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



Vergelijkbare documenten
Over de tritangent stralen van een driehoek

2. Gegeven is de driehoek van figuur 10.10a. Gevraagd worden hoek β en de zijden a en c.

1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : Eerste Ronde.

Meetkundige Ongelijkheden Groep 2

Examen VWO wiskunde B. tijdvak 1 woensdag 16 mei uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Cabri-werkblad Negenpuntscirkel

Onafhankelijk van a. f snijdt de x-as in punt A ( , 0) Voor elke positieve waarde van a is een functie f. gegeven door F ( x) = x e ax.

Eindexamen vwo wiskunde B pilot I

Een bol die raakt aan de zijden van een scheve vierhoek

Meetkundige ongelijkheden Groep A

1 Introductie. 2 Oppervlakteformules

STELLINGEN & BEWIJZEN 5VWO wiskunde B 1 e versie

Examen VWO. wiskunde B (pilot) tijdvak 1 woensdag 16 mei uur

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

Ongelijkheden groep 2

Werkblad TI-83: Over de hoofdstelling van de integraalrekening

3 Snijpunten. Verkennen. Uitleg

Examen VWO. wiskunde B. tijdvak 1 woensdag 18 mei uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

De Thébault-punten van een driehoek

Hoofdstuk 0: algebraïsche formules

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

Eindexamen vwo wiskunde B II

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

Voorbeeld paasexamen wiskunde (oefeningen)

Examen VWO. wiskunde B. tijdvak 2 woensdag 20 juni uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : Tweede Ronde.

1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : Eerste Ronde.

Lineaire formules.

Draaistrekking en negenpuntscirkel

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

4.1 Rekenen met wortels [1]

Samenvatting stellingen uit de meetkunde Moderne Wiskunde voor het VWO (bovenbouw)

Vraag Antwoord Scores. (en dit is gelijk aan fa. is een primitieve functie van f a ) 1

Eindexamen vwo wiskunde B 2013-I

Formulekaart VWO wiskunde B1 en B2

Eindexamen vwo wiskunde B I

Correctievoorschrift VWO 2012

Correctievoorschrift VWO 2012

Eindexamen wiskunde B1-2 vwo 2007-I

Eindexamen vwo wiskunde B pilot I

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

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

Paragraaf 4.1 : Gelijkvormigheid

Voorbereidende opgaven Kerstvakantiecursus

Henrik Bastijns en Joachim Nelis

Dan is de afstand A B = lengte van lijnstuk [A B]: AB = x x )² + ( y ²

wiskunde B pilot vwo 2015-I

de Wageningse Methode Antwoorden H24 GONIOMETRIE VWO 1

2) Kegelsneden (in basisvorm)

Een sangaku (en niet alleen) als het regent

Examen VWO. wiskunde B1,2 (nieuwe stijl)

Aanzet 1 tot een document van parate kennis en vaardigheden wiskunde 1 ste graad

Voorbeeld paasexamen wiskunde (oefeningen)

Cabri-werkblad Pool en poollijn bij een cirkel

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

Over het Monge-punt van een viervlak

Passermeetkunde een bewijs van de stelling van Mohr-Mascheroni. Mascheroni DICK KLINGENS. aaaaa

Extra oefeningen: de cirkel

Lijnen en vlakken in. Klas 6N en 7N Wiskunde 5 perioden Kees Temme Versie 2

Een regenton. W is het vlakdeel dat wordt ingesloten door de x-as, de y-as, de grafiek van r en de lijn x h, met 0 h

