`O(0, 0, 0)` , `A(4, 0, 0)` , `B(4, 2, 0)` , `C(0, 2, 0)` , `D(0, 0, 3)` , `E(4, 0, 3)` , `G(0, 2, 3)` .
`vec(OE) = ((4),(0),(3))` , `vec(EG) = ((text(-)4),(2),(0))` en `vec(AG) = ((text(-)4),(2),(3))`
Met de stelling van Pythagoras (twee keer toepassen).
Met de stelling van Pythagoras (twee keer toepassen).
`vec(CE)=((4),(text(-)2),(3))` , `vec(EC)=((text(-)4),(2),(text(-)3))` , `vec(DF)=((4),(2),(0))` en `vec(DB)=((4),(2),(text(-)3))` .
`E(4, 0, 3)`
en
`G(0, 2, 3)`
geeft
`N((4+0)/2, (0+2)/2, (3+3)/2) = N(2, 1, 3)`
.
`D(0, 0, 3)`
en
`F(4, 2, 3)`
geeft
`N((0+4)/2, (0+2)/2, (3+3)/2) = N(2, 1, 3)`
.
`OB^2=OA^2+AB^2=4^2+2^2`
`OF^2=OB^2+BF^2=4^2+2^2+3^2`
`|vec(CE)|=|vec(EC)|=sqrt((text(-)4)^2+2^2+(text(-)3)^2)=sqrt(29)` en `|vec(DF)|=sqrt(4^2+2^2+0^2)=sqrt(20)`
`B(4, 2, 0)` en `D(0, 0, 3)` geeft `vec(BD) = ((0-4),(0-2),(3-0)) = ((text(-)4),(text(-)2),(3))` , dus `|vec(BD)| = sqrt((text(-)4)^2 + (text(-)2)^2 + 3^2) = sqrt(29)` .
`M(4, 2, 3/2)`
(zie uitleg) en
`N((4+0)/2, (0+2)/2, (3+3)/2)=N(2, 1, 3)`
.
`vec(MN) = ((2-4),(1-2),(3-{:1,5:})) = ((text(-)2),(text(-)1),({:1,5:}))`
, dus
`|vec(MN)| = sqrt((text(-)2)^2 + (text(-)1)^2 + 1,5^2) = sqrt(7,25)`
.
Een verticaal vlak evenwijdig aan de
`y`
-as en aan de
`z`
-as door het punt
`(4, 0, 0)`
. Het vlak is oneindig groot.
Dat is een horizontaal vlak door de oorsprong `O(0, 0, 0)` . Het vlak is oneindig groot.
Een plat vlak dat een hoek van `45^@` met het grondvlak ( `Oxy` -vlak) maakt en evenwijdig is aan de `x` -as. Het vlak is oneindig groot.
Je kunt dan werken met coördinaten en vectoren.
`sqrt(6^2+5^2+3^2)=sqrt(70)`
Doen.
`B(4, 8, 0)` , `D(0, 0, 6)` , `E(4, 0, 6)` , `F(4, 8, 6)` en `G(0, 8, 6)`
`|vec(AG)| = sqrt(4^2+6^2)=sqrt(52)`
`B(5, 6, 0)` , `E(5, 0, 4)` , `F(5, 6, 4)` en `H(0, 2, 4)` .
`|vec(BH)|=sqrt(5^2+4^2+4^2)=sqrt(57)` .
`S`
is het midden van
`AG`
, dus
`S((5+0)/2, (0+3)/2, (0+4)/2)=S(2,5; 1,5; 2)`
.
`vec(AS) = (({:text(-)2,5:}),({:1,5:}),(2))`
en dus is
`|vec(AS)| = sqrt((text(-)2,5)^2 + (1,5)^2 + (2)^2)= sqrt(12,5)`
.
`S(2,5;1,5;2)`
en
`M(5,3,2)`
.
Dus
`vec(SM)=((5-{:2,5:}), (3-{:1,5:}), (2-2)) = (({:2,5:}), ({:1,5:}), (0))`
.
De lengte van
`vec(SM)`
is
`|vec(SM)|=sqrt((2,5)^2+(1,5)^2+0^2) = sqrt(8,5)`
.
