שני משולשים חופפים הם אותו משולש בדיוק. אם נגזור אחד ונניח אותו על השני, הם יתכסו לגמרי.
לכן כל שלוש הצלעות שוות בהתאמה, וגם כל שלוש הזוויות. השאלה היא כמה צריך לדעת כדי להיות בטוחים בזה.
זה הרעיון של כל הפרק: לא צריך לבדוק את כל שש ההתאמות. שלוש מספיקות, ובלבד שהן הנכונות.
כמה נתונים מסומנים בכל אחד מהמשפטים שבאנימציה?
Show the answer and the solution
שלושה. שלושה נתונים מהסוג הנכון מספיקים. יש גם משפט רביעי, צ.צ.ז, ונראה אותו בהמשך עם שרטוט משלו.
הסימן, וסדר האותיות
חפיפה נכתבת בסימן . אבל החשוב באמת הוא סדר האותיות.
השורה אומרת מי מתאים למי: האות הראשונה לראשונה, השנייה לשנייה, השלישית לשלישית.
הקודקוד הראשון
הקודקוד השני
הקודקוד השלישי
זו מוסכמת כתיבה, לא חוק מתמטי. תלמיד שגדל בארץ קלט אותה בלי שהסבירו לו. מי שלא קלט אותה יקרא כל תרגיל חפיפה לא נכון.
שש השוויונות שנובעות מחפיפה אחת
משורה אחת של חפיפה שולפים מיד שישה שוויונות: שלוש צלעות ושלוש זוויות.
כל צלע בנויה משתי אותיות. מחפשים את אותם מקומות במשולש השני.
הטעות שמפילה את כל התרגיל, והיא לא קשורה לגאומטריה.
סופרים לפי המקום באותיות: ראשון ו- ראשון, שני ו- שני. לא לפי דמיון בין האותיות, ולא לפי הציור.
נתון . לאיזו צלע שווה ?
Show the answer and the solution
. במקום השלישי ו- במקום השלישי. במקום הראשון ו- במקום הראשון.
ארבעת משפטי החפיפה — כמו בכרטיס במחברת
אלה ארבעת המשפטים שבעזרתם מוכיחים חפיפה, בניסוח שכותבים בטור הנימוק. כדאי לדעת אותם בעל פה.
משפט חפיפה צ.צ.צ — צלע, צלע, צלע. שני משולשים השווים בהתאמה בשלוש צלעותיהם — חופפים.
משפט חפיפה צ.ז.צ — צלע, זווית, צלע. שני משולשים השווים בהתאמה בשתי צלעות ובזווית הכלואה ביניהן — חופפים.
משפט חפיפה ז.צ.ז — זווית, צלע, זווית. שני משולשים השווים בהתאמה בשתי זוויות ובצלע שביניהן — חופפים.
משפט חפיפה צ.צ.ז — צלע, צלע, זווית. שני משולשים השווים בהתאמה בשתי צלעות ובזווית שמול הגדולה מבין שתי הצלעות — חופפים.
בשני משולשים שתי זוויות שוות בהתאמה, וגם הצלע שביניהן. לפי איזה משפט הם חופפים?
Show the answer and the solution
ז.צ.ז: זווית, צלע, זווית. הצלע כלואה בין שתי הזוויות.
למה במשפט הרביעי הזווית חייבת להיות מול הצלע הגדולה
ננסה לבנות משולש מנתונים כאלה: צלע , ובקודקוד זווית של .
הקודקוד השלישי יושב על הקרן שיוצאת מ-. ידוע עליו רק מרחקו מ-: הצלע שמול .
צלע קטנה מ-: שתי נקודות על הקרן, ושני משולשים שאינם חופפים. צלע גדולה מ-: נקודה אחת, ומשולש אחד.
הכלל: שתי צלעות וזווית שאינה כלואה מספיקות לחפיפה רק כשהזווית מול הצלע הגדולה מבין השתיים.
זווית ישרה או קהה נמצאת תמיד מול הצלע הגדולה ביותר במשולש. לכן עם זווית כזאת צ.צ.ז חל תמיד.
בשני משולשים נתון: , ו-. האם המשולשים חופפים?
Show the answer and the solution
כן, לפי משפט חפיפה צ.צ.ז. הזווית נמצאת מול הצלע , והיא הגדולה מבין שתי הצלעות הנתונות. אילו הזווית הייתה מול הצלע שאורכה 6, לא היה אפשר להסיק חפיפה.
משפט החפיפה צ.ז.צ
כדי להוכיח חפיפה מספיקים שלושה שוויונות, אם הם מהסוג הנכון. המשפט שמופיע כמעט בכל תרגיל הוא צ.ז.צ.
צ.ז.צ: צלע, זווית, צלע. שתי צלעות שוות בהתאמה, וגם הזווית הכלואה ביניהן שווה: המשולשים חופפים.
המילה החשובה היא כלואה: הזווית שבין שתי הצלעות. זה מה ששם המשפט אומר: צלע, זווית, צלע.
דוגמה: במשולש שווה שוקיים (כלומר ), הנקודה נמצאת על כך ש- הוא חוצה זווית . הוכיחו ש-.
— המשולש שווה שוקיים
חוצה את זווית
נתון — צלע
חוצה זווית — זווית
צלע משותפת לשני המשולשים — צלע
משפט חפיפה צ.ז.צ
שימו לב שהזווית באמצע היא בדיוק זו שבין שתי הצלעות שרשמנו — לכן מותר לנו צ.ז.צ. אילו הייתה זו זווית אחרת, המשפט לא היה חל.
שימו לב לצלע המשותפת : היא בשני המשולשים, ולכן שווה לעצמה. בלי השורה הזאת ההוכחה חסרה: צריך שלושה שוויונות, לא שניים.
ובסוף כל הוכחה, שורת הסיכום בסדר אותיות נכון. כאן מול , ו- מול :
מה פירוש «המשולשים חופפים»?
Show the answer and the solution
שהם זהים בדיוק — כל צלע מול צלע שווה וכל זווית מול זווית שווה. אפשר להניח אחד על השני והם יתלכדו.
צ.ז.צ — מה בדיוק דורש התנאי?
Show the answer and the solution
שתי צלעות והזווית שביניהן. זווית שאינה ביניהן אינה נותנת צ.ז.צ. היא נותנת חפיפה רק לפי משפט חפיפה צ.צ.ז, וגם זה רק כשהיא מול הגדולה מבין שתי הצלעות — מול הקטנה יש דוגמאות נגדיות.
Exercises
Exercise 1
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו צלע שווה הצלע ?
Show the answer and the solution
Answer: D
Worked solution:
מתאימים כל אות לפי מיקומה
ולכן הצלעות שוות
M הוא הקודקוד הראשון ו-O הקודקוד השני — אז מחפשים את אותם מיקומים במשולש השני.
Exercise 2
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו זווית שווה הזווית ?
Show the answer and the solution
Answer: A
Worked solution:
שניהם הקודקוד השני
בזוויות זה עוד יותר פשוט: אות אחת מול אות אחת, לפי המיקום בלבד.
Exercise 3
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו צלע שווה הצלע ?
Show the answer and the solution
Answer: B
Worked solution:
מתאימים כל אות לפי מיקומה
ולכן הצלעות שוות
M הוא הקודקוד השני ו-G הקודקוד השלישי — אז מחפשים את אותם מיקומים במשולש השני.
Exercise 4
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו זווית שווה הזווית ?
Show the answer and the solution
Answer: B
Worked solution:
שניהם הקודקוד השלישי
בזוויות זה עוד יותר פשוט: אות אחת מול אות אחת, לפי המיקום בלבד.
Exercise 5
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו צלע שווה הצלע ?
Show the answer and the solution
Answer: C
Worked solution:
מתאימים כל אות לפי מיקומה
ולכן הצלעות שוות
B הוא הקודקוד השלישי ו-A הקודקוד הראשון — אז מחפשים את אותם מיקומים במשולש השני.
Exercise 6
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו זווית שווה הזווית ?
Show the answer and the solution
Answer: A
Worked solution:
שניהם הקודקוד הראשון
בזוויות זה עוד יותר פשוט: אות אחת מול אות אחת, לפי המיקום בלבד.
Exercise 7
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו צלע שווה הצלע ?
Show the answer and the solution
Answer: C
Worked solution:
מתאימים כל אות לפי מיקומה
ולכן הצלעות שוות
C הוא הקודקוד הראשון ו-D הקודקוד השני — אז מחפשים את אותם מיקומים במשולש השני.
Exercise 8
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו זווית שווה הזווית ?
Show the answer and the solution
Answer: B
Worked solution:
שניהם הקודקוד השני
בזוויות זה עוד יותר פשוט: אות אחת מול אות אחת, לפי המיקום בלבד.
Exercise 9
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו צלע שווה הצלע ?
Show the answer and the solution
Answer: B
Worked solution:
מתאימים כל אות לפי מיקומה
ולכן הצלעות שוות
S הוא הקודקוד השני ו-A הקודקוד השלישי — אז מחפשים את אותם מיקומים במשולש השני.
Exercise 10
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו זווית שווה הזווית ?
Show the answer and the solution
Answer: B
Worked solution:
שניהם הקודקוד השלישי
בזוויות זה עוד יותר פשוט: אות אחת מול אות אחת, לפי המיקום בלבד.
Exercise 11
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו צלע שווה הצלע ?
Show the answer and the solution
Answer: D
Worked solution:
מתאימים כל אות לפי מיקומה
ולכן הצלעות שוות
E הוא הקודקוד השלישי ו-D הקודקוד הראשון — אז מחפשים את אותם מיקומים במשולש השני.
Exercise 12
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו זווית שווה הזווית ?
Show the answer and the solution
Answer: B
Worked solution:
שניהם הקודקוד הראשון
בזוויות זה עוד יותר פשוט: אות אחת מול אות אחת, לפי המיקום בלבד.
Exercise 13
כמה שוויונות אפשר לרשום מתוך שורת חפיפה אחת של שני משולשים?
Show the answer and the solution
Answer: 6
Worked solution:
שלוש צלעות שוות בהתאמה
ושלוש זוויות שוות בהתאמה
שש בסך הכול. שורה אחת של חפיפה שווה שש שורות של נתונים — זה מה שהופך אותה לכל כך שימושית בהוכחות.
Exercise 14
מה פירוש ראשי התיבות צ.ז.צ?
Show the answer and the solution
Answer: A צלע, זווית, צלע — והזווית כלואה בין שתי הצלעות
Worked solution:
הסדר בשם המשפט הוא הסדר בצורה
הזווית חייבת להיות כלואה — זו שבין שתי הצלעות. עם זווית אחרת המשפט פשוט לא חל.
Exercise 15
בשני משולשים יש צלע משותפת. מה רושמים עליה בטבלת ההוכחה?
Show the answer and the solution
Answer: C שהיא שווה לעצמה, בנימוק «צלע משותפת»
Worked solution:
הצלע מופיעה בשני המשולשים, ולכן שווה לעצמה
זה נראה מיותר, אבל בלי השורה הזאת יש רק שני שוויונות — ומשפט חפיפה דורש שלושה.
Exercise 16
נתון . תלמיד רשם . איפה הטעות?
Show the answer and the solution
Answer: D הוא התאים לפי דמיון בין האותיות ולא לפי מיקומן
Worked solution:
לפי המיקום בשורת החפיפה
זו התשובה הנכונה
המיקום באותיות הוא הדבר היחיד שקובע. לא הדמיון בין האותיות, ולא איך שהמשולש מצויר.
Exercise 17
בשני משולשים סומנו: שלוש הצלעות של האחד שוות לשלוש הצלעות של השני. לפי איזה משפט הם חופפים?
