Bevis i Geometri. 23. April, Kristian Ranestad Matematisk Institutt, Universitetet i Oslo

Like dokumenter
GEOMETRI I PLANET KRISTIAN RANESTAD

Oppgaver MAT2500. Fredrik Meyer. 11. oktober 2014

Geometri R1. Test, 1 Geometri

5.4 Konstruksjon med passer og linjal

GEOMETRI I PLANET KRISTIAN RANESTAD

Matematikk R,S og X. Nye læreplaner for programfag i matematikk i videregående skole.

Kapittel 6. Trekanter

Geometri 1T, Prøve 2 løsning

MA2401 Geometri Vår 2018

R1 kapittel 6 Geometri Løsninger til innlæringsoppgavene

b, og de er dermed like lange. 3) Ettersom trekantene er kongruente, er alle rettvinklet, og vinklene mellom sidekantene i det ytre området er 90.

R1 kapittel 6 Geometri Løsninger til kapitteltesten i læreboka

Mellomprosjekt i MAT4010: Trekanter i planet

Eksamensoppgave i MA2401/MA6401 Geometri

Geometri R1, Prøve 2 løsning

NORGES INFORMASJONSTEKNOLOGISKE HØGSKOLE

MA2401 Geometri Vår 2018

1.14 Oppgaver. Løsningsforslag

1.9 Oppgaver Løsningsforslag

Det geometriske stedet for punktene som ligger 5 cm fra et punkt A, er en sirkel med radius 5 cm og har sentrum i A.

Oppgaver i kapittel 6

Geometri R1, Prøve 1 løsning

Eksamen REA 3022 Høsten 2012

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2.9 Løsningsforslag til oppgavene i avsnitt Løsningsforslag. a. b.

1 Geometri R2 Oppgaver

Tangens, sinus og cosinus Arealformel for trekanter Trigonometri

MA2401 Geometri Vår 2018

MA-132 Geometri Torsdag 4. desember 2008 kl Tillatte hjelpemidler: Alle trykte og skrevne hjelpemidler. Kalkulator.

Del 1. Oppgave 1 (5 poeng) Oppgave 2 (4 poeng) Oppgave 3 (5 poeng) ( ) 2 e x. f x x x. Deriver funksjonene. Løs likningene

E.1: Kunne regne ut areal av formlike figurer når målestokken er oppgitt, med omgjøring av enheter E.2: Kunne anvende regelen om samsvarende

Løsningsforslag til del 2 av oppgavesettet Geometri i Sirkel oppgavebok 10B, kapittel 6

Eksamen REA3022 R1, Høsten 2010

Test, 2 Geometri. 2.1 Grunnleggende begreper og sammenhenger. 1T, Geometri Quiz løsning. Grete Larsen

( ) ( ( ) ) 2.12 Løsningsforslag til oppgaver i avsnitt

MA2401 Geometri Vår 2018

R Geometri. I Figuren viser et trapes ABCD, hvor CAB 30, DBC 40, BDC 30. Geometri. Løsningsskisse

MA2401 Geometri Vår 2018

Fasit. Grunnbok. Kapittel 2. Bokmål

Eksamen REA3022 R1, Våren 2009

Institutt for matematiske fag EKSAMEN i MA-132 Geometri Torsdag 4. desember 2008 kl Oppgave 1

Eksamen høsten 2015 Løsninger

Punktene A, B, C og D ligger på linje med innbyrdes avstander AB = 3, BC = 6, CD = 8 og DE = 4.

Løsning eksamen R1 våren 2009

OPPGAVER I GEOMETRI REDIGERT AV KRISTIAN RANESTAD

Navn på hjørner og sider i trekanter Tangens, sinus og cosinus Arealformel for trekanter Trigonometri 2...

Eksamen våren Fag: MAT1006 Matematikk 1T-Y. Eksamensdato: 7. mai Kunnskapsløftet. Videregående trinn 1. Yrkesfag.

Løsningsforslag uke 42

Geometri oppgaver. Innhold. Geometri R1

INNHOLD SAMMENDRAG GEOMETRI

Eksempeloppgåve/ Eksempeloppgave Desember 2007

MA2401 Geometri Vår 2018

5.A Digitale hjelpemidler i geometri

TENTAMEN, VÅR FASIT MED KOMMENTARER.

Trekanter er mangekanter med tre sider. Vi skal starte med å bli kjent med verktøyet som brukes til å tegne mangekanter.

Løsningsforslag til problemløsningsoppgaver i MA-132 Geometri høsten 2008.

Kapittel 5. Lengder og areal

Geometri R1, Prøve 1 løysing

Navn på hjørner og sider i trekanter Tangens, sinus og cosinus Arealformel for trekanter Trigonometri 2...

Eksamen MAT1013 Matematikk 1T Høsten 2014

MA2401 Geometri Vår 2018

R1 eksamen høsten 2015 løsning

Løsningsforslag kapittel 3

Test, Geometri (1P) 2.1 Lengde og vinkler. 1) Hvor mange grader er en rett vinkel?

1 Geometri R2 Løsninger

Geometri løsninger. Innhold. Geometri R1

Navn på hjørner og sider i trekanter Tangens, sinus og cosinus Arealformel for trekanter Trigonometri 2...

Løsning av utvalgte øvingsoppgaver til Sigma R2 kapittel 2

Løsningsforslag Matematikk for ungdomstrinnet Del 1, Modul 1, 4MX130UM1-K

Eksamensoppgave i MA2401/MA6401 Geometri: LF

Kapittel 5. Lengder og areal

DEL 1 Uten hjelpemidler

Eksamen MAT1013 Matematikk 1T Va ren 2014

Løsningsskisser og kommentarer til endel oppgaver i. kapittel 1.6 og 1.7

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

1.8 Digital tegning av vinkler

Fagdag 1 - R1. Torsdag Geometri og vektorregning Johansen og Ulven

2 = 4 x = x = 3000 x 5 = = 3125 x = = 5

R1 eksamen våren 2018 løsningsforslag

Geometri-MAT 0100V. Kristian Ranestad. Matematisk institutt, UiO. våren 2015

R1 Eksamen høsten 2009 Løsning

Geometri. Mål. for opplæringen er at eleven skal kunne

3Geometri. Mål. Grunnkurset K 3

JULETENTAMEN 2016, FASIT.

R1 eksamen høsten 2015

Innlevering FO929A - Matematikk forkurs HIOA Obligatorisk innlevering 2 Innleveringsfrist Torsdag 25. oktober 2012 kl. 14:30 Antall oppgaver: 16

Geometri 1P, Prøve 2 løsning

Kapittel 5. Lengder og areal

Eksamen MAT1013 Matematikk 1T Våren 2012

Institutt for matematiske fag EKSAMEN i MA-132 Geometri Fredag 7. desember 2007 kl Løsningsforslag. Bokmål

TRIGONOMETRI KRISTIN LÅGEIDE OG THEA-KAROLINE NOMERSTAD

Kapittel 5. Lengder og areal

Løsningsforslag Eksamen eksempeloppgave R1 - REA Desember 2007

DEL 1 Uten hjelpemidler

Menylinje og de vanligste funksjonene. Her gjør du de tilpasningene du trenger.

1.7 Digitale hjelpemidler i geometri

5.5.1 Bruk matriseregning til å vise at en rotasjon er produktet av to speilinger. Løsningsforslag + + = =

1P eksamen høsten Løsningsforslag

Eksamen i matematikk løsningsforslag

R1 - Eksamen H Løsningsskisser. Del 1

Transkript:

Kristian Ranestad Matematisk Institutt, Universitetet i Oslo 23. April, 2012

Matematikk - å regne - å resonnere/argumentere

Geometri -hvorfor? Argumentasjon og bevis, mer enn regning etter oppskrifter.