`E(5,0,4)`
en
`N(2,5; 1,5; 1)`
.
Dus
`vec(NE)=((5-{:2,5:}), (0-{:1,5:}), (4-1)) = (({:2,5:}), ({:text(-)1,5:}), (3))`
.
`|vec(NE)| = sqrt((2,5)^2+(text(-)1,5)^2+3^2) = sqrt(17,5)`
.
`PG : PC = 1 : 3` betekent dat de lengte van lijnstuk `PC` `3` keer zo lang is als de lengte van lijnstuk `PG` .
`P(0, 3, 3)`
en
`S(2,5;1,5;2)`
, dus
`vec(PS)=(({:2,5:}-0), ({:1,5:}-3), (2-3)) = (({:2,5:}), ({:text(-)1,5:}), (text(-)1))`
.
`|vec(PS)| = sqrt((2,5)^2+(text(-)1,5)^2+(text(-)1)^2) = sqrt(9,5)`
.
`PG : PC = 1 : 3`
betekent dat de lengte van lijnstuk
`PC`
drie keer zo lang is als de lengte van lijnstuk
`PG`
. Dus
`P(0, 3, 3)`
.
`vec(PS)=(({:2,5:}-0), ({:1,5:}-3), (2-3)) = (({:2,5:}), ({:text(-)1,5:}), (text(-)1))`
Dit geeft
`|vec(PS)| = sqrt((2,5)^2+(text(-)1,5)^2+(text(-)1)^2) = sqrt(9,5)`
.
`M(4,5; 1,5; 4)` en `N(3, 5, 0)` , dus `|vec(MN)| = sqrt((3-4,5)^2+(5-1,5)^2+(0-4)^2) = sqrt(30,5)` .
Maak een rechthoekige driehoek door vanuit
`T`
een lijn te trekken naar het midden
`P`
van
`AB`
.
`|AT|=sqrt((3-6)^2+(3-0)^2+(8-0)^2)=sqrt(82)`
.
Er geldt:
`cos(/_TAB)=(|AP|)/(|AT|)=3/sqrt(82)`
.
Dus
`/_TAB~~71^@`
.
Begin met een bovenaanzicht van de piramide in het `Oxy` -assenstelsel.
`B(3, 1, 0)` , `D(text(-)1, 3, 0)` en `T(1, 2, 4)` .
Teken eerst grondvlak
`ABCD`
in een 3D-assenstelsel.
Teken daarin de diagonalen en noem hun snijpunt
`S`
.
Teken punt
`T`
precies
`4`
roostereenheden boven
`S`
en maak de piramide af.
`|vec(BM)| = sqrt((0-0)^2+(text(-)1,5-3)^2+ (1,5-0)^2) = sqrt(22,5)`
`|vec(CM)| = sqrt((0-text(-)3)^2+(text(-)1,5-0)^2+ (1,5-0)^2) = sqrt(13,5)`
De coördinaten van
`N`
zijn
`((0+0)/2, (3+0)/2, (0+text(-)3)/2) = (0; 1,5; text(-)1,5)`
Dus
`|vec(MN)| = sqrt((0-0)^2+(1,5-text(-)1,5)^2+ (text(-)1,5-1,5)^2) = sqrt(18)=3sqrt(2)`
.
`C(text(-)2, 2, 0)` en `D(text(-)2, text(-)2, 0)` .
Merk op dat al deze ribben even lang zijn.
Bijvoorbeeld:
`|vec(AT)| = sqrt(2^2 + 2^2 + 4^2) = sqrt(24)=2sqrt(6)`
`|BP| : |PT| = 3 : 1`
betekent dat
`BP`
`3`
keer zo lang is als
`PT`
, dus
`P`
ligt op driekwart van de ribbe
`BT`
. Om de coördinaten van
`P`
te vinden begin je bij punt
`B`
en loop je driekwart in de richting van
`vec(BT) = ((0-2), (0-2), (4-0)) = ((text(-)2), (text(-)2), (4))`
.
Dus de coördinaten van
`P`
zijn dan te berekenen door:
`(2, 2, 0) + 3/4*(text(-)2, text(-)2, 4) = (0,5; 0,5; 3)`
.