Show the answer and the solution
Answer: D צ.צ.צ
Worked solution:
שלוש צלעות מול שלוש צלעות — בלי אף זווית
שלוש צלעות קובעות משולש אחד ויחיד — זהו בדיוק משפט צ.צ.צ.
Exercise 18
בשני משולשים סומנו: שתי צלעות שוות בהתאמה, וגם הזווית שבין שתי הצלעות. לפי איזה משפט הם חופפים?
Show the answer and the solution
Answer: B צ.ז.צ
Worked solution:
שתי צלעות — והזווית המסומנת כלואה ביניהן
המילה הקובעת היא כלואה: הזווית נמצאת בין שתי הצלעות המסומנות, ולכן זה צ.ז.צ.
Exercise 19
בשני משולשים סומנו שתי צלעות שוות, וזווית שאינה נמצאת בין שתי הצלעות אלא מול אחת מהן. האם מותר להסיק חפיפה לפי צ.ז.צ?
Show the answer and the solution
Answer: B לא — צ.ז.צ דורש שהזווית תהיה כלואה בין הצלעות
Worked solution:
הזווית המסומנת נמצאת מול צלע, ולא בין שתי הצלעות המסומנות — לכן אין כאן צ.ז.צ
צ.ז.צ דורש זווית כלואה. שתי צלעות וזווית שמול אחת מהן הן נתונים של משפט אחר, משפט חפיפה צ.צ.ז — והוא חל רק כשהזווית מול הגדולה מבין שתי הצלעות. כשהזווית מול הקטנה, ייתכנו שני משולשים שונים.
Exercise 20
נתונה מקבילית והאלכסון . הוכיחו: .
Show the answer and the solution
- — הצלעות הנגדיות במקבילית שוות
- — הצלעות הנגדיות במקבילית שוות
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.צ.צ
Worked solution:
הצלעות הנגדיות במקבילית שוות
צלע משותפת לשני המשולשים
משפט חפיפה צ.צ.צ
שימו לב לסדר האותיות: , , . הקודקוד של המשולש הראשון מתאים לקודקוד של השני, כי מולו נמצאת אותה צלע, .
Exercise 21
הנקודות ו- נמצאות באותו צד של הקטע , כך ש- ו-. הקטעים ו- נחתכים בנקודה . הוכיחו: .
Show the answer and the solution
- — נתון
- — נתון
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — במשולש ישר-זווית היתר גדול מכל אחד מהניצבים
- — משפט חפיפה צ.צ.ז
- — זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — במשולש : מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות
Worked solution:
שתי צלעות, וזווית שאינה כלואה ביניהן
הזווית הישרה מונחת מול היתר , הגדולה מבין שתי הצלעות
משפט חפיפה צ.צ.ז
זוויות מתאימות, ואז מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות
זה המקרה השכיח ביותר של המשפט הרביעי: זווית ישרה מונחת תמיד מול היתר, והיתר הוא הצלע הגדולה במשולש. לכן שני משולשים ישרי-זווית עם יתר שווה וניצב שווה חופפים תמיד. שימו לב לסדר האותיות: , , .
Exercise 22
התאימו כל מקרה למה שהוא אומר
Show the answer and the solution
Answer: — הקודקוד הראשון · — הקודקוד השני · — הקודקוד השלישי
Worked solution:
כל זוג כאן הופיע בשיעור — ההתאמה היא בדיוק מה שהטבלה הראתה.
Exercise 23
נתון . במשולש : ס״מ, ס״מ ו-. השלימו.
____ ס״מ, ו- ____ מעלות
Show the answer and the solution
Answer: 8 ס״מ, ו- 40 מעלות
Worked solution:
לפי מקום האותיות בשורת החפיפה
האות השנייה והשלישית — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
האות השלישית — זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות
היא האות השלישית בשם , ולכן היא מתאימה ל- ולא ל-. מי שכתב 6 התאים לפי האלפבית ולא לפי הסדר.
Exercise 24
בשני המשולשים ו- ידועים הנתונים שבכל כרטיס. מיינו: האם הם מספיקים כדי לקבוע ש-?