Getallenverzamelingen

Hoofdstuk 1 LIJNEN IN. Klas 5N Wiskunde 6 perioden

Involutie: algebraïsch en meetkundig

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

De vergelijking van Antoine

H. 10 Goniometrie Basisbegrippen. a c. Gemeenschappelijke Propedeuse Engineering WISKUNDE H.10

De Cirkel van Apollonius en Isodynamische Punten

Bijlage 2 Gelijkvormigheid

Eindexamen wiskunde B vwo I

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

Appendix MoMe Een mooi voorbeeld van mooie meetkunde Dick Klingens oktober 2016

Appendix Een driehoek en twee vierkanten DICK KLINGENS ( november 2016

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

Cabri-werkblad. Apollonius-cirkels

Inleiding Natuurwetenschappen

Correctievoorschrift VWO 2012

Twee kegelsneden en een driehoek

Overzicht eigenschappen en formules meetkunde

Rekenregels van machten

CIRKELS EN BOLLEN. Klas 7N Wiskunde 5 perioden K. Temme

Voorbereidend Wetenschappelijk Onderwijs Tijdvak 1 Donderdag 20 mei uur

6.0 INTRO. 1 a Bekijk de sommen hiernaast en ga na of ze kloppen = = = = = 2...

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

Cabri-werkblad Pool en poollijn bij cirkels (vervolg)

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

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

Appendix MeetMini Twee meetkunde-miniaturen DICK KLINGENS ( adres: maart 2018

x y C. von Schwartzenberg 1/22 = + = Zie de lijnen in de figuur hiernaast. Zie de grafiek van k in de figuur rechts hiernaast. 2b

1 Vlaamse Wiskunde Olympiade : Tweede ronde

wiskunde B vwo 2016-I

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

Vermoeden: De drie deellijnen gaan door 1 punt. 33c. Vermoeden: De drie zwaartelijnen gaan door 1 punt. 33d.

Driehoeksongelijkheid en Ravi (groep 1)

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

is het koppel dat overeenkomt met het eindpunt van λ.op ax by = a a b x y = a b = x y a b ax by bx + ay = a b

De constructie van een raaklijn aan een cirkel is, op basis van deze stelling, niet zo erg moeilijk meer.

Formularium Wiskunde 1 ste graad

Diagnostische toets. AMB stelling van de omtrekshoek AMB ˆ ANB. AQB ARB ˆ 180 koordenvierhoekstelling =

Platte en bolle meetkunde

wiskunde B vwo 2017-II

Transcriptie:

Over de lengte vn OH, OZ en OI in een willekeurige driehoek DICK KLINGENS (e-mil: dklingens@pndd.nl Krimpenerwrd College, Krimpen n den IJssel (Nederlnd pril 2007 1. De lengte vn OH en OZ De punten O, H en Z zijn opvolgend het omcentrum (middelpunt vn de omgeschreven cirkel, die hier omcirkel genoemd wordt, het hoogtepunt en het zwrtepunt vn een willekeurige driehoek ABC. De lengte vn de strl vn de omcirkel (O vn die driehoek geven we n met R, de lengtes vn de zijden (zols gebruikelijk met, b, c. We lten zien dt: Stelling 1.. OH 2 = 9 R 2 ( 2 + b 2 + c 2 2 b. OZ = R 1 ( + b + c 9 We bewijzen llereerst: Lemm 1. Snijdt een lijn door een willekeurig, mr vst punt P een cirkel (O, R in de punten A en B, dn is: PA PB = k (k is constnt wrbij k = OP 2 R 2 Bewijs. In de figuur hiernst (met P binnen de cirkel is: AQP = ½ bg(as = PBS. De driehoeken APQ en SPB zijn drmee gelijkvormig (hh, zodt: PA : PS = PQ : PB PA PB = PQ PS = (R OP(R + OP Dus: PA PB = R 2 OP 2 Opmerkingen. 1. Ligt P buiten de cirkel, dn is PA PB = OP 2 R 2. 2. Het getl m = OP 2 R 2 wordt wel de mcht vn het punt P bij de cirkel (O genoemd. Druit volgt dt m < 0 is ls P binnen de cirkel (O ligt, m = 0 ls P op de cirkel ligt, en m > 0 ls P buiten de cirkel ligt. En vervolgens: Lemm 2. Is O de projectie vn O op de zijde BC vn driehoek ABC (O is dn het midden vn BC, dn geldt: AH = 2 OO Over de lengte vn OH, OZ en OI [ 1 ] Copyright 2007, PndD Softwre, Rotterdm

