Sangaku 13 | Wiskunde is leuk

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:
$x^2+y^2=2+2\sqrt{2}$