Show the answer and the solution
Answer: , , — מספיק לחפיפה · , , — מספיק לחפיפה · , , — מספיק לחפיפה · , , , וגם — מספיק לחפיפה · , , — לא מספיק · , , , וגם — לא מספיק · ו- בלבד — לא מספיק
Worked solution:
שלושת הכרטיסים הראשונים
בכרטיס הרביעי ובשישי הזווית אינה כלואה — היא מול
מול הצלע הגדולה — חפיפה; מול הקטנה — לא בהכרח
ז.ז.ז נותן אותה צורה בלי אותו גודל, ושני זוגות צלעות לבדם הם רק שני נתונים — צריך שלושה. שתי צלעות וזווית שאינה כלואה מספיקות רק כשהזווית מול הגדולה מבין שתי הצלעות.
Exercise 25
נתון . תלמיד רשם ארבעה שוויונות. שורה אחת שגויה — מצאו אותה
Show the answer and the solution
Answer: →
Worked solution:
ההתאמה לפי מקום האותיות
האות הראשונה והשלישית בשני השמות
הצלע בנויה מהאות הראשונה ומהשלישית, ולכן היא מתאימה ל- — הראשונה והשלישית בשם . הצלע כבר שימשה בשורה הראשונה.
Exercise 26
אם , אז ההיקפים של שני המשולשים שווים.
Show the answer and the solution
Answer: True
Worked solution:
כל צלע שווה לצלע המתאימה לה
נכון. משולשים חופפים הם אותו משולש בדיוק, ולכן גם ההיקף והשטח שלהם שווים.
Exercise 27
שני משולשים שההיקפים שלהם שווים הם בהכרח חופפים.
Show the answer and the solution
Answer: False
Worked solution:
היקף 12 בשני המשולשים
לא נכון. למשולש שצלעותיו 3, 4, 5 ולמשולש שווה צלעות שצלעו 4 יש אותו היקף, אבל צורה אחרת. ההיקף הוא מספר אחד, וחפיפה דורשת שלושה נתונים מהסוג הנכון.
Exercise 28
נתון . שורה אחת שגויה — מצאו אותה
Show the answer and the solution
Answer: →
Worked solution:
לפי המקום בשורה
במקום השני, ולכן היא מתאימה ל-, האות השנייה. שייכת ל-, ושם השורה האחרונה נכונה.
Exercise 29
מיינו: אילו נתונים מבטיחים ששני משולשים חופפים?
Show the answer and the solution
Answer: שלוש צלעות שוות בהתאמה — חופפים בהכרח · שתי צלעות והזווית הכלואה ביניהן — חופפים בהכרח · שתי זוויות והצלע שביניהן — חופפים בהכרח · שתי צלעות והזווית שמול הגדולה מביניהן — חופפים בהכרח · שלוש זוויות שוות בהתאמה — לא בהכרח · שתי צלעות והזווית שמול הקטנה מביניהן — לא בהכרח
Worked solution:
ארבעת משפטי החפיפה
שלוש זוויות נותנות רק אותה צורה, בכל גודל. וזווית מול הצלע הקטנה יכולה לתת שני משולשים שונים.
Exercise 30
בונים משולש : , , והצלע שמול היא . כמה משולשים שונים מתאימים לנתונים?
Show the answer and the solution
Answer: 2
Worked solution:
הזווית מול הצלע הקטנה
המעגל ברדיוס 4 סביב פוגש את הקרן פעמיים
שני משולשים, ו-, והם אינם חופפים. מי שענה 1 שכח את הנקודה הקרובה ל-.
Exercise 31
בונים משולש : , ו-. יש משולש אחד בלבד שמתאים לנתונים.
Show the answer and the solution
Answer: True
Worked solution:
הזווית מול הצלע הגדולה
נכון. על הקרן יש נקודה אחת במרחק 7 מ-. הנקודה השנייה נופלת מאחורי , שם הזווית היא . זה בדיוק התנאי של צ.צ.ז.