Geometri i skolen Grunnskolen: -Figurer, måling og første formler -Konstruksjon -Kongruens og formlikhet Videregående skole: -Trigonometri og flere formler -Geometri med og uten koordinater (vektorer og likninger vs syntetisk geometri)

Grunnlag for argumentasjon og bevis Når vi argumenterer bruker vi kjente begreper og setninger. Begreper: Trekant, vinkel, samsvarende vinkler, midtnormal etc Setninger: Vinkelsumsetningen, Pytagoras, kongruenssetningene, formlikhetssetningene etc Av hver slag er det ikke så mange vi trenger!

Argumentasjon inngår ofte når en skal beregne vinkler eller sider i en trekant. I andre oppgaver kreves argumentasjon, men nesten ikke beregninger.

Formlike trekanter To trekanter ABC og DEF er formlike, ABC DEF, dersom vinklene er parvis like, altså A = D, B = E og C = F og de tilsvarende sidekantene er proporsjonale, det vil si AB DE = BC EF = AC DF. F C A B D E

Formlikhetssetningen ABC DEF hvis og bare hvis et av følgende fire kriterier er oppfyllt: 1. Trekantene har to parvis like vinkler. 2. Trekantene har en lik vinkel, og de tilhørende sidekantene er proporsjonale, for eksempel er A = D og AB = DE AC DF 3. Sidekantene er parvis proporsjonale, for eksempel er AB = BC = AC. DE EF DF 4. Forholdet mellom lengdene til sidekantene er det samme i de to trekantene, for eksempel er AB = DE BC EF BC og = EF AC DF F C A B D E

Kongruente trekanter To trekanter ABC og DEF er kongruente, ABC = DEF, dersom vinklene er parvis like, A = D, B = E, C = F og de tilsvarende sidekantene er like, AB = DE, BC = EF, AC = DF. C F A B D E

Kongruenssetningen ABC = DEF hvis og bare hvis et av følgende fire kriterier er oppfyllt: 1. Trekantene har parvis like sider (SSS), AB = DE, BC = EF, AC = DF. 2. I de to trekantene er en vinkel og de tilhørende sidekantene like (SAS), A = D, AB = DE, AC = DF. 3. I de to trekantene er to vinkler og den mellomliggende sidekanten like (ASA), A = D, B = E, AB = DE. 4. I de to trekantene er to sider og den motstående vinkelen til den største av disse like (SSA), AB = DE BC = EF, C = F.

Oppgave Vis at to vinkler i en trekant er like hvis og bare hvis to vinkler i trekanten er like.

Oppgave Vis at to vinkler i en trekant er like hvis og bare hvis to sider i trekanten er like.

Hjelpetegning C A D B Vil vise: A = B ADC = BDC AC = BC Det vil si (siden resten følger av definisjonen av kongruens): A = B ADC = BDC AC = BC

Definisjoner er viktige! C A D B Hvilken linje er CD? Midtnormal på AB, normal fra C, halveringslinje til C, median fra C?

C A D B Kan CD være midtnormal? I så fall påstår man at normalen fra C deler AB på midten, eller at midtnormalen på AB går gjennom C. Begge deler må vi argumentere for...

C A D B Hvis CD er normalen fra C, kan vi bruke kongruenssetningen. ADC og BDC er da rettvinklede med felles katet, Hvis A = B er de kongruente, og hvis hypotenusene AC og BC er like store, så er de også kongruente.

C A D B Hvis CD halverer C, kan vi bruke kongruenssetningen. I ADC og BDC er CD felles og vinklene i C like store. Hvis A = B er alle vinklene parvis like store mens en side er felles, så trekantene er kongruente. Hvis AC og BC er like store, så er de også kongruente.

