4.1 Vinklar och cirklar
Sommarmatte 1
Versionen från 14 maj 2007 kl. 08.34 (redigera) Lina (Diskussion | bidrag) (→Avståndsformeln) ← Gå till föregående ändring |
Nuvarande version (25 maj 2007 kl. 15.18) (redigera) (ogör) Mikael (Diskussion | bidrag) (→Vinkelmått) |
||
(20 mellanliggande versioner visas inte.) | |||
Rad 42: | Rad 42: | ||
*'''Grader.''' Om ett helt varv delas in i 360 delar, så kallas varje del 1 grad. Beteckningen för grader är ^\circ. | *'''Grader.''' Om ett helt varv delas in i 360 delar, så kallas varje del 1 grad. Beteckningen för grader är ^\circ. | ||
- | [[Bild:3_2_1.gif]] | + | [[Bild:3_2_1.gif||center]] |
*'''Radianer.''' Ett annat sätt att mäta vinklar är att använda längden av vinkelns cirkelbåge i förhållande till radien som mått på vinkeln. Detta vinkelmått kallas för radian. Ett varv är alltså \,2\pi\, radianer eftersom cirkelns omkrets är \,2\pi r\,, där \,r\, är cirkelns radie. | *'''Radianer.''' Ett annat sätt att mäta vinklar är att använda längden av vinkelns cirkelbåge i förhållande till radien som mått på vinkeln. Detta vinkelmått kallas för radian. Ett varv är alltså \,2\pi\, radianer eftersom cirkelns omkrets är \,2\pi r\,, där \,r\, är cirkelns radie. | ||
- | [[Bild:3_2_2.gif]] | + | [[Bild:3_2_2.gif||center]] |
Rad 65: | Rad 65: | ||
I en del sammanhang kan det vara meningsfullt att tala om negativa vinklar eller vinklar som är större än 360°. Då kan man använda att man kan ange samma riktning med flera olika vinklar som skiljer sig från varandra med ett helt antal varv. | I en del sammanhang kan det vara meningsfullt att tala om negativa vinklar eller vinklar som är större än 360°. Då kan man använda att man kan ange samma riktning med flera olika vinklar som skiljer sig från varandra med ett helt antal varv. | ||
- | [[Bild:3_2_4.gif]] | + | [[Bild:t_3_2_4.gif|center]] |
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
Rad 84: | Rad 84: | ||
==Avståndsformeln== | ==Avståndsformeln== | ||
- | [[Bild:3_2_5.gif|right]] | ||
Pythagoras sats är en av de mest kända satserna i matematiken och säger att i en rätvinklig triangel med kateter \,a\, och \,b\,, och hypotenusa \,c\, gäller att | Pythagoras sats är en av de mest kända satserna i matematiken och säger att i en rätvinklig triangel med kateter \,a\, och \,b\,, och hypotenusa \,c\, gäller att | ||
- | |||
<div class="regel"> | <div class="regel"> | ||
+ | [[Bild:T_3_2_5.gif|right]] | ||
'''Pythagoras sats:''' | '''Pythagoras sats:''' | ||
c^2 = a^2 + b^2\,\mbox{.} | c^2 = a^2 + b^2\,\mbox{.} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
</div> | </div> | ||
Rad 116: | Rad 121: | ||
Linjestycket mellan punkterna är hypotenusan i en rätvinklig triangel vars kateter är parallella med koordinataxlarna. | Linjestycket mellan punkterna är hypotenusan i en rätvinklig triangel vars kateter är parallella med koordinataxlarna. | ||
- | [[Bild:3_2_7.gif]] | + | [[Bild:3_2_7.gif|center]] |
Kateternas längd är lika med beloppet av skillnaden i ''x''- och ''y''-led mellan punkterna, dvs. |x-a| respektive |y-b|. Pythagoras sats ger sedan avståndsformeln. | Kateternas längd är lika med beloppet av skillnaden i ''x''- och ''y''-led mellan punkterna, dvs. |x-a| respektive |y-b|. Pythagoras sats ger sedan avståndsformeln. | ||
