De Stelling Van Johnson

8
 De stelling van Johnson Instapprobleem ( 5 min.) Een zender heeft een zend bereik R. R is de maximale aftand waarbij de elektromagnetische straling van de zender nog meet baar is. Op drie willekeurige vaste punten A, B en C worden gelijke ontvangers geplaatst. De zender wordt op een punt H geplaatst zodanig dat A, B en C bereikbaar zijn en R minimaal is? De zender in punt H wordt vervangen door een ontvanger. Er worden drie zenders geplaats zodanig dat ieder zender ( met gelijk bereik R) drie ontvangers kan bereiken.

Transcript of De Stelling Van Johnson

5/12/2018 De Stelling Van Johnson - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/de-stelling-van-johnson 1/8

De stelling van Johnson

Instapprobleem ( 5 min.)

Een zender heeft een zend bereik R. R is de maximale aftand waarbij de elektromagnetische straling

van de zender nog meet baar is. Op drie willekeurige vaste punten A, B en C worden gelijke

ontvangers geplaatst. De zender wordt op een punt H geplaatst zodanig dat A, B en C bereikbaar zijn

en R minimaal is?

De zender in punt H wordt vervangen door een ontvanger. Er worden drie zenders geplaats zodanig

dat ieder zender ( met gelijk bereik R) drie ontvangers kan bereiken.

5/12/2018 De Stelling Van Johnson - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/de-stelling-van-johnson 2/8

Bewijs m.b.v inversie.

Definitie van inversie:

Gegeven is een vast punt O en een getal ( k≠0) .

We trekken uit O een halve rechte en kiezen daarop het punt P (zie figuur 1).We bepalen nu het punt

P’ op deze rechte zo, dat OP. OP’ = k2.

O heet het centrum en m heet de macht van de inversie.

We spreken van de inversie Ω(O, k).

Het getal |k| stellen we vaak voor door k2.

Figuur 1.

Opdracht 1:

Bewijs dat het beeld van een rechte lijn (m) die de cirkel van de inversie raakt in een punt P een

cirkel is met [OP] als diameter.

Opdracht 2:

Gegeven een driehoek ABC met de ingeschreven cirkel . Lijn (AC) raakt de cirkel in punt H. . Lijn

(AB) raakt de cirkel in punt S . Lijn (BC) raakt de cirkel in punt I. teken de beelden van de raaklijnen

( AB),(BC) en (AC).

a- Laat zien dat de drie cirkels( de beelden). Even groot zijn en dat middelpunten M1, M2M3 de

cirkels op een cirkel liggen die even groot als de drie cirkels.

b- Laat zien dat de driehoek M1 M2M3 en driehoek SHI gelijkvormig en zijn( met verhouding

1:2)

5/12/2018 De Stelling Van Johnson - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/de-stelling-van-johnson 3/8

Opdracht 1:

Gegeven een cirkel C(O,[OA] .Llijn (l ) raakt de cirkel in het punt A. bewijs dat het beeld van de lijn (l)

door inversie Ω(O, *OA+ 2

) een cirkel is waarvan de diameter [OA] is.

Ω(O, *OA+ 2 ) is de invers Ie afbeelding met centrum O en macht [OA]

2,

A () A Ω Ω(A)=A , (OA)(l)

Laat punt N (l) N A HA(N)= N’.

S(OA)(N)=N’ S(OA)( Ω)= Ω.

S(OA)([ON])=[ON’].

Ω(N)=N1 Ω(N’)=N’1 S(OA)( Ω(N))= Ω(S(OA)( Ω(N))

Ω(l) =C(M1 ,[]

), M1 is het midden van [OA].

5/12/2018 De Stelling Van Johnson - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/de-stelling-van-johnson 4/8

Opdracht 2:

Gegeven een cirkel C(O,[OH]) , lijn (l ) raakt de cirkel in het punt H . bewijs dat het beeld van de lijn (l)

door inversie Ω(O, *OH+ 2

) een cirkel is waarvan de diameter [OH] is. lijn (m ) raakt de cirkel in het

punt S. bewijs dat het beeld van de lijn (m) door inversie Ω(O, *OH+ 2

) een cirkel is waarvan de

diameter [OS] is. lijn (n ) raakt de cirkel in het punt I. bewijs dat het beeld van de lijn (n) door inversie

Ω(O, *OH+ 2

) een cirkel is waarvan de diameter [OI] is.

5/12/2018 De Stelling Van Johnson - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/de-stelling-van-johnson 5/8

Uitwerking opdracht 2:

Ω( AB) =C 1(M1 ,[]

), M1 is het midden van [OS].

Ω(AC) =C 2(M2 ,[]

), M2 is het midden van [OH].

Ω(BC) =C 3(M3 ,[]

), M2 is het midden van [OI].

C 1 C 2 C 3 =O.

[OS]=[OH]=[OI]=R C 1(M1 ,

) ,C 2(M2 ,

[]

, en C 3(M3 ,

) zijn even groot.

M1 is het midden van C 1(M1 ,

) O C 1(M1 ,

) OM1 =

M2 is het midden van C 2(M2 ,

) O C 2(M1 ,

) OM2 =

M3 is het midden van C 3(M3 ,

) O C 3(M3 ,

) OM3 =

De cirkel C 4 door M1 ,M2 en M3 met middelpunt O is even groot als C 1 , C 2 en C 3.

5/12/2018 De Stelling Van Johnson - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/de-stelling-van-johnson 6/8

C 1 C 2 =O,J.

C 1 C 3 =O,K.

C 2 C 3 =O,L.

Toepassing:

http://www.ncgia.ucsb.edu/globalgrids-book/song-kimmerling-sahr/

De cirkel van Jhonson en de bolmeetkunde.

De cirkel van Jhomson geldt ook in de bolmeetkunde.

De stelling luidt dan als volgt:

Voor iedere kleine cirkel C op een bol bestaan er drie kleine cirkels C 1 , C 2 en C 3 die gelijke zijn aan

die cirkel die door het noorden van de bol gaan.De cirkel C gaat door het noorden van de cirkel

C 1,C 2 en C 3.

5/12/2018 De Stelling Van Johnson - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/de-stelling-van-johnson 7/8

De punten op de diameters van de C 1,C 2 en C 3. Tegenover het noorden van de bol liggen ook op

een kleine cirkel C 4 evenwijdig aan C .

Opdracht 3:

Bereken de straal van de Grote kleine cirkel als de straal van de kleine cirkel r is en de straal van Bol

R is.

Figuur 2.

[BB1] is de diameter van de cirkel C. [NC1] is de diameter van de cirkel C1. [CC1] is de diameter van de

cirkel C4.

5/12/2018 De Stelling Van Johnson - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/de-stelling-van-johnson 8/8

Literaturen:

http://www.pandd.demon.nl/omincirkel.htm