בניות עזר בפתרון בעיות בגיאומטריה_פתרונות
Transcription
בניות עזר בפתרון בעיות בגיאומטריה_פתרונות
בנית עזר בפתרון בעיות גאומטריות. בניית עזר: )1אמצע קטע ,המשך קטע ,המשך קטע באורכו ,חוצה הזווית. )2קווים מקבילים. )3אנך לקטע. )4מעגל חסום במשולש וחוסם את המשולש. גזירה: זה אחוד של שתי הזזות במישור או במרחב :סיבוב והעתקה (שומרי מרחק וזוויות). פתרונות. )1נתון מלבן שאורכו גדול פי 2מרוחבו .הפרד אותו כך שיהיו 3חלקים והרכב מהם ריבוע. 1 (2הוכח כי שטח של המתומן המשוכלל שווה למכפלה של האלכסון הגדול ביותר והאלכסון הקטן ביותר במתומן הזה. A A B O B H O D G C G C H D F F E E 2 (3על צלעות משולש ישר זווית בנו רבועים ואת קדקודיהם חברו כך: הוכח ששטחי המשולשים המקווקוים שווים ביניהם. בנייה נוספתMN ⟘ DN : 3 ABCD (4הוא מרובע החסום במעגל שבו BC < ABו E . CD < AD-ו F -הן בהתאמה נקודות על ABוAD - כך שמתקיים BC =AEו .AF=CD - הוכחSAEF =SBCD : ∡𝐴 + ∡𝐶 = 180° AK (5ו AC-משיקים למעגל בנקודות Bו AN .C-עובר דרך מרכז המעגל NK .חותך את המעגל בנקודה .M MCחותך את ANבנקודה .Lנתון .NK ‖ AC ,AC ⟘AB K K א) .1נק' - Oמרכז המעגל - OB ,OCרדיוסים –OBACריבוע OC=OB=BA=AC=R M B L A .2קשת 90°=BC O :∆NMLקשת , 135°=NC ,∡𝑁𝑀𝐿 = ∡𝑁𝑀𝐶 = 67.5° ∡𝑀𝑁𝐿 = 45°כי ∆OBAדומה ( ∆NKAמקבילות) ,ו∡𝑁𝐿𝑀 = 67.5° - ב) ∆ACLדומה ( ∆ MNLשתי זוויות) ,לכן∡ALC=∡ACL=67.5° : ,AC=ALאבל ( AC =Rראי א' .) 1לכן AL=Rמ.ש.ל. 4 C N )6הוכח כי מצולע קמור כלשהו נתן לחלק למשולשים שווה -שוקים. B E D O C F פתרון: A כל מצולע אפשר לחלק למשולשים ,לכן הביעה הנתונה מצטמצמת לבעיה דומה לגבי המשולש כלשהו שצריך לחלק אותו למשלשים שווי-שוקים. בכל משולש אפשר לחסום מעגל .קטעים של משיקים למעגל מאותה נקודה הם שווים .במעגל בונים רדיוסים לנקודות ההשקה .מחברים את הנקודות ההשקה .קיבלנו 6משולשים שווי-שוקיים הנדרשים על פי התנאי של הבעיה. )7במשולש שווה שוקיים ∡𝐴 = 100° ,)AC=AB( ABC BDחוצה הזווית. הוכח כי.BC=BD+AD : פתרון: ∡𝐴 = 100° A ∡𝐵 = ∡𝐶 = 40° ∡𝐴𝐵𝐷 = ∡𝐷𝐵𝐶 = 20° D בניית עזר: F FD ||BC .1 CK =AD .2 BC=BK+KC C K כדי להוכיח: 5 B ,BC=BD+AD נוכח ! BK=BD ∆AFD ,∆KDC .3 𝐾∡ = 𝐴∡ - ∆BFD ← ∡FDB=∡DBC=20° ← FD ||BCמש"ש FD=BF=DCלכן ∆KDCחופף ל ∆KDC ← ∆AFD -גם מש"ש BK=BD ← ∡BKD=∡BDK=80° ← KC=AD , מציבים BC=BD+AD ← BC=BK+KC :משל )8בתוך הזווית בת 600נתונה נקודה ,Mמרוחקת מהצלעות של הזווית ב 2-ס"מ וב 11-ס"מ .