[Wiskunde] Kegelsneden

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Gebruikersavatar
Berichten: 343

[Wiskunde] Kegelsneden

In de aanloop naar de examens had ik nog enkele extra oefeningen gemaakt maar ik heb over een paar oefeningen enkele opmerkingen.

bij de eerste vraag klopt mijn antwoord niet geheel met wat ik moet uikomen, waar ben ik mis?

1.) Is de volgende kegelsnede ontaard? Zo ja, zoek de componenten.

K: 4x² - 12xy + 9y² + 6xz – 9yz – 4z² = 0

Oplossing:

Partiële afgeleide naar x: 8x – 12y + 6z

Partiële afgeleide naar y: -12x + 18y -9z

Partiële afgeleide naar z: 6x -9y - 8z

(3;2;0) is een dubbelpunt op K

(-2;0;1) een gewoon punt op K

De rechte door deze punten: 2x – 3y + 4z

(2x – 3y + 4z)(ax + by +cz) = 4x² - 12xy + 9y² + 6xz – 9yz – 4z²

2ax² + 2bxy + 2cxz – 3axy – 3by² - 3cyz + 4axz + 4byz + 4cz² = 0

2a = 4 => a=2

-3b = 9 => b=-3

4c = 4 => c=1

(2x – 3y + 4z)(2x – 3y + z) => 4x² - 12xy + 9y² + 10xz – 15yz - 4z²

Hiervan heb ik geen antwoord maar ik denk dat ik mis ben!

2.) Zoek een vergelijking van de kegelsneden die raken aan l (y = 0) in A (2,0,1) en aan m (x = 0) in B (0,3,1)

l: Partiële afgeleide naar y in het punt A: 1

m: Partiële afgeleide naar x in het punt B: 1

ax² + bxy + dy² + cxz + eyz + fz² = 0

Partiële afgeleide naar x: 2ax + by + cz

Partiële afgeleide naar y: bx + 2dey + ez

Partiële afgeleide naar z: cx + ey + 2fz

4a + c = 0

2b + e = 1

2c+ 2f = 0

3b + c = 1

6d + e = 0

3e + 2f = 0

=> -xy + 3yz = 0 => y(-x + 3z) = 0

ik denk dat het juist is, maar ik ben het niet zeker:

3.) Bepaal een gereduceerde vergelijking van de volgende kegelsnede: K: x² - 4 xy + 2y² + 8xz - 7z² = 0

hier kom ik uit: x'² - 63y'² + 126z'²

al de andere oefeningen heb ik wel gevonden en of ben ik helemaal zeker

Berichten: 4.502

Re: [Wiskunde] Kegelsneden

Mogelijk heb je wat aan een afbeelding uit een herleiding uit cirkels:

Afbeelding

Gebruikersavatar
Berichten: 343

Re: [Wiskunde] Kegelsneden

oktagon schreef:Mogelijk heb je wat aan een afbeelding uit een herleiding uit cirkels:

Afbeelding
welke vraag kan ik daarmee oplossen?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [Wiskunde] Kegelsneden

Kegelsneden zijn voor mij al enkele jaren geleden, ik kan dus maar een beetje helpen...

1) Ik heb m'n cursus niet bij de hand, dus het verband tussen de asymptoten/ontaardingen en dubbelpunten herinner ik me niet meer. Je ontaarding is inderdaad fout, maar ik vermoed door rekenfouten. Het is natuurlijk altijd mogelijk direct uit te gaan van twee algemene rechten en dan een 6x6-stelsel op te lossen, maar het kan dus eleganter. In elk geval, je zou moeten vinden:

(2x - 3y + 4)(2x - 3y - 1) = 0

Moest je op voorhand eerst eenvoudig willen controleren of K ontaard is, dan kan met de determinant (die is dan 0).

2) Ik weet niet welke voorwaarden je allemaal hebt ingevuld, maar per raaklijn leg je twee voorwaarden op en een kegelsnede is uniek bepaald door 5 (onafhankelijke) voorwaarden. Als je alles invult en oplost, heb je dus nog één vrije parameter (er zijn dus oneindig veel kegelsneden die hieraan voldoen). De voorwaarden zijn

- A moet op K liggen

- B moet op K liggen

- dK/dx in A moet 0 zijn

- dK/dy in B moet 0 zijn

(d staat hier voor een partiële afgeleide). Ik vind (met k de vrije parameter):
\(9x^2 + 36kxy - 36xz + 4y^2 - 24yz + 36z^2 = 0\)
3) Doe je dit op een "meetkundige manier" (je draait en je verschuift), of via matrixrekening (diagonalisering?)
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 343

Re: [Wiskunde] Kegelsneden

TD! schreef:Kegelsneden zijn voor mij al enkele jaren geleden, ik kan dus maar een beetje helpen...

