Getal & Ruimte (12e editie) - havo wiskunde B

'De vergelijking van een cirkel'.

havo wiskunde B 7.3 Cirkelvergelijkingen

De vergelijking van een cirkel (11)

opgave 1

Gegeven is het punt \(M (-1 , 7) \text{.}\)

1p

Stel de vergelijking op van de cirkel \(c\) met middelpunt \(M\) en straal \(2 \text{.}\)

MiddelpuntEnStraal (1)
00b5 - De vergelijking van een cirkel - basis - 0ms

○

\(c{:}\,(x + 1)^{2} + (y - 7)^{2} = 4 \text{.}\)

1p

opgave 2

Gegeven zijn de punten \(M (3 , 4)\) en \(A (-2 , 8) \text{.}\)

2p

Stel de vergelijking op van de cirkel \(c\) met middelpunt \(M\) die door het punt \(A\) gaat.

MiddelpuntDoorPunt
00b6 - De vergelijking van een cirkel - basis - 0ms

○

\(r = d(M , A) = \sqrt{(3 - -2)^{2} + (4 - 8)^{2}} = \sqrt{41} \text{.}\)

1p

○

\(c{:}\,(x - 3)^{2} + (y - 4)^{2} = 41 \text{.}\)

1p

opgave 3

Gegeven zijn de punten \(A (-4 , -5)\) en \(B (-6 , -7) \text{.}\)

3p

Stel de vergelijking op van de cirkel \(c\) met middellijn \(A\kern{-.8pt}B \text{.}\)

Middellijn
00b7 - De vergelijking van een cirkel - basis - 0ms

○

Het middelpunt \(M\) is het midden van \(A\kern{-.8pt}B \text{,}\) dus
\(M ({1 \over 2} (-4 + -6) , {1 \over 2} (-5 + -7)) = M (-5 , -6) \text{.}\)

1p

○

\(r = d(M , A) = \sqrt{(-5 - -4)^{2} + (-6 - -5)^{2}} = \sqrt{2} \text{.}\)

1p

○

\(c{:}\,(x + 5)^{2} + (y + 6)^{2} = 2 \text{.}\)

1p

opgave 4

Gegeven is het punt \(M (2 , 6) \text{.}\)

2p

Stel de vergelijking op van de cirkel \(c\) met middelpunt \(M\) die raakt aan de \(x \text{-}\)as.

MiddelpuntRaaktAanAs
00b8 - De vergelijking van een cirkel - basis - 0ms

○

Cirkel \(c\) raakt aan de \(x \text{-}\)as, dus \(r = d(M , x \text{-as}) = 6 \text{.}\)

1p

○

\(c{:}\,(x - 2)^{2} + (y - 6)^{2} = 36 \text{.}\)

1p

opgave 5

Gegeven is het punt \(M (7 , 0) \text{.}\)

1p

Stel de vergelijking op van de cirkel \(c\) met middelpunt \(M\) en straal \(4 \text{.}\)

MiddelpuntEnStraal (2)
00b9 - De vergelijking van een cirkel - basis - 0ms

○

\(c{:}\,(x - 7)^{2} + y^{2} = 16 \text{.}\)

1p

opgave 6

Gegeven is de cirkel \(c{:}\,x^{2} + y^{2} - 10 x - 6 y - 15 = 0 \text{.}\)

2p

Bepaal de coördinaten van het middelpunt \(M\) en de straal \(r\) van cirkel \(c \text{.}\)

Kwadraatafsplitsen (1)
00ba - De vergelijking van een cirkel - basis - 0ms

○

Kwadraatafsplitsen geeft
\(x^{2} + y^{2} - 10 x - 6 y - 15 = 0\)
\((x - 5)^{2} - 25 + (y - 3)^{2} - 9 - 15 = 0\)
\((x - 5)^{2} + (y - 3)^{2} = 49 \text{.}\)

1p

○

Dus \(M (5 , 3)\) en \(r = \sqrt{49} = 7 \text{.}\)

1p

opgave 7

Gegeven is de cirkel \(c{:}\,x^{2} + y^{2} - x + 4 y - 5 = 0 \text{.}\)

2p

Bepaal de coördinaten van het middelpunt \(M\) en de straal \(r\) van cirkel \(c \text{.}\)