Rad 136: | Rad 141: | ||
En cirkel består av alla punkter som befinner sig på ett visst fixt avstånd \,r\, från en punkt \,(a,b)\,. | En cirkel består av alla punkter som befinner sig på ett visst fixt avstånd \,r\, från en punkt \,(a,b)\,. | ||
- | Bild:figur 3.2.8 | + | [[Bild:3_2_8.gif|center]] |
Avståndet \,r\, kallas för cirkelns radie och punkten \,(a,b)\, för cirkelns medelpunkt. Figuren nedan visar andra viktiga cirkelbegrepp. | Avståndet \,r\, kallas för cirkelns radie och punkten \,(a,b)\, för cirkelns medelpunkt. Figuren nedan visar andra viktiga cirkelbegrepp. | ||
- | [[Bild:3_2_10.gif||center]] | + | [[Bild:3_2_10.gif|center]] |
Rad 146: | Rad 151: | ||
'''Exempel 5''' | '''Exempel 5''' | ||
- | En cirkelsektor är given i figuren till höger. Bild: figur 3.2.10 | + | En cirkelsektor är given i figuren till höger. [[Bild:t_3_2_9.gif|right]] |
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
<li>Bestäm cirkelbågens längd. <br><br> | <li>Bestäm cirkelbågens längd. <br><br> | ||
Rad 160: | Rad 165: | ||
</div> | </div> | ||
- | Bild:3.2.11 | + | |
En punkt \,(x,y)\, ligger på cirkeln som har medelpunkt i \,(a,b)\, och radie \,r\, om dess avstånd till medelpunkten är lika med \,r\,. Detta villkor kan formuleras med avståndsformeln som | En punkt \,(x,y)\, ligger på cirkeln som har medelpunkt i \,(a,b)\, och radie \,r\, om dess avstånd till medelpunkten är lika med \,r\,. Detta villkor kan formuleras med avståndsformeln som | ||
<div class="regel"> | <div class="regel"> | ||
+ | [[Bild:T_3_2_11.gif|right]] | ||
'''Cirkelns ekvation:''' | '''Cirkelns ekvation:''' | ||
(x – a)^2 + (y – b)^2 = r^2\,\mbox{.} | (x – a)^2 + (y – b)^2 = r^2\,\mbox{.} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
</div> | </div> | ||
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
'''Exempel 6''' | '''Exempel 6''' | ||
- | + | {| | |
+ | |- | ||
+ | | width=50% valign=top | | ||
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
<li>(x-1)^2 + (y-2)^2 = 9\quad är ekvationen för en cirkel med medelpunkt i \,(1,2)\, och radie \,\sqrt{9} = 3\,.<br><br> | <li>(x-1)^2 + (y-2)^2 = 9\quad är ekvationen för en cirkel med medelpunkt i \,(1,2)\, och radie \,\sqrt{9} = 3\,.<br><br> | ||
+ | </ol> | ||
+ | | width=45% valign=top | | ||
+ | [[Bild:t_3_2_12.gif|right]] | ||
+ | | width=5% valign=top | | ||
+ | |||
+ | |} | ||
+ | |||
+ | {| | ||
+ | |- | ||
+ | | width=50% valign=top | | ||
+ | <ol type="a" start=2> | ||
<li>x^2 + (y-1)^2 = 1\quad kan skrivas som \,(x-0)^2 + (y-1)^2 = 1\, och är ekvationen för en cirkel med medelpunkt i \,(0,1)\, och radie \,\sqrt{1} = 1\,.<br><br> | <li>x^2 + (y-1)^2 = 1\quad kan skrivas som \,(x-0)^2 + (y-1)^2 = 1\, och är ekvationen för en cirkel med medelpunkt i \,(0,1)\, och radie \,\sqrt{1} = 1\,.<br><br> | ||
- | <li>(x+1)^2 + (y-3)^2 = 5\quad kan skrivas som \,(x-(-1))^2 + (y-3)^2 = 5\, och är ekvationen för en cirkel med medelpunkt i \,(-1,3)\, och radie \,\sqrt{5} \approx 2{,}236\,. | ||
</ol> | </ol> | ||
+ | | width=45% valign=top | | ||
+ | [[Bild:t_3_2_13.gif|right]] | ||
+ | | width=5% valign=top | | ||
- | Bild: figur 3.2-12-14 | + | |} |
