Raaklijn aan goniometrische functie

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Berichten: 102

Raaklijn aan goniometrische functie

Maandag en dinsdag zit ik met examen wiskunde, dus leg ik dit weekend de laatste loodjes aan de oefeningen. En toen stootte ik weer op 2 moeilijkheden. Mijn scanner werkt niet dus moet ik alles schrijven.

Vraag 1: Op de nevenstaande figuur vind je de grafiek van de functie
\(f(x)=\frac{4 \cdot \sin(x) + \cos(x) - 2}{\sin(x)}\)


1) de raaklijn t1 aan de grafiek van f in het punt P maakt een hoek van 60° met de horizontale. bepaal de coordinaten van het punt P op 0,001 nauwkeurig. (met de horizontale bedoelen ze de raaklijn in het extrema van de functie.

Omdat de hoek tussen het punt en de horizontale 60° moet zijn, kan je heiruit de rico van de raaklijn aan P bepalen, deze is
\(\tan(-\pi/3)=-1.732050808..\)
.

Ook heb ik de afgeleide berekent van f(x), en deze is
\(\frac{-1+2. \cos(x)}{\sin²(x)} \)
Hieruit kan ik denk ik ook besluiten dat de afgeleide in het punt P gelijk moet zijn aan -1.732050808.. .

Maar dan bekom ik
\(\frac{-1 + 2. \cos(x)}{\sin²(x)} + 1.732050808=0\)
Hoe los ik dat dan op?

Vraag 2: Gegeven zijn de grafieken van de functies
\(f(x)= \tan(x) + \frac{1}{\sin(2x)}\)
en
\(g(x)= \tan(x) - \frac{1}{\sin(2x)}\)
met x ]0,i[ \ {pi/2}

2)de rechte x=p snijdt de grafiek van f in A en de grafiek van g in B. Bereken de waarden van p waarvoor geldt dat |AB|=4.

Bij deze kan ik ook niet direct een beeld schetsen van wat ik moet gaan doen. Moet ik iets proberen ineenknutselen met de afstandsformule? of moet het op een andere specifieke manier?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Raaklijn aan goniometrische functie

Vraag 2: letterlijk doen wat er staat: |f(p)-g(p)|=4, los op.

Berichten: 102

Re: Raaklijn aan goniometrische functie

En even nog een theorievraagje in verband met deze leerstof. Me twee wiskunde leerkrachten van de laatste twee jaar spreken elkaar een beetje tegen in goniometrische vergelijkingen.
\( \sin(x) = a = \sin(\alpha) \)
\( x = \alpha + 2 \pi k \)
\( of x = \pi - \alpha + 2 \pi k \)
met k element van gehele getallen

dit is wat me eerste leerkracht zei. me tweede vervangt de +2.pi.k door gewoon pi.k voor sinus en cosinus.

Welke is dan de juiste? want als je gewoon pi.k neemt dan veranderd je teken toch elke keer?

Gebruikersavatar
Berichten: 1.069

Re: Raaklijn aan goniometrische functie

druidz schreef:En even nog een theorievraagje in verband met deze leerstof. Me twee wiskunde leerkrachten van de laatste twee jaar spreken elkaar een beetje tegen in goniometrische vergelijkingen.
\( \sin(x) = a = \sin(\alpha) \)
\( x = \alpha + 2 \pi k \)
\( of x = \pi - \alpha + 2 \pi k \)
met k element van gehele getallen

dit is wat me eerste leerkracht zei. me tweede vervangt de +2.pi.k door gewoon pi.k voor sinus en cosinus.

Welke is dan de juiste? want als je gewoon pi.k neemt dan veranderd je teken toch elke keer?
Het is wel degelijk + 2kpi.

Want stel als je dit hebt:
\( \sin x=1\)
Dan is
\( x=\frac{\pi}{2}+2k.\pi\)
(één van de oplossingen de andere is nog pi-hoek alpha)

Stel
\( k=1 \Rightarrow \frac{\pi}{2}+2\pi=\frac{5\pi}{2}\)
en de sinus van deze hoek is 1.

Stel
\(k=1\)
(en je telt er +k.pi) bij dan krijg je de hoek:
\(\frac{3\pi}{2}\)
en de sinus hiervan is niet 1, maar -1 (dus inderdaad zoals je zegt tekenverandering).

Je telt enkel voor de algemene oplossing voor de tanx=... tel je er k.pi bij (en voor cotx ook natuurlijk).

Berichten: 102

Re: Raaklijn aan goniometrische functie

Dat is dan ook weer opgehelderd. Dan weet ik welke leeraar ik moet geloven. dank je wel ;)

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Raaklijn aan goniometrische functie

opgave 1. Je afgeleide is goed.

