Geometrisk bevis og arealberegning for sirkelbuer med CAS

Del 2, alle hjelpemidler

Geometrisk bevis og arealberegning for sirkelbuer med CAS

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Figuren ovenfor viser

  • en halvsirkel med sentrum i B og radius R
  • en halvsirkel med sentrum i C og radius r
  • en kvart sirkel med sentrum i A og radius 2R

De to halvsirklene tangerer hverandre i punktet D. Punktet D ligger på linjen gjennom B og C.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bruk Pytagoras’ setning til å vise at

r=23R
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bruk CAS til å bestemme arealet av det blå området på figuren uttrykt ved R.

Fasit

Vist ved Pytagoras, se løsningsforslag.

A=518πR2

LøsningsforslagKI-generert

Vi setter AB=R og AC=2R−r, og begrunner dette først.

  • Punktet A ligger på halvsirkelen med sentrum B og radius R (halvsirkelen starter nettopp i A). Da er avstanden fra B til A lik radien, så
AB=R
  • Halvsirkelen med sentrum C og radius r er tangent til kvartsirkelen (radius 2R, sentrum A) i det punktet der kvartsirkelen møter linjen AC. Dette punktet ligger i avstand 2R fra A (siden det ligger på kvartsirkelen), og samtidig i avstand r fra C (siden det ligger på halvsirkelen med sentrum C). Punktet ligger på linjen AC utenfor C, sett fra A, så
AC+r=2R⇒AC=2R−r

Trekant ABC har rett vinkel i A (markert på figuren). Pytagoras’ setning gir da

BC2=AB2+AC2=R2+(2R−r)2

De to halvsirklene (sentrum B med radius R og sentrum C med radius r) tangerer hverandre utvendig i D, og D ligger på BC. Da er avstanden mellom sentrene lik summen av radiene:

BC=BD+DC=R+r

Vi setter de to uttrykkene for BC2 lik hverandre:

(R+r)2=R2+(2R−r)2

Vi utvider begge sider:

R2+2Rr+r2=R2+4R2−4Rr+r2
2Rr=4R2−4Rr
6Rr=4R2
r=23R

Vi bruker resultatet fra a): r=23R, som gir AC=2R−r=43R.

Figuren viser at kvartsirkelen (radius 2R) deles i akkurat tre deler uten overlapp: halvsirkelskiven med sentrum B, halvsirkelskiven med sentrum C, og det blå området. Arealet av det blå området er derfor kvartsirkelens areal minus de to halvsirklenes areal:

Ablå=14π(2R)2−12πR2−12πr2

Vi setter opp uttrykket i CAS med r=23R og forenkler:

CAS-utregning av arealet

CAS gir (linje 5–6 i utklippet)

Ablå=518πR2

Ablå=518πR2

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt