Cirkels die twee lijnen raken
1

De lengte van vector ( 5 12 ) is 13 , dus ( 13 0 ) + ( 5 12 ) = ( 18 12 ) is een richtingsvector van een van de bissectrices van de lijnen O A en de x -as. Een richtingsvector van de andere bissectrice is dan ( 2 3 ) .
Het middelpunt van de cirkel ligt dus op de lijn met pv ( x , y ) = ( 3 t ,2 t ) of op de lijn met pv ( x , y ) = ( 2 t ,3 t ) . De straal is de afstand tot de x -as. Als het middelpunt ( 3 t ,2 t ) is, dan t = 2 1 2 of t = 2 1 2 .
Als het middelpunt ( 2 t ,3 t ) , dan t = 1 2 3 of t = 1 2 3 .
De mogelijke middelpunten zijn: ( 7 1 2 ,5 ) , ( 7 1 2 , 5 ) , ( 3 1 3 , 5 ) en ( 3 1 3 ,5 )

2
a

De bissectrice van hoek A O B heeft pv ( x , y ) = ( t , t ) .
De vector A B = ( 6 8 ) heeft lengte 10 , dus een vector die hoek O A B doormidden deelt is ( 5 0 ) + ( 3 4 ) = ( 8 4 ) of ( 2 1 ) .
De bissectrice van hoek O A B heeft pv ( x , y ) = ( 6,0 ) + s ( 2,1 ) .

b

Het snijpunt van deze twee bissectrices is: ( 2,2 ) .

c

( x 2 ) 2 + ( y 2 ) 2 = 4

3
a

R ( 10,0 )

b

Lijn O M .

c

Lijn O M heeft richtingscoëfficiënt 1 2 , dus lijn Q R heeft richtingscoëfficiënt ‐2 , heeft dus vergelijking y = 2 x + b voor een of ander getal b . Lijn Q R gaat door R ( 10,0 ) , heeft dus vergelijking y = 2 x + 20 . We snijden lijn Q R met de cirkel.
Daarvoor vullen we voor y = 2 x + 20 in in de vergelijking van de cirkel ( x 10 ) 2 + ( y 5 ) 2 = 25 .
Dit geeft: ( x 10 ) 2 + ( 2 x + 15 ) 2 = 25 5 x 2 80 x + 300 = 0 x = 6 of x = 10 , dus Q ( 6,8 ) .

4

Een vergelijking van de cirkel is: x 2 + ( y 2 ) 2 = c , waarbij c het kwadraat van de straal is.
Het stelsel { x 2 + ( y 2 ) 2 = c y = x 2 heeft één oplossing voor y .
Vul voor x 2 in de eerste vergelijking y in.
Dan krijg je: y + ( y 2 ) 2 = c y 2 3 y + 4 c = 0 .
Deze vergelijking in y heeft één oplossing, dus
D = ( 3 ) 2 4 1 ( 4 c ) = 0 9 16 + 4 c = 0 c = 7 4 ,
dus de straal is 7 4 = 1 2 7 .

5
a

De driehoeken P M S en Q N S zijn gelijkvormig, want ze hebben beide een rechte hoek, namelijk hoek P en hoek Q en ze hebben hoek S gemeenschappelijk.
Dus S N S M = Q N P M = 3 , dus x + 4 = 3 x , dus x = 2 .

b

tan ( α ) = P M P S = 1 3 3 , dus α = 30 ° .

c

y = 1 3 3 ( x 1 )

6
a

De afstanden van M tot alledrie de hoekpunten zijn 2 5 , dat is ook de straal van de cirkel.

b

Driehoek P Q C krijg je door driehoek A B C ten opzichte van C met 3 4 te vermenigvuldigen. Van A naar C ga je 6 eenheden naar boven en 6 eenheden naar rechts. Dus om in P te komen, moet je 1 4 6 = 1 1 2 eenheid naar rechts en naar boven vanuit A , dus P = ( 1 2 ,2 1 2 ) .

c

De straal is 3 4 2 5 = 1 1 2 5 .

Raaklijn analytisch bekeken
7
a

M P = ( 1 2 ) is een normaalvector van de raaklijn.
Een vergelijking is x 2 y + 1 = 0 .

b

Een vergelijking van de cirkel is: ( x 2 ) 2 + ( y + 1 ) 2 = 5 , dus
( y + 1 ) 2 = 5 ( x 2 ) 2 y + 1 = 5 ( x 2 ) 2 of y + 1 = 5 ( x 2 ) 2 .
Omdat P op de bovenkant van de cirkel ligt geldt: y + 1 = 5 ( x 2 ) 2 , dus y = 1 + 5 ( x 2 ) 2 y = 1 + 1 x 2 + 4 x .

c

d y d x = x + 2 1 x 2 + 4 x ; als je voor x = 1 neemt, vind je 1 2 . Dat is ook de richtingscoëfficiënt van de raaklijn in onderdeel a.