Skomakerkniven og halvsirkler

Del 2, alle hjelpemidler

Skomakerkniven og halvsirkler

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Matematikeren Arkimedes (ca. 287–212 f.Kr.) studerte figuren du ser nedenfor. Det hvite området på figuren kalles skomakerkniven.

Området er avgrenset av en ytre halvsirkel og to indre halvsirkler. De to indre halvsirklene, som er fargelagt på figuren, har sentrum i D og E.

De indre halvsirklene har radius R og r. Punktene D, C og E ligger på linjestykket AB.

Skomakerkniven med ytre og to indre halvsirkler

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Vis at lengden av sirkelbuen AB er lik summen av lengdene av de to sirkelbuene AC og CB.

På figuren er CH⟂AB.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar at △ACH er formlik med △HCB.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bruk dette til å vise at CH=2R⋅r

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Vis at arealet av en sirkel med diameter CH er lik arealet av skomakerkniven.

Fasit

Vist: begge sider gir buelengden π(R+r).

Vist: △ACH∼△HCB (AA).

CH=2R⋅r

Vist: begge arealer er lik πRr.

LøsningsforslagKI-generert

Siden D, C og E ligger på AB, med AC=2R og CB=2r, er

AB=AC+CB=2R+2r=2(R+r)

Den ytre halvsirkelen har altså radius R+r. Buelengden til en halvsirkel med radius ρ er πρ, så

bue AB=π(R+r)=πR+πr

Bue AC er en halvsirkel med radius R, som har lengde πR. Bue CB er en halvsirkel med radius r, som har lengde πr. Dermed er

bue AB=πR+πr=bue AC+bue CB

som skulle vises. ■

Punktet H ligger på den store halvsirkelen med diameter AB. Av periferivinkelsetningen (vinkel i halvsirkel er rett) er da

∠AHB=90°

Siden CH⟂AB, er også

∠ACH=∠HCB=90°

I △ACH er vinkelsummen 180°, som gir

∠CAH+∠AHC=90°(∗)

Punktet C ligger mellom A og B, og linjestykket HC deler dermed ∠AHB i ∠AHC og ∠CHB:

∠AHC+∠CHB=∠AHB=90°(∗∗)

Fra (∗) og (∗∗) følger ∠CHB=∠CAH.

Trekantene △ACH og △HCB har dermed to like vinkler:

  • ∠ACH=∠HCB=90°
  • ∠CAH=∠CHB

To parvis like vinkler gir formlikhet (AA-kriteriet):

△ACH∼△HCB

Formlikheten △ACH∼△HCB (med korrespondanse A↔H, C↔C, H↔B) gir at forholdet mellom tilsvarende sider er likt:

ACHC=CHCB

som gir

CH2=AC⋅CB

Siden AC=2R og CB=2r:

CH2=2R⋅2r=4Rr
CH=4Rr=2R⋅r

Sirkelen med diameter CH har radius CH2=Rr, så arealet er

Asirkel=π(Rr)2=πRr

Arealet av skomakerkniven er arealet av den store halvsirkelen minus arealene av de to små halvsirklene:

Askomakerkniv=12π(R+r)2−12πR2−12πr2
=π2[(R+r)2−R2−r2]=π2[2Rr]=πRr

Dermed er

Askomakerkniv=πRr=Asirkel

som skulle vises. ■

Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 8 poeng

a), c) og d) Oppgavene 8 a), 8 c) og 8 d) må besvares generelt.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt