`x(t) = 4 cos(t)` en `y(t) = 4 sin(t)` .
`x(t) = 1 + 4 cos(t)` en `y(t) = 3 + 4 sin(t)` .
`vec(OP) = vec(OM) + vec(MP)`
.
`vec(MP)`
heeft kentallen
`x = 3 cos(t)`
en
`y = 3 sin(t)`
en
`vec(OM) = ((2),(1))`
.
Vul `t = 1/4pi` in `x(t)` en `y(t)` in.
Je vindt dan `x(1/4pi) = 2 + 3cos(1/4pi) = 2 + 1,5sqrt(2)` en `y(1/4pi) = 1 + 3sin(1/4pi) = 1 + 1,5sqrt(2)` .
Vul `t = 3/4pi` in `x(t)` en `y(t)` in.
Je vindt dan `x(3/4pi) = 2 + 3cos(3/4pi) = 2 - 1,5sqrt(2)` en `y(13/4pi) = 1 + 3sin(3/4pi) = 1 + 1,5sqrt(2)` .
`P_1(2 + 1,5sqrt(2); 1 + 1,5sqrt(2))` en `P_2(2 - 1,5sqrt(2); 1 + 1,5sqrt(2))` .
Los op `x(t) = 2 - 1,5sqrt(2)` en `y(t) = 1 - 1,5sqrt(2)` .
`2 + 3cos(t) = 2 - 1,5sqrt(2)` geeft `t = 3/4 pi + k*2pi vv t = 5/4 pi + k*2pi` .
Omdat ook `y(t) = 1 - 1,5sqrt(2)` voldoet alleen `t = 5/4 pi + k*2pi` .
`1 + 3 sin(t) = 2,5`
geeft
`sin(t) = 0,5`
en dus
`t = 1/6 pi + k*2pi vv t = 5/6 pi + k*2pi`
.
Door invullen vind je de bijbehorende
`x`
-waarden.
De gevraagde punten zijn
`(2 + 1,5sqrt(3); 2,5)`
en
`(2 - 1,5sqrt(3); 2,5)`
.
`x = 1`
betekent
`2 + 3cos(t) = 1`
, dus
`cos(t) = text(-) 1/3`
.
Dit geeft
`t ~~ +-1,911 + k*2pi`
. De bijbehorende
`y`
-waarden zijn
`y ~~ 3,83`
en
`y ~~ text(-)1,83`
.
`x(t) = 1 + 2 cos(t)` en `y(t) = 3 + 2 sin(t)` , dus `(x(t), y(t)) = (1 + 2 cos(t), 3 + 2 sin(t))` .
`(x - 1)^2 + (y - 3)^2 = 4`
Substitueer `x(t) = 1 + 2 cos(t)` en `y(t) = 3 + 2 sin(t)` in de vergelijking van de cirkel. Daar moet de uitkomst voor elke `t` waar zijn.
`(2 cos(t))^2 + (2 sin(t))^2 = 4(cos^2(t) + sin^2(t)) = 4*1 = 4` .
Nu moet `x = 0` zijn, want je zoekt een snijpunt met de `y` -as.
Met de vergelijking van de cirkel:
De cirkelvergelijking geeft dan
`(0 - 1)^2 + (y - 3)^2 = 4`
, zodat
`y = 3 +- sqrt(3)`
.
De gevraagde punten zijn
`(0, 3 +- sqrt(3))`
.
Met de parametervoorstelling van de cirkel:
Ook nu geldt
`x(t) = 0`
want je zoekt een snijpunt met de
`y`
-as.
De parametervoorstelling geeft
`1 + 2cos(t) = 0`
, dus
`cos(t) = text(-)0,5`
, zodat
`t = +-2/3pi + k*2pi`
. Dit levert, als je dit invult in de parametervoorstelling dezelfde punten op.
`x^2 + y^2 - 6x + 4y = 0`
`x^2 - 6x + y^2 + 4y = 0`
`(x-3)^2 - 9 + (x+2)^2 - 4 = 0`
`(x-3)^2 + (y+2)^2 = 13` .
Dat `t` gelijk is aan de hoek die de vector vanuit het middelpunt `M` naar een punt `P` op de cirkel maakt met een lijn door `M` en evenwijdig aan de `x` -as.
Ja, `t` stelt nu de hoek voor die `vec(MP)` maakt met een lijn door `M` en evenwijdig aan de `y` -as. Ook is de draairichting omgekeerd.
`x^2 + y^2 - 12y = 0`
geeft
`x^2 + (y-6)^2 - 36 = 0`
en dus
`x^2 + (y-6)^2 = 36`
.
Middelpunt
`(0 , 6)`
en straal
`6`
.
Dit geeft parametervoorstelling
`(x(t), y(t)) = (6 cos(t), 6 + 6 sin(t))`
.
`x^2 + 6x + y^2 = 16`
geeft
`(x+3)^2 - 9 + y^2 = 16`
en dus
`(x+3)^2 + y^2 = 25`
.
Middelpunt
`(text(-)3 , 0)`
en straal
`5`
.
Dit geeft parametervoorstelling
`(x(t), y(t)) = (text(-)3 + 5 cos(t), 5 sin(t))`
.
`x^2 - 3x + y^2 + 6y = 12`
geeft
`(x-1,5)^2 - 2,25 + (y+3)^2 - 9 = 12`
en dus
`(x-1,5)^2 + (y+3)^2 = 23,25`
.
Middelpunt
`(1,5 ; text(-)3)`
en straal
`sqrt(23,25)`
.
Dit geeft parametervoorstelling
`(x(t), y(t)) = (1,5 + sqrt(23,25) cos(t); text(-)3 + sqrt(23,25) sin(t))`
.
`(x+4)^2 + (y+2)^2 = 20`
geeft middelpunt
`(text(-)4, text(-)2)`
en straal
`sqrt(20)`
.
Dit geeft parametervoorstelling
`(x(t), y(t)) = (text(-)4 + sqrt(20) cos(t), text(-)2 + sqrt(20) sin(t))`
.
Kwadraat afsplitsen levert `(x-4)^2 + (y+2)^2 = text(-)5` en dit is geen cirkel.
`(x+4)^2 + (y-2)^2 = 20`
geeft middelpunt
`(4, 2)`
en straal
`sqrt(20)`
.
Dit geeft parametervoorstelling
`(x(t), y(t)) = (text(-)4 + sqrt(20) cos(t), 2 + sqrt(20) sin(t))`
.
De cirkel heeft middelpunt
`M(2, 1)`
en straal
`r=5`
.
Een mogelijke vergelijking is daarom
`(x-2)^2 + (y-1)^2 = 25`
.
Voor de lijn
`l`
geldt:
`y = 6/7x + 5/7`
.
Vul de vergelijking van
`l`
in die van de cirkel in en je vindt
`x = text(-)2 vv x = 5`
.
De gevraagde snijpunten vind je door dit in de vergelijking van
`l`
in te vullen.
`2 + 5 cos(t) = t ^^ 1 + 5 sin(t) = 6/7t + 5/7` kun je niet algebraïsch oplossen.
`7(1 + 5 sin(t)) - 6(2 + 5 cos(t))=5`
geeft
`35 sin(t) - 30 cos(t) = 10`
.
Dit is wel een oplosbare vergelijking, maar je hebt er nogal wat goniometrische technieken
voor nodig. De in het voorbeeld beschreven methode is het handigst.
De cirkel heeft vergelijking `(x+1)^2 + (y-2)^2 = 13` en de lijn `y = x+4` . Deze snijden levert
`(x+1)^2 + (x+4-2)^2 = 13` en levert op `x = text(-)4 vv x = 1` .
De snijpunten zijn `(text(-)4, 0)` en `(1, 5)` .
