Welke eigenschap wordt hier geïllustreerd?

Antwoord

  • Veronderstel  dat de zijde van het groene vierkant gelijk is aan 1.
  • De som van de oppervlakten van de gele vierkanten is

        \[\frac{1}{4}+\frac{1}{16}+\frac{1}{64}+\cdots\]

  • Dit  de som van de termen van een meetkundige rij met reden r=\frac{1}{4} en beginterm a=\frac{1}{4}.
  • Deze som  wordt gevonden met de formule \frac{a}{1-r}. Dit geeft hier \frac{0,25}{1-0,25}=\frac{1}{3}.
  • Dus de som van de oppervlakten van de gele vierkanten is \frac{1}{3}. Analoog is de som van de oppervlakten van de rode vierkanten en de oranje vierkanten ook gelijk aan \frac{1}{3}
  • De tekening is dus een illustratie van de formule

        \[3(\frac{1}{4}+\frac{1}{16}+\frac{1}{64}+\cdots)=1\]

Sangaku 13

Antwoord

  • We zoeken de vergelijking van de groene cirkel , met middelpunt de oorsprong en straal r: x^2+y^2=r^2.
  • f(x)=\sqrt{r^2-x^2}  is de vergelijking van de bovenste halve cirkel
  • De cirkel raakt aan de rode kromme g(x) in P(x,y) als en slechts als f(x)=g(x) en f'(x)=g'(x).
  • De eerste betrekking betekent dat x+\sqrt{1}{x}=\sqrt{r^2+x^2}
  • De tweede betrekking geeft: 1-\frac{1}{x^2}=-\frac{x}{\sqrt{r^2-x^2}}
  • Hieruit volgt dat 1-\frac{1}{x^2}=-\frac{x^2}{x^2+1}.
  • Uitrekenen geeft x=\frac{1}{\sqrt[4]{2}}. En bijgevolg is y=\frac{1}{\sqrt[4]{2}}+\sqrt[4]{2}.
  • Nu is r^2=x^2+y^2, dus is r^2=2+2\sqrt{2}.
  • De vergelijking van de groene cirkel is:

        \[x^2+y^2=2+2\sqrt{2}\]

 

Sangaku 12

 

Antwoord

  • We veronderstellen dat hier een regelmatige zevenhoek getekend staat. Dus er gaat een cirkel door de zeven punten 
  • We zoeken naar een verband tussen a, b en c
  • Beschouw de koordenvierhoek ACDE
  • Daarin zijn |AD|=|AE|=c, |AC|=|CE|=b en |CD|=|CE|=a.
  • Gebruiken we de stelling van Ptolemaeus in deze vierhoek: het product van de diagonalen is de som van de producten van de overstaande zijden:

        \[bc=ab+ac\]

  • Delen door abc geeft uiteindelijk :

        \[\frac{1}{a}=\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\]

Sangaku 10

antwoord

  • Gevraagd wordt de totale oppervlakte vanher trapezium te berekenen.
  • De driehoeken met gegeven oppervlakten 32 en 50 zijn gelijkvormig. Hun oppervlakten verhouden zich als het kwadraat van de gelijkvormigheidsfactor. Bijgevolg is de gelijkvorrmgheidsfactor

        \[r=\frac{4}{5}\]

  • Noteer dan |AE|=4s en |EC|=5s. Analoog |DE|=4t en |EB|=5t
  • De 4 hoeken in E hebben allemaal eenzelfde sinus als overstaande hoeken of supplementaire hoeken. Noteer deze sinus door x. 
  • Om de oppervlakte van een driehoek te berekenen, gebruiken we de formule: de helft van het product van twee zijden , vermenigvuldigd met de sinus van de ingesloten hoek.
  • Oppervlakte ADE= \frac{1}{2}(4s*4t*x)=32.  Dus is stx=4.
  • De oppervlakte van AEB=\frac{1}{2}(4s*5t*x)=10*stx=40 Analoog is ook de oppervlakte van driehoek DEC gelijk aan 40.
  • De totale oppervlakte is dan 32 + 50 + 40 + 40 = 162.