מצא את המרחק מנקודת Mעד לקדקוד הזווית. פתרון נמשיך AMעד חיתוך עם ( OBנקודה )C M A קיבלנו משולש AOCישר-זווית: ∡𝐴 = 90°; ∡𝑂 = 60°; ∡𝐶 = 30° במשולש :MBC ∡𝐶 = 30°; ∡𝐵 = 90° לכן 22 =MCס"מ במשולש :AOC ∡𝐶 = 30°; ∡𝐴 = 90° C B 24 =ACס"מ נסמן OA=Xמכאן .2X = OC לפי משפט פיתגורסx2+242=(2x)2 : x2=192 ובסוף :במשולש :OAM 𝑂𝐴 = √192; 𝐴𝑀 = 2, ∡𝐴 = 90° לכן𝑂𝑀 = √192 + 4 : 14 =OMס"מ. 6 O רשימת המשפטים בגיאומטריה שניתן לצטט בפתרון הבעיות : .1זוויות צמודות משלימות זו את זו ל. 180 - .2זוויות קדקודיות שוות זו לזו. .3במשולש ,מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות. .4במשולש שווה שוקיים ,זוויות הבסיס שוות זו לזו. .5 במשולש שווה שוקיים ,חוצה זווית הראש ,התיכון לבסיס והגובה לבסיס מתלכדים. .6אם במשולש חוצה זווית הוא גובה ,אז המשולש הוא שווה שוקיים. .7אם במשולש חוצה זווית הוא תיכון ,אז המשולש הוא שווה שוקיים. .8אם במשולש גובה הוא תיכון ,אז המשולש הוא שווה שוקיים. .9סכום הזוויות של משולש הוא . 180 .11משפט חפיפה צ.ז.צ. .11משפט חפיפה ז.צ.ז. .12משפט חפיפה צ.צ.צ. .13שני ישרים נחתכים על ידי ישר שלישי .אם יש זוג זוויות מתאימות שוות ,אז שני הישרים מקבילים. .14שני ישרים נחתכים על ידי ישר שלישי .אם יש זוג זוויות מתחלפות שוות אז שני הישרים מקבילים. .15שני ישרים נחתכים על ידי ישר שלישי .אם סכום זוג זוויות חד-צדדיות הוא 180אז שני הישרים מקבילים. .16אם שני ישרים מקבילים נחתכים על ידי ישר שלישי אז: א .כל שתי זוויות מתאימות שוות זו לזו. ב .כל שתי זוויות מתחלפות שוות זו לזו. ג. סכום כל זוג זוויות חד-צדדיות הוא . 180 .17אלכסוני המלבן שווים זה לזה. .18שלושת חוצי הזוויות של משולש נחתכים בנקודה אחת ,שהיא מרכז המעגל החסום במשולש. .19בכל משולש אפשר לחסום מעגל. .21כל נקודה הנמצאת במרחקים שווים מקצות קטע ,נמצאת על האנך האמצעי לקטע. .21ניתן לחסום מרובע במעגל אם ורק אם סכום זוג זוויות נגדיות שווה ל. 180 - .22במעגל ,זווית היקפית שווה למחצית הזווית המרכזית הנשענת על אותה הקשת. .23המשיק למעגל מאונך לרדיוס בנקודת ההשקה. .24ישר המאונך לרדיוס בקצהו הוא משיק למעגל. .25שני משיקים למעגל היוצאים מאותה נקודה שווים זה לזה. .26קטע המחבר את מרכז המעגל לנקודה ממנה יוצאים שני משיקים למעגל ,חוצה את הזווית .27משפט דמיון ז.ז. .28משפט פיתגורס :במשולש ישר זווית ,סכום ריבועי הניצבים שווה לריבוע היתר. .29משפט פיתגורס ההפוך :משולש בו סכום ריבועי שתי צלעות שווה לריבוע הצלע השלישית הוא ישר זווית. .30במשולש ישר זווית התיכון ליתר שווה למחצית היתר. 7 .31משולש בו התיכון שווה למחצית הצלע אותה הוא חוצה הוא משולש ישר זווית. .32אם במשולש ישר זוית ,זוית חדה של , 30אז הניצב מול זוית זו שווה למחצית היתר. 8