Vergelijking grafiek gezocht

Moderators: dirkwb, Xilvo

Reageer

Vergelijking grafiek gezocht

Getekend is de helft van de eenheidscirkel (cirkel met straal 1).

Een andere cirkel rolt over deze halve cirkel en verandert voortdurend van grootte zodat zijn middelpunt op dezelfde hoogte blijft. Punt P is altijd het hoogste punt van de rollende cirkel.

Wat is de baan die punt P beschrijft?

Afbeelding

Gebruikersavatar
Berichten: 3.330

Re: Vergelijking grafiek gezocht

Ik heb niet veel tijd, maar ik wil wel even gissen, een parabool y=x²+1.
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

Berichten: 1.007

Re: Vergelijking grafiek gezocht

Ik noem de onderste horizontale lijn dan x-as en de verticale lijn de y-as. Nu noem ik de hoek tussen de y-as en het lijnstuk van het centrum van de kleine cirkel tot de oorsprong
\(\theta\)
. De straal van de grote cirkel is a en de straal van de kleine cirkel is b. Dan volgt:
\(y=a+b=\frac{a}{cos \theta}\)
\(x=-atan \theta \)
\(\theta = tan^{-1} \left(-\frac{x}{a} \right) = - tan^{-1} \left(\frac{x}{a} \right)\)
dus
\(y=-\frac{x}{sin \theta}\)
Nu
\(\theta\)
elimineren:
\(y=\frac{x}{sin \left( tan^{-1} \left(\frac{x}{a} \right) \right)}\)

Re: Vergelijking grafiek gezocht

Gegeven was dat de grote cirkel straal 1 heeft, dus
Sjakko schreef:
\(y=1+b=\frac{1}{\cos \theta}\)
(*)
\(x=-\tan \theta \)
\(\theta = \arctan(-x) = -\arctan(x)\)
(**)

dus
\(y=-\frac{x}{\sin \theta}\)
Nu
\(\theta\)
elimineren:
\(y=\frac{x}{\sin( \arctan(x))}\)
Uit (*) volgt en (**) volgt toch rechtstreeks
\(y = -\frac{1}{\cos(\arctan(x))}\)
?

Zou deze ingewikkelde formule niet te vereenvoudigen zijn?

Berichten: 1.007

Re: Vergelijking grafiek gezocht

ongetwijfeld, maar ik ben geen wiskundige

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Vergelijking grafiek gezocht

Er geldt:
\(\frac{1}{{\cos ^2 x}} = 1 + \tan ^2 x \Rightarrow \cos x = \sqrt {\frac{1}{{1 + \tan ^2 x}}} \)
Dus:
\(\cos \left( {\arctan x} \right) = \frac{1}{{\sqrt{1 + x^2 }}}\)
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Re: Vergelijking grafiek gezocht

Ok, dat geeft de hyperbool
\(y^2-x^2=1\)
.

Volgens mij is dat niet correct, want ik zie zo dat die grafiek niet als asymptoot
\(y=x\)
heeft.

Berichten: 1.007

Re: Vergelijking grafiek gezocht

Uit
\(y = \frac{1}{\cos(\arctan(x))}\)
en
\(\cos \left( {\arctan x} \right) = \frac{1}{{\sqrt{1 + x^2 }}}\)
volgt dan
\(y=\sqrt{1 + x^2 }\)


Dat zou hem dan toch moeten zijn.

Re: Vergelijking grafiek gezocht

Dat lijkt me ook. Het is een hyperbool.

Gebruikersavatar
Berichten: 3.751

Re: Vergelijking grafiek gezocht

geometrisch, met R de straal van de cirkel.
\(y=1+R\)
\(x=sqrt((1+R)^2-1)\)


Hieruit volgt onmiddelijk: \(y^2-x^2=1\)

Re: Vergelijking grafiek gezocht

Inderdaad.

Gebruikersavatar
Lorentziaan
Berichten: 1.433

Re: Vergelijking grafiek gezocht

PeterPan schreef:Ok, dat geeft de hyperbool
\(y^2-x^2=1\)
.

Volgens mij is dat niet correct, want ik zie zo dat die grafiek niet als asymptoot
\(y=x\)
heeft.
Dat de grafiek die asymptoot niet heeft komt doordat de totale lijn uit 3 delen bestaat, lijkt me: het stuk lijn voordat de rollende cirkel de halve cirkel raakt, het stuk lijn gedurende welke de rollende cirkel over de halve cirkel heenrolt, en het stuk lijn nadat de rollende cirkel de halve cirkel weer 'verlaten' heeft.

Of bedoelde je iets anders?

Re: Vergelijking grafiek gezocht

Of bedoelde je iets anders?
Ik zag spoken. Om onduidelijke redenen ging ik er van uit dat de grafiek een parabool was.

Reageer