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 \(M (-2 , -3) \text{.}\)

1p

Stel de vergelijking op van de cirkel \(c\) met middelpunt \(M\) en straal \(5 \text{.}\)

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

○

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

1p

opgave 2

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

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

○

\(r = d(M , A) = \sqrt{(1 - 4)^{2} + (2 - 0)^{2}} = \sqrt{13} \text{.}\)

1p

○

\(c{:}\,(x - 1)^{2} + (y - 2)^{2} = 13 \text{.}\)

1p

opgave 3

Gegeven zijn de punten \(A (7 , -5)\) en \(B (0 , 2) \text{.}\)

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
\(M ({1 \over 2} (7 + 0) , {1 \over 2} (-5 + 2)) = M (3\frac{1}{2} , -1\frac{1}{2}) \text{.}\)

1p

○

\(r = d(M , A) = \sqrt{(3\frac{1}{2} - 7)^{2} + (-1\frac{1}{2} - -5)^{2}} = \sqrt{24\frac{1}{2}} \text{.}\)

1p

○

\(c{:}\,(x - 3\frac{1}{2})^{2} + (y + 1\frac{1}{2})^{2} = 24\frac{1}{2} \text{.}\)

1p

opgave 4

Gegeven is het punt \(M (-2 , -4) \text{.}\)

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 \(r = d(M , x \text{-as}) = 4 \text{.}\)

1p

○

\(c{:}\,(x + 2)^{2} + (y + 4)^{2} = 16 \text{.}\)

1p

opgave 5

Gegeven is het punt \(M (0 , -2) \text{.}\)

1p

Stel de vergelijking op van de cirkel \(c\) met middelpunt \(M\) en straal \(7 \text{.}\)

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

○

\(c{:}\,x^{2} + (y + 2)^{2} = 49 \text{.}\)

1p

opgave 6

Gegeven is de cirkel \(c{:}\,x^{2} + y^{2} + 10 x + 12 y + 12 = 0 \text{.}\)

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
\(x^{2} + y^{2} + 10 x + 12 y + 12 = 0\)
\((x + 5)^{2} - 25 + (y + 6)^{2} - 36 + 12 = 0\)
\((x + 5)^{2} + (y + 6)^{2} = 49 \text{.}\)

1p

○

Dus \(M (-5 , -6)\) en \(r = \sqrt{49} = 7 \text{.}\)

1p

opgave 7

Gegeven is de cirkel \(c{:}\,x^{2} + y^{2} - 5 x - 8 y + 13 = 0 \text{.}\)

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
\(x^{2} + y^{2} - 5 x - 8 y + 13 = 0\)
\((x - 2\frac{1}{2})^{2} - 6\frac{1}{4} + (y - 4)^{2} - 16 + 13 = 0\)
\((x - 2\frac{1}{2})^{2} + (y - 4)^{2} = 9\frac{1}{4} \text{.}\)

1p

○

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

1p

opgave 8

Gegeven is de cirkel \(c{:}\,x^{2} + y^{2} - 14 x + 13 = 0 \text{.}\)

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
\(x^{2} + y^{2} - 14 x + 13 = 0\)
\((x - 7)^{2} - 49 + y^{2} + 13 = 0\)
\((x - 7)^{2} + y^{2} = 36 \text{.}\)

1p

○

Dus \(M (7 , 0)\) en \(r = \sqrt{36} = 6 \text{.}\)

1p

opgave 9

Gegeven zijn het punt \(A (-5 , -3)\) en de lijn \(l{:}\,x + 2 y = -1 \text{.}\)

5p

Stel een vergelijking op van de cirkel \(c\) met middelpunt \(A (-5 , -3)\) die de lijn \(l{:}\,x + 2 y = -1\) raakt.

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

○

De lijn \(n\) gaat door \(A\) en staat loodrecht op \(l \text{.}\)
\(\begin{rcases}n{:}\,2 x - y = c \\ A (-5 , -3)\end{rcases} c = 2 ⋅ -5 - 1 ⋅ -3 = -7\)
Dus \(n{:}\,2 x - y = -7 \text{.}\)

1p

○

\(l\) en \(n\) snijden geeft het punt \(S \text{.}\)
\(\begin{cases}x + 2 y = -1 \\ 2 x - y = -7\end{cases}\) \(\begin{vmatrix}2 \\ 1\end{vmatrix}\) geeft \(\begin{cases}2 x + 4 y = -2 \\ 2 x - y = -7\end{cases}\)
Aftrekken geeft \(5 y = 5\) dus \(y = 1 \text{.}\)

1p

○

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

1p

○

\(d(A , l) = d(A , S) = \sqrt{(-5 - -3)^{2} + (-3 - 1)^{2}} = \sqrt{20} \text{.}\)

1p

○

\(A (-5 , -3)\) en \(r = d(A , l) = \sqrt{20} \text{,}\) dus
\(c{:}\,(x + 5)^{2} + (y + 3)^{2} = 20 \text{.}\)

1p

opgave 10

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

2p

Stel de vergelijking op van de cirkel \(c\) met middelpunt \(M\) en straal \(3 \text{.}\)
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

○

\(c{:}\,(x + 1)^{2} + (y + 7)^{2} = 9 \text{.}\)

1p

○

Haakjes wegwerken geeft
\(x^{2} + 2 x + 1 + y^{2} + 14 y + 49 = 9\)
en dus
\(c{:}\,x^{2} + y^{2} + 2 x + 14 y + 41 = 0 \text{.}\)

1p

opgave 11

Er zijn twee cirkels \(c_{1}\) en \(c_{2}\) waarvan het middelpunt op de lijn \(l{:}\,y = 2 x + 5\) 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

○

\(\begin{rcases}y = 2 x + 5 \\ y_{M} = 4\end{rcases} \text{ geeft } 2 x + 5 = 4 \text{ dus } x_{M} = -\frac{1}{2}\)

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
\(\begin{rcases}y = 2 x + 5 \\ y_{M} = -4\end{rcases} \text{ geeft } 2 x + 5 = -4 \text{ dus } x_{M} = -4\frac{1}{2}\)
Middelpunt \(M_{2} (-4\frac{1}{2} , -4)\) en straal \(r = 4 \text{,}\) dus
\(c_{2}{:}\,(x + 4\frac{1}{2})^{2} + (y + 4)^{2} = 16\)

1p

havo wiskunde B 7.4 Raaklijnen en snijpunten bij cirkels

De vergelijking van een cirkel (2)

opgave 1

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

1p

○

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

1p

opgave 2

Gegeven zijn de lijn \(l{:}\,x - 3 y = -4\) en de cirkel \(c{:}\,x^{2} + y^{2} + 10 x - 6 y + 14 = 0 \text{.}\)

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 \(x = 3 y - 4 \text{.}\)
Substitutie in \(x^{2} + y^{2} + 10 x - 6 y + 14 = 0\) geeft
\((3 y - 4)^{2} + y^{2} + 10 (3 y - 4) - 6 y + 14 = 0 \text{.}\)

1p

○

Haakjes wegwerken geeft
\(9 y^{2} - 24 y + 16 + y^{2} + 30 y - 40 - 6 y + 14 = 0\)
\(10 y^{2} - 10 = 0 \text{.}\)

1p

○

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

1p

○

Invullen van \(y = 1\) in \(x = 3 y - 4\) geeft \(x = -1 \text{,}\) dus snijpunt \((-1 , 1) \text{.}\)
Invullen van \(y = -1\) geeft \(x = -7 \text{,}\) dus snijpunt \((-7 , -1) \text{.}\)

1p

"