Transcript Area
1.4 Formler och geometri Kvadratrötter, area och omkrets Grekland – Geometrins högsäte under antiken Pythagoras 569-475 f.kr har fått ge namn åt matematikens mest berömda sats. Pythagoras sats I en rätvinklig triangel är kvadraten på hypotenusan Lika med summan av kvadraterna på kateterna Grekland – Geometrins högsäte under antiken Platons akademi • Startades 387 f.kr. och stängdes 529 e.kr. • Öppen över 900 år. • Världens längst existerande universitet. • Icke-geometriker äga ej tillträde. Platon är inte känd som någon stor matematiker, men många historiska greker studerade vid Platons akademi. Eratosthenes 276-194 f.kr. Den första person som vi vet som har mätt jordens omkrets är Erathostenes. Genom att studera vinklarna på skuggorna lämnade på två skilda platser vid samma tid kunde han bestämma jordens omkrets. Grekland – Geometrins högsäte under antiken Euklides 325-265 f.kr. Euklides sammanfattade dåtidens matematik i sin Elementa. Den skrevs på 300 talet f.kr. och nyupplagor användes så länge som till 1950 talet. En livslängd på över 2000 år och med vem vet hur många läsare gör det den till en av världens mest lästa böcker förutom möjligtvis bibeln Den geometri vi använder oss av på gymnasiet kallas för Euklidisk geometri, en geometri där till exempel trianglar alltid har vinkelsumman 180. Exempel på icke Euklidisk geometri. 3. 141592653 589793238 462643383 279502884 197169399 375105820 974944592 307816406 286208998 628034825 342117067 982148086 513282306 647093844 609550582 231725359 408128481 117450284 102701938 521105559 644622948 954930381 964428810 975665933 446128475 648233786 783165271 201909145 648566923 460348610 454326648 213393607 260249141 273724587 006606315 588174881 520920962 829254091 715364367 892590360 011330530 548820466 521384146 951941511 609433057 270365759 591953092 186117381 932611793 105118548 074462379 962749567 351885752 724891227 938183011 949129833 673362440 656643086 021394946 395224737 190702179 860943702 770539217 176293176 752384674 818467669 405132000 568127145 263560827 785771342 757789609 173637178 721468440 901224953 430146549 585371050 792279689 258923542 019956112 129021960 864034418 159813629 774771309 960518707 211349999 99... = 3,1415926536… 1 En cirkel med diametern 1 l.e. har en omkrets som är 𝜋 l.e. 𝜋 är alltså ett förhållande mellan cirklars omkrets och diametern. 𝜋 återkommer även i formeln för cirkelns area. A = 𝜋r2 O = 𝜋d Rekord Flest antal decimaler uträknade av en dator 2 576 980 377 524st (gammalt) Flest antal decimaler uppräknade av en människa 67 890 st decimaler (verifierat) (87sidor) = 3,1415926536… Genom att skriva in en cirkel mellan två regelbundna månghörningar så får man en övre och en undre gräns för cirkelns area och omkrets. Genom att använda sig av månghörningar med fler kanter kan man få en mer noggrann uppskattning av π. Arkimedes (287 - 212 f.kr) Använde sig av denna metod och visade att pi ligger någonstans mellan 223/71 och 22/7. Han skrev då in en cirkel mellan två regelbundna 96hörningar. Approximationen 22/7 användes länge av matematiker. Med sin oändliga decimalutveckling är π ett irrationellt tal, vilket betyder att det inte går att uttrycka exakt som en kvot av två tal. Räkna med 𝜋 Genom att använda oss av 𝜋 istället för approximationen 3,14 så får vi ett exaktare svar, samtidigt som vi inte behöver skriva lika mycket. Vid beräkningar såväl på räknaren som i uträkningar på papper så använder vi oss av 𝜋 (inte 3,14). 1401 𝑎) Beräkna omkretsen av en kvadrat med arean 23 𝑐𝑚2 . 𝑥 Arean får vi genom att multiplicera basen med höjden. 𝑥 × 𝑥 = 23 ↔ 𝑥 2 = 23 ↔ 𝑥 = ± 23 Negativa längder blir underligt så vi sätter − 23 åt sidan Omkretsen är fyra gånger sidans längd i en kvadrat 4𝑥 = 4 × 23 = 19,18 Svar: Kvadratens omkrets är 19 cm 𝑥 1401 𝑏) Beräkna arean av en kub med volymen 17 𝑐𝑚3 . 𝑦 Volymen får vi genom att multiplicera basen med längden med höjden. 𝑦 × 𝑦 × 𝑦 = 17 ↔ 𝑦 3 = 17 ↔𝑦= 3 𝑦 17 𝑦 På kuben finns det 6 stycken sidor, vi räknar ut arean för en av dessa sidor och multiplicerar sedan dess area med 6 för att få hela kubens area. 6 × 𝑦 × 𝑦 = 6𝑦 2 = 6 3 17 2 = 39,6689 ≈ 40 Svar: Kubens area är ungefär 40 𝑐𝑚2 Cirkelsektorns areaformel Exempel Hur stor är omkretsen och arean på följande parallelltrapets? 10 5 (cm) 4,3 5 15 Omkretsen → 10 + 15 + 5 + 5 = 35 cm Arean → 4,3(10+15)/2 = 4,3 × 25 / 2 = 53,75 cm2 Svar: Omkretsen är 35 cm och arean 53,75 cm2. 7216 - Origo (cm) b) Beräkna figurens omkrets och area. Vi har två stycken cirkelsektorer, varderna med radien 4 cm och vinkeln 90°. Omkretsen består av 4 radier och två stycken cirkelbågar. Svar: Figurens area är ungefär 25,13 cm2 och dess omkrets är ungefär 28,57 cm 7233 - Origo A I figuren har cirkelringarna samma bredd som innercirkelns radie. Beräkna andelen av det färgade områdets area jämfört med hela cirkelns area. B 4r r 2r 3r Svar: De gula områdena i figuren upptar 5/8 av hela figurens area. 5141 – Matematik 3000 A Uttryck med en formel arean A av den skuggade delen av figuren. Den vita cirkelns radie är r Den skuggade cirkelns radie är 2r r Arean för den vita cirkeln kan uttryckas Avit = πr2 Arean för den stora cirkeln kan uttryckas Astora = π(2r)2 = 4πr2 Arean för den skuggade cirkeln kan uttryckas Askuggade = Astora – Avit = 4πr2 – πr2 = 3πr2 Svar: Arean kan uttryckas som A = 3πr2 5119 – Matematik 3000 A Uttryck med en formel arean A av det skuggade området. Figuren kan ses som två stycken parallelltrapetser b b Arean på en parallelltrapets kan skrivas som 2a 2a b(2a+3,5a)/2 = b(5,5a)/2 = 5,5ab/2 Så arean A för de båda figurerna blir det dubbla A = 2 × 5,5ab/2 ↔ A = 5,5ab Svar: Arean kan uttryckas med formeln A = 5,5ab Parallelltrapets Area = h(a+b) / 2 3,5a