Meetkundige berekeningen > Hoeken en afstanden
123456Hoeken en afstanden

Antwoorden van de opgaven

Opgave V1
a

Teken vlak `OBPR` en daarin een lijnstuk vanuit `P` loodrecht op `BR` . De gevraagde afstand is de lengte van dat lijnstukje, dus `2` m.

b

`2` m.

c

`sqrt(2)` m.

d

Gebruik de richtingsvectoren `vec(BR)` en `vec(GS)` . De hoek is ongeveer `49^@` .

e

Dit is de hoek tussen `BR` en `BF` , zie de uitleg. De hoek is ongeveer `41^@` .

f

Gebruik een vooraanzicht (dus kijk in de `x` -richting) en gelijkvormigheid. De gevraagde afstand is `20/(sqrt(41))` m.

Opgave 1
a

Doen, bekijk door de figuur te draaien hoe je die tekening het beste kunt maken.

b

Doen, bekijk door de figuur te draaien hoe je die tekening het beste kunt maken.

c

Noem deze afstand `a` , dan kun je in een vooraanzicht ( `x` -richting) met gelijkvormigheid zien: `a/5 = 2/(sqrt(41))` . Dit betekent: `a = 10/(sqrt(41))` .

Opgave 2
a

Teken vlak `ABFE` . Dit is een symmetrisch trapezium met `|AB| = 6` , `|EF| = 2` en hoogte `sqrt(20)` . Verder geldt dat `|AE|=sqrt(24)` .

Daarin kun je de loodrechte afstand van `F` tot `AE` aangeven. Dit is lijnstuk `FF'` .

`Delta AE'E` is gelijkvormig met `Delta EF'F` .

`sqrt(24)/2=sqrt(20)/(|FF'|)` geeft `|FF'|=(2sqrt(20))/sqrt(24)~~1,83` .

b

Gebruik een bovenaanzicht van het geheel. Je ziet beide lijnen als evenwijdige lijnen naast elkaar lopen. Hun kortste onderlinge afstand is dan de afstand van `(0,5; 0,5)` tot `(text(-)0,5; text(-)0,5)` en dat is `sqrt(2)` .

c

Gebruik een vooraanzicht van het geheel. Je kunt daarin hun onderlinge afstand `a` aangeven.
Met gelijkvormigheid (op dezelfde manier als bij a) vind je dan:

`a/2 = 4/(sqrt(20))` , zodat `a = 8/(sqrt(20))~~1,79` .

d

Deze lijn snijdt het vlak `BCGF` en dan is hun onderlinge (kortste) afstand altijd `0` .

Opgave 3
a

Omdat deze lijnen elkaar snijden.

b

Noem het snijpunt van beide lijnen `U`

De gevraagde hoek is `/_AUB` .

Met `|AB|=10` , `|BR| = |AQ| = sqrt(57)` en `|RQ|=2` kun je trapezium `ABRQ` op ware grootte tekenen. Daarmee kun je ook `Delta AUB` op ware grootte tekenen. Dit is een gelijkbenige driehoek met een basis van `10` en benen `|AU| = |BU| = 5/4 * sqrt(57)` (gelijkvormigheid gebruiken).

`sin(1/2 angle AUB)= 5/(5/4 sqrt(57)) = 4/(sqrt(57))` geeft `angle AUB~~ 2 * 32^@ ~~ 64^@` .

c

Die hoek is even groot omdat `FS // // EP` .

De gevraagde hoek bereken je nu in rechthoek `FGSR` .

`tan(1/2 varphi) = 1/(2,5) = 0,4` (zie antwoord c) geeft `varphi ~~44^@` .

Opgave 4
a

Omdat `GS // // FR` is dit `/_FRB` .

En `tan(/_FRB) = (sqrt(32))/5` , zodat de gevraagde hoek ongeveer `49^@` is.

Dit kan ook met behulp van het inproduct van `vec(BR)` en `vec(GS)` . Je hoeft dan niet verder na te denken over welke hoek het nu precies is.

b

`tan(/_FBR) = 5/(sqrt(32))` , dus `/_FBR ~~ 41^@` .

c

`tan(0,5*varphi) = 5/(6,25)` , dus `varphi ~~ 77^@` .

Opgave 5
a

`vec(AE) = ((text(-)2),(2),(4))` en `vec(BF) = ((text(-)2),(text(-)2),(4))` .

Hun inproduct is `16 = 24 cos(varphi)` dus `varphi ~~ 48^@` .

De hoek tussen de lijnen `AE` en `BF` is ongeveer `48^@` .

b

`vec(AE) = ((text(-)2),(2),(4))` en `vec(CG) = ((2),(text(-)2),(4))` .