+ | {| | ||
+ | |- | ||
+ | | width=60% valign=top | | ||
+ | <ol type="a" start=3> | ||
+ | <li>(x+1)^2 + (y-3)^2 = 5\quad kan skrivas som \,(x-(-1))^2 + (y-3)^2 = 5\, och är ekvationen för en cirkel med medelpunkt i \,(-1,3)\, och radie \,\sqrt{5} \approx 2{,}236\,. | ||
+ | </ol> | ||
+ | | width=40% valign=top | | ||
+ | [[Bild:t_3_2_14.gif|right]] | ||
+ | |||
+ | |} | ||
</div> | </div> | ||
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
- | '''Exempel 7''' | ||
+ | '''Exempel 7''' | ||
+ | {| | ||
+ | |- | ||
+ | | width=40% valign=top | | ||
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
<li>Ligger punkten \,(1,2)\, på cirkeln \,(x-4)^2 +y^2=13\,?<br><br> | <li>Ligger punkten \,(1,2)\, på cirkeln \,(x-4)^2 +y^2=13\,?<br><br> | ||
- | Stoppar vi in punktens koordinater \,x=1\, och \,y=2\, i cirkelns ekvation har vi att | + | Stoppar vi in punktens koordinater \,x=1\, och \,y=2\, i cirkelns ekvation har vi att <br> |
- | $\mbox{VL }= (1-4)^2+2^2 =(-3)^2+2^2=9+4=13= \mbox{ HL}\,\mbox{.}$ | + | $\mbox{VL }= (1-4)^2+2^2 = $ <br> |
+ | $=(-3)^2+2^2=9+4=13= \mbox{ HL}\,\mbox{.}$ <br> | ||
Eftersom punkten uppfyller cirkelns ekvation ligger punken på cirkeln. <br><br> | Eftersom punkten uppfyller cirkelns ekvation ligger punken på cirkeln. <br><br> | ||
+ | </ol> | ||
+ | | width=60% valign=top | | ||
+ | [[Bild:t_3_2_15.gif|right]] | ||
+ | |} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | {| | ||
+ | |- | ||
+ | | width=40% valign=top | | ||
+ | <ol type="a" start=2> | ||
<li>Bestäm ekvationen för cirkeln som har medelpunkt i \,(3,4)\, och innehåller punkten \,(1,0)\,.<br><br> | <li>Bestäm ekvationen för cirkeln som har medelpunkt i \,(3,4)\, och innehåller punkten \,(1,0)\,.<br><br> | ||
Eftersom punkten \,(1,0)\, ska ligga på cirkeln måste cirkelns radie vara lika med avståndet från \,(1,0)\, till medelpunkten \,(3,4)\,. Avståndsformeln ger att detta avstånd är | Eftersom punkten \,(1,0)\, ska ligga på cirkeln måste cirkelns radie vara lika med avståndet från \,(1,0)\, till medelpunkten \,(3,4)\,. Avståndsformeln ger att detta avstånd är | ||
Rad 195: | Rad 250: | ||
(x-3)^2 + (y-4)^2 = 20 \; \mbox{.} | (x-3)^2 + (y-4)^2 = 20 \; \mbox{.} | ||
</ol> | </ol> | ||
- | + | | width=60% valign=top | | |
- | Bild: 3.2.15 och 3.2.16 | + | [[Bild:t_3_2_16.gif|right]] |
+ | |} | ||
</div> | </div> | ||
+ | |||
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
Rad 235: | Rad 292: | ||
'''Råd för inläsning''' | '''Råd för inläsning''' | ||
- | '''Tänk på att:''' | + | '''Grund- och slutprov''' |
+ | Efter att du har läst texten och arbetat med övningarna ska du göra grund- och slutprovet för att bli godkänd på detta avsnitt. Du hittar länken till proven i din student lounge. | ||
+ | |||
+ | |||
+ | '''Tänk på att:''' | ||
Rad 254: | Rad 315: | ||
</div> | </div> | ||
- | |||
- | |||
- | <small>© Copyright 2007, math.se</small> | ||
- | |||
Nuvarande version
Innehåll:
Lärandemål: Efter detta avsnitt ska du ha lärt dig att:
|
|||||||||||||
[redigera] Teori[redigera] VinkelmåttDet finns flera olika enheter för att mäta vinklar, som är praktiska i olika sammanhang. De två vanligaste vinkelmåtten i matematiken är grader och radianer.