Kwadraatafsplitsen (2)
00bb - De vergelijking van een cirkel - basis - 0ms

○

Kwadraatafsplitsen geeft
\(x^{2} + y^{2} - x + 4 y - 5 = 0\)
\((x - \frac{1}{2})^{2} - \frac{1}{4} + (y + 2)^{2} - 4 - 5 = 0\)
\((x - \frac{1}{2})^{2} + (y + 2)^{2} = 9\frac{1}{4} \text{.}\)

1p

○

Dus \(M (\frac{1}{2} , -2)\) en \(r = \sqrt{9\frac{1}{4}} \text{.}\)

1p

opgave 8

Gegeven is de cirkel \(c{:}\,x^{2} + y^{2} + 6 y + 5 = 0 \text{.}\)

2p

Bepaal de coördinaten van het middelpunt \(M\) en de straal \(r\) van cirkel \(c \text{.}\)

Kwadraatafsplitsen (3)
00bc - De vergelijking van een cirkel - basis - 0ms

○

Kwadraatafsplitsen geeft
\(x^{2} + y^{2} + 6 y + 5 = 0\)
\(x^{2} + (y + 3)^{2} - 9 + 5 = 0\)
\(x^{2} + (y + 3)^{2} = 4 \text{.}\)

1p

○

Dus \(M (0 , -3)\) en \(r = \sqrt{4} = 2 \text{.}\)

1p

opgave 9

Gegeven zijn het punt \(A (-4 , -5)\) en de lijn \(l{:}\,2 x + y = 2 \text{.}\)

5p

Stel een vergelijking op van de cirkel \(c\) met middelpunt \(A (-4 , -5)\) die de lijn \(l{:}\,2 x + y = 2\) raakt.

OpstellenCirkelMetRaaklijn
00bw - De vergelijking van een cirkel - basis - 58ms - data pool: #788 (58ms)

○

De lijn \(n\) gaat door \(A\) en staat loodrecht op \(l \text{.}\)
\(\begin{rcases}n{:}\,x - 2 y = c \\ A (-4 , -5)\end{rcases} c = 1 ⋅ -4 - 2 ⋅ -5 = 6\)
Dus \(n{:}\,x - 2 y = 6 \text{.}\)

1p

○

\(l\) en \(n\) snijden geeft het punt \(S \text{.}\)
\(\begin{cases}2 x + y = 2 \\ x - 2 y = 6\end{cases}\) \(\begin{vmatrix}1 \\ 2\end{vmatrix}\) geeft \(\begin{cases}2 x + y = 2 \\ 2 x - 4 y = 12\end{cases}\)
Aftrekken geeft \(5 y = -10\) dus \(y = -2 \text{.}\)

1p

○

\(\begin{rcases}2 x + y = 2 \\ y = -2\end{rcases} \begin{matrix}2 x + 1 ⋅ -2 = 2 \\ x = 2\end{matrix}\)
Dus \(S (2 , -2) \text{.}\)

1p

○

\(d(A , l) = d(A , S) = \sqrt{(-4 - 2)^{2} + (-5 - -2)^{2}} = \sqrt{45} \text{.}\)

1p

○

\(A (-4 , -5)\) en \(r = d(A , l) = \sqrt{45} \text{,}\) dus
\(c{:}\,(x + 4)^{2} + (y + 5)^{2} = 45 \text{.}\)

1p

opgave 10

Gegeven is het punt \(M (-6 , 4) \text{.}\)

2p

Stel de vergelijking op van de cirkel \(c\) met middelpunt \(M\) en straal \(2 \text{.}\)
Geef het antwoord in de vorm \(x^{2} + y^{2} + a x + b y + c = 0 \text{.}\)

MiddelpuntEnStraal (3)
00bx - De vergelijking van een cirkel - basis - 0ms

○

\(c{:}\,(x + 6)^{2} + (y - 4)^{2} = 4 \text{.}\)

1p

○

Haakjes wegwerken geeft
\(x^{2} + 12 x + 36 + y^{2} - 8 y + 16 = 4\)
en dus
\(c{:}\,x^{2} + y^{2} + 12 x - 8 y + 48 = 0 \text{.}\)

1p

opgave 11

Er zijn twee cirkels \(c_{1}\) en \(c_{2}\) waarvan het middelpunt op de lijn \(l{:}\,y = 2 x + 3\) ligt, die straal \(4\) hebben en die de \(x \text{-}\)as raken.

