De tegels die je hebt gebruikt voor de Penrosebetegeling, worden gemaakt op basis van de regelmatige vijfhoek en zijn diagonalen. Zie figuur hoe dat gaat.
Zowel de vlieger als de pijl zijn opgebouwd uit bijzondere gelijkbenige driehoeken. Voor deze driehoeken geldt namelijk dat de verhouding tussen een been en de basis gelijk is aan 12+12√5. Het getal 12+12√5 is een bijzonder verhoudingsgetal dat veel voorkomt in de (bouw)kunst en de natuur en een grootse rol speelt in de wiskunde. Het is namelijk het verhoudingsgetal dat hoort bij de gulden snede. We noemen 12+12√5 daarom het gulden getal en noteren het kort als φ (spreek uit 'fie'). Verderop in het hoofdstuk komen we terug op het gulden getal.
Het Parthenon
De gulden snede wordt gezien als een "mooie" verhouding. Daarom wordt de gulden snede veel gebruikt in de architectuur. Zo is deze verhouding terug te vinden in piramides en in het Parthenon. Ook in schilderijen kom je de gulden snede tegen. Zo wordt de horizon vaak niet in het midden maar op gulden snede hoogte geschilderd.
Wil je experimenteren met Penrose-betegelingen, kijk dan eens naar de applet Spelen met Penrose van School of Computer Science, University of Waterloo.
28.1 Terugblikken
Opgave 3
Terugblikken
Opgave 4
Terugblikken
Opgave 5
Terugblikken
Opgave 6
Terugblikken
Opgave 7
Terugblikken
28.2 Kwadraatafsplitsen
Opgave 8
In opgave 3g heb je de vergelijking (x+5)2=7 opgelost. De oplossingen zijn ‐5+√7 en ‐5−√7. Als je de haakjes in de vergelijking wegwerkt en op 0 herleidt, vind je: x2+10x+18=0. Deze vergelijking kun je niet oplossen door ontbinden omdat er geen paar gehele getallen te vinden is waarvan het product 18 en de som 10 is. Haakjes wegwerken, werkt hier dus averechts.
Als je de vergelijking x2+10x+18=0 op wilt lossen, moet je proberen de vorm (x+5)2=7 terug te vinden. Hoe je zoiets aanpakt, bekijken we in deze paragraaf.
Kwadraatafsplitsen
Opgave 9
Kwadraatafsplitsen
Opgave 10
Kwadraatafsplitsen
We hebben steeds de oppervlakte van een L-vorm geschreven als het verschil in oppervlakte van twee vierkanten, bijvoorbeeld x2+10x=(x+5)2−25.
We gebruiken dit bij het oplossen van vergelijkingen.
Voorbeeld
Los op:
x2+10x+12
=
0
x2+10x vervangen door (x+5)2−25
(x+5)2−25+12
=
0
Vereenvoudigen
(x+5)2−13
=
0
PLUS 13
(x+5)2
=
13
x=‐5+√13
of
x=‐5−√13
x2+10x vervangen door (x+5)2−25, noemen we kwadraatafsplitsen
Opgave 11
Kwadraatafsplitsen
28.3 Vierkantsvergelijking oplossen
Voorbeelden
Drie voorbeelden
Voorbeeld 1
Los op:
x2+3x
=
7x+10
op 0 herleiden
x2−4x−10
=
0
kwadraatafsplitsen
(x−2)2−4−10
=
0
PLUS 14
(x−2)2
=
14
x=2+√14
of
x=2−√14
Voorbeeld 2
Los op:
2x2+12x
=
10x−20
op 0 herleiden
2x2+2x+20
=
0
delen door 2
x2+x+10
=
0
kwadraatafsplitsen
(x+12)2−14+10
=
0
MIN‐934
(x+12)2
=
‐934
De vergelijking heeft geen oplossingen, want voor elke x geldt: (x+12)2≥0!
Voorbeeld 3
Los op:
(x+1)2
=
2x2−(x+3)
haakjes wegwerken
x2+2x+1
=
2x2−x−3
op 0 herleiden
0
=
x2−3x−4
kwadraatafsplitsen
(x−112)2−214−4
=
0
PLUS 614
(x−112)2
=
614=254
x−112=√254=52=212
of
x−112=‐212
x=4
of
x=‐1
Vanaf de derde regel had je ook zo verder kunnen gaan:
(x−4)(x+1)
=
0
verder oplossen
x=4
of
x=‐1
Opgave 12
Vierkantsvergelijking oplossen
28.4 Kruislings vermeningvuldigen
Opgave 13
Als je twee repen chocolade met drie man deelt, krijgt elk 23 reep, dus 23⋅3=2.
Als je een breuk met de noemer vermenigvuldigt, krijg je de teller.
Dus:
17‐3⋅‐3=17
7x+1⋅(x+1)=7
Kruislings vermenigvuldigen
Opgave 14
Kruislings vermenigvuldigen
Opgave 15
Voorbeeld
We lossen de volgende vergelijking op:
x+1x
=
xx+2
MAAL x
x+1
=
x2x+2
MAAL (x+2)
(x+1)(x+2)
=
x2
HAAKJES WEG
x2+3x+2
=
x2
MIN x2
3x+2
=
0
MIN 2
3x
=
‐2
DELEN DOOR 3
x
=
‐23
Om de noemers kwijt te raken, hebben we eerst met x vermenigvuldigd en
daarna met x+2. Het gaat sneller, als je in één keer zowel met x als met x+2, dus met x(x+2) vermenigvuldigt:
x+1x
=
xx+2
MAAL x(x+2)
(x+1)(x+2)
=
x2
Dit noemen we kruislings vermenigvuldigen.
ab=cd dan: ad=bc
Dit zie je dus in, door beide kanten met bd te vermenigvuldigen.
