Hoofdstuk 1:
Vectoren in de ruimte
1. a. steunvector: 1 2 . b. dat is de richtingsvector c. 3 : ( 5, 1) 1: (3, 3) 4 : (9, 6) d. 1 2 15 1 2 15 2 16 8 2 8 1 6 y 2 14 7 2 7 1 8 y Punt A ligt wel op l, maar punt B niet.2. a. b. 2 3 5 2 4 2 rv b a r r c. : 3 5 4 2 x m y 3. : 10 17 15 4 x AB y 10 2 : 15 3 x AC y 24 9 : 7 8 x BC y 4. a. | |ar 3212 10 en | |br 1232 10 b. a br r 3 1 1 3 6 c. 6 6 10 10 10
cos( ( , ))a br r . Hieruit volgt ( , ) 53a br r
5.
a. cos(AOB) 8 3 0 5 8 34 0,51 AOB121 b. cos(AOB) 5 3 3 5 34 34 0 AOB90
6. a. 43 17 43 17 17 43 0 17 43
b. de hoek tussen die twee vectoren is 90°
c. 2 1 a a
7. a. 4 3 ON uuur en 4 3 0 3 4 ON rv uuur b. (ON PXuuur uuur, ) 90 c. 2 7 x PX y uuur d. 2 4 4( 2) 3( 7) 4 8 3 21 4 3 29 0 7 3 x x y x y x y y 8. l: 3x y c m: 2x3y c 3 1 2 5 3x y 5 2 4 3 1 5 2x 3y 5 9. a. de richtingsvector 4 2 2 1 AB uuur . x2y 5 b. de richtingsvector 2 1 AB uuur . x2y 9 c. de richtingsvector 2 1 AB uuur . x2y 1 d. de richtingsvector 10 1 10 1 AB uuur . x y 16 10. a. 1 1 3 2 x y c. 1 2 6 1 3 2 x y b. 1 2 0 1 4 2 x y d. 18 1 2 1 x y 11. a. (5, 0) b. 5 5 0 3 x y c. : 2 4 0 7 x m y en 2 4 : 0 3 x n y
12. De kentallen zijn een veelvoud van elkaar.
13. a. A(5, 0, 0) E(5, 0, 3) C(0, 6, 0) b. M(5, 6, 1 2 1 ) c. 2 2 3 3 6 4 DP DG , dus P(0, 4, 3)
d. 5 6 3 AG uuur e. |AGuuur| ( 5) 26232 70 14. a. M(0, 9, 2) b. 6 9 2 AM uuur en |AMuuur| ( 6) 29222 121 11 c. de y-coördinaat is 0 en de z-coördinaat is 4 d. Q(2 2, 0 5, 4 3) Q(4, 5, 1)
e. alle punten op ribbe AB hebben x-coördinaat 6 en z-coördinaat 0 f. |PRuuur| 42r2 ( 4)2 32r2 9 2 2 32 81 49 7 7 r r r r 15. a. 0 : (6, 0, 4) en 1: (6, 9, 0)
b. het eerste punt is E en het tweede B
c. 6 0 0 OA uuur of 0 9 2 OM uuur d. 6 9 2 AM uuur e. 6 6 : 0 9 0 2 x AM y z f. 2 4 : 0 9 4 4 x PB y z g. 0 6 : 9 9 0 4 x CE y z 2 4 6 9 9 9 4 4 4
Uit de derde vergelijking volgt: 1
Dit substitueren in de eerste vergelijking: 2 4 6(1)
2 3 5 5 10 4 en Geeft snijpunt 3 3 2 5 5 5 (3 , 3 , 2 ) S . 16. a. 6 6 : 0 6 0 5 x AQ y z b. 6 3 : 6 3 0 4 x BP y z
c. 6 3 : 0 3 6 4 x l y z d. 0 6 : 0 6 8 5 x PM y z e. 8 5 0 3 5 3 3 5 5 1 (9 , 9 , 0) S 17. a. x2 8 4
b. Uit x2 10 volgt 5. Dit invullen in l: (10, 2, 7) (10, 1, 16) ligt er niet op Uit x2 6 volgt 3. Dit invullen in l: (-6, 7, -8) (-6, 7, -8) ligt er niet op c. De kentallen van de richtingsvector zijn met -2 vermenigvuldigd. Dus ook een
vectorvoorstelling van l. d. Ligt (-4, 6, -5) op l?