`c_1` : `(x+1)^2 + (y-2)^2 = 13` geeft `x^2 + y^2 + 2x - 4y = 8` .
`c_2` : `(x+1/2)^2 + (y+1/2)^2 = 6,5` geeft `x^2 + y^2 + x + y = 6` .
Deze combineren geeft
`x - 5y = 2`
ofwel
`x = 5y + 2`
.
Dit invullen in één van beide cirkelvergelijkingen en dan
`y`
berekenen geeft
`y = text(-)1 vv y = 0`
.
De snijpunten zijn
`(text(-)3, text(-)1)`
en
`(2, 0)`
.
Snijpunten
`c_1`
met de
`x`
-as:
`y = 0`
geeft
`x^2 - 8x + 7 = 0`
en dus volgt
`x = 7 ∨ x = 1`
.
De snijpunten zijn dus
`(7, 0)`
en
`(1, 0)`
.
Snijpunten
`c_1`
met de
`y`
-as:
`x = 0`
geeft
`y^2 - 8y + 7 = 0`
en dus volgt
` y = 7 ∨ y = 1 `
.
De snijpunten zijn dus
`(0, 7)`
en
`(0, 1)`
.
Maak eerst van
`c_2`
de vergelijking
`x^2 + y^2 = 1`
. Trek beide cirkelvergelijkingen van elkaar af:
`text(-)8x - 8y + 8 = 0`
geeft
`y = text(-)x + 1`
.
Deze lijn (door beide snijpunten) snijden met
`c_2`
geeft
`x^2 + (text(-)x+1)^2 = 1`
en dus
`x = 0 ∨ x = 1`
.
De snijpunten zijn
`(0, 1)`
en
`(1, 0)`
.
Kwadraat afsplitsen: `(x-4)^2 + (y-4)^2 = 25` geeft `M_1 (4, 4)` en `r_1 = 5` . Dus de parametervoorstelling is `(x(s), y(s)) = (4 + 5 cos(s), 4 + 5 sin(s))` .
`((x),(y)) = ((3),(0)) + p((1),(1))` geeft `x = 3 + p` en `y = p` .
Stel vergelijkingen of vectorvoorstellingen op op van de middelloodlijnen van
`AB`
en
`AC`
en bereken hun snijpunt
`M(2, 3)`
.
De vergelijking van de cirkel om
`M`
door
`A`
heeft een straal van
`|vec(MA)| = sqrt(10)`
. De parametervoorstelling van de cirkel is dus
`(x(t), y(t)) = (2 + sqrt(10) cos(t), 3 + sqrt(10) sin(t))`
.
Je vindt `A(0, 3)` , `B(0, text(-)5)` , `C(3 + 2 sqrt(6), 0)` en `D(3 - 2sqrt(6), 0)` .
De grootste afstand is dan die tussen de punten
`B`
en
`C`
. Met de stelling van Pythagoras kun je die afstand vervolgens uitrekenen:
De grootste afstand is
`|BC| = sqrt((3 + 2sqrt(6))^2 + 25) = sqrt(9 + 6sqrt(6) + 6sqrt(6) + 4*6 + 25) = sqrt(58
+ 12sqrt(6))`
.
Eerst op nul herleiden: `x^2 - 6x + y^2 + 4y + 5 = 0` . Met kwadraatafsplitsen vind je `(x-3)^2 + (y+2)^2 = 8` .
`M(3, text(-)2)` en `r = sqrt(8)` .
Parametervoorstelling: `(x(t), y(t)) = (3 + sqrt(8) cos(t), text(-)2 + sqrt(8) sin(t))` .
`x^2 - 6x + y^2 + 4y = 50` dus na kwadraatafsplitsen vind je `(x-3)^2 + (y+2)^2 = text(-)37` . Dit is geen cirkel.
Haakjes wegwerken levert `x^2 + 4x = 3 - y^2 - 2y` en `x^2 + 4x + y^2 + 2y = 3` .
