18.09.2013 Views

Ellips 3: Lösningar till övningsprov

Ellips 3: Lösningar till övningsprov

Ellips 3: Lösningar till övningsprov

SHOW MORE
SHOW LESS

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 />


<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)

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!