Neem 2 :x 2 2 4, y 4 2 1 6 en z 1 2 3 5 klopt. Dit is ook een vectorvoorstelling van l.
18. a. 8 4 : 0 0 0 3 x AD y z b. 0 0 : 0 1 6 0 x DG y z c. 0 4 0 8 0 2 0 6 1 6 : 6 3 0 0 x y B z d. y 6 4 4 1 x e. 0 4 0 8 0 0 2 0 1 0 1 6 3 0 0 0 x y z
: dit zijn alle punten op de lijn door A en B.
f. 0 4 0 0 4 0 0 6 1 6 0 6 3 0 6 3 x y z
: dit zijn alle punten op de lijn door G en L.
19. a. 0 b. P(8, y, 6): 2 en 0 C(0, 6, 0): 0 en 2 Q(x, 6, 6): 2 en 1 3 1 c. F(8, 6, 6).
Uit 8 4 8 volgt 0. Uit 3 6 volgt dan dat 6. Maar uit 36 volgt dat 2 moet zijn. Dat kan niet.
d. AP ligt in vlak ABFE en CQ in vlak BCGF. De snijlijn van deze twee vlakken is BF. Omdat AP en CQ in het vlak ACQP liggen snijden ze elkaar op BF.
e. S(8, 6, z) 8 4 8 3 6
Uit de eerste vergelijking volgt 0 en dan volgt uit de tweede 6
f. z 0 3 6 0 0 18 S(8, 6, 18) 20. a. 2 4 0 b. 4 1 0 PQ uuur en 2 3 4 PR uuur c. 2 4 2 4 1 3 0 0 4 x y z 21. 4 4 1 0 1 2 4 0 2 x y z 22. 0 1 2 2 3 1 6 4 6 x y z 23. 4 1 0 : 4 0 1 0 0 1 x BCDE y z 4 1 0 : 0 1 0 0 0 1 x ACGE y z 4 1 4 : 0 1 1 0 0 4 x ACP y z 24. a. 4 1 : 4 1 0 0 x BD y z b. 4 2 : 4 2 0 3 x BT y z c. 4 1 2 : 4 1 2 0 0 3 x BDT y z d. 4 1 2 : 4 0 2 0 0 3 x BCT y z e. 4 1 2 4 1 2 0 0 3 x y z f. 3 3 3 4 1 3 3 6 2 2 4 4 3 3 6 0 2 1 3 3 3 2 en
Uit de eerste volgt: 3 1 3 invullen: x 4, y 4 en z0
en uit de derde: 3 3 6 Dus A ligt erin.
3 3 3 4 2 2 4 4 3 3 6 0
Nu volgt uit 1 en 3: 7 3 3 6. Dit geeft 1 3 3 en 2 3 5
Invullen: x 4, y 4 en z0: dus D ligt in het vlak En voor 1 en 0 wordt punt T bereikt.
De gegeven vectorvoorstelling is van vlak ADT.
