To baller på bord – geometri og konstruksjon
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.

Bildet viser to baller som ligger inntil hverandre. Ballene har radiene og . Berøringspunktet mellom ballene og bordet kalles henholdsvis og . Berøringspunktet mellom ballene kalles .
I denne oppgaven skal vi undersøke egenskaper ved .

Figur 1 viser et snitt gjennom sentrene i ballene, og .
Forklar at , og at .
Vis at . (Tips: Bruk Pythagoras’ setning.)
Vi setter , og .
Vis at , og at .
I resten av oppgaven ser vi på to andre sirkler med og .
Bruk b) til å finne lengden av .
Konstruer med passer og linjal figur 1 med og . Skriv en forklaring til konstruksjonen.
Slå en halvsirkel med som diameter. Forklar hvorfor denne halvsirkelen går gjennom .
Fasit
Se konstruksjonsbeskrivelse
Følger av Thales’ setning (omvendt)
LøsningsforslagKI-generert
Bordet er tangentplan til begge kulene. I snittet gjennom sentrene og (figur 1) står derfor radiene og normalt på bordlinja i berøringspunktene og :
Siden og begge står normalt på , er . Firkanten er dermed et rettvinklet trapes, og vinkelsummen i en firkant er :
Berøringspunktet mellom de to kulene ligger på linjestykket (linja gjennom sentrene), så . Dermed
Trekk en linje gjennom parallelt med , og la være skjæringspunktet med . Siden og , er , altså er . Firkanten har rette vinkler i , og , og er dermed et rektangel:
Da er
Siden ligger på med og , er
Pythagoras’ setning i den rettvinklede trekanten (rett vinkel i ) gir
Siden (begge er radien til den store kulen), er trekant likebeint med toppvinkel . Grunnvinklene er like, så
Tilsvarende er , så trekant er likebeint med toppvinkel og grunnvinkler
Fordi , , ligger på linje, er strålen den samme som strålen forlenget, slik at .
Fra a) vet vi at . Setter vi inn uttrykkene for og , får vi
Siden , , ligger på linje, deler strålene og den rette linjevinkelen i tre deler:
Vi bruker resultatet fra b) med og :
Vi konstruerer figur 1 med passer og linjal, og bruker at (fra d):
- Tegn en rett linje (bordlinja), og merk av punktet på den.
- Konstruer normalen til linja i (standard passer-konstruksjon: slå to buer med samme radius om på hver side, deretter to nye buer fra disse skjæringspunktene som skjærer hverandre over/under linja).
- Slå en sirkelbue om med radius ; merk skjæringspunktet med normalen som .
- Slå en sirkelbue om med radius langs bordlinja; merk punktet .
- Konstruer normalen til bordlinja i , på samme side som .
- Slå en sirkelbue om med radius ; merk skjæringspunktet med normalen som .
- Tegn linjestykket . Kontroller at (siden , stemmer dette med Pythagoras i trekant fra b).
- Slå en bue om med radius som skjærer ; dette skjæringspunktet er (kontroller at ).
- Tegn trekant ved å forbinde , og med rette linjer.
Dette gir en figur som er formlik med figur 1 i oppgaveteksten, med de riktige lengdene , og .
I c) viste vi at . Dette betyr at ser linjestykket under en rett vinkel. Ifølge den omvendte Thales-setningen ligger da på sirkelen som har som diameter. Dermed går halvsirkelen med som diameter gjennom .