1) Ik heb m'n cursus niet bij de hand, dus het verband tussen de asymptoten/ontaardingen en dubbelpunten herinner ik me niet meer. Je ontaarding is inderdaad fout, maar ik vermoed door rekenfouten. Het is natuurlijk altijd mogelijk direct uit te gaan van twee algemene rechten en dan een 6x6-stelsel op te lossen, maar het kan dus eleganter. In elk geval, je zou moeten vinden:

(2x - 3y + 4)(2x - 3y - 1) = 0

Moest je op voorhand eerst eenvoudig willen controleren of K ontaard is, dan kan met de determinant (die is dan 0).

2) Ik weet niet welke voorwaarden je allemaal hebt ingevuld, maar per raaklijn leg je twee voorwaarden op en een kegelsnede is uniek bepaald door 5 (onafhankelijke) voorwaarden. Als je alles invult en oplost, heb je dus nog één vrije parameter (er zijn dus oneindig veel kegelsneden die hieraan voldoen). De voorwaarden zijn

- A moet op K liggen

- B moet op K liggen

- dK/dx in A moet 0 zijn

- dK/dy in B moet 0 zijn

(d staat hier voor een partiële afgeleide). Ik vind (met k de vrije parameter):
\(9x^2  + 36kxy - 36xz + 4y^2  - 24yz + 36z^2  = 0\)
3) Doe je dit op een "meetkundige manier" (je draait en je verschuift), of via matrixrekening (diagonalisering?)
1) had ik al berekend die determinant :wink:

3) matrixrekening, maar ik heb mijn hele berekening er niet gezet omdat ik bijna helemaal zeker ben dat het juist is.

bedankt, ik zal 1 nog eens bekijken op rekenfouten (ik dacht het eigenlijk dat er ergens een rekenfout moest zijn) en 2 zal ik ook nog eens bekijken.

Maar ik kan aan niet zoveel mensen uit mijn omgeving(buiten leerkrachten natuurlijk) uitleg vragen, want je ziet kegelsneden enkel in de 8 uur
(2x - 3y + 4)(2x - 3y - 1) = 0
achter die 4 en die -1 moet er zekers nog een z staan?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [Wiskunde] Kegelsneden

3) matrixrekening, maar ik heb mijn hele berekening er niet gezet omdat ik bijna helemaal zeker ben dat het juist is.
Het gaat vooral om de methode, als je die begrijpt zijn rekenfoutjes nog mogelijk, maar dat geldt ook op een test.

Ik heb het niet nagerekend, maar als je echt wil kan ik het wel eens doen (lijkt me niet nodig).
Maar ik kan aan niet zoveel mensen uit mijn omgeving(buiten leerkrachten natuurlijk) uitleg vragen, want je ziet kegelsneden enkel in de 8 uur
Klopt, en in Nederland worden kegelsneden niet op deze manier (analytisch en even grondig) behandeld, in het secundair onderwijs.
TD! schreef:(2x - 3y + 4)(2x - 3y - 1) = 0
achter die 4 en die -1 moet er zekers nog een z staan?
Welja, dat maakt niets uit: overgang homogeen -> cartesisch is z = 1.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 343

Re: [Wiskunde] Kegelsneden

Mendelevium schreef:3) matrixrekening, maar ik heb mijn hele berekening er niet gezet omdat ik bijna helemaal zeker ben dat het juist is.
Het gaat vooral om de methode, als je die begrijpt zijn rekenfoutjes nog mogelijk, maar dat geldt ook op een test.

Ik heb het niet nagerekend, maar als je echt wil kan ik het wel eens doen (lijkt me niet nodig).
nee, niet echt nodig, ik snap het daarom denk ik dat uitgez. rekenfoutjes het antwoord klopt!
Klopt, en in Nederland worden kegelsneden niet op deze manier (analytisch en even grondig) behandeld, in het secundair onderwijs.
worden kegelsneden in nederland dan bijna niet behandeld in het secundair onderwijs? Hoe doen ze dat dan hogerop of zie je dat hogerop eigenlijk nog niet zoveel?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [Wiskunde] Kegelsneden

Ze zien kegelsneden wel, maar (voor zover ik weet) niet meer in die algemene vorm (alleen de 'standaard'kegelsneden, x²/a² ± y²/b² = 1 en y² = 2px).

In verdere studies kom je dat nog nauwelijks tegen, (exact) wetenschappelijke richtingen krijgen voornamelijk analyse/calculus, lineaire algebra en statistiek, humane wetenschappen zo goed als enkel (toegepaste) statistiek.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 2.746

Re: [Wiskunde] Kegelsneden

wij hebben nu juist kegelsneden in hun algemene vorm gezien, met alles erop en eraan

(1e bach burg ir)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [Wiskunde] Kegelsneden

Wellicht in Gent? Daar is een apart vak meetkunde (voor zover ik weet alleen daar voor ir's), tenzij je het bij algebra zag misschien...
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 2.746

Re: [Wiskunde] Kegelsneden

jep, in gent in het vak meetkunde, is er in brussel, leuven, .. dan geen meetkunde in het eerste jaar?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [Wiskunde] Kegelsneden

Er wordt wel wat meetkunde gezien (bijvoorbeeld bij "wiskundige technieken" of in het kader van "lineaire algebra"), maar er is geen apart vak voor.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 4.502

Re: [Wiskunde] Kegelsneden

Tav.Topichouder Mendelevium ea geinteresseerden.