`|BP| : |PT| = 3 : 1`
betekent dat
`BP`
`3`
keer zo lang is als
`PT`
, dus
`P`
ligt op driekwart van de ribbe
`BT`
. Om de coördinaten van
`P`
te vinden begin je bij punt
`B`
en loop je driekwart in de richting van
`vec(BT) = ((0-2), (0-2), (4-0)) = ((text(-)2), (text(-)2), (4))`
.
Dus de coördinaten van
`P`
zijn dan te berekenen door:
`(2, 2, 0) + 3/4*(text(-)2, text(-)2, 4) = (0,5; 0,5; 3)`
.
Je kunt de coördinaten van `P` ook zo berekenen: `((1*2+3*0)/4, (1*2+3*0)/4, (1*0+3*4)/4) = (0,5; 0,5; 3)` .
Dan: `|vec(DP)| = sqrt((0,5-text(-)2)^2 + (0,5-text(-)2)^2 + (3-0)^2) = sqrt(21,5)`
`O(0, 0, 0)` , `B(6, 4, 0)` , `E(6, 0, 6)` , `F(6, 4, 6)` en `G(0, 4, 6)` .
`M(6, 2, 0)` en `N(0, 4, 3)` geeft `vec(MN) = ((text(-)6),(2),(3))` en `|MN| = |vec(MN)| = sqrt((text(-)6)^2+2^2+3^2) = sqrt(49) = 7` .
`P(3; 3; 1,5)` en `F(6, 4, 6)` .
`|PF| = |vec(FP)| = sqrt((6-3)^2 + (4-3)^2 + (6-1,5)^2) = sqrt(30,25)` .
Doen, dit gaat op dezelfde manier als in het
`CP : PT = 3 : 1`
betekent dat
`CP`
`3`
keer zo lang is als
`PT`
, dus
`P`
ligt op driekwart van de ribbe
`CT`
. Om de coördinaten van
`P`
te vinden begin je bij punt
`C`
en loop je driekwart in de richting van
`vec(CT) = ((4), (text(-)4), (8))`
.
Dus de coördinaten van
`P`
zijn dan te berekenen door:
`(text(-)4, 4, 0) + 3/4*(4, text(-)4, 8) = (text(-)1, 1, 6)`
.
Je kunt de coördinaten van `P` ook berekenen door: `(1*C+3*T)/4 = ((1*text(-)4+3*0)/4, (1*4+3*0)/4, (1*0+3*8)/4) = (text(-)1, 1, 6)` .
Dan `|AP| = sqrt((text(-)1-4)^2 + (1-(text(-)4))^2 + (6-0)^2) = sqrt(86)`
`|AP| = sqrt(86)` , `|AB| = 8` en `|BP| = sqrt(5^2 + 3^2 + 6^2) = sqrt(70)` .
`8^2 = (sqrt(86))^2 + (sqrt(70))^2 - 2 * sqrt(86) * sqrt(70) * cos(/_APB)` (cosinusregel).
`cos(/_APB) = 46/(sqrt(6020)) = 0,5928......` geeft `/_APB ~~ 54^@` .
`A(4, text(-)4, 0)` , `B(4, 4, 0)` , `C(text(-)4, 4, 0)` , `D(text(-)4, text(-)4, 0)` , `E(2, text(-)2, 4)` , `F(2, 2, 4)` , `G(text(-)2, 2, 4)` en `H(text(-)2, text(-)2, 4)`
Deze lengtes zijn allemaal gelijk.
Bijvoorbeeld:
`|AE| = sqrt((2-4)^2+(text(-)2-(text(-)4))^2+(4-0)^2) = sqrt(24)=2sqrt(6)`
.
Onderkant:
`8*8=64`
Bovenkant:
`4*4=16`
.
Zijvlak:
`0,5*(8+4)*sqrt(20) = 6sqrt(20)`
.
Dus de totale buitenoppervlakte is: `64+16+4*6sqrt(20)= 80+24sqrt(20) = 80 + 48sqrt(5)`
Gebruik de cosinusregel in `Delta EGC` .
`|EG|=sqrt(4^2+4^2)=sqrt(32)`
`|CG|=sqrt(24)`
`|CE|=sqrt(6^2+6^2+4^2)=sqrt(88)`
`88=32+24-2sqrt(32)*sqrt(24)*cos(angle EGC)` geeft `angle EGC~~125^@` .
Omdat
`|AD| = 5`
zijn de ribben van deze kubus allemaal
`5`
. Maak eerst een bovenaanzicht.
Bedenk de coördinaten van alle hoekpunten:
`B(7, 4, 0)`
,
`C(3, 7, 0)`
in het grondvlak.
`E(4, 0, 5)`
,
`F(7, 4, 5)`
,
`G(3, 7, 5)`
en
`H(0, 3, 5)`
in het bovenvlak.
`A(4,0,0)` en `G(3, 7, 5)`
`|AG| = sqrt(1^2 + 7^2 + 5^2) = sqrt(75) = 5sqrt(3)`
(Je kunt ook gebruik maken van het feit dat `AG` een lichaamsdiagonaal van de kubus is.)
Dat is het midden van de kubus ofwel het midden van één van de lichaamsdiagonalen, bijvoorbeeld `AG` . `G` heeft coördinaten `(3, 7, 5)` .
Dus midden van `AG` is `M((3+4)/2, (0+7)/2, (0+5)/2) = M(3,5; 3,5; 2,5)` .
`B(0, 3, 0)` en `C(text(-)3, 0, 0)` zijn de overige hoekpunten.
`P(1,5; 1,5; 0)`
en
`Q(text(-)1,5; 0; 2,5)`
.
Dus
`vec(PQ)=((text(-)3), ({:text(-)1,5:}), ({:2,5:}))`
.
`|vec(PQ)|=sqrt((text(-)3)^2+(text(-)1,5)^2+(2,5)^2)=sqrt(17,5)~~4,18`
Als basis neem je de zijde
`AB`
en als hoogte
`TP`
(denk eraan dat de hoogte loodrecht staat op de basis).
`|AB|=sqrt(3^2+3^2)=sqrt(18)=3sqrt(2)`
en
`|TP|=sqrt((1,5-0)^2+(1,5-0)^2+(0-5)^2)=sqrt(29,5)`
.
Dus de oppervlakte van driehoek
`ABT`
is
`1/2*3sqrt(2)*sqrt(29,5)=1,5sqrt(59)~~11,52`
.
`|MN|^2 = 2^2 + 2^2 + 0^2 = 8`
.
Stel
`P(0, 0, z)`
dan is
`|PM|^2 = 2^2 + 0^2 + (4 - z)^2 = 20 - 8z + z^2`
.
Dus is
`20 - 8z + z^2 = 8`
, want de driehoek is gelijkzijdig (dus
`|PM| = |MN|`
).
`z^2 - 8z + 12 = (z - 6)(z - 2) = 0`
geeft
`z = 6 vv z = 2`
.
Dus
`P(0, 0, 6)`
en
`Q(0, 0, 2)`
.
Met behulp van een bovenaanzicht kun je de coördinaten van hoekpunt `B` berekenen.
Met Pythagoras vind je
`|BP| = sqrt(27) = 3sqrt(3)`
.
Dus de coördinaten van
`B`
zijn
`(3, 3sqrt(3), 0)`
.
De top
`C`
ligt precies boven
`M`
(maak gebruik van de stelling dat in een driehoek de zwaartelijnen elkaar verdelen
in de verhouding
`2 : 1`
).
`|OM| = sqrt((sqrt(3))^2+3^2)=sqrt(12)`
, hieruit volgt dat
`|MC| = sqrt(6^2-(sqrt(12))^2)=sqrt(24)=2sqrt(6)`
is.
Dus `C(3, sqrt(3), 2sqrt(6))` .
`A(0, text(-)3, 0)` , `B(4, 0, 0)` , `C(0, 3, 0)` , `D(0, text(-)3, 5)` , `E(4, 0, 5)` , `F(0, 3, 5)`
`|GH| = sqrt(30,5)` .
`/_GHB ~~ 60^@` .
`C(4, 7, 0)` , `D(1, 4, 0)` en `T(4, 4, 3)` .