25. a. AP ( 4) 28212 9, AQ ( 4) 26242 68, 2 2 2 0 ( 2) 3 13 PQ en PQ2 AQ2 AP2 b. 68 9 cos( , ) AQ AP a br r 68 9 | | | | cos( , ) 9ar br a br r 68 68 c. 4 4 8 6 16 48 4 68 1 4 AP AQ uuur uuur 26. a. 4 4 8 0 16 4 20 1 4 AP AD uuur uuur b. 1 2 4 0 4 4 0 4 cos( ) 32 32 OMF 120 OMF 27. a ar r | | | | cos(0 ) (| | )ar ar ar 2 28. a. 17 35 3 3 0 6 4 2 cos( ) 5 7 DAM DAM 61 b. cos( ) 0 3 4 2 4 2 0 32 17 APM APM 90 29. a. a br r 0 b. 3 5 2 s 7 1 0 2 8 4 s s 30. a. 0 1 0 b. 0 4 2 c. 7 20 0
31. 30 3 q0 en 6 2 p q 0 10 q 2p 16 p 8 32. a. 4 0 4 4 0 4 4 OF BE uuur uuur : loodrecht b. 4 4 4 0 0 4 4 OF BG uuur uuur : loodrecht c. 4 4 4 4 16 4 4 OF AG uuur uuur : nee d. 4 2 4 2 0 4 4 OF BP uuur uuur : loodrecht 33. a. 1 3 4 4 4 4 8 8 cos( ) 96 96 ATC ATC 71 b. 4 1 : 4 1 0 2 x BT y z c. 4 1 4 1 4 4 4 0 2 2 1 3 2 2 2 3 3 3 6 8 1 (2 , 2 , 2 ) X 34. 1 1 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 3 3 3 3 3 ( ) ( ) ( ) n p q n p q n p q n p q n p q n p q 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 1 1 2 2 3 3 1 1 2 2 3 3 0 n p n q n p n q n p n q n p n p n p n q n q n q n p n q ur ur ur ur Dus nur(p qur ur ) 35. a. 6 6 0 DF uuur 0 0 6 AE uuur 6 6 0 EG uuur
b. DF AEuuur uuur 6 0 6 0 0 6 0 en DF EGuuur uuur 6 6 6 6 0 0 0
c. 6 6 6 AG uuur
. DF AGuuur uuur 6 6 6 6 0 6 0, dus DFuuur uuurAG
36.
a. de normaal staat loodrecht op de richtingsvectoren van het vlak. Het inproduct van de richtingsvectoren met de normaalvector is gelijk aan 0.
b. Uit 12a9b0 volgt dat 4a3b0
d. 4a24 0 en dus is a 6 en c 5 6 4 8 2
De waarden van opdracht c zijn met -2 vermenigvuldigd.
e. 2 3 1 4 5 1 x y z 37. 3 0 9 AB uuur en 1 1 9 AC uuur
De normaalvector staat loodrecht op de twee richtingsvectoren van V:
3 0 a c en a b 9c0 Kies c 1. Dan is a 3 en b 3 9 12 0 3 1 12 2 1 x y z 38. 5 2 2 1 0 2 3 x y z 5( 2) 2( 1) 2( 3) 0 5 10 2 2 2 6 0 5 2 2 6 x y z x y z x y z 39.
a. alle evenwijdige vlakken hebben dezelfde normaal b. Punt (1, 2, 3) invullen: 5x2y2z 5 40. a. x2y3z32 b. P(4, 4, 4) invullen in 2x y 3z d : 2x y 3z16 c. 0 2 1 OA uuur en 0 0 5 OB uuur
zijn richtingsvectoren van het vlak.
Voor de normaalvector geldt: 2b c 0 en 5c 0. Hieruit volgt b c 0
De vergelijking van dit vlak: x0
d. 3 2 0 AB uuur en 2 12 8 AC uuur 3a 2b 0 en 2a12b8c0 Kies b3. Dan is a2 en 8c 2 2 12 3 40: c 5 2x3y5z0 41. a. 2a4b5c0 en 4a b 3c0
2 keer de eerste vergelijking min de tweede vergelijking:
4a8b10c(4a b 3 ) 9c b7c0
Kies b 7. Dan is c 9 en 4a 7 3 9 34; ofwel a 8,5