Mer Halveringslinjesetningen. I en trekant ABC vil ei linje gjennom hjørnet C dele linjestykket AB innvendig i forholdet hvis og bare hvis linja halverer vinkelen i C. AC CB C A D B La linja skjære AB i D. Da sier setningen: AC CB = AD DB ACD = DCB

A C D E B Bevis av halveringslinjesetningen Bevis. Trekk linja gjennom A parallelt med BC til skjæring E med linja gjennom CD. Da er Men AED = BCD, så ADC BDC og AD DB = AE BC. AE = AC AED = ACD BCD = ACD, så AC CB = AD DB ACD = DCB og setningen følger.

Motivasjon Hva med et mer overraskende resultat? Noe jeg kanskje ikke visste fra før?

Cevas setning La D, E, F være punkter på sidekantene henholdsvis BC, AC og AB i trekanten ABC. Da går linjene AD, BE og CF gjennom samme punkt hvis og bare hvis AF FB BD DC CE EA = 1. C D E A F B

Bevis av Ceva Først skal vi vise at dersom linjene AD, BE og CF går gjennom samme punkt, så gjelder produktrelasjonen. Vi kaller derfor det felles skjæringspunktet for P. Så lager vi en hjelpefigur: Trekk en linje gjennom C parallell med AB, og forleng AD og BE til skjæring i henholdsvis G og K med denne linja. G C K D E A F B

Bevis av Ceva, fortsettelse Da har følgende par av trekanter toppvinkler og samsvarende vinkler ved parallelle linjer. De har derfor parvis like vinkler og er formlike. ABD CDK ABE CEG AFP KCP FBP CGP Da er sidekantene parvis proporsjonale: BD CD =AB CK, AF FP =CK CP, CE EA =CG AB FP FB = CP CG

Bevis av Ceva, fortsettelse Mulipliserer vi de to venstresidene i de to siste ligningene med hverandre, og tilsvarende med høyre sidene får vi AF FB =CK CG Multipliserer vi venstresiden i denne, med venstresidene i de to første, og tilsvarende med høyresidene får vi: AF FB BD CD CE EA =CK CG AB CK CG AB Men på høyre side er faktorene i teller de samme som faktorene i nevner, så vi kan forkorte og får AF FB BD CD CE EA =1. Dermed er første del av setningen vist.

Bevis av Ceva, fortsettelse For å vise motsatt vei, antar vi at produktrelasjonen holder for punktene D, E, F (uten å anta at de tre linjene har et felles punkt). Altså at AF FB BD CD CE EA =1. Anta så videre at AD og BE møtes i punktet P, og at forlengelsen av linja CP treffer AB i G. Av første del vet vi at produktrelasjonen holder for punktene D, E, G, så AG GB BD CD CE EA =1 Sammenligner vi de to produktrelasjonene får vi AF FB =AG GB

Bevis av Ceva, fortsettelse Nå legger vi til 1, skrevet på en spesiell måte, på begge sider og får AF FB + FB FB =AG GB + GB GB, AF + FB AG + GB = FB GB og AB FB =AB GB. Derfor FB = GB, så F og G er samme punkt. Dermed er også andre del av setningen vist.

Bruk av Ceva Setning Medianene i en trekant har et felles punkt. Bevis: Hvis AF = FB, BD = CD, CE = EA så er AF FB BD CD CE =1 1 1 = 1. EA Så setningen følger av Ceva. C E D A F B

Mer bruk av Ceva Setning Høydene i en trekant har et felles punkt. Setning Halveringslinjene for vinklene i en trekant har et felles punkt. kan begge vises ved hjelp av Ceva s setning.

Viktige bevisteknikker i plangeometri - syntetiske (kongruens/formlikhet, geometriske steder) - analytiske (koordinater, likninger, vektorer, algebra) Se hefte til evu-kurs i geometri på siden: www.mn.uio.no/math/personer/vit/ranestad/foredrag-norske/

Takk for oppmerksomheten