ongelmallisia tehtäviä liittyen analyyttiseen geometriaan

Anonyymi

Hei! Yritän tällä hetkellä siis kerrata pitkän matikan 5 kurssia ja olen törmännyt muutamaan tehtävään joita en osaa ratkaista, vaikka miten päin olen niitä yrittänyt laskea. Ja tosiaan itsenäisesti olen kertailemassa pitkää matikkaa, joten opettajalta en apua voi kysyä.

1. Määritä ympyrän 𝑥^2 𝑦^2-6x 4y=51 kehältä se piste, joka on lähimpänä suoraa
𝑦 = −2𝑥 28.

2. Suojakatoksen aukko on paraabelin muotoinen. Sen korkeus on 9m ja leveys maanpinnalla 12m. Mahtuuko aukosta sisään kuution muotoinen laatikko, jonka sivujen pituus on 4,5m? (Tässä maalaisjärjellä päättelin, että pitäisi kai laskea paraabelin leveys korkeudella 4,5m, mutta jos joku osaisi antaa vinkkiä kuinka se lasketaan)

3. Paraabelin yhtälö on y=-x^2 4. Määritä pisteen (0,8) kautta paraabelille piirrettyjen tangenttien yhtälöt. (Yritin katsoa apua ympyrän tangentin määrityksestä, mutta tökkäsi siihen, kun esimerkissä käytettiin ympyrän keskipistettä apuna)

11

138

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Anonyymi

      Piirrä ensin kuvat paperille, niin ei tarvitse miettiä mitään.

      • Anonyymi

        Olen tosiaan piirtänyt kuvia tilanteista sekä paperille että koneelle, mutta haluaisin nimenomaan neuvoja siihen, että kuinka ratkaista nämä laskennallisesti.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Olen tosiaan piirtänyt kuvia tilanteista sekä paperille että koneelle, mutta haluaisin nimenomaan neuvoja siihen, että kuinka ratkaista nämä laskennallisesti.

        Lisää kuviin muutama viiva ja laske "laskennallisesti". Jos kuvat piirtää tarkasti millimetripaperille, niin voit esim. 2 tehtävässä kokeilla missä asennossa paperista leikkaamasi 4,5 cm:n neliö parhaiten mahtuu aukosta sisään. Voi olla, että tarvitaan ihan käytännön kokememuksen tuomaa oikeaa maalaisjärkeäkin. Ja mielikuvitusta!

        Oleta tehtävien olevan helppoja lukiotason tehtäviä.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Lisää kuviin muutama viiva ja laske "laskennallisesti". Jos kuvat piirtää tarkasti millimetripaperille, niin voit esim. 2 tehtävässä kokeilla missä asennossa paperista leikkaamasi 4,5 cm:n neliö parhaiten mahtuu aukosta sisään. Voi olla, että tarvitaan ihan käytännön kokememuksen tuomaa oikeaa maalaisjärkeäkin. Ja mielikuvitusta!

        Oleta tehtävien olevan helppoja lukiotason tehtäviä.

        Tehtävässä 2 kysytään todennäköiseti 6,5 m sivuisen kuution mahtumista. Tai vaihtoestoisesti: Jos aukossa olisi pariovet ja vain toinen ovi olisi auki, mahtuuko 4,5 m sivuinen kuutio sisään? 4,3 m kuutio mahtuisi tuolloinkin sisään ihan helposti maata pitkin vaakasuorassa asennossa.

        Kysyjälle: Osaatko laatia yksinkertaisen paraabelin yhtälön?


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Tehtävässä 2 kysytään todennäköiseti 6,5 m sivuisen kuution mahtumista. Tai vaihtoestoisesti: Jos aukossa olisi pariovet ja vain toinen ovi olisi auki, mahtuuko 4,5 m sivuinen kuutio sisään? 4,3 m kuutio mahtuisi tuolloinkin sisään ihan helposti maata pitkin vaakasuorassa asennossa.

        Kysyjälle: Osaatko laatia yksinkertaisen paraabelin yhtälön?

        Maksimissaan saa toinen pariovi kiinni mahtumaan 2*sqrt(10)-2 = 4,3246 m kuution. Ei mahdu 4,5 m:n kuutio millään. Mitähän alkuperäisessä muokkaamattomassa tehtävässä oikein kysyttiin?


    • 1.
      Lähimpänä olevassa pisteessä ympyrän tangentti on yhdensuuntainen suoran kanssa. Siitä saat ehdon, josta ratkeaa kaksi pistettä: lähin ja kaukaisin. Voit todeta sen kumpi on lähempänä laskemalla etäisyydet tai katsomalla kuvasta.

      2.
      Saat paraabelin y=ax^2 bx c leveyden korkeudella h ratkaisemalla ax^2 bx c >= h. Ratkaisu on väli, jonka pituus on tuo kyseinen leveys.

      3.
      Tangentin t yhtälö on suora muotoa y = kx b (Oletetaan nyt että pystysuora suora ei tule kyseeseen). Merkitse pistettä, jossa tämä suora osuu paraabelille (x_1, x_1^2). Saat k:n ja b:n (ja x_1:n) ratkaistua, kun tiedät, että t kulkee pisteiden kautta ja on tangenttiaalinen paraabelille eli sen kulmakerroin on sama kuin tangentin kulmakerroin pisteessä x_1 (sen kertoimen saat derivoimalla).

      • Anonyymi

        Tehtävässä kaksi kannattaa ratkaista suoraan maksimi kuution koko eli asettaa paraabelissa

        y = 0,25*x^2 9

        y:n arvo 2*x:ksi. Saadaan x = 2*sqrt(13) - 4 = 3,2111. Eli maksimaalisen kuution sivun pituus on 6,4222 m. Ei mahdu isompi, vaikka kuinka yrittäisi käännellä. Tuo on myös todistettavissa. Ei ole ihan itsestään selvää. Kaivamalla pieni ura maahan, saadaan helposti myös 6,5 m kuutio sisään suojaan sateelta. Vaatii vähän laskemista.


    • Anonyymi

      Kolmas ja eka tehtävä ovat sikäli samatyylisiä, että molemmissa haetaan suoran ja käyrän leikkauspistettä.

      Kolmannessa sen tangentin yhtälö on y=k*x 8, koska kulki pisteen (0,8) kautta.
      Paraabeli kun oli y=-x^2 4, niin haetaan näiden leikkauspiste. Siitä tulee toisen asteen yhtälö, ja nyt kun on tangentista kysymys , niin on oltava D=0, siitä seuraa, että k=±4. Kysytyt tangentit y=±4x 8

      Eka on vähän hankalampi. Siinä pitää ensin ympyrän yhtälö saattaa keskipistemuotoon: (x-3)^2-9 (y 2)^2-4=51, josta nähdään että keskipiste on
      (3, -2)

      Suoran yhtälöstä 2x y-28=0, saadaan suoran normaalivektoriksi n= 2i j

      Ympyrän keskipisteen ja kysytyn pisteen kautta kulkevan suoran yhtälö y 2=k(x-3)
      johon saadaa k=½ tuosta normaalivektorista.

      Nyt on saatu "normaalisuoran" yhtälö y 2=½(x-3), se menee kohtisuoraan annetulle suoralle ja ympyrän ja annetun suoran välinen lyhin etäisyys on sillä "normaalisuoralla".

      Ja taas sitten ympyrän (x-3)^2-9 (y 2)^2-4=51, ja tuon "normaalisuoran" y 2=½(x-3) leikkauspiste. Se on tuosta hyvinkin helppo laskea:

      (x-3)^2 1/4(x-3)^2=64=>5/4(x-3)^2=64=> x=3 16/sqrt5, ja y =8/sqrt5-2

    • Anonyymi

      Paraabeli on y = - 1/4 x^2 9
      Kun y = 4,5 on 4,5 = - 1/4 x^2 9 eli x = /- 3 sqrt(2) joten aukon leveys on tällä korkeudella 6 sqrt(2) = 8,485...

    • Anonyymi

      Tehtävä 1. Meillä on funktiot f(x,y) = (x-3)^2 (y 2)^2 ja g(x,y) = 2x y. Kyse on niiden tasaarvokäyristä

