Getal & Ruimte (13e 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 \(M (-6 , -5) \text{.}\)

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

○

\(c{:}\,(x + 6)^{2} + (y + 5)^{2} = 4 \text{.}\)

1p

opgave 2

Gegeven zijn de punten \(M (-3 , -1)\) en \(A (1 , -4) \text{.}\)

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

○

\(r = d(M , A) = \sqrt{(-3 - 1)^{2} + (-1 - -4)^{2}} = \sqrt{25} \text{.}\)

1p

○

\(c{:}\,(x + 3)^{2} + (y + 1)^{2} = 25 \text{.}\)

1p

opgave 3

Gegeven zijn de punten \(A (2 , 1)\) en \(B (-4 , 0) \text{.}\)

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
\(M ({1 \over 2} (2 + -4) , {1 \over 2} (1 + 0)) = M (-1 , \frac{1}{2}) \text{.}\)

1p

○

\(r = d(M , A) = \sqrt{(-1 - 2)^{2} + (\frac{1}{2} - 1)^{2}} = \sqrt{9\frac{1}{4}} \text{.}\)

1p

○

\(c{:}\,(x + 1)^{2} + (y - \frac{1}{2})^{2} = 9\frac{1}{4} \text{.}\)

1p

opgave 4

Gegeven is het punt \(M (2 , 1) \text{.}\)

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 \(r = d(M , x \text{-as}) = 1 \text{.}\)

1p

○

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

1p

opgave 5

Gegeven is het punt \(M (0 , -5) \text{.}\)

1p

Stel de vergelijking op van de cirkel \(c\) met middelpunt \(M\) en straal \(6 \text{.}\)

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

○

\(c{:}\,x^{2} + (y + 5)^{2} = 36 \text{.}\)

1p

opgave 6

Gegeven is de cirkel \(c{:}\,x^{2} + y^{2} + 12 x - 2 y + 33 = 0 \text{.}\)

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
\(x^{2} + y^{2} + 12 x - 2 y + 33 = 0\)
\((x + 6)^{2} - 36 + (y - 1)^{2} - 1 + 33 = 0\)
\((x + 6)^{2} + (y - 1)^{2} = 4 \text{.}\)

1p

○

Dus \(M (-6 , 1)\) en \(r = \sqrt{4} = 2 \text{.}\)

1p

opgave 7

Gegeven is de cirkel \(c{:}\,x^{2} + y^{2} - 3 x - 12 y + 21 = 0 \text{.}\)

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
\(x^{2} + y^{2} - 3 x - 12 y + 21 = 0\)
\((x - 1\frac{1}{2})^{2} - 2\frac{1}{4} + (y - 6)^{2} - 36 + 21 = 0\)
\((x - 1\frac{1}{2})^{2} + (y - 6)^{2} = 17\frac{1}{4} \text{.}\)

1p

○

Dus \(M (1\frac{1}{2} , 6)\) en \(r = \sqrt{17\frac{1}{4}} \text{.}\)

1p

opgave 8

Gegeven is de cirkel \(c{:}\,x^{2} + y^{2} - 12 y - 13 = 0 \text{.}\)

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
\(x^{2} + y^{2} - 12 y - 13 = 0\)
\(x^{2} + (y - 6)^{2} - 36 - 13 = 0\)
\(x^{2} + (y - 6)^{2} = 49 \text{.}\)

1p

○

Dus \(M (0 , 6)\) en \(r = \sqrt{49} = 7 \text{.}\)

1p

opgave 9

Gegeven zijn het punt \(A (-4 , -3)\) en de lijn \(l{:}\,3 x + y = -5 \text{.}\)

5p

Stel een vergelijking op van de cirkel \(c\) met middelpunt \(A (-4 , -3)\) die de lijn \(l{:}\,3 x + y = -5\) raakt.

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

○

De lijn \(n\) gaat door \(A\) en staat loodrecht op \(l \text{.}\)
\(\begin{rcases}n{:}\,x - 3 y = c \\ A (-4 , -3)\end{rcases} c = 1 ⋅ -4 - 3 ⋅ -3 = 5\)
Dus \(n{:}\,x - 3 y = 5 \text{.}\)

1p

○

\(l\) en \(n\) snijden geeft het punt \(S \text{.}\)
\(\begin{cases}3 x + y = -5 \\ x - 3 y = 5\end{cases}\) \(\begin{vmatrix}1 \\ 3\end{vmatrix}\) geeft \(\begin{cases}3 x + y = -5 \\ 3 x - 9 y = 15\end{cases}\)
Aftrekken geeft \(10 y = -20\) dus \(y = -2 \text{.}\)

1p

○

\(\begin{rcases}3 x + y = -5 \\ y = -2\end{rcases} \begin{matrix}3 x + 1 ⋅ -2 = -5 \\ x = -1\end{matrix}\)
Dus \(S (-1 , -2) \text{.}\)

1p

○

\(d(A , l) = d(A , S) = \sqrt{(-4 - -1)^{2} + (-3 - -2)^{2}} = \sqrt{10} \text{.}\)

1p

○

\(A (-4 , -3)\) en \(r = d(A , l) = \sqrt{10} \text{,}\) dus
\(c{:}\,(x + 4)^{2} + (y + 3)^{2} = 10 \text{.}\)

1p

opgave 10

Gegeven is het punt \(M (-3 , -6) \text{.}\)

2p

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

○

\(c{:}\,(x + 3)^{2} + (y + 6)^{2} = 16 \text{.}\)

1p

○

Haakjes wegwerken geeft
\(x^{2} + 6 x + 9 + y^{2} + 12 y + 36 = 16\)
en dus
\(c{:}\,x^{2} + y^{2} + 6 x + 12 y + 29 = 0 \text{.}\)

1p

opgave 11

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

1p

○

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

1p

○

Middelpunt \(M_{1} (-1 , 3)\) en straal \(r = 3 \text{,}\) dus
\(c_{1}{:}\,(x + 1)^{2} + (y - 3)^{2} = 9\)

1p

○

Op dezelfde manier geldt dat
\(\begin{rcases}y = x + 4 \\ y_{M} = -3\end{rcases} \text{ geeft } x + 4 = -3 \text{ dus } x_{M} = -7\)
Middelpunt \(M_{2} (-7 , -3)\) en straal \(r = 3 \text{,}\) dus
\(c_{2}{:}\,(x + 7)^{2} + (y + 3)^{2} = 9\)

1p

havo wiskunde B 7.4 Afstanden en raaklijnen bij cirkels

De vergelijking van een cirkel (1)

opgave 1

Gegeven is de cirkel \(c{:}\,x^{2} + y^{2} + 8 x + 6 y + 20 = 0 \text{.}\)
De punten \(A\) en \(B\) met \(x_{A} = x_{B} = -3\) 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

○

\(x = -3\) invullen in de vergelijking van \(c\) geeft
\((-3)^{2} + y^{2} + 8 ⋅ -3 + 6 y + 20 = 0 \text{.}\)

1p

○

De vergelijking oplossen geeft
\(y^{2} + 6 y + 5 = 0\)
\((y + 5) (y + 1) = 0\)
\(y = -5 ∨ y = -1\)
\(y_{A} > y_{B} \text{,}\) dus \(A (-3 , -1)\) en \(B (-3 , -5) \text{.}\)

1p

"