Vereenvoudiging?
Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
-
- Berichten: 341
Vereenvoudiging?
Vraag uit uit tweede ronde van wiskundeolympiade van paar jaar geleden (die ik af en toe “voor de lol” bekijk ): de ingeschreven cirkel van een rechthoekige driehoek ABC raakt aan de schuine zijde BC in het punt D. De oppervlakte van driehoek ABC is dan gelijk aan?
Mijn oplossing: zeg dat BD = a en CD = b en straal van ingeschreven cirkel = r. Dan volgt voor de oppervlakte O van ABC uit gelijkvormigheid:
O = ar + br + r^2 = (a + r)(b + r)/2
Ergo: ab = BD x CD = ar + br + r^2 = O
Tot dan toe geen problemen, antwoord klopt ook volgens antwoordsleutel, maar wat ik me afvroeg is dit:
Aangezien geldt: O = (a + r)(b + r)/2 en je zou r met de stelling van Pythagoras uitdrukken in a en b, immers: ab^2 = (a + r)^2 + (b + r)^2 en dan discriminant, dan zou ik verwachten dat door de uitdrukking die daar uitrolt voor r in te vullen in (a + r)(b + r)/2 dit weer te vereenvoudigen is tot ab (het antwoord op de eigenlijke vraag), maar vanwege die discriminant krijg ik allemaal irritante wortels die ik algebraïsch niet weggewerkt krijg. Iemand een truc/tip? Dank alvast!
Mijn oplossing: zeg dat BD = a en CD = b en straal van ingeschreven cirkel = r. Dan volgt voor de oppervlakte O van ABC uit gelijkvormigheid:
O = ar + br + r^2 = (a + r)(b + r)/2
Ergo: ab = BD x CD = ar + br + r^2 = O
Tot dan toe geen problemen, antwoord klopt ook volgens antwoordsleutel, maar wat ik me afvroeg is dit:
Aangezien geldt: O = (a + r)(b + r)/2 en je zou r met de stelling van Pythagoras uitdrukken in a en b, immers: ab^2 = (a + r)^2 + (b + r)^2 en dan discriminant, dan zou ik verwachten dat door de uitdrukking die daar uitrolt voor r in te vullen in (a + r)(b + r)/2 dit weer te vereenvoudigen is tot ab (het antwoord op de eigenlijke vraag), maar vanwege die discriminant krijg ik allemaal irritante wortels die ik algebraïsch niet weggewerkt krijg. Iemand een truc/tip? Dank alvast!
- Moderator
- Berichten: 10.078
Re: Vereenvoudiging?
Dat zie ik niet en dat klopt volgens mij niet.
(ab)2 heeft dimensie lengte4, (a+r)2 heeft dimensie lengte2
-
- Berichten: 341
Re: Vereenvoudiging?
Excuses, moet (a + b)^2 zijn, maar de vraag blijft hetzelfde
- Berichten: 2.408
Re: Vereenvoudiging?
Je komt dan uit als oplossing voor r op
$$r=\frac{-a-b+\sqrt{a^2+6ab+b^2}}{2}$$
invullen geeft
$$O=\frac{(a+r)(b+r)}{2}= \frac{(a-b+\sqrt{a^2+6ab+b^2})(b-a+\sqrt{a^2+6ab+b^2})}{8}=\frac{ab}{2}$$
$$r=\frac{-a-b+\sqrt{a^2+6ab+b^2}}{2}$$
invullen geeft
$$O=\frac{(a+r)(b+r)}{2}= \frac{(a-b+\sqrt{a^2+6ab+b^2})(b-a+\sqrt{a^2+6ab+b^2})}{8}=\frac{ab}{2}$$
- Moderator
- Berichten: 10.078
Re: Vereenvoudiging?
Kleine correctie:
\(O=\frac{(a+r)(b+r)}{2}= \frac{(a-b+\sqrt{a^2+6ab+b^2})(b-a+\sqrt{a^2+6ab+b^2})}{8}\)
\(O=\frac{(\sqrt{a^2+6ab+b^2}+(a-b)(\sqrt{a^2+6ab+b^2}-(a-b))}{8}\)
\(O=\frac{a^2+6ab+b^2-(a-b)^2}{8}=\frac{a^2+6ab+b^2-a^2+2ab-b^2)^2}{8}=\frac{8ab}{8}=ab\)
Dat is ook in overeenstemming met wat PhilipVoets eerder vond.
\(O=\frac{(a+r)(b+r)}{2}= \frac{(a-b+\sqrt{a^2+6ab+b^2})(b-a+\sqrt{a^2+6ab+b^2})}{8}\)
\(O=\frac{(\sqrt{a^2+6ab+b^2}+(a-b)(\sqrt{a^2+6ab+b^2}-(a-b))}{8}\)
\(O=\frac{a^2+6ab+b^2-(a-b)^2}{8}=\frac{a^2+6ab+b^2-a^2+2ab-b^2)^2}{8}=\frac{8ab}{8}=ab\)
Dat is ook in overeenstemming met wat PhilipVoets eerder vond.
- Berichten: 2.408
Re: Vereenvoudiging?
Ja, die gedeeld door 2 moet weg. Ik was in de war met die gedeeld door 2 uit de formule voor de oppervlakte van een driehoek.
-
- Berichten: 341
Re: Vereenvoudiging?
Dank allebei, zoals altijd Ik betrap mezelf er toch helaas vaak op dat ik vaak bij zulke vergelijkingen een globale intuïtieve inschatting maak of dit kans van slagen heeft om succesvol te vereenvoudigen en als het antwoord “nee” is, ik het proberen maar laat zitten. Misschien toch te lui en/of mijn wiskundige intuïtie laat te wensen over, haha
- Berichten: 2.408
Re: Vereenvoudiging?
Na 'jaren' oefenen zie je veel sneller die merkwaardige producten, dat komt met de tijd...
-
- Berichten: 341
Re: Vereenvoudiging?
Ja, dat is natuurlijk ook zo. Wiskunde is tegenwoordig meer een “hobby” dan een dagelijkse bezigheid.