      (1) f(x,y) = 64
      ja
      (2) g(x,y) = 28.
      Näiden normaalit ovat grad(f) = 2(x-3) i 2(y 2) j ja grad(g) = 2i j
      l grad(f) l = sqrt(4(x-3)^2 4(y 2)^2) = 16 (yhtälö 1)
      l grad(g) l = sqrt(5)
      joten yksikkönormaalit ovat
      n1 = (x-3)/8 i (y 2)/8 j
      n2 = 2/sqrt(5) i 1/sqrt(5) j
      Täytyy olla n1 = n2 joten x = 3 16/sqrt(5) ja y = - 2 8/sqrt(5)
      Tämä piste toteuttaa yhtälön (1) ja on siis tuon ympyrän piste ja kysytty suoraa (2) lähinnä oleva piste.
      2(3 16/sqrt(5)) 8/sqrt(5) - 2 = 4 8 sqrt(5)
      Tuon ympyrän (1) suoraa (2) lähinnä olevan pisteen ja suoran (2) etäisyys d on
      sama kuin suorien (2) ja
      (3) 2x y = 4 8 sqrt(5)
      etäisyys eli
      d = l28-4-8 sqrt(5) l / sqrt(5) = 24/sqrt(5) - 8.

    • Anonyymi

      Tehtävä 3.
      x^2 y = 4. Pisteessä (x,y) on yksikkönormaali n1 = 2x/sqrt(1 4x^2) i 1/sqrt(1 4x^2) j
      ja yksikkötangentti t = 1/sqrt(1 4x^2) i - 2x/sqrt(1 4x^2)j
      Sen suoran joka kulkee pisteen (0,8) kautta ja sivuaa paraabelia pisteessä (x0,y0) kulmakerroin on - 2 x0 ja yhtälö on y = - 2 x0 x 8.Paraabelilla ja suoralla voi olla vain yksi leikkauspiste (suora sivuaa) joten
      - 2 x0 x 8 = 4 - x^2
      x^2 - 2 x0 x 4 = 0
      Diskriminantti = 0 joten 4 x0^2 - 16 = 0 ja x0 = /- 2.
      Tarkastetaan: y - 0 = (8-0)/(0 2) * (x 2)
      y = 4x 8 = - x^2 4, x^2 4x 4 = 0
      => x = - 2 ja y = 0
      y - 0 = (8-0)/(0-2) (x-2)
      y = - 4x 8 = - x^2 4
      x^2 - 4x 4 = 0 ja x = 2. y= 0.

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Useita puukotettu Tampereella

      Mikäs homma tämä nyt taas on? "Useaa henkilöä on puukotettu Tampereen keskustassa kauppakeskus Ratinan lähistöllä." ht
      Tampere
      172
      3375
    2. Asiakas iski kaupassa varastelua tehneen kanveesiin.

      https://www.iltalehti.fi/kotimaa/a/33a85463-e4d5-45ed-8014-db51fe8079ec Oikein. Näin sitä pitää. Kyllä kaupoissa valtava
      Maailman menoa
      373
      2161
    3. Kuka rääkkää eläimiä Puolangalla?

      Poliisi ampui toistakymmentä nälkiintynyttä eläintä Puolangalla Tilalta oli ollut karkuteillä lähes viisikymmentä nälkii
      Puolanka
      54
      2097
    4. Leipivaaran päällä on kuoleman hiljaista.

      Suru vai suuri helpotus...
      Puolanka
      42
      1988
    5. Meneeköhän sulla

      oikeasti pinnan alla yhtä huonosti kuin mulla? Tai yhtä huonosti mutta jollain eri tyylillä? Ei olisi pitänyt jättää sua
      Ikävä
      32
      1481
    6. Jos ei tiedä mitä toisesta haluaa

      Älä missään nimessä anna mitään merkkejä kiinnostuksesta. Ole haluamatta mitään. Täytyy ajatella toistakin. Ei kukaan em
      Ikävä
      93
      1241
    7. Määpä tiijän että rakastat

      Minua nimittäin. Samoin hei! Olet mun vastakappaleeni.
      Ikävä
      54
      1203
    8. Muutama kysymys ja huomio hindulaisesta kulttuurista.

      Vedakirjoituksia pidetään historiallisina teksteinä, ei siis "julistuksena" kuten esimerkiksi Raamattua, vaan kuten koul
      Hindulaisuus
      394
      1091
    9. Jumala puhui minulle

      Hän kertoi sinusta asioita, joiden takia jaksan, uskon ja luotan. Hän kuvaili sinua minulle ja pakahduin onnesta kuulles
      Ikävä
      115
      1015
    10. Koska näit kaivattusi viimeksi

      Milloin tapasit rakkaasi? Ja etenikö suhde yhtään?
      Ikävä
      46
      889
    Aihe