:17 14 18 0
b. a c 0 en b0
OAB: x z 0
c. 2a4b5c0 en 4a5b6c 0
De tweede vergelijking min 2 maal de eerste vergelijking:
4a5b6c2(2a4b5 )c 13b4c0
Kies b4. Dan is c 13 en 2a 4 4 5 13 49 ofwel a24,5
: 49 8 26 0 OAB x y z . 42. a. n a1 1n a2 2 n a3 3 0 b. n a b1 1 3 n a b2 2 3n a b3 3 3 0 1 1 2 2 3 3 0 n b n b n b n b a1 1 3 n b a2 2 3n b a3 3 3 0 1( 1 3 3 1) 2( 2 3 3 2) 0 n a b a b n a b a b c. 2 1 3 3 1 1 1 3 3 1 2 3 3 2 1 3 3 1 3 1 1 3 2 3 3 2 2 3 3 2 ( ) ( ) ( ) ( ) a b a b n a b a b a b a b n a b a b a b a b a b a b a b a b d. (a b2 3 a b3 2) a1 (a b3 1a b1 3)a2n a3 3 0 3 3 2 3 3 2 1 3 1 1 3 2 1 2 3 1 3 2 2 3 1 1 2 3 1 3 2 2 3 1 3 1 2 2 1 3 1 2 2 1 ( ) ( ) ( ) n a a b a b a a b a b a a a b a a b a a b a a b a a b a a b a a b a b n a b a b 43. a. 2 3 3 2 1 3 1 1 3 2 1 2 3 3 2 2 3 1 1 3 3 1 2 2 1 1 2 2 1 3 ( ) ( ) ( ) a b a b a a b a b a a a b a b a a b a b a a b a b a b a b a a a b1 2 3 a a b1 3 2a a b2 3 1a a b1 2 3 a a b1 3 2 a a b2 3 10 2 3 3 2 1 3 1 1 3 2 1 2 3 3 2 2 3 1 1 3 3 1 2 2 1 1 2 2 1 3 ( ) ( ) ( ) a b a b b a b a b b b a b a b b a b a b b a b a b a b a b b a b b2 1 3a b b3 1 2 a b b3 1 2 a b b1 2 3 a b b1 2 3 a b b2 1 3 0 b. 1 1 2 3 3 2 2 2 3 1 1 3 3 3 1 2 2 1 0 0 0 a a a a a a a a a a a a a a a a a a c. a br r (b ar r) d. (3 ) (4 ) 3 4pur qur p qur ur 12rr 44. a. 1 0 0 0 1 0 0 0 1 b. 1 4 3 2 5 6 3 6 3 c. 4 2 6 1 1 18 3 3 2 45. a. 2 3 28 7 0 7 5 4 21 4x y 3z 5
b. 2 3 19 1 3 7 5 4 9 19x 7y 9z 89 46. 1 2 3 2 3 1 3 1 3 2 2 1 2 2 0 2 a a a a a a a a a r
Uit het eerste kental volgt 2a2 a3 en uit het derde kental volgt a1a3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 | | (2 ) (2 ) 9 12 2 9 144 16 4 a a a a a a a a a a uuuuur 8 4 8 a r 47. a. 2 3 6 0 0 3 2 a b r r en 2 3 12 6 0 13 3 2 18 a b r r b. |a br r | ( 12) 2(13)2 ( 18)2 637 en | | | |ar br 49 13 637 c. Voor a en c geldt de regel wel.
48. a. 1 2 1 PQ uuur en 2 1 0 PR uuur 1 2 1 2 1 2 1 0 3 PQ PR uuur uuur : 2 3 7 V x y z
b. zie de vectorvoorstelling van de lijn. c. 2 2 3 3 7 d. 14 7 1 2 1 1 2 2 ( , 1, 1 ) S 49. 8 8 0 AB uuur en 8 0 6 AC uuur 8 8 48 8 0 48 0 6 64 AB AC uuur uuur : 3 3 4 24 3 : 3 4 ABC x y z x l y z 12 17 2 2 14 17 17 17 3 3 3 3 4 4 34 24 (2 , 2 , 2 ) S
50. a. OA OC 4, AB BC 1252 26, OT 8, AT CT 4282 4 5 en BT 525282 114 b. Q(2, 0, 4) 4 4 0 CA uur en 2 4 4 CQ uuur 1 2 24 cos( ) 2 4 2 6 | | | | 45 CA CQ ACQ CA CQ ACQ uur uuur uur uuur c. P(0, 2, 4) 4 2 4 AP uuur en 4 2 2 4 8 8 16 0 4 4 AP CQ uuur uuur
, dus APuuurCQuuur.
