Månadens problem
januari 2021
(lösning)

Uppg. 1: 
Lösning:
Uppg. 2: 
Fall1:                   
  Svar: Om Bob är snabbast, har han sprungit 30,5 varv.
Alice varvtid är 61 sekunder.
Lösning:
Båda har sprungit lika länge. Det ger ekvationen
30,5 . 60 = 30 . t    t = Alice varvtid
t = 61
Fall2:
  Svar: Om Alice är snabbast, har Bob sprungit 29,5 varv.
Alice varvtid är 59 sekunder.
Lösning:
Båda har sprungit lika länge. Det ger ekvationen
29,5 . 60 = 30 . t    t = Alice varvtid
t = 59
 
Uppg. 3:  

Svar:  
Lösning:
Antag att sannolikheten för att få "krona" är x.
Sannolikheten för att få "krona" i båda kasten blir då x2.
Komplementhändelsen ("krona" - "klave", "klave" - "krona", "klave" - "klave")
är 1 - x2.
Upplysningen att "krona" - "krona" är dubbelt så sannolikt som komplementhändelsen ger ekvationen:
x2 = 2(1 - x2)
x2 = 2 - 2x2
3x2 = 2

Uppg. 4:  

Svar: Förhållandet mellan diamantens delar är 19:1 
Lösning:
Antag att de två delarnas vikt är x och y.
Deras sammanlagda värde är 120000 kr - 11400 kr = 108600 kr
k är proportionalitetsfaktor
Innan diamanten gick sönder, gällde att k . (vikten)2 = 120000
Vikten = x + y.  Därför är k = 120000/(x + y)2
När diamanten har gått sönder, gäller
k . x2 + k . y2 = 108600            Byt ut k mot 120000/(x + y)2

Uppg. 5:
a)
Svar:
Sträckan AP är 10 cm eller 6 cm.  
Lösning:

AP = x, PM = 12 - x, BP = y och CP = z
Vi börjar med att titta på triangeln BCP:
Enligt Apollonius teorem (200-talet f. Kr) för medianer gäller att BP2 + CP2 = 2PM2 + BC2/2
Klicka här för att se beviset


y2 + z2 = 2 . (12 -x)2 + 82/2
y2 + z2 = 2(12 -x)2 + 32
Addera x2 till båda leden!
x2 + y2 + z2 = x2 +2(12 -x)2 + 32
x2 + y2 + z2 = 3x2 - 48x + 320
Vänsterledet är summan av kvadraterna på avstånden från P till de tre triangelhörnen.
Högerledet visar att kvadratsumman endast är beroende P:s läge på medianen AM.
Enligt uppgiften är 3x2 - 48x + 320 = 140
x2 - 16x + 60 = 0
x1 = 10
x2 = 6

b)
Svar:
Sträckan AP är 8 cm, när summan av kvadraterna på avstånden från P till de tre triangelhörnen är så liten som möjligt
Lösning:
f(x) = 3x2 - 48x + 320    
Derivera!
f ' (x) = 6x - 48
f ' (x) = 0 6x = 48
                   x = 8
(x = 8 x2 + y2 + z2 = 128)



OBS!
Beträffande triangeln gäller att medianen AM = 12 cm och sidan BC = 8 cm.
I övrigt har triangeln ett godtyckligt utseende och vi kan inte beräkna övriga sidor eller sträckorna y respektive z.

 

  Tillbaka

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Apollonius teorem


Påstående: PB2  + PC2 = 2PM2 + BC2/2  
Bevis
:
BM = CM = BC/2
BH + CH = BC
 
Pythagoras sats  ger
PB2 = PH2 + BH2       (1)
PC2 = PH2 + CH2      (2)

(1) + (2) ger
PB2  + PC2 =  2PH2 + BH2 + CH2 =
2PH2 + 2MH2 + BH2 - MH2 + CH-  MH2 =

 Några förklaringar
 till beviset
2PM2 + (BH + MH)(BH – MH) + (CH + MH)(CH – MH) =
2PM2 + (BH + MH) . BM + CM . (CH – MH) = 
 2PH2 + 2MH2 = 2PM2
2PM2 + (BH + MH) . BC/2 + BC/2 . (CH – MH) = 
2PM2 + (BH + CH) . BC/2
2PM2 + BC2/2
 
 BM = CM =BC/2

Åter till uppg. 5