\eqalign{&1^\circ = \frac{1}{360} \cdot 2\pi\ \mbox{ radianer } = \frac{\pi}{180}\ \mbox{ radianer,}\cr &1\ \mbox{ radian } = \frac{1}{2\pi} \cdot 360^\circ = \frac{180^\circ}{\pi}\,\mbox{.}}
Dessa omvandlingsfaktorer kan användas för att konvertera mellan grader och radianer.
Exempel 1
I en del sammanhang kan det vara meningsfullt att tala om negativa vinklar eller vinklar som är större än 360°. Då kan man använda att man kan ange samma riktning med flera olika vinklar som skiljer sig från varandra med ett helt antal varv. Exempel 2
[redigera] AvståndsformelnPythagoras sats är en av de mest kända satserna i matematiken och säger att i en rätvinklig triangel med kateter \,a\, och \,b\,, och hypotenusa \,c\, gäller att
Exempel 3 I triangeln till höger är c^2= 3^2 + 4^2 = 9 +16 = 25
och därför är hypotenusan \,c\, lika med
c=\sqrt{25} = 5\,\mbox{.}
Pythagoras sats kan användas för att beräkna avståndet mellan två punkter i ett koordinatsystem. Avståndsformeln: Avståndet \,d\, mellan två punkter med koordinater \,(x, y)\, och \,(a, b)\, är d = \sqrt{(x – a)^2 + (y – b)^2}\,\mbox{.}
Linjestycket mellan punkterna är hypotenusan i en rätvinklig triangel vars kateter är parallella med koordinataxlarna. Kateternas längd är lika med beloppet av skillnaden i x- och y-led mellan punkterna, dvs. |x-a| respektive |y-b|. Pythagoras sats ger sedan avståndsformeln. Exempel 4
[redigera] CirklarEn cirkel består av alla punkter som befinner sig på ett visst fixt avstånd \,r\, från en punkt \,(a,b)\,. Avståndet \,r\, kallas för cirkelns radie och punkten \,(a,b)\, för cirkelns medelpunkt. Figuren nedan visar andra viktiga cirkelbegrepp.
Exempel 5 En cirkelsektor är given i figuren till höger.
Exempel 6
Exempel 7
Exempel 8 Bestäm medelpunkt och radie för den cirkel vars ekvation är \ x^2 + y^2 – 2x + 4y + 1 = 0\,.
(x – a)^2 + (y – b)^2 = r^2
för då kan vi direkt avläsa att medelpunken är \,(a,b)\, och radien är \,r\,.
Börja med att kvadratkomplettera termerna som innehåller \,x\, i vänsterledet \underline{x^2-2x\vphantom{(}} + y^2+4y + 1 =\underline{(x-1)^2-1^2} + y^2+4y + 1
(de understrukna termerna visar kvadratkompletteringen).
Kvadratkomplettera sedan termerna som innehåller y (x-1)^2-1^2 + \underline{y^2+4y} + 1= (x-1)^2-1^2 + \underline{(y+2)^2-2^2} + 1\,\mbox{.}
Vänsterledet är alltså lika med (x-1)^2 + (y+2)^2-4
och flyttar vi över 4 till högerledet är cirkelns ekvation (x-1)^2 + (y+2)^2 = 4 \, \mbox{.}
Vi avläser att medelpunkten är \,(1,-2)\, och radien är \,\sqrt{4}= 2\,.
Råd för inläsning Grund- och slutprov Efter att du har läst texten och arbetat med övningarna ska du göra grund- och slutprovet för att bli godkänd på detta avsnitt. Du hittar länken till proven i din student lounge.
för dig som vill fördjupa dig ytterligare eller behöver en längre förklaring vill vi tipsa om: Läs mer om Pythagoras sats på svenska Wikipedia Läs mer i Mathworld om cirkeln
Interaktivt experiment: sinus och cosinus i enehtscirkeln (Flash)
|
|