Bewijs. We bewijzen lemm 2 lleen voor een scherphoekige driehoek. Het bewijs voor een rechthoekige of stomphoekige driehoek verloopt nloog. We vermenigvuldigen driehoek OO Z met de fctor -2 ten opzichte vn het punt Z. Het beeld vn O bij deze vermenigvuldiging zij O'. Het beeld vn O is dn het punt A. Door die vermenigvuldiging is O'A // OO, zodt ook O'A loodrecht stt op BC. De lijn AO' is dus de hoogtelijn uit A. Op dezelfde mnier kunnen we bewijzen dt de lijn BO' hoogtelijn is vn driehoek ABC. Het punt O' vlt dus smen met het hoogtepunt H vn de driehoek. Uit de gelijkvormigheid vn de driehoeken OO Z en O'AZ volgt dn: AO' = AH = 2 OO Gevolg. Het zwrtepunt Z ligt op de lijn OH OO', wrbij OZ : ZO' = 1 : 2. Bewijs vn stelling 1 In nevenstnde figuur snijdt de hoogtelijn uit A de zijde BC in het punt D en de omcirkel vn driehoek ABC ook nog in het punt A'. De lijn BE is de hoogtelijn op de zijde CA. Het punt O is ook hier de projectie vn O op de zijde BC. Stellen we nu AH = x, HD = y en AD = h = x + y, dn geldt, omdt ook HD = DA' = y en volgens lemm 1 voor de mcht vn het punt H bij cirkel (O: R 2 OH 2 = HA HA' = x 2y = 2x y R 2 OH 2 = 2x (h x En zo ook, met overeenkomstige betekenis en nmgeving voor h b, h c, x b, x c: R OH = 2 xb( hb xb R OH = 2 xc( hc xc Optelling vn deze drie uitdrukkingen voor R 2 OH 2 geeft dn: 2 3( R OH = 2( xh + xbhb + xchc 2( x + xb + xc (1 Volgens de cosinusregel in driehoek ABC hebben we: 2 = b + c 2bc cosα (2 AE AE wrbij cos α = AB = c, zodt: AE = c cosα (3 Omdt HDCE een koordenvierhoek is, hebben we ook voor de mcht vn A bij cirkel (HDCE: AE AC = AH AD = x h zodt vi (3 blijkt dt: bc cosα = xh 2 En dn geeft (2: 2xh = b + c Uitdrukking (1 kn dn geschreven worden ls: Over de lengte vn OH, OZ en OI [ 2 ] Copyright 2007, PndD Softwre, Rotterdm

3( R OH = ( b + c + ( + c b + ( + b c 2( x + xb + xc = ( + b + c 2( x + xb + xc Nu is verder in driehoek BOO volgens de stelling vn Pythgors: 2 1 R ( 2 = ( OO (5 En volgens lemm 2: AH = x = 2 OO (6 Zodt vi (5 en (6 blijkt dt: x + xb + xc = 4( OO + 4( OOb + 4( OOc = 2 1 1 1 2 = 4( R 4 + 4( R 4b + 4( R 4c = 12 R ( + b + c En dit geeft dn in (4: 2 3( R OH = ( + b + c 24R + 2( + b + c of, n deling door 3: R OH = + b + c 8R zodt: 2 OH = 9 R ( + b + c (4 Bewijs vn stelling 1b Zols bekend (en zie drtoe ook het gevolg vn lemm 2 ligt het zwrtepunt Z vn een driehoek op de Euler-lijn e 1 ( OH vn die driehoek, wrbij OZ = 3 OH. Uit stelling 1 volgt dn: 2 9OZ = 9 R ( + b + c 1 2 OZ = R 9 ( + b + c 2. De lengte vn OI Het punt I is het incentrum vn driehoek ABC; I is het middelpunt vn de incirkel (ingeschreven cirkel vn de driehoek. We geven de lengte vn de strl vn de incirkel n met r. We zullen nu bewijzen [1] : Stelling 2. OI = R 2Rr Opmerking. Deze formule is voor het eerst bewezen door Leonrd Euler (1707-1783, Zwitserlnd, en wordt drom wel formule vn Euler (nst de vele ndere genoemd. In de onderstnde figuur snijdt de lijn OO de omcirkel vn driehoek ABC in de punten A', A". Omdt de lijn AI de bissectrice is vn hoek A, snijdt die lijn de omcirkel in het punt A' ; dit punt is het midden vn bg(bc. Over de lengte vn OH, OZ en OI [ 3 ] Copyright 2007, PndD Softwre, Rotterdm