Hun inproduct is `8 = 24 cos(varphi)` dus `varphi ~~ 71^@` .

De hoek tussen de lijnen `AE` en `CG` is ongeveer `71^@` .

c

Punt `P(2, 1, 0)` is de loodrechte projectie van `F` op vlak `ABCD` , dus de gevraagde hoek is `/_PBF` .

`tan(/_PBF) = 4/(sqrt(8))` geeft `/_PBF ~~ 55^@` .

d

In een vooraanzicht kun je die hoek `varphi` aangeven.

De gezochte hoek is `angle BSA` .

`tan(0,5angle BSA) = 3/6` geeft `angle BSA~~ 53^@` .

Opgave 6
a

`vec (ED)=((text(-)5),(0),(3))` en `vec (EF)=((0),(5),(text(-)4))` .

Hun inproduct is `text(-)12=sqrt(34)*sqrt(41)*cos(varphi)` dus `varphi~~109^@` .

De hoek tussen de vectoren is ongeveer `109^@` .

b

De hoek tussen lijnen is altijd de scherpe hoek. Dus de hoek tussen de lijnen `ED` en `EF` is ongeveer `180^@-109^@=71^@` .

c

Omdat `DE` en `DG` niet loodrecht op de snijlijn van beide vlakken (de `z` -as) staat. `OA` en `OC` staan dat wel en die maken een hoek van `90^@` .

Opgave 7
a

`vec (AT)=((text(-)4),(4),(6))` en `vec (CT)=((4),(text(-)4),(6))` .

Hun inproduct is `4=sqrt(68)*sqrt(68)*cos(varphi)` dus `varphi~~87^@` .

De hoek tussen de lijnen `AT` en `CT` is ongeveer `87^@` .

b

`vec (AT)=((text(-)4),(4),(6))` en `vec (TB)=((4),(4),(text(-)6))` .

Hun inproduct is `text(-)36=sqrt(68)*sqrt(68)*cos(varphi)` dus `varphi~~122^@` .

De hoek tussen de lijnen `AT` en `TB` is ongeveer `58^@` .

c

`vec (AT)=((text(-)4),(4),(6))` en `vec (BC)=((text(-)8),(0),(0))`

Hun inproduct is `32=sqrt(68)*8*cos(varphi)` dus `varphi~~61^@` .

De hoek tussen de lijnen `AT` en `BC` is ongeveer `61^@` .

Opgave 8
a

Omdat anders `DEFG` geen (plat) vlak is. De lijnen `DG` en `EF` moeten evenwijdig lopen.

b

Het vlak door `DG` en evenwijdig met `AE` is het `yz` -vlak. De gevraagde afstand is daarom `5` .

c

Het `yz` -vlak staat loodrecht op `OA` staat. De gevraagde is dus de lengte van het loodlijnstuk `OS` op lijn `DG` . Je kunt de lengte van dit loodlijnstuk berekenen met goniometrie.

`|DG|=sqrt(41)` en `angle ODG=5/sqrt(41)` .

`|OS| = |OD| * sin(/_ODG) = 9 * 5/(sqrt(41)) = 45/(sqrt(41))~~7,03` .

d

Maak een bovenaanzicht, dit is een vierkant van `4` bij `4` .

Het snijpunt van de diagonalen `AC` en `OB` is `M` .

De gevraagde afstand: `|OM| =1/2|OB|=1/2sqrt(50) =2,5sqrt(2)` .

Opgave 9
a

Noem `O'` het snijpunt van de loodlijn uit `O` op `AT` .

De gevraagde afstand is `|OO'|` .

`Delta AOT` is gelijkvormig met `Delta TRO` .

`|AT|=sqrt(68)` , `|AO|=sqrt(32)` en `|OT|=6` .

`sqrt(68)/6=sqrt(32)/|OO'|` geeft `|OO'| ~~4,12` .

b

Het vlak `ADT` is een vlak waar `AT` in ligt en dat evenwijdig is met `BC` . In een vooraanzicht (in de `x` -richting kijken) kun je dan de gevraagde afstand tekenen, loodrecht op vlak `ABT` . Dit is lijnstuk `a` .

De oppervlakte van de driehoek is `1/2*8*6=24` .

Je kunt ook `a` als hoogte nemen, dan heeft de basis een lengte van `sqrt(52)` .

`1/2*sqrt(52)*a=24` geeft `a=48/sqrt(52)~~6,66` .

(Je kunt ook gelijkvormigheid gebruiken.)

c

Dat is dezelfde afstand als bij b werd gevraagd, dus ongeveer `6,66` .

Opgave 10
a

Verleng `DE` tot die lijn de `x` -as snijdt in `P` .

Verleng `DG` tot die lijn de `y` -as snijdt in `Q` .

`PQ` is de snijlijn van beide vlakken.

b

Je hebt rechthoekige driehoek `OLK` met daarin hoogtelijn `OS` .

`|OL|=15` en `|OK|=11,25` en `|KL|=sqrt(15^2+11,25^2)=18,75` .

`11,25*15=18,75*|OS|` geeft `|OS|=9` .

c

`tan(/_OSD) = 9/9 = 1` en dit geeft `angle OSD=45^@` .

Opgave 11
a

Die hoek zie je meteen in een vooraanzicht (in de `x` -richting kijken). Dit is een gelijkbenige driehoek.

`tan(1/2*alpha)=4/6` , waarbij `alpha` de gezochte hoek is en `alpha~~67^@` .

b

`|AP| = |CP| = (8sqrt(52))/(sqrt(68))` .

De gezochte hoek is `angle APC` .

`sin(1/2*angle APC)=(1/2|AC|)/(|AP|)=(1/2sqrt(128))/((8sqrt(52))/(sqrt(68)))` geeft `angle APC~~108^@` .

De hoek tussen de vlakken `ABT` en `BCT` is `180^@-108^@=72^@` .

Opgave 12

Welke beweringen zijn waar?

De afstand tussen twee kruisende lijnen is altijd `0` .

De afstand tussen twee evenwijdige vlakken `V` en `W` is de lengte van het loodlijnstuk vanuit `P` op vlak `V` tot vlak `W` .

De hoek tussen twee lijnen kun je bepalen door de hoek tussen hun richtingsvectoren te berekenen.

De hoek tussen twee vlakken kun je niet bepalen.

Opgave 13
a

Bekijk een vooraanzicht of een zijaanzicht. Die afstand is `4` .

b

Bekijk een zijaanzicht. De gezochte afstand is de afstand van `E` tot `AD` .

`|AD|=sqrt(6^2+4^2)=sqrt(52)` .

Met gelijkvormigheid vind je voor de afstand `(6*4)/sqrt(52)=24/sqrt(52)=6/13sqrt(52)` .

c

`vec (AG)=((text(-)4),(4),(6))` en `vec (EF)=((0),(4),(0))`

Hun inproduct is `16=sqrt(68)*4*cos(varphi)` dus `varphi~~61^@` .

De hoek tussen de lijnen `AG` en `EF` is ongeveer `61^@` .

d

De gezochte hoek `alpha` is gelijk aan `angle CBG` .

`tan(alpha)=6/4` geeft `alpha~~56^@` .

Opgave 14
a

`M(4, text(-)4, 2)` en `N(0, 4, 8)` .
`|vec(MN)| = |((text(-)4),(8),(6))| = sqrt(116)` .

b

`8`

c

Die afstand is `|NH|` en dus `sqrt(4^2 + 8^2) = sqrt(80)` .

d

Maak een bovenaanzicht. De afstand van punt `N` tot vlak `ACGE` is de lengte van lijnstuk `N N'` , waarbij `N'` het snijpunt is van de loodlijn door `N` op `EG` .

`|EG|=sqrt(128)` en `|NG|=4` .

`Delta EFG` is gelijkvormig met `Delta GN'N` , dus `|N N'|=4/sqrt(128)*8=sqrt(8)` .

e

ongeveer `7,8`

f

Teken een bovenaanzicht (kijk in de `z` -richting) en werk met verhoudingen.

De lengte van lijnstuk `b` is de gevraagde afstand.

De gevraagde afstand is `(4*8)/(sqrt(80))~~3,6` .

Opgave 15
a

`30^@`

b

`vec(BC) = ((text(-)8),(0),(0))` en `vec(AS) = ((text(-)4),(4),(8))` .

Hun inproduct is `32=8*sqrt(96)*cos(varphi)` dus `varphi~~66^@` .

De hoek tussen de lijnen `BC` en `AS` is ongeveer ` 66^@` .

c

`90^@`

d

`tan(alpha)=8/(1/2sqrt(128))` geeft `alpha~~55^@` .

e

`tan(alpha)=(0,5sqrt(128))/4` geeft `alpha~~55^@` .

f

Bekijk een vooraanzicht.

`tan(alpha)=8/16` geeft `alpha~~27^@` .

Opgave 16
a

Maak een bovenaanzicht van de situatie. Die afstand is `6` .

b

De gevraagde afstand is de afstand van `F` tot `DE` . (Teken eventueel eerst een bovenaanzicht.)

`|DE|=sqrt(6^2+4^2)=sqrt(52)` en met gelijkvormigheid vind je `8*6/sqrt(52)=48/sqrt(52)` .

c

`Q(6,0,4)` , `vec (BQ)=((6),(text(-)4),(4))` en `vec (CF)=((0),(0),(8))` .