4p

Stel van zowel \(c_{1}\) als \(c_{2}\) een vergelijking op.

MiddelpuntOpLijnRaaktAanAs
00es - De vergelijking van een cirkel - basis - 0ms

○

De cirkels raken de \(x \text{-}\)as en hebben straal \(4 \text{,}\) dus \(y_{M} = 4\) of \(y_{M} = -4 \text{.}\)

1p

○

\(\begin{rcases}y = 2 x + 3 \\ y_{M} = 4\end{rcases} \text{ geeft } 2 x + 3 = 4 \text{ dus } x_{M} = \frac{1}{2}\)

1p

○

Middelpunt \(M_{1} (\frac{1}{2} , 4)\) en straal \(r = 4 \text{,}\) dus
\(c_{1}{:}\,(x - \frac{1}{2})^{2} + (y - 4)^{2} = 16\)

1p

○

Op dezelfde manier geldt dat
\(\begin{rcases}y = 2 x + 3 \\ y_{M} = -4\end{rcases} \text{ geeft } 2 x + 3 = -4 \text{ dus } x_{M} = -3\frac{1}{2}\)
Middelpunt \(M_{2} (-3\frac{1}{2} , -4)\) en straal \(r = 4 \text{,}\) dus
\(c_{2}{:}\,(x + 3\frac{1}{2})^{2} + (y + 4)^{2} = 16\)

1p

havo wiskunde B 7.4 Raaklijnen en snijpunten bij cirkels

De vergelijking van een cirkel (2)

opgave 1

Gegeven is de cirkel \(c{:}\,x^{2} + y^{2} + 10 y + 15 = 0 \text{.}\)
De punten \(A\) en \(B\) met \(x_{A} = x_{B} = 1\) en \(y_{A} > y_{B}\) liggen op \(c \text{.}\)

2p

Bereken de coördinaten van \(A\) en van \(B \text{.}\)

GegevenRaakpunt (2)
00br - De vergelijking van een cirkel - basis - 1ms

○

\(x = 1\) invullen in de vergelijking van \(c\) geeft
\(1^{2} + y^{2} + 0 ⋅ 1 + 10 y + 15 = 0 \text{.}\)

1p

○

De vergelijking oplossen geeft
\(y^{2} + 10 y + 16 = 0\)
\((y + 8) (y + 2) = 0\)
\(y = -8 ∨ y = -2\)
\(y_{A} > y_{B} \text{,}\) dus \(A (1 , -2)\) en \(B (1 , -8) \text{.}\)

1p

opgave 2

Gegeven zijn de lijn \(l{:}\,5 x - y = -1\) en de cirkel \(c{:}\,x^{2} + y^{2} - 4 x + 4 y - 5 = 0 \text{.}\)

4p

Bereken exact de coördinaten van de snijpunten van \(l\) en \(c \text{.}\)

SnijpuntenLijnEnCirkel
00by - De vergelijking van een cirkel - basis - 4ms - data pool: #56 (2ms)

○

Omschrijven van \(l\) geeft \(y = 5 x + 1 \text{.}\)
Substitutie in \(x^{2} + y^{2} - 4 x + 4 y - 5 = 0\) geeft
\(x^{2} + (5 x + 1)^{2} - 4 x + 4 (5 x + 1) - 5 = 0 \text{.}\)

1p

○

Haakjes wegwerken geeft
\(x^{2} + 25 x^{2} + 10 x + 1 - 4 x + 20 x + 4 - 5 = 0\)
\(26 x^{2} + 26 x = 0 \text{.}\)

1p

○

Oplossen van de vergelijking geeft
\(x^{2} + x = 0\)
\((x + 1) x = 0\)
Dus \(x = -1 ∨ x = 0 \text{.}\)

1p

○

Invullen van \(x = -1\) in \(y = 5 x + 1\) geeft \(y = -4 \text{,}\) dus snijpunt \((-1 , -4) \text{.}\)
Invullen van \(x = 0\) geeft \(y = 1 \text{,}\) dus snijpunt \((0 , 1) \text{.}\)

1p

"