Het punt U is het middelpunt vn de uitcirkel vn de zijde BC; d.w.z. dt U is het middelpunt vn de cirkel die 'inwendig' rkt n BC en n de verlengden vn de zijden AB en AC. Dit houdt in dt de lijn U B loodrecht stt op BI; met ndere woorden: driehoek BIU is rechthoekig in B (immers, de binnen- en buitenbissectrice vn hoek B stn loodrecht op elkr. We bewijzen nu eerst: Lemm 3. In driehoek BIU geldt: BA' = IA' = U A'. Opmerking. Lemm 3 zegt dus, dt BA' zwrtelijn is nr de schuine zijde IU vn de rechthoekige driehoek BIU. Bewijs. In de figuur zijn enkele hoeken ngegeven met de letters x, y, z, t, u. We zullen ntonen dt t = u. Immers, druit volgt het in lemm 3 gestelde (BA' is dn zwrtelijn in driehoek BIU. Uit de stelling vn de omtrekshoek volgt nu x = z, immers: x = ½ bg(a'c = z Nu is, omdt BU buitenbissectrice is vn hoek B: 1 t = 2 (180 B z = 90 y z Voor u vinden we in driehoek BAU : u = 180 ( t + z+ 2 y x = 180 t z 2 y z = = 180 (90 y z 2 y 2z = = 90 y z Zodt inderdd blijkt dt: t = u. Gevolg. In driehoek BIU is: BA' = IA'. Bewijs vn stelling 2 In de figuur hiernst is het punt G de projectie vn I op A'A", wrdoor GO = r. Verder is driehoek A'A"B rechthoekig in B (Thles-driehoek. We stellen OI = d. Verder is ntuurlijk OA' = R. In driehoek OIA' is dn volgens de cosinusregel: 2 ( IA = OI + ( OA 2 OI OA cos IOA (7 Op bsis vn het gevolg vn lemm 3, en omdt in driehoek GOI geldt dt OI cos IOA = OG, kunnen we (7 schrijven ls: 2 ( BA = d + R 2R OG (8 = d + R 2 R ( OO r In de rechthoekige driehoek A'A"B geldt: 2 ( BA = AO AA = AO 2R Zodt drmee (8 overgt in: Over de lengte vn OH, OZ en OI [ 4 ] Copyright 2007, PndD Softwre, Rotterdm

En uit deze ltste uitdrukking volgt dn: AO R= d + R R OO r 2 R ( AO + OO = d + R + 2Rr 2ROA = d + R + 2Rr 2 2R = d + R + 2Rr ( d R 2Rr = 3. Noot [1] Zie voor een nder bewijs vn stelling 2 eventueel ook: Dick Klingens: Om- en incirkel. Op: www.pndd.demon.nl/omincirkel.htm (webpgin. Over de lengte vn OH, OZ en OI [ 5 ] Copyright 2007, PndD Softwre, Rotterdm