijs dat 1 r a + 1 r b + 1 r c = 1 r, Opgave 3 Bewijs dat van alle driehoeken met een gegeven omtrek de gelijkzijdige driehoek de grootste oppervlakte heeft. (Hint: we willen een ongelijkheid met aan de ene kant de oppervlakte en aan de andere kant een functie van de omtrek.) Opgave 4 Bewijs dat voor alle positieve reële getallen a, b en c geldt dat a ab + b + b bc + c a + ac + c. Opgave 5 Bewijs dat 9r (h a + h b + h c ). Opgave 6 Met de notatie als in opgave : Bewijs dat r a + r b + r c = 4R + r. Opgave 7 Zij ABCD een raaklijnenvierhoek. Bewijs dat 4r s. Een raaklijnenvierhoek is een vierhoek met een ingeschreven cirkel. Je mag zonder bewijs gebruiken dat een vierhoeken een raaklijnenvierhoek is dan en slechts dan als a + c = b + d, waar de letters voor de lengtes van de zijden in de meest logische volgorde. Opgave 8 Bewijs dat h a P a + h b P b + h c P c 9. 3

Euler De stelling van Euler Voor R en r geldt R r. Met gelijkheid dan en slechts dan als ABC gelijkzijdig is. Bewijs: Veel bewijzen van de stelling van Euler hebben als doel om te laten zien dat OI = R(R r), met O het middelpunt van de omgeschreven driehoek en I het middelpunt van de ingeschreven cirkel. Vandaag gaan we het echter net wat anders aan pakken. Met de gebruikelijke notatie en de transformatie van Ravi zien we dat abc = (x + y)(y + z)(z + x) xy yz zx = 8xyz. Met de formule van Heron weten we echter dat [ABC] = xyz(x + y + z) = xyzs en we weten ook nog dat [ABC] = abc en [ABC] = rs. Als we dit combineren vinden we 4R R = abc 4[ABC] xyz [ABC] = [ABC] s = r. Gelijkheid hebben we alleen als x = y = z, en in dat geval hebben we ook dat a = b = c. Zoals je ziet maken we hierbij weer gebruik van de oppervlakte formules die we eerder deze week hebben gezien. Twijfel je of je ze nog allemaal weet, pak dan die hand-out er nog even bij. Opgave 9 Zij gegeven dat R = 1. Bewijs dat a + b + c abc. Opgave 10 Bewijs dat 4 3[ABC] ab + bc + ca. Opgave 11 Bewijs dat Wanneer geldt er gelijkheid? min(ab, bc, ca) 8r. Opgave 1 Bewijs dat Wanneer geldt gelijkheid? r s 3 3 4

Opgave 13 Bewijs dat cos α + cos β + cos γ 3. 5