51. a. 4 8 8 AB uuur , 0 12 6 AC uuur en 48 24 48 AB AC uuur uuur
Een vergelijking van vlak ABC is: 2x y 2z8
Punt D invullen: 2 7 2 2 10 8 : klopt, dus D ligt in vlak ABC.
b. 4 4 2 BC uuur , 4 8 8 CD uuur en 4 4 2 AD uuur
ABCD is een parallellogram want AB // CD en BC // AD
c. AB BCuuur uuur 16 32 16 0 , dus ABBC en daarmee is ABCD een rechthoek.
52. a. |ABuuur| 6292 ( 2)2 11 en |ADuuur| 62 ( 2)292 11 b. 6 9 2 AB uuur en 6 2 9 AD uuur
. AB ADuuur uuur 36 18 18 0 , dus ABuuur uuurAD
c. 11 6 17 1 9 10 6 2 4 c d AB r ur uuur of 11 6 17 12 2 10 5 9 4 c b AD r r uuur 53. a. P(2, 4, 0), Q(0, 4, 2), R(0, 2, 4), S(2, 0, 4), T(4, 0, 2) en U(4, 2, 0) b. 2 2 4 0 2 4 2 4 4 PQ PR uuur uuur : 6 PQR x y z c. (6, 0, 0) (0, 6, 0) en (0, 0, 6) d. 4 4 16 4 0 16 0 4 16 AC AD uuur uuur : 4 ACD x y z
e. Ze hebben dezelfde coëfficiënten, dus dezelfde normaalvector.
54.
a. een punt op de ribbe ED is (x, 0, 5) een punt op de ribbe FG is (x, 5, 5) 2 5 5 2 10 5 x x x 1 2 2 5 5 5 2 5 2 x x x E(5, 0, 5) en M 1 2
(2 , 5, 5) (het midden van FG)
b. Punt C(0, 5, 0) ligt ook in V. Teken lijn MC.
Teken een lijn door C // EM: naar het midden van OA Teken een lijn van het midden van OA naar E
55. a. t 5 b. PA 4232 5 en PD 724242 9 c. PA 42t2 16t2 en PD (10t)24242 132 20 t t 2 2 2 16 132 20 20 116 5,8 PA PD t t t t t d. 0 4 3 PA uur en 4 4 7 PD uuur 1 9 16 21 cos( ) 5 9 APD APD96 e. PA PDuur uuur 0 4 4 4 t (10 t) 0 2 16 10 0 ( 2)( 8) 0 2 8 t t t t t t 56. a. 2x3y4z d en punt A invullen: 2x3y4z3
b. een willekeurig punt van l is (2 , 2 3 , 5 4 ) 2(2 ) 3(2 3 ) 4( 5 4 ) 3 4 6 9 20 16 3 29 29 1 S(2, -1, -1) c. AS 122212 6 57. a. P(3, 3, 6), Q(3, 0, 3), R(6, 3, 3), S(3, 3, 0) en T(3, 6, 3) b. PQ QR RS ST TU UP 3 2 3 2 OQ OS OU ER EP ET
c. OQ OSuuur uuur 9 0 0 9 0 dus geen 90°. Lichaam L is geen kubus.
d. De zijvlakken van L zijn ruiten. De oppervlakte van een ruit is het product van de diagonalen gedeeld door 2.
2 2 2 1 1 2 2 6 ( ) 6 6 3 3 3 2 54 3 L Opp OR QS
58. dit is ontzettend niet leuk!
a. (| | | | sin( ))ar br 2 | | | | sin ( ) | | | | (1 cos ( ))ar 2 br 2 2 ar 2 br 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 | | | | | | | | cos ( ) | | | | ( | | | | cos( )) | | | | ( ) a b a b a b a b a b a b r r r r r r r r r r r r b. 2 2 2 2 2 3 3 2 3 1 1 3 1 2 2 1 |a br r | (a b a b ) (a b a b ) (a b a b ) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 3 2 3 3 2 3 1 1 3 1 3 1 3 1 2 1 2 1 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 3 1 2 2 1 2 3 3 1 3 2 1 2 1 2 2 3 2 3 1 3 1 3 2 2 2 2 2 2 a b a a b b a b a b a a b b a b a b a a b b a b a b a b a b a b a b a b a a b b a a b b a a b b 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 3 1 2 3 1 1 2 2 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 1 3 2 1 2 2 2 3 3 1 3 2 3 3 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 1 3 1 3 2 2 2 3 2 3 3 3 2 2 2 2 1 2 1 3 2 | | | | ( ) ( ) ( ) ( ) ( 2 2 2 ) a b a b a a a b b b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a a b b a a b b a b a a b b a b a b a b a r r r r 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 3 3 1 3 2 2 1 2 1 2 2 2 3 2 3 2 1 3 1 3 b a b a b a b a a b b a a b b a a b b
c. Uit a en b volgt: |a br r |2 (| | | | sin( ))ar br 2
Omdat de hoek is tussen twee vectoren is 0 , dus is
|a br r | | | | | sin( ) ar br
Test jezelf
T-1.a. ABuuur 4272 65, BCuuur ( 8) 2 ( 6)2 10 en ACuuur ( 4) 212 17
b. : 1 4 1 7 x AB y c. 8 6 BC uuur een vergelijking: 3x4y 17 d. cos( ) 16 7 0,27 65 17 BAC BAC 106 32 6 cos( ) 0,63 17 10 ACB ACB51 180 106 51 23 ABC
T-2. a. A(6, 0, 0), B(6, 6, 0), C(0, 6, 0), D(0, 0, 0), E(6, 0, 6), F(6, 6, 6), G(0, 6, 6), H(0, 0, 6) b. K(0, 0, 4), L(6, 6, 3) en M(6, 0, 2) c. MG ( 6) 26242 88 d. 0 6 : 0 6 4 1 x KL y z
e. Een willekeurig punt van KL is (6 , 6 , 4 ). De x- en y-coördinaten van punten op KL zijn gelijk. Punt (18, 17, 0) ligt dus niet op KL.
T-3. a. 0 0 6 KH uuur , 0 6 0 KJ uur 3 0 0 : 0 0 1 0 1 0 x HJK y z b. 6 6 0 CA uur , 0 3 6 CI uur 6 1 0 : 0 1 1 0 0 2 x ACI y z c. 3 1 0 6 1 1 0 0 2 x y z T-4.
a. T(4, 4, 6). M(8, 4, 0) is het midden van AB. 2 2 ( 4) 6 52 MT 1 4 52 2 2 tan ( ) 58 ATB ATM b. 4 8
tan(ABQ) ABQ27
c. P(6, 6, 3) 6 6 3 PO uuur , 2 6 3 PA uur . cos( ) 12 36 9 0,52 9 7 OPA OPA58 d. 4 8 0 QB uuur , 2 6 3 QP uuur . cos( ) 8 48 0 0,89 80 7 BQP BQP 27 T-5. a. 3 1 4 1 1 8 1 3 4 : 2 6 V x y z b. 0 3 4 W n uur 2 3 0 1 0 : 1 0 4 0 0 3 x W y z
T-6. a. 4 4 6 AP uuur , 2 8 6 AQ uuur en 24 12 24 AP AQ uuur uuur b. V: 2x y 2z8 c. 4 2 : 0 4 6 3 x EC y z 6 7 3 3 2 7 7 7 2(4 2 ) 4 2(6 3 ) 8 8 4 4 12 6 8 14 12 (2 , 3 , 3 ) S T-7. a. 1 0 0 0 8 5 0 5 8 ED EM uuur uuur : 5 8 40 V y z b. 6 6 : 0 6 0 5 x AK y z 47 5(6 ) 8(5 ) 40 70 40 3 6 4 7 7 7 (2 , 3 , 2 ) S c. 6 6 1 KL uur en 3 7 4 7 6 7 3 4 2 SM uuur
Niet gelijke verhouding, dus niet evenwijdig
d. 5y8z d gaat door K(0, 6, 5); dus 5y 8z70
T-8. 5 1 6 2 1 15 0 3 3 U: 2x5y z 12
verg. V – verg. U: 6y2z 12. Dit geeft z3y6
2 * verg. W + verg. U: 11y 9z54 11 9(3 6) 54 11 27 54 54 38 0 0 y y y y y y En dan is z6 en x 3 0 4 6 21 3 . S(3, 0, 6)