Ik tekende een kegelsnede,maar kon uit de snede geen ellipsvorm ontdekken; ik projecteerde elk punt van de kegelsnede op de desbetreffende horizontale doorsnede en verkreeg zo het model.

Waar kan ik de brandpunten van de wrs.(veronderstelde)ellips (twee stuks?) vinden?

Wat is de fout in mijn tekenmethode?

Gebruikersavatar
Berichten: 343

Re: [Wiskunde] Kegelsneden

TD! schreef:1) Ik heb m'n cursus niet bij de hand, dus het verband tussen de asymptoten/ontaardingen en dubbelpunten herinner ik me niet meer. Je ontaarding is inderdaad fout, maar ik vermoed door rekenfouten. Het is natuurlijk altijd mogelijk direct uit te gaan van twee algemene rechten en dan een 6x6-stelsel op te lossen, maar het kan dus eleganter. In elk geval, je zou moeten vinden:

(2x - 3y + 4)(2x - 3y - 1) = 0

Moest je op voorhand eerst eenvoudig willen controleren of K ontaard is, dan kan met de determinant (die is dan 0).
Ik heb het gevonden, rekenfout gemaakt (kan gebeuren :wink: )
TD! schreef:2) Ik weet niet welke voorwaarden je allemaal hebt ingevuld, maar per raaklijn leg je twee voorwaarden op en een kegelsnede is uniek bepaald door 5 (onafhankelijke) voorwaarden. Als je alles invult en oplost, heb je dus nog één vrije parameter (er zijn dus oneindig veel kegelsneden die hieraan voldoen). De voorwaarden zijn

- A moet op K liggen

- B moet op K liggen

- dK/dx in A moet 0 zijn

- dK/dy in B moet 0 zijn

(d staat hier voor een partiële afgeleide). Ik vind (met k de vrije parameter):
\(9x^2  + 36kxy - 36xz + 4y^2  - 24yz + 36z^2  = 0\)
Heb het eens geprobeerd (die cijfers achter de a zijn gewoon cijfers om een andere a te kunnen defiëneren; ik kon evengoed 6 verschillende letters gebruiken):
\(A11x^2+a12xy+a22y^2+a13xz+a23yz+z33z^2=0\)
A(2;0;1)
\(4a11+2a13+a33=0\)
B(0;3;1)
\(9a22+3a23+a33=0\)
dK/dx in A:
\(2a11x+a12y+a13z=0 => 4a11+a13=0\)
dK/dy in B:
\(a12x+2a22y+a23z=0 => 6a22+a33=0\)
\(a11 - ¼ a33 = 0\)
\(a22 + (1/6) a33 = 0\)
\(a13 + a33 = 0\)
\(a13 – (1/6) a33 = 0 \)
maar wat moet ik nu doen?

ben ik eigenlijk al juist tot nu toe?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [Wiskunde] Kegelsneden

Het ligt mss aan mij, maar ik vind die A11... nogal verwarrend, ik zie ook niet direct hoe je aan de laatste 4 vergelijkingen komt.

Even opnieuw: ax²+by²+cz²+dxy+exz+fyz = 0

A ligt op K: 4a + c + 2e = 0

B ligt op K: 9b + c + 3f = 0

dK/dx in A: 4a + e = 0

dK/dy in B: 6b + f = 0

Merk op dat de coëfficiënt d (die van xy) niet voorkomt.

Dit levert dus een stelsel van 4 vergelijkingen in 5 onbekenden.

Je weet (of kan nagaan) dat je nog één vrije parameter zal hebben. In feite had je die in het begin ook kunnen wegdelen in de algemene vergelijking, zodat we in het totaal 5 ipv 6 onbepaalde coëfficiënten hadden. Vermits de uiteindelijke vergelijking ook maar bepaald zal zijn op een constante factor na, kunnen we één onbekende kiezen. Je kan {a,b,c,e} oplossen in functie van f, of direct f al gelijkstellen aan, bijvoorbeeld, 1.

We krijgen zo een 4x4-stelsel:
\(\left{ \begin{array}{l} 4a + c + 2e = 0 9b + c + 3 = 0 4a + e = 0 6b + 1 = 0 \end{array} \right.\)
Op te lossen met een methode naar keuze, ik vind:

a = - 3/8 , b = - 1/6 , c = - 3/2 , e = 3/2
\( - \frac{3}{8}x^2 - \frac{1}{6}y^2 - \frac{3}{2}z^2 + dxy + \frac{3}{2}xz + yz = 0 \Leftrightarrow 9x^2 + 24y^2 + 36z^2 - 24dxy - 36xz - 24yz = 0\)
De coëfficiënt van xy lijkt verschillend (tov m'n vorige oplossing), maar dat kan je in die constante (toen k, nu d) steken.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer