Ellips 3: Lösningar till övningsprov
Ellips 3: Lösningar till övningsprov
Ellips 3: Lösningar till övningsprov
Transform your PDFs into Flipbooks and boost your revenue!
Leverage SEO-optimized Flipbooks, powerful backlinks, and multimedia content to professionally showcase your products and significantly increase your reach.
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 226<br />
Övningsprov<br />
Prov 1<br />
1<br />
a)<br />
Vi förlänger det vänstra vinkelbenet <strong>till</strong> vinkeln 78 så att det<br />
skär linjen s. Vi undersöker femhörningen<br />
<br />
ABC DE .<br />
Vinkelsumman är<br />
( 5 −2) ⋅ 180<br />
<br />
= 540<br />
( n −2) ⋅180<br />
<br />
EAB<br />
= 180 − 78<br />
<br />
= 102 sidovinklar<br />
<br />
ABC<br />
= 21<br />
alternatvinklar och<br />
l s<br />
BCD<br />
= α<br />
vertikalvinklar<br />
<br />
CDE<br />
= 360 − 310<br />
<br />
DEA<br />
= 207<br />
<br />
= 50 full vinkel<br />
Vi får ekvationen<br />
102 + 21 + α + 50 + 207 = 540<br />
380 + α = 540<br />
α = 160<br />
<br />
<br />
<br />
b) Anta att n ( n≥ 3)<br />
är antalet hörn i månghörningen.<br />
Vi får olikheten<br />
nn ( − 3)<br />
> 10 ⋅ 2 ( > 0)<br />
2<br />
nn ( − 3) > 20<br />
2<br />
n n<br />
Nollställen:<br />
−3 − 20> 0<br />
−3 − 20= 0<br />
2<br />
n n<br />
2<br />
3± ( −3) −4⋅1⋅ ( 20) 3± 89<br />
n = =<br />
21 ⋅<br />
2<br />
⎧ 3+ 89<br />
⎪ n1<br />
= ≈6,2<br />
⎪ 2<br />
⎨<br />
⎪ 3−89 ⎪⎩<br />
n2<br />
= ≈−3,2<br />
2<br />
Olikheten är uppfylld om<br />
n<br />
6,2<br />
Eftersom n ≥ 3,<br />
duger värdena n = 7, 8, 9, ... .<br />
<br />
Svar a) α = 160<br />
b) En månghörning som har åtminstone 7 sidor.
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 227<br />
2<br />
Cosinussatsen ger<br />
= + x − ⋅ ⋅x<br />
2 2 2<br />
<br />
7 8 2 8 cos60<br />
= + x −<br />
1<br />
x⋅<br />
2<br />
− 8 + 15= 0<br />
2<br />
49 64 16<br />
2<br />
x x<br />
± − − ⋅ ⋅<br />
x =<br />
21 ⋅<br />
8± 2<br />
x =<br />
2<br />
x= 5 eller x=<br />
3<br />
2<br />
8 ( 8) 4 1 15<br />
Svar 3 eller 5<br />
x<br />
60°<br />
8<br />
7<br />
3<br />
Ab<br />
= 8,0 cm<br />
s = 5,0 cm<br />
Cylinderns höjd:<br />
2<br />
h<br />
sin 70 =<br />
5,0<br />
<br />
h = 5,0 ⋅ sin 70 = 4,698... ( cm)<br />
Cylinderns höjd är<br />
Svar<br />
3 ( )<br />
<br />
V = Ah b = 8,0 ⋅5,0⋅ sin 70 = 37,58... ≈38cm<br />
3<br />
38 cm
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 228<br />
4<br />
a)<br />
Medianen CD delar sidan AB i delarna<br />
AD= DB=<br />
Medianen BE delar sidan AC i delarna<br />
AE = EC =<br />
Triangeln ADC ger med Pythagoras sats<br />
CD<br />
CD<br />
CD<br />
2<br />
3<br />
2<br />
2 2 2<br />
2<br />
2<br />
CD<br />
= 2 + 3<br />
= 4+ 9<br />
= 13<br />
= ±<br />
( )<br />
13<br />
Triangeln ABE ger med Pythagoras sats<br />
2<br />
2 2 ⎛3⎞ BE = 4 +⎜ ⎟<br />
⎝2⎠ 2 4) 9<br />
BE = 16 +<br />
4<br />
2 73<br />
BE =<br />
4<br />
73<br />
BE = ( ± )<br />
2<br />
b)<br />
Pythagoras sats ger<br />
a = 3 + 4<br />
2<br />
a = 9+ 16<br />
2<br />
a = 25<br />
a = ±<br />
5<br />
2 2 2<br />
( )
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 229<br />
Bisektrissatsen ger<br />
x 3<br />
=<br />
y 5<br />
5<br />
y= x<br />
3<br />
Vi får ekvationssystemet<br />
() ⎧ 5<br />
1 ⎪ y= x insättning i ekvation () 1<br />
3<br />
( 2)<br />
⎨<br />
⎪<br />
⎩x+<br />
y=<br />
4<br />
5<br />
x+ x=<br />
4 ⋅3<br />
3<br />
3x+ 5x= 12<br />
8x= 12<br />
x =<br />
x =<br />
12<br />
8<br />
3<br />
2<br />
Triangeln APC ger<br />
2<br />
b<br />
2 2<br />
= x + 3<br />
3<br />
x=<br />
2<br />
2<br />
2 ⎛3⎞ b = ⎜ ⎟ + 9<br />
⎝2⎠ 2 9 4)<br />
b = + 9<br />
4<br />
2 45<br />
b =<br />
4<br />
b = ( ± )<br />
3 5<br />
b =<br />
2<br />
95 ⋅<br />
4<br />
Svar a) CD = 13 och BE =<br />
73<br />
2<br />
3 5<br />
b) Bisektrisens längd är<br />
2 .
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 230<br />
5<br />
d = 12 756 ( km)<br />
d<br />
R = = 6378( km)<br />
2<br />
Vi bestämmer vinkeln α i den rätvinkliga triangeln<br />
R<br />
cosα<br />
=<br />
R + 15<br />
6 378<br />
cosα<br />
=<br />
6 393<br />
α = 3,925...<br />
<br />
α ≈ 3,9<br />
Sträckan b, som båten måste<br />
färdas är<br />
α<br />
b= ⋅2πR<br />
<br />
360<br />
= 436,996...<br />
≈ 440 ( km)<br />
Svar 440 km<br />
<br />
6<br />
Alternativ 1:<br />
Triangeln ACE är liksidig<br />
eftersom sidorna<br />
AC, CE och EA är kordor<br />
<strong>till</strong> lika långa bågar<br />
ABC, CDE och EFA. <br />
Alltså är<br />
<br />
AEC<br />
= 60 eller α = 60 .<br />
Då är<br />
bågvinkelns gradtal är hälften<br />
<br />
<br />
ABC = 2α = 120 av gradtalet för<br />
motsvarande båge<br />
vilket ger<br />
Alltså är<br />
<br />
AEC = 360 − 120 = 240<br />
<br />
ABC = 120 eller β = 120<br />
<br />
.
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 231<br />
Anta att längden av sidorna i triangeln ACE är a.<br />
Triangeln ABC ger med cosinussatsen<br />
2<br />
a<br />
2 2<br />
= r + r −2⋅r⋅r⋅<br />
cos β<br />
<br />
β = 120<br />
cos120 =−cos60<br />
2<br />
a<br />
2 2<br />
<br />
= 2r −2r<br />
cos120 1<br />
=−<br />
2<br />
2 2 2 ⎛ 1 ⎞<br />
a = 2r −2r ⋅⎜− ⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
2<br />
a<br />
2 2<br />
= 2r<br />
+ r<br />
2<br />
a<br />
2<br />
= 3r<br />
a= ± 3r<br />
( )<br />
Arean av triangeln ACE är<br />
1<br />
a= 3, r b= 3r<br />
A= absinα<br />
2 <br />
α = 60<br />
1 3<br />
= 3r⋅ 3r⋅ sin60 sin60 =<br />
2 2<br />
1 3<br />
3r<br />
2 2<br />
2<br />
= ⋅ ⋅<br />
=<br />
3 3<br />
4<br />
r<br />
2<br />
<br />
Alternativ 2<br />
Triangeln ACE är liksidig eftersom sidorna AC, CE och EA är<br />
kordor <strong>till</strong> lika långa bågar ABC, CDE och EFA . Medelpunkten<br />
i den omskrivna cirkeln för en liksidig triangeln är medianernas<br />
skärningspunkt.<br />
Punkten O delar medianerna i förhållandet 2:1. Alltså är<br />
2<br />
EO= m.<br />
3<br />
I en liksidig triangel sammanfaller medianen med höjden, vilket<br />
ger<br />
och då är<br />
m= h=<br />
a 3<br />
2<br />
2 a 3 a 3<br />
EO = ⋅ =<br />
3 2 3<br />
Å andra sidan är EO= r,<br />
vilket ger<br />
se boken s. 40
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 232<br />
a 3<br />
= r ⋅3<br />
3<br />
a 3 = 3 r / 3<br />
a =<br />
3)<br />
3r<br />
3 3r<br />
=<br />
3<br />
= 3r<br />
Arean av triangeln ACE är<br />
1<br />
a= 3, r b= 3r<br />
A= absinα<br />
2 <br />
α = 60<br />
1<br />
=<br />
2<br />
3r⋅ <br />
3rsin60 <br />
sin60 =<br />
3<br />
2<br />
1 2<br />
= ⋅3r⋅ 2<br />
3 3 2<br />
= r<br />
4<br />
3<br />
2<br />
Svar Exakta värdet för triangelns area är<br />
3<br />
3 3<br />
4<br />
2<br />
r .<br />
7<br />
Jordglobens omkrets är 57,5 cm= 0,575 m .<br />
Jordens omkrets är 2π ⋅ 6 400 km = 12 800 000 π m .<br />
Jordglobens skala är<br />
0,575 m 1<br />
k = ≈<br />
12 800 000 π m 70 000 000<br />
Arean A av Frankrike får vi ur förhållandet<br />
2<br />
2<br />
1cm ⎛ 1 ⎞<br />
≈ ⎜ ⎟<br />
A ⎝70 000 000 ⎠<br />
A ≈70 000 000 ⋅ 1 cm = 490 000 km<br />
2 2 2<br />
Svar Skalan är 1:70 000 000.<br />
2<br />
Frankrikes area är 490 000 km<br />
.
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 233<br />
8<br />
Anta att fartygets avstånd från fyren är x och att den sträcka som<br />
fartyget har rört sig är AB= s.<br />
Enheten är km.<br />
km<br />
v = 18<br />
h<br />
20 1<br />
t = 20 min = h = h<br />
60 3<br />
s= v⋅t km 1<br />
= 18 ⋅ h<br />
h 3<br />
= 6km<br />
FYR<br />
<br />
β = 180 − 70 = 110 sidovinklar<br />
Vinkelsumman i en triangel är 180 , vilket ger<br />
<br />
Sinussatsen ger<br />
30 + β + γ = 180 β = 110<br />
<br />
30 + 110 + γ = 180<br />
<br />
γ = 40<br />
<br />
x s<br />
s = 6(km)<br />
= <br />
sin30 sinγ γ = 40<br />
x<br />
<br />
sin30<br />
6<br />
= <br />
sin 40<br />
<br />
6sin30<br />
x = <br />
sin 40<br />
1<br />
6 ⋅<br />
= 2<br />
0,642...<br />
1<br />
sin30 =<br />
2<br />
= 4,667...<br />
≈ 4,7 (km)<br />
Svar Fartygets avstånd från fyren är 4,7 km.
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 234<br />
9<br />
GFC ∼ABC<br />
( )<br />
vv<br />
Eftersom förhållandet mellan motsvarande sidor är konstant får<br />
vi att<br />
8 − x x<br />
=<br />
Kvoten mellan höjderna är densamma<br />
8 24 som kvoten mellan baserna.<br />
8⋅ x= 24⋅( 8−x)<br />
8x= 192 −24x<br />
32x = 192<br />
x =<br />
x =<br />
192<br />
32<br />
6<br />
Alltså är<br />
2<br />
Akvadrat<br />
6 36<br />
⋅ 100 % = ⋅ 100 % = ⋅ 100 % = 37,5 %<br />
A<br />
24 ⋅8 triangel<br />
12 ⋅8<br />
2<br />
10<br />
En regelbunden hexaeder eller<br />
kub<br />
kubens kantlängd s<br />
den mindre sfärens radie r<br />
den större sfärens radie R<br />
Vi bestämmer sfärernas radier<br />
med hjälp av längden av kubens<br />
kant.<br />
Den mindre sfärens diameter är samma som kubens kantlängd.<br />
s<br />
Alltså är 2 r = s eller r = .<br />
2<br />
Den större sfärens diameter är<br />
samma som rymddiagonalen i<br />
kuben.<br />
2 2 2<br />
x = s + s<br />
2 2<br />
x = 2s<br />
x= s 2<br />
2R<br />
= x + s<br />
2 2<br />
= 2s<br />
+ s<br />
= s<br />
Alltså är<br />
3<br />
2 2<br />
s 3<br />
R =<br />
2
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 235<br />
Alternativ 1<br />
Sfärerna är likformiga.<br />
Radiernas förhållande är<br />
r s s 3 s 2 1<br />
k = = : = ⋅ =<br />
R 2 2 2 s 3 3<br />
a) Areornas förhållande är<br />
A<br />
A<br />
liten sfär<br />
stor sfär<br />
2<br />
2 ⎛ ⎞<br />
= k = =<br />
1 1<br />
⎜ ⎟<br />
⎝ 3 ⎠ 3<br />
b) Volymernas förhållande är<br />
V<br />
V<br />
3<br />
liten sfär 3 ⎛ ⎞<br />
= k = ⎜ ⎟ =<br />
stor sfär ⎝ ⎠<br />
1 1<br />
3 3 3<br />
Alternativ 2<br />
a) Den mindre sfärens area är<br />
2<br />
2 ⎛ s ⎞ 2<br />
Aliten sfär = 4πr = 4π⎜<br />
⎟ = πs<br />
⎝2⎠ Den större sfärens area är<br />
2<br />
⎛ 2 s 3 ⎞<br />
2<br />
Astor sfär = 4πR = 4π⎜ ⎟ = 3πs<br />
⎝ 2 ⎠<br />
Areornas förhållande är<br />
2<br />
Aliten sfär π s 1<br />
= =<br />
A s<br />
stor sfär<br />
2<br />
3π3 b) Den mindre sfärens volym är<br />
3 3<br />
4 3 4 ⎛ s ⎞ π s<br />
Vliten sfär = πr = π⎜ ⎟ =<br />
3 3 ⎝2⎠ 6<br />
Den större sfärens volym är<br />
3<br />
3 3<br />
4 3 4 ⎛s 3⎞ 4 s 3 3 π s 3<br />
Vstor sfär = πR = π⎜ ⎟ = π =<br />
3 3 ⎝ 2 ⎠ 3 8 2<br />
Volymernas förhållande är<br />
3 3 3<br />
Vliten sfär πs πs 3 πs<br />
2 1<br />
= : = ⋅ =<br />
V π s<br />
stor sfär<br />
3<br />
6 2 6 3 3 3<br />
Svar a) 1:3 b) 1:3 3
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 236<br />
Prov 2<br />
1<br />
a)<br />
Sjuhörningens vinkelsumma är<br />
( 7 −2) ⋅ 180 = 900 ( n −2) ⋅180<br />
Vi får ekvationen<br />
<br />
4 ⋅ 90 + 237 + 270 + α = 900<br />
867 + α = 900<br />
<br />
α = 33<br />
<br />
<br />
Antalet diagonaler i sjuhörningen är<br />
77 ( −3) nn ( −3)<br />
= 14<br />
2 2<br />
b) Vi ritar en figur.<br />
Sträckans delningsförhållande ger kvoten<br />
48 m 12<br />
=<br />
x 5<br />
5⋅48 m<br />
x = = 20 m<br />
12<br />
Granhäckens totallängd är 48 m + 20 m = 68 m<br />
<br />
Svar a) α = 33 , antalet diagonaler är 14 b) 68 m
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 237<br />
2<br />
Vi betecknar sektorns medelpunktvinkel med α och sektorernas<br />
radier med r1 och r2, r1 = 3, r2<br />
= 5.<br />
Arean av det skuggade området är skillnaden mellan sektorernas<br />
areor. Vi får ekvationen<br />
α<br />
<br />
360<br />
2 α<br />
⋅π ⋅5 − <br />
360<br />
2<br />
⋅π ⋅ 3 = 9<br />
α<br />
<br />
360<br />
⋅π⋅( 25 − 9) = 9<br />
<br />
α ⋅π ⋅16<br />
360<br />
= 9<br />
⋅<br />
<br />
360 π ⋅16<br />
90<br />
<br />
360<br />
α = 9 ⋅<br />
π ⋅ 16<br />
<br />
810<br />
α =<br />
4π<br />
<br />
4<br />
Omkretsen av det skuggade området är<br />
α α<br />
⋅ 2πr1+ ⋅ 2πr2 + 2⋅2 <br />
360 360<br />
1 2<br />
2π( r1 r2)<br />
4 <br />
810<br />
α<br />
= ⋅ + +<br />
<br />
360<br />
=<br />
<br />
810<br />
4π <br />
360<br />
⋅ 2π( 3+ 5) + 4<br />
=<br />
9<br />
810<br />
<br />
4 π ⋅ 360<br />
4<br />
= 9+ 4= 13<br />
<br />
2<br />
⋅ 2 π ⋅ 8 + 4<br />
Svar Omkretsen är 13.<br />
r = 3, r = 5<br />
α =<br />
4π
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 238<br />
3<br />
Längdenheten är centimeter.<br />
a = 10,<br />
0<br />
b = 28<br />
α = 20°<br />
Vi bestämmer vinkeln β med sinussatsen.<br />
10,0 28<br />
= <br />
sin 20 sin β<br />
10,0 ⋅ sin β = 28sin 20<br />
<br />
α<br />
<br />
28sin 20<br />
sin β =<br />
10,0<br />
β = 73,266... eller β = 180 − 73,266... = 106,733...<br />
<br />
om β = 73,266... så är γ = 86,733...<br />
om β = 106,733... så är γ = 53,266...<br />
<br />
<br />
Eftersom triangeln är trubbvinklig så duger endast<br />
β = 106,733... ° och γ = 53,266... ° som lösning.<br />
b<br />
c<br />
β<br />
γ<br />
a<br />
Vi bestämmer sidan c med cosinussatsen<br />
2 2 2<br />
c = a + b −2abcosγ<br />
( )<br />
2 2<br />
c= ± a + b −2abcosγ<br />
2 2<br />
c = 10,0 + 28 −2⋅10,0⋅28⋅ cos53,266... °<br />
c = 20,861... (cm)<br />
Triangelns area är<br />
1 1<br />
<br />
Atriangel = bcsinα = ⋅28⋅20,861... ⋅ sin 20 = 99,89... ≈100<br />
cm<br />
2 2<br />
Svar<br />
c ≈21 cm, β ≈ 107 ° , γ ≈ 53 ° , area 100 cm<br />
2<br />
( 2 )
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 239<br />
4<br />
Anta att x är den höjd som är ritad mot ett ben och att höjden h<br />
är ritad mot basen.<br />
Enligt Pythagoras sats är<br />
2 2 2<br />
h + 6 = 10<br />
2<br />
h = 100 −36<br />
2<br />
h = 64<br />
h ± 8<br />
( )<br />
Triangelns area är<br />
a⋅h A =<br />
2<br />
12 ⋅8<br />
=<br />
2<br />
= 48<br />
Å andra sidan är<br />
10 ⋅ x<br />
A = = 5x<br />
.<br />
2<br />
Alltså är<br />
5x= 48<br />
3<br />
x = 9<br />
5<br />
a = 12<br />
h = 8<br />
Svar Höjdens längd är 3<br />
9 5 .<br />
5<br />
Vi betecknar det vågräta avståndet mellan punkten A och<br />
radiomasten C med x.<br />
Enheten är kilometer.<br />
a)<br />
Vi bestämmer x med sinussatsen<br />
x 1, 6<br />
=<br />
sin 22° sin135°<br />
xsin135°=<br />
1,6sin 22°<br />
1, 6sin 22°<br />
x =<br />
sin135°<br />
x = 0,8476...<br />
x ≈<br />
0,85 (km)<br />
B<br />
23°<br />
22°<br />
1,6<br />
135°<br />
A<br />
C<br />
x
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 240<br />
b)<br />
A<br />
9,0°<br />
Vi beräknar mastens höjd h ur ekvationen<br />
tan9,0°=<br />
h<br />
x<br />
h= xtan9,0°<br />
x<br />
1, 6sin 22°<br />
h = ⋅ tan9,0°<br />
sin135°<br />
h = 0,1342...<br />
h ≈ 0,13 (km)<br />
Svar a) Det vågräta avståndet är 850 m.<br />
b) Mastens höjd är 130 m.<br />
C<br />
h<br />
6<br />
Ur den<br />
vänstra<br />
rätvinkliga<br />
triangeln<br />
får vi med<br />
Pythagoras<br />
sats<br />
ekvationen<br />
( ) 2<br />
2 2<br />
KA = 20 + 50 − x<br />
På samma sätt ger den högra triangeln<br />
Enligt antagandet är KA= KB,<br />
vilket ger att<br />
eftersom KA> 0 och KB<br />
> 0 .<br />
Vi bestämmer x ur ekvationen<br />
( ) 2<br />
KB = 30 + x<br />
2 2 2<br />
2 2<br />
KA = KB<br />
2<br />
20 + 50 − x<br />
2 2<br />
= 30 + x<br />
2 2 2<br />
20 + 50 −2⋅ 50x+ x<br />
2 2<br />
= 30 + x<br />
2 2 2<br />
100x = 20 + 50 −30<br />
2 2 2<br />
20 + 50 −30<br />
x = = 20<br />
100<br />
Svar Fisken befinner sig 20 alnar från foten av den högre<br />
palmen.
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 241<br />
7<br />
<br />
62<br />
k = ⋅2π⋅6400 <br />
360<br />
= 6 925,4...<br />
≈ 6 900 ( km)<br />
Svar Parkano är 6 900 km norr om ekvatorn.<br />
8<br />
Den medelpunktsvinkel AOF som svarar mot bågen AF är också<br />
110 och medelpunktsvinkeln COD som svarar mot bågen CD är<br />
150 .<br />
Trianglarna<br />
<br />
AOF och COD är likbenta eftersom deras ben är<br />
radier i cirkeln. Basvinklarna i en likbent triangel är lika stora.<br />
Vi får<br />
<br />
180 −110<br />
<br />
α = = 35<br />
2<br />
<br />
180 −150<br />
<br />
β = = 15<br />
2<br />
Vinkelsumman i en fyrhörning är 360 .<br />
Fyrhörningen OCEA ger att<br />
<br />
AOC<br />
+ β + 25 + α = 360<br />
<br />
AOC<br />
+ 15 + 25 + 35 = 360<br />
<br />
AOC<br />
= 360 −15−25−35 <br />
AOC<br />
= 285<br />
<br />
Medelpunktsvinkeln som svarar mot bågen ABC är<br />
<br />
360 − 285 = 75<br />
Svar Gradtalet för bågen<br />
ABC är 75 .
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 242<br />
9<br />
a) ABE ∼ CDE ( vv)<br />
, eftersom<br />
1)<br />
EAB = ECD<br />
alternatvinklar<br />
och AB DC<br />
2) AEB = DEC<br />
vertikalvinklar<br />
Motsvarande sidor är proportionella vilket ger<br />
x 3a =<br />
y a<br />
ja<br />
v 3a<br />
=<br />
u a<br />
x 3 v 3<br />
= =<br />
y 1 u 1<br />
Alltså delar diagonalerna varandra i förhållandet 3:1 räknat<br />
från det hörn som ligger på den längre basen .<br />
b) Skalan för de likformiga trianglarna är k = 3:1,<br />
vilket ger att förhållandet mellan areorna är<br />
A1<br />
2<br />
= k<br />
A<br />
2<br />
1 2<br />
2<br />
A1<br />
⎛3⎞ = ⎜ ⎟<br />
A2<br />
⎝1⎠ A1<br />
= 9<br />
A2<br />
A = 9A<br />
Vi får ekvationen<br />
Då är<br />
A + A = 40 A = 9A<br />
9A2 + A2<br />
= 40<br />
10A2 = 40<br />
A = 4<br />
1 2 1 2<br />
2<br />
A = 40 − A = 40 − 4 = 36<br />
1 2<br />
Svar a) 3:1 räknat från hörnet på den längre basen<br />
b) Arean av triangeln ABE är 36 a.e. och arean av<br />
triangeln CDE är 4 a.e.
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 243<br />
10<br />
Pyramidens höjd är h och sidokanten är 30 cm.<br />
Baskvadratens sida är 5+ 2+ 5= 12 ( cm)<br />
.<br />
Diagonalen i en kvadrat är 2 gånger längden av sidan<br />
(Pythagoras sats ), vilket ger att baskvadratens halva diagonal har<br />
längden<br />
12 2<br />
= 6 2 ( cm)<br />
.<br />
2<br />
ABC<br />
:<br />
h<br />
h<br />
h<br />
h<br />
2 2<br />
2<br />
2<br />
2<br />
( )<br />
( ) 2<br />
= 30 − 6 2<br />
= 900 −72<br />
= 828<br />
= 36 ⋅23<br />
h = ± 6 23<br />
Pyramidens topp ligger på höjden<br />
5 + 6 23 = 33,77... ≈ 34 ( cm)<br />
Svar 34 cm
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 244<br />
Prov 3<br />
1<br />
a)<br />
I<br />
triangeln ABC är<br />
<br />
BAC<br />
= 35 vertikalvinklar<br />
BCA<br />
= 180 −35 − 75 = 70<br />
I triangeln CDE är<br />
<br />
vinkelsumman i en triangel<br />
<br />
DCE<br />
= 70 vertikalvinklar<br />
CED<br />
= α<br />
vertikalvinklar<br />
<br />
CDE<br />
= 90<br />
l ⊥s<br />
Vi får ekvationen<br />
<br />
70 + α + 90<br />
<br />
= 180 vinkelsumman i en triangel<br />
<br />
α = 20<br />
b) Vi ritar en figur.<br />
OA = OB = 150 m<br />
AB = 240 m<br />
Triangeln AOB är<br />
likbent, vilket ger att<br />
höjden OC = x halverar<br />
basen AB .<br />
Alltså är AC = 120 cm .<br />
Triangeln AOC ger med Pyhtagoras sats ekvationen<br />
2 2<br />
x + 120<br />
2<br />
= 150<br />
2<br />
x = 22500 −14400<br />
2<br />
x = 8100<br />
x = ( ± ) 8100<br />
x = 90 ( m)<br />
Alltså ligger stigen 90 meter från gräsmattans medelpunkt.<br />
Svar a) α = 20<br />
b) 90 m
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 245<br />
2<br />
Vi ritar en figur D C<br />
E<br />
A F B<br />
Trianglarna AFD och AEB är kongruenta enligt (vvs) eftersom<br />
E= F<br />
| höjden är vinkelrät mot basen<br />
AB = AD | sidorna i en romb är lika långa<br />
A<br />
är gemensam<br />
3<br />
Anta att parallellogrammens diagonaler är x och y. Enligt<br />
cosinussatsen är<br />
x<br />
x<br />
2 2<br />
2<br />
( )<br />
( ) 2<br />
<br />
= 5 + 5 2 −2⋅5⋅ 5 2 cos45 cos45 =<br />
= 25 + 50 −50 2 ⋅<br />
2<br />
x = 25 + 50 −50<br />
2<br />
x = 25<br />
x = ± 5<br />
1<br />
2<br />
Vinkelsumman i en parallellogram är 360 , vilket ger<br />
<br />
<br />
2 ⋅ 45 + 2β = 360<br />
2β = 360 −90<br />
<br />
2β= 270<br />
<br />
β = 135<br />
<br />
1<br />
2
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 246<br />
Enligt cosinussatsen är<br />
( ) 2<br />
2<br />
y<br />
2<br />
= 5 + 5 2 −2⋅5⋅ 5 2 cos135<br />
<br />
cos135<br />
=−cos45<br />
=−<br />
1<br />
2<br />
2<br />
⎛<br />
y = 25 + 25⋅2−50 2 ⋅⎜− ⎝<br />
1 ⎞<br />
⎟<br />
2 ⎠<br />
2<br />
y = 25 + 50 + 50<br />
2<br />
y = 125<br />
y = ± 25⋅5 ( )<br />
y = 5 5<br />
<br />
Svar Diagonalernas längder är 5 och 5 5<br />
4<br />
kök<br />
vard.rum<br />
hall<br />
sovrum badr.<br />
bibl.<br />
a) Anta att medelpunktsvinkeln som svarar mot badrummet är α ,<br />
hallens radie r och husets radie R . Badrummets area är<br />
α<br />
<br />
360<br />
2 α<br />
⋅πR − <br />
360<br />
2<br />
⋅ πr<br />
= 15<br />
απ<br />
( 2 2<br />
R − r ) = 15<br />
<br />
360<br />
<br />
360<br />
⋅<br />
( 2 2<br />
π R − r )<br />
<br />
15⋅ 360<br />
α =<br />
( 2 2<br />
π R − r )<br />
R = 7,0<br />
r = 2,7<br />
<br />
15⋅<br />
360<br />
α =<br />
π<br />
2 2 ( 7,0 − 2,7 )<br />
α = 41,21... ≈41
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 247<br />
b) Anta att bibliotekets motsvarande medelpunktsvinkel är β .<br />
Bibliotekets area är<br />
β 2 β 2<br />
⋅πR − ⋅ πr<br />
= 25<br />
<br />
360 360<br />
β<br />
360<br />
<br />
25⋅ 360<br />
β =<br />
( 2 2<br />
π R − r )<br />
<br />
25⋅ 360<br />
β =<br />
π<br />
( 2 2<br />
π )<br />
⋅ R − r = 25 ⋅<br />
2 2 ( 7,0 − 2,7 )<br />
β = 68,68...<br />
<br />
<br />
360<br />
( 2 2<br />
π − )<br />
R r<br />
R = 7,0<br />
r = 2,7<br />
Bibliotekets böjda väggar har längden<br />
β<br />
<br />
⋅ 2πR β = 68,68... , R=<br />
7,0<br />
<br />
360<br />
<br />
68,68...<br />
= ⋅2π⋅7,0 <br />
360<br />
= 8,391... ≈8,4(<br />
m)<br />
β<br />
<br />
⋅ 2πr β = 68,68... , r = 2,7<br />
<br />
360<br />
<br />
68,68...<br />
= ⋅2π⋅2,7 <br />
360<br />
= 3,236... ≈3,2(<br />
m)<br />
<br />
c) Köket består av en kvadrat och ett litet segment. Anta att<br />
segmentets motsvarande medelpunktsvinkel är 2γ .<br />
Den rätvinkliga triangeln OBC ger<br />
+ 2 = = 7,0<br />
2<br />
x<br />
2 2<br />
= 7,0 −2<br />
2<br />
x = 49 −4<br />
x = ± 45<br />
2 2 2<br />
x R R<br />
( )<br />
x = 3 5<br />
Vi bestämmer vinkeln γ ur den<br />
rätvinkliga triangeln OBC<br />
2,0<br />
sinγ<br />
=<br />
7,0<br />
γ = 16,60...<br />
<br />
Motsvarande medelpunktsvinkel <strong>till</strong> bågen AC är<br />
2γ = 2⋅ 16,60... = 33,20...<br />
.
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 248<br />
Kökets segment = sektor − medelpunktstriangeln<br />
33,20... 4,0 ⋅ x R = 7,0<br />
360 2 x = 3 5<br />
<br />
= <br />
2<br />
⋅π⋅R− <br />
33,20... 2 4,0 ⋅3<br />
5<br />
= ⋅π⋅7,0 −<br />
<br />
360 2<br />
= 0,7814...<br />
Kökets area = kvadrat + segment<br />
2<br />
= 4,0 + 0,7814...<br />
= 16,7814...<br />
( 2 )<br />
≈17<br />
m<br />
Svar a) Badrummets motsvarande medelpunktsvinkel är<br />
41 <br />
.<br />
b) Bibliotekets böjda väggar har längderna 3,2 m och<br />
8,4 m.<br />
2<br />
c) Kökets area är 17 m .<br />
5<br />
Triangelns medianer delar varandra i förhållandet 2:1 från<br />
spetsarna räknat.<br />
ADE ∼ ABC (vv) , eftersom<br />
A<br />
är gemensam<br />
E= C likbelägna vinklar , DE BC<br />
Skalan är<br />
hADE 2x 2<br />
k = = = .<br />
h 3x 3<br />
ABC<br />
Areornas förhållande<br />
2<br />
AADE<br />
2 ⎛2⎞ 4<br />
= k = ⎜ ⎟ =<br />
A ⎝3⎠ 9<br />
ABC<br />
Svar Linjen delar arean i förhållandet 4:5.
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 249<br />
6<br />
Anta att cirkelns radie är x. Enligt Pythagoras sats är<br />
( ) 2 2 2<br />
8− x + 4 = x<br />
2 2<br />
64 − 16x+ x + 16 = x<br />
80 − 16x = 0<br />
16x = 80<br />
a)<br />
b)<br />
p<br />
p<br />
p<br />
p<br />
cirkel<br />
kvadrat<br />
cirkel<br />
kvadrat<br />
A<br />
A<br />
A<br />
A<br />
cirkel<br />
kvadrat<br />
cirkel<br />
kvadrat<br />
80<br />
x = = 5<br />
16<br />
= 2⋅π⋅ 5= 10π<br />
= 48 ⋅ = 32<br />
10π 5π<br />
= =<br />
32 16<br />
= ⋅ =<br />
= 88 ⋅ = 64<br />
25π<br />
=<br />
64<br />
2<br />
π 5 25π<br />
Svar a) Omkretsarnas förhållande är 5π<br />
.<br />
16<br />
b) Areornas förhållande är 25π<br />
.<br />
64<br />
7<br />
Vi ritar en figur.<br />
( ) 2 2<br />
Akvadrat = 2r = 4r<br />
Enligt Pythagoras sats är<br />
2 2 2<br />
( 2r) + ( 2r) = ( 2x)<br />
4r + 4r = 4x<br />
2 2 2<br />
x = 2r<br />
2 2<br />
( )<br />
2<br />
2 2<br />
x = ± r = r<br />
Arean av området mellan cirklarna<br />
är<br />
A = A −4⋅A mellanrum kvadrat liten cirkels fjärdedel<br />
1<br />
A ( )<br />
mellanrum = 4r −4⋅ πr = 4−π<br />
r<br />
4<br />
2 2 2<br />
Den större cirkelns radie är R 2r r ( 2 1)<br />
dess area är<br />
( ) 2<br />
Astor cirkel R 2 1 r<br />
2 2<br />
= π = π + .<br />
Areornas förhållande är<br />
= + = + r, vilket ger att
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 250<br />
2<br />
A ( )<br />
mellanrum 4 − π r<br />
=<br />
2<br />
Astor cirkel π ( 2 + 1)<br />
r<br />
=<br />
4−π =<br />
3−2 2)<br />
4−π<br />
π 2 + 1<br />
2<br />
2<br />
( ) π ( 2+ 2 2 + 1)<br />
4−π 3−2 2 4−π<br />
= ⋅ = ⋅ − ≈<br />
2<br />
π 2<br />
3 − ( 2 2)<br />
π<br />
4 − π<br />
π<br />
Svar ( 3− 2 2)<br />
( 3 2 2) ( 0,047)<br />
8<br />
a)<br />
1 1 125 2<br />
V = ⋅ Aph= ⋅555 ⋅ ⋅ = =<br />
41<br />
3 3 3 3
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 251<br />
b) Bastriangeln ABD ger<br />
( ) 2 2x 2 2<br />
= 5 + 5<br />
2<br />
4x= 50<br />
x<br />
2<br />
=<br />
50<br />
4<br />
50 5 2<br />
x = ( ± ) =<br />
2 2<br />
a = 5 + x<br />
a<br />
a<br />
a<br />
2 2 2<br />
2<br />
2<br />
2<br />
⎛5 2 ⎞<br />
= 25 +⎜ ⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
50<br />
= 25 +<br />
4<br />
75<br />
=<br />
2<br />
75 5 3 5 6<br />
a = ( ± ) = =<br />
2 2 2<br />
2<br />
c)<br />
b<br />
b<br />
2 2<br />
2<br />
⎛5⎞ = 5 +⎜ ⎟<br />
⎝2⎠ 125<br />
=<br />
4<br />
125 5 5<br />
b = ( ± ) =<br />
2 2<br />
2<br />
1 5 5<br />
A= Abasyta + 4Asidoyta = 5⋅ 5+ 4⋅ ⋅5⋅ = 25+ 25<br />
2 2<br />
Svar a) Volymen är<br />
2<br />
41 3 .<br />
5 6<br />
b) Sidokantens längd är<br />
2 .<br />
c) Totala arean är 25 + 25 5 .<br />
5
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 252<br />
9<br />
V = Vliten sfär − Vsfäriskt segm 1 + Vsfäriskt<br />
segm 2<br />
4 3 2⎛ h1⎞ 2⎛<br />
h2<br />
⎞<br />
= πr1 −πh1 ⎜r1− ⎟+ πh2<br />
⎜r2 − ⎟<br />
3 ⎝ 3 ⎠ ⎝ 3 ⎠<br />
Vi bestämmer h och h .<br />
Eftersom<br />
1 2<br />
h1+ a= 10 h2 + a+<br />
20 = 25<br />
h = 10 − a h = 5 −a<br />
1 2<br />
x a<br />
2 2 2<br />
2 2<br />
= 10 − och x = 25 − ( a+<br />
20)<br />
2 2 2<br />
2<br />
10 − a = 25 − ( a+<br />
20)<br />
2 2<br />
100 − a = 625 −a −40a−400 40a = 125<br />
a = 3,125 ( cm)<br />
2 , får vi<br />
Då är h = 6,875 cm och h = 1,875 cm .<br />
1 2<br />
3 3<br />
Alltså är V = 3 313,39... cm = 3,31339... dm ≈3,3l<br />
Svar 3,3 liter
<strong>Ellips</strong> 3 • Geometri • <strong>Lösningar</strong> <strong>till</strong> uppgifterna • sid. 253<br />
10<br />
r = 3,0 cm<br />
R = 15 cm<br />
s = 40 cm<br />
A ( )<br />
mantelyta = π R s+ x −πrx<br />
= π Rs+ πRx−πrx = πRs+ πx(<br />
R−r) MANTELYTA<br />
Vi bestämmer x.<br />
r x<br />
=<br />
R x+ s<br />
Rx = r ( x + s)<br />
Rx = rx + xs<br />
( R− r) x= rs<br />
rs<br />
x =<br />
R − r<br />
rs<br />
A ( )<br />
mantelyta = πRs + π ⋅ ⋅ R −r<br />
R−r = πRs + πrs<br />
= π s( R+ r)<br />
= π ⋅ 40 15 + 3,0<br />
Alltså är<br />
Svar<br />
mantelyta<br />
( )<br />
2 ( )<br />
= 2 261,94... cm<br />
A = 2 261,94... cm<br />
= 22,6194... dm<br />
2<br />
= 0,226194...m<br />
2<br />
≈ 0,23 m<br />
2<br />
0,23 m<br />
2<br />
2<br />
ABC ∼ADE(<br />
vv)