6 5 4 3 2 1 -1 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 x y gricha - v7771 - 16.9.2022 Q P n t horizontale afstand y =   x² 1 2 _
In de figuur zie je de parabool
y = 1op2 x2  en in het eerste kwadrant een punt   P(k, 1op2k2) waarin men de normaal  n tekent die deze parabool nog in een tweede punt  Q  snijdt.

Voor welke waarde van  k  is de  horizontale  afstand
van   P  en  Q   minimaal ?
A.   1op2
B.   1
C.   3op2
D.   2
E.   v2puur
A    B    C    D    E

[ 5-7771 - op net sinds 17.7.2024-(E)-27.7.2024 ]

Translation in   E N G L I S H

IN CONSTRUCTION
Minimize the horizontal
distance between P and Q
( PQ is the normal in P)
For which value of k ?
A.  1op2
B.  1
C.  3op2
D.  2
E.  v2puur

Oplossing - Solution

y = ½ x² ⇒ y' = x ⇒ de richtingscoëfficiënt van de raaklijn in P(k,½k²) is k
⇒ de richtingscoëfficiënt van de normaal in P is −1/k
⇒ vergelijking van de normaal in P is   y − ½ k² = −(1/k).(x − k)
Deze snijdt de parabool in punten waarvan de abscissen oplossing zijn van :
½ x² − ½ k² = (−1/k).(x − k) ⇔ x² − k² = (−2/k).(x − k) ⇔ (x − k)(x + k + 2/k) = 0
De eerste wortel x = k is natuurlijk de abscis van P.
De tweede wortel is de abscis van Q nl. x = −k − 2/k
Het verschil van de abscissen van P en Q (de horizontale afstand) is dus
k + k + 2/k = 2k + 2/k = f(k).
Daar we het minimum van f(k) moeten vinden, moeten we f(k) afleiden :
f'(k) = 2 − 2/ k² = (2k² − 2) / k² = 2(k² − 1) / k.
Daar k=1 de enige positieve nulwaarde is, zal  k = 1  het antwoord zijn,
wat bevestigd wordt door het volgende tekenschema :
  k    |   −1   0    1  .
2(k²−1)  |   −   0  −   −   −  0  +
  k    |   −   −   −  0   +  +  + .
 f'(k)   |   +   0   −   |  −   0  +
 f(k)    |   ↗  0   ↘ | ↘  0 ↗
gricha