Met kwadraatafsplitsen vind je `(x+2)^2 + (y+1)^2 =8` dus `M(text(-)2 ,text(-)1)` en `r = sqrt(8)` . Parametervoorstelling: `(x(t), y(t)) = (text(-)2 + sqrt(8) cos(t), text(-)1 + sqrt(8) sin(t))` .
Je vindt `x^2 - 4x + y^2 - 2y = text(-)5` en dan ook `(x-2)^2 + (y-1)^2 = 0` dus geen cirkel.
`c` is een cirkel met straal `sqrt(5)` en middelpunt `text(1, text(-)2)` .
Dus: `c: (x - 1)^2 + (y + 2)^2 = 5` .
Snijpunten
`m`
en
`c`
vind je door
`x = 2y + 2,5`
in de vergelijking van
`c`
in te vullen. Dit geeft na haakjes wegwerken
`y^2 + 2y + 0,25 = 0`
en
`y = text(-)1 +- 1/2 sqrt(3)`
.
De snijpunten zijn
`P(1/2 - sqrt(3), text(-)1 - 1/2 sqrt(3))`
en
`Q(1/2 + sqrt(3), text(-)1 + 1/2 sqrt(3))`
.
`|PQ|` uitrekenen met de stelling van Pythagoras geeft: `| PQ |≈3,87` .
Laat bijvoorbeeld zien dat alle zijden van deze vierhoek even lang zijn. Dat kan meetkundig, maar ook algebraïsch.
De punten zijn `O(0, 0)` , `M(1, text(-)2)` , `P(1/2 - sqrt(3), text(-)1 - 1/2 sqrt(3))` en `Q(1/2 + sqrt(3), text(-)1 + 1/2 sqrt(3))` .
Met de stelling van Pythagoras kun je laten zien dat `|OP| = |PM| = |MQ| = |QO| = sqrt(5)` .
De functies die de cirkelbeweging van `B` beschrijven hebben een periode van `(2pi)/2 = pi` en die bij punt `A` hebben een periode van `2pi` .
Er moet gelden:
`cos(2t) = 0`
.
Dat geldt als:
`t = 1/4 pi vv t = 3/4 pi vv t = 5/4 pi vv t = 7/4 pi`
.
Dan geldt:
`x_A(1/4 pi) = y_A(1/4 pi) = 1/2 sqrt(2)`
`x_A(3/4 pi) = text(-)y_A(3/4 pi) = 1/2 sqrt(2)`
`x_A(5/4 pi) = y_A(5/4 pi) = text(-)1/2 sqrt(2)`
en
`x_A(7/4 pi) = text(-)y_A(7/4 pi) = text(-)1/2 sqrt(2)`
.
`A` bevindt zich op de lijn `y=text(-)x` of op de lijn `y=x` .
Er moet gelden:
`2cos(2t) = cos(t)`
.
Oplossen:
`t ~~ 0,57`
,
`t ~~ 2,21`
,
`t ~~ 4,08`
en
`t ~~ 5,72`
.
Alleen op
`t = 2,21`
en
`t = 4,08`
bevinden
`A`
en
`B`
zich onder de
`x`
-as.
De coördinaten van
`A`
zijn:
`(0,8; text(-)0,6)`
of
`(text(-)0,8; text(-)0,6)`
.
De coördinaten van
`B`
zijn:
`(1,9; text(-)0,6)`
of
`(1,9; text(-)0,6)`
.
(naar: pilotexamen vwo wiskunde B in 2015, eerste tijdvak)
`(x-6)^2 + y^2 = 26` dus `M_1 (6, 0)` en `r_1 = sqrt(26)` .
`(x(t), y(t)) = (4 + sqrt(10) cos(t), 2 + sqrt(10) sin(t))` .
De snijpunten zijn `A(1, 1)` en `B(5, 5)` .
De snijpunten zijn `(text(-)2, text(-)1)` en `(2, 1)` .