Hun inproduct is `32=sqrt(68)*8*cos(varphi)` dus `varphi~~61^@` .

De hoek is ongeveer `61^@` .

d

`S` is het snijpunt van `BF` en `CE` is.

De gevraagde hoek is `alpha=/_QBS` .

`tan(alpha)=6/(1/2sqrt(128))` geeft `alpha~~47^@` .

e

De hoek is het grootst als `P` het midden is van `EF` en het kleinst als `P` samenvalt met hoekpunt `E` of `F` .

`P` is het midden van `EF` .

Trek `PQ` , het snijpunt met de `x` -as is `R` .

De hoek tussen lijn `PQ` en vlak `ABC` is `alpha=angle PRO` .

`tan(alpha)=4/6` geeft `alpha~~34^@` .

`P` valt samen met `E` .

Lijn `EP` snijdt het `xy` -vlak in punt `T` .

De hoek tussen lijn `PQ` en vlak `ABC` is `alpha=angle PTB` .

`TB=2*|AB|=2sqrt(52)` en `tan(alpha)=8/(2sqrt(52))` zodat `alpha~~29^@` .

De hoek varieert tussen ongeveer `29^@` en `34^@` .

f

`P` is het midden van `EF` .

Trek `PQ` , het snijpunt met de `x` -as is `R` .

De hoek tussen de vlakken is gelijk aan `alpha=angle PRO~~34^@` (zie antwoord e).

Opgave 17
a

Werk met een vooraanzicht. Omdat `DEFG` een plat vlak is moet `DG // // EF` .
Hieruit volgt `D(0, 0, 12)` .

b

`|DE|=|FG|=sqrt(8^2+2^2)=sqrt(68)` en `|EF|=|GD|=sqrt(8^2+6^2)=10` .

`vec (DE)=((8),(0),(text(-)2))` en `vec (DG)=((0),(8),(text(-)6))` .

Hun inproduct is `12=sqrt(68)*10*cos(varphi)` dus `varphi~~82^@=angle EDG` .

Het is een parallellogram.

c

De afstand van `A` tot `DG` is de lengte van de hoogtelijn vanuit `A` op `DG` in driehoek `AGD` .

`A'` is het snijpunt van de hoogtelijn met `DG` . Dus `A A'` is de gevraagde afstand.

`vec (AD)=((text(-)8),(0),(12))` en `vec (GD)=((0),(text(-)8),(6))` .

Hun inproduct is `72=sqrt(128)*10*cos(varphi)` en dus `angle D=varphi=60,050...^@`

`sin(angle D)=(|A A' |)/(sqrt(208))` geeft `|A A' | ~~12,5` .

d

Die afstand is de hoogtelijn vanuit `A` in `Delta AFE` .

De lengte van de hoogtelijn met basis `AF` is `sqrt(10^2-(1/2sqrt(80))^2)=sqrt(80)` .

De lengte van hoogtelijn vanuit `A` is `(sqrt(80)*sqrt(80))/10=8` .

e

Verleng `DG` tot hij `OC` snijdt in `L(0, 16, 0)` .
Verleng `DE` tot hij `OA` snijdt in `K(48, 0, 0)` .
`OS` is een hoogtelijn in `Delta OKL` , `|OS| = 768/sqrt(2560)` .
Teken ook `SD` . De gevraagde hoek is `angle OSD` .

`tan(angle OSD)=12/(768/sqrt(2560))` geeft `angle OSD~~38,3^@` .

Opgave 18Afgeknotte piramide
Afgeknotte piramide
a

Maak een bovenaanzicht. Je vindt `F(6, 4, 6)` en `G(3, 7, 6)` .

b

Gebruik het inproduct van hun richtingsvectoren. Je vindt ongeveer `18^@` .

c

Teken in vierhoek `BDHF` een hoogtelijn vanuit het midden van `BD` op lijn `BF` . Bereken daarvan de lengte met behulp van gelijkvormigheid. Dan krijg je voor de gevraagde afstand `(12)/(sqrt(40))` .

d

Teken in vierhoek `BDHF` een hoogtelijn vanuit `F` op de (schuine) lijn die vlak `ACGE` voorstelt. Bereken daarvan de lengte met behulp van gelijkvormigheid. Dan krijg je voor de gevraagde afstand `(18)/(sqrt(37))` .

Opgave 19
a

`2sqrt(6)` .

b

`8`

c

Die afstand is `2sqrt(2)` .

d

Die afstand is `4sqrt(2)` .

e

`60^@`

f

`~~ 55^@`

verder | terug