Dus:
x+1x
=
xx+2
kruislings vermenigvuldigen
(x+1)(x+2)
=
x2
Kruislings vermenigvuldigen
Opgave 16
Kruislings vermenigvuldigen
28.5 Cirkels
Opgave 17
Cirkels
Opgave 18
Cirkels
Opgave 19
Cirkels
Opgave 20
Cirkels
Opgave 21
Cirkels
Opgave 22
Cirkels
Opgave 23
Cirkels
De grafiek bij de vergelijking x2+y2=c is:
een cirkel met straal √c als c>0,
het punt O(0,0) als c=0,
helemaal niets als c<0.
Opgave 24
Cirkels
Opgave 25
Cirkels
Opgave 26
Cirkels
Opgave 27
Cirkels
De cirkel met straal r en middelpunt (a,b) heeft als vergelijking: (x−a)2+(y−b)2=r2.
Opgave 28
Cirkels
Opgave 29
Cirkels
Opgave 30
Cirkels
Opgave 31
Cirkels
28.7 Gemengde opgaven
Opgave 32
Gemengde opgaven
Opgave 33
Gemengde opgaven
Opgave 34
Gemengde opgaven
Opgave 35
Gemengde opgaven
Opgave 36
Gemengde opgaven
Opgave 37
Gemengde opgaven
Opgave 38
Gemengde opgaven
28.8 Eindpunt
Kwadraatafsplitsen
Uit onderstaande plaatjes volgt:
x2+6x
=
(x+3)2−9
oppervlakte
oppervlakte oppervlakte
L-vorm
grote vierkant oker vierkant
x2+6x vervangen door (x+3)2−9 noemen we kwadraatafsplitsen.
Voorbeelden x2−10x=(x−5)2−25 x2+7x=(x+312)2−1214
Vierkantsvergelijkingen oplossen
Vierkantsvergelijkingen kun je oplossen door ontbinden in factoren of kwadraatafsplitsen.
Voorbeeld
Los op:
x2+35=12x
op 0 herleiden
x2−12x+35=0
ontbinden in factoren
(x−7)(x−5)=0
x=7 of x=5
Voorbeeld
Los op:
x2+12x=9
kwadraatafsplitsen
(x+6)2−36=9
PLUS 36
(x+6)2=45
x+6=√45 of x+6=‐√45
x=‐6+3√5 of x=‐6−3√5
Voorbeeld
Los op:
x2−3x−4=0
kwadraatafsplitsen
(x−112)2−214−4=0
PLUS 614
(x−112)2=614
x−112=212 of x−112=‐212
x=4 of x=‐1
Kruislings vermenigvuldigen
We weten dat pq⋅q=p en pq⋅r=prq.
Hieruit volgt: als ab⋅cd dan ad=bc.
Dit noemen we kruislings vermenigvuldigen.
Voorbeeld
De vergelijking 22−x=x−3x2−2x lossen we op met kruislings vermenigvuldigen.
22−x=x−3x2−2x
kruislings vermenigvuldigen
2(x2−2x)=(2−x)(x−3)
haakjes uitwerken
2x2−4x=‐x2+5x−6
op 0 herleiden
3x2−9x+6=0
delen door 3
x2−3x+2=0
ontbinden
(x−1)(x−2)=0
x=1 of x=2
Maar x=2 voldoet niet (delen door 0).
Cirkels
De cirkel met straal r en middelpunt (a,b) heeft als vergelijking: (x−a)2+(y−b)2=r2.
We noemen de vergelijking (x−a)2+(y−b)2=r2 de middelpuntsvorm van de cirkel.
Als a=b=0, dan krijg je de cirkel met vergelijking x2+y2=r2.
Het middelpunt van deze cirkel ligt in de oorsprong O(0,0).
Voorbeeld
Met behulp van kwadraatafsplitsen bepalen we het middelpunt en de straal van
de cirkel met vergelijking x2+y2+6x−4y=12. (x+3)2−9+(y−2)2−4=12 (x+3)2+(y−2)2=25
Dus het middelpunt is (‐3,2) en de straal 5.
Voorbeeld
Door invullen bepalen we de coördinaten van het snijpunt van de lijn y=x+2
met de cirkel x2+y2+2x−4y=0. x2+(x+2)2+2x−4(x+2)=0 2x2+2x−4=0 x2+x−2=0 (x+2)(x−1)=0
Het arrangement 28. Vierkantsvergelijkingen is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen
4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en
publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of
bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
Dit thema valt onder de arrangeerbare leerlijn van de Stercollecties voor wiskunde voor vwo leerjaar 3. De volgende onderdelen worden behandeld: kwadraatsafsplitsen, vierkantsvergelijkingen oplossen, kruislings vermenigvuldigen en cirkels.
Leerniveau
VWO 2;
HAVO 1;
VWO 1;
HAVO 3;
VWO 3;
HAVO 2;
Leerinhoud en doelen
Derde graads vergelijking oplossen;
Verbanden en formules;
Vergelijkingen en ongelijkheden;
Rekenen/wiskunde;
Dit thema valt onder de arrangeerbare leerlijn van de Stercollecties voor wiskunde voor vwo leerjaar 3. De volgende onderdelen worden behandeld: kwadraatsafsplitsen, vierkantsvergelijkingen oplossen, kruislings vermenigvuldigen en cirkels.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.