Maar waarom stel je die afgeleide tan(60) gelijk aan -sqrt(3)? Waar komt die - vandaan?

Opm: de horizontale moet zijn: de positief horizontale as.

Berichten: 102

Re: Raaklijn aan goniometrische functie

P vormt een hoek van 60° met de horizontale vanop het extrema dat juist een beetje links ligt van het punt P. Me scnanner werkt niet dus dat kan ik niet inscannen.

En toen dacht ik aangezien dat het punt P lager lag dan de horizontale, dat ik -pi/3 moest nemen i.p.v. gewoon pi/3.

En vraag 2 ben ik correct op uitgekomen. dankjewel.

Gebruikersavatar
Berichten: 581

Re: Raaklijn aan goniometrische functie

druidz schreef:Maar dan bekom ik
\(\frac{-1 + 2. \cos(x)}{\sin²(x)} + 1.732050808=0\)
Hoe los ik dat dan op?
of het nu
\(\pi / 3\)
is, of
\(- \pi / 3\)
maakt niet echt iets uit voor de manier van oplossen,

je kan die vgl als volgt oplossen:
\(\frac{2. \cos(x) -1}{\sin²(x)} = -\sqrt{3}\)
\(2. \cos(x) -1= -\sqrt{3} \cdot sin^2(x)\)
schrijf nu
\(sin^2(x)\)
als
\( 1-cos^2(x)\)
, en zet alles in het linkerlid, zodat je een vierkantsvergelijking bekomt in
\(cos(x)\)
, die je op de gewone manier kan oplossen...

Lukt dat?
---WAF!---

Berichten: 102

Re: Raaklijn aan goniometrische functie

Normaal gezien mag dat geen probleem zijn :]

moet nu wel door, maar ga het wel direct uitvoeren

Berichten: 102

Re: Raaklijn aan goniometrische functie

Ik heb het proberen uitrekeken, maar raar genoeg kwam ik telkens op een verkeerde waarde voor b uit. Ik heb ook even de grafiek getekend met alles erop en eraan:

Afbeelding

groen = functie

zwart = afgeleide

rood = de horizontale

P = coordinaten van het punt dat ik moet zoeken

Blauwe stippelijn is de raaklijn van P aan de functie, en die maakt de 60° hoek met de horizontale

Ik probeerde de vierkantsvergelijking op te lossen, en voor de positieve pi/3 kwam ik uit op
\( \cos(x)=2.414773571 of \cos(x)=-5.878875186 \)
Dit gaat niet want cos moet tussen 0 en 1 liggen.

voor de negatieve pi/3 kwam ik dan als enige juiste uitkomst uit op
\( \cos(x)=-0.8763677895 \)
dus dan:
\( \cos(x) = \cos(2.639064692) \)
\( x= +- 2.639064692 \)
en dit klopt raar genoeg niet. ik heb mijn berekening enkele keren onderzocht en opnieuw berekend, maar ik kom niet uit op de x-coordinaat van P ;)

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Raaklijn aan goniometrische functie

Welke vkverg?

Berichten: 102

Re: Raaklijn aan goniometrische functie

de vkvgl als ik mijn probleempunt omzet:
\( -\sqrt{3} \cos²(x) + 2 \cos(x) -1 + \sqrt{3} = 0 \)

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Raaklijn aan goniometrische functie

Je krijgt echt wel de goede raaklijn. Laat je berekening eens zien.

Berichten: 102

Re: Raaklijn aan goniometrische functie

\(D=4-4.(-\sqrt(3)).(-1+sqrt(3)) = 4-4\sqrt(3)-12 = 16-4\sqrt(3)\)
\( x_{1,2}= \frac{-2 \pm \sqrt(16-4\sqrt(3)))}{-2\sqrt(3)}\)
\(\cos(x)=-0.8763677895 of \cos(x)=4.3\)
laatste uitgesloten
\(\cos(x)= \cos(2.639064692)\)
\(x= \pm 2.639064692 + k2\pi \)

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Raaklijn aan goniometrische functie

druidz schreef:
\(D=4-4.(-\sqrt(3)).(-1+sqrt(3)) = 4-4\sqrt(3)-12 = 16-4\sqrt(3)\)
\( x_{1,2}= \frac{-2 \pm \sqrt(16-4\sqrt(3)))}{-2\sqrt(3)}\)
\( x_{1,2}= \frac{1 \pm \sqrt{4-\sqrt{3}}}{\sqrt{3}}}\)
cos(x)=-0.292 => x=1.867

De raaklijn staat nu onder -60 graden.

Reageer