עד כאן: מהו דלתון ומהן תכונותיו. עכשיו דבר אחד בלבד: לכתוב הוכחה.
במבחן לא שואלים «מהו דלתון». נותנים שרטוט ונתון, ומבקשים להוכיח.
שני כיוונים, ולא לבלבל ביניהם
להוכיח שמרובע הוא דלתון. אוספים שני זוגות של צלעות סמוכות שוות, או אלכסון אחד שמאונך לשני וחוצה אותו. לא צריך יותר.
להשתמש בדלתון שנתון. כל חמש התכונות עומדות לרשותכם כשורה אחת בהוכחה, בלי להוכיח אותן מחדש.
כל שורה בהוכחה היא שתי עמודות: טענה, ולידה נימוק. אין שורה בלי נימוק, ואין נימוק שאינו משפט שנלמד או נתון. «רואים בשרטוט» אינו נימוק.
נתון מרובע שבו האלכסונים מאונכים זה לזה. האם זה מספיק כדי לקבוע שהוא דלתון?
Show the answer and the solution
לא. אנכיות לבדה אינה מספיקה — צריך בנוסף שאחד האלכסונים יחצה את השני. בלי זה אפשר לצייר מרובע עם אלכסונים מאונכים שאינו דלתון כלל.
שלוש שורות שנראות נכונות ואינן.
אלה זוגות נגדיים — הם נותנים מקבילית. בדלתון כל זוג נפגש בקודקוד.
שני אלכסונים נחצים היו נותנים מעוין. בדלתון נחצה אחד בלבד — המשני, .
שתי צלעות (, ) וזווית שאינה ביניהן. הזווית נמצאת מול — הצלע הקטנה מבין השתיים — ולכן אין כאן משפט חפיפה. אילו הזווית הייתה מול הצלע הגדולה , למשל , זה היה משפט חפיפה צ.צ.ז.
בהוכחה כתוב: « ולכן ». מהו הנימוק המדויק?
Show the answer and the solution
«צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות». לזוויות הנימוק הוא «זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות». בכתיבת החפיפה סדר האותיות קובע מי מתאים למי, ולכן אסור לכתוב אותן בסדר אקראי.
Exercises
סדרה א — מההגדרה: שני זוגות של צלעות סמוכות
Exercise 1
במרובע נתון: וגם . הוכיחו: הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- — נתון
- — במשולש : מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות
- — נתון
- — במשולש : מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות — זו ההגדרה
Worked solution:
המשולש העליון
המשולש התחתון
שני הזוגות נפגשים בקודקוד — האחד ב-, השני ב- — ולכן הם סמוכים. שני זוגות של צלעות נגדיות שוות היו נותנים מקבילית, צורה אחרת לגמרי.
Exercise 2
במרובע נתון: וגם . הוכיחו: הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- — נתון
- — זוויות הבסיס במשולש שווה-שוקיים
- — נתון
- — הפרש של זוויות שוות: ו-
- — במשולש : מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות — זו ההגדרה
Worked solution:
המשולש העליון שווה-שוקיים
מפחיתים זוויות שוות מזוויות שוות
ולכן המשולש התחתון שווה-שוקיים גם הוא
החיסור הוא כל התרגיל. הזוויות הנתונות הן הזוויות השלמות של המרובע, והאלכסון חותך כל אחת מהן לשתיים — מה שנשאר אחרי החיסור הוא בדיוק מה שדרוש.
Exercise 3
במרובע נתון: וגם . הוכיחו: הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- — נתון
- — זוויות הבסיס במשולש שווה-שוקיים
- — נתון
- — הפרש של זוויות שוות: ו-
- — במשולש : מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות — זו ההגדרה
Worked solution:
צלעות שוות ⇐ זוויות שוות
חיסור
וחזרה מזוויות לצלעות
פעמיים אותו משפט, בשני הכיוונים: פעם ראשונה מצלעות שוות לזוויות שוות, ופעם שנייה מזוויות שוות לצלעות שוות. זהו הכלי שחוזר בכל התרגילים של הסדרה הזאת.
Exercise 4
במרובע נתון: , והנקודה נמצאת על האנך האמצעי של . הוכיחו: הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- — נתון
- נמצאת על האנך האמצעי של — נקודה שמרחקיה משני קצות קטע שווים נמצאת על האנך האמצעי שלו
- נמצאת על האנך האמצעי של — נתון
- — כל נקודה על האנך האמצעי של קטע נמצאת במרחקים שווים מקצותיו
- הישר הוא האנך האמצעי של — שתי נקודות שונות קובעות ישר אחד בלבד
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות — זו ההגדרה
Worked solution:
מהאנך האמצעי
שני זוגות סמוכים
בדרך קיבלנו מתנה: גם וגם יושבות על האנך האמצעי של , ולכן האלכסון עצמו הוא האנך האמצעי הזה. משם נובעות בבת אחת שלוש התכונות: , , ו- חוצה את זוויות הראש.
Exercise 5
במרובע נתון ו-. כך הוכיחו שהוא דלתון. שורה אחת שגויה — מצאו אותה
Show the answer and the solution
Answer: →
Worked solution:
מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות
הטענה נכונה, אבל הנימוק הפוך. הנתון הוא זוויות שוות, והמסקנה היא צלעות שוות — ולכן המשפט הוא «מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות». מי שמצטט את הכיוון ההפוך מניח את מה שהוא רוצה להוכיח.
סדרה ב — דרך החפיפה: האלכסון הראשי מחלק לשניים
Exercise 6
במרובע האלכסון חוצה את וגם את . הוכיחו: הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- — נתון: חוצה את
- — נתון: חוצה את
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה ז.צ.ז
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות — זו ההגדרה
Worked solution:
ז.צ.ז — זווית, צלע, זווית
שני זוגות בבת אחת, מאותה חפיפה
חפיפה אחת נותנת את שני הזוגות יחד. הצלע שבין שתי הזוויות היא , והיא משותפת לשני המשולשים — בלעדיה אין ז.צ.ז.
Exercise 7
במרובע נתון: , והאלכסון חוצה את . הוכיחו: הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- — נתון
- — נתון: חוצה את
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות — זו ההגדרה
Worked solution:
צ.ז.צ
הזוג השני, שלא היה נתון
הזווית חייבת להיות זו שבין שתי הצלעות. יושבת בין ל-, ו- בין ל- — לכן צ.ז.צ תקף. זווית אחרת לא הייתה מספיקה.
Exercise 8
בדלתון (, ) נבחרה נקודה על האלכסון . הוכיחו: .
Show the answer and the solution
- — נתון
- — נתון
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.צ.צ
- — זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות, שכן נמצאת על
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — הפרש של זוויות שוות: ו-
Worked solution:
צ.צ.צ — החפיפה הגדולה
צ.ז.צ — החפיפה הקטנה, בזכות הזווית שקיבלנו
חיסור
החפיפה הראשונה אינה נותנת את המבוקש — היא נותנת את הזווית שבלעדיה החפיפה השנייה בלתי אפשרית. זה הסדר שחוזר במבחן: קודם המשולשים הגדולים, אחר כך הקטנים.
Exercise 9
בדלתון (, ) נבחרה נקודה על האלכסון . הוכיחו: .
Show the answer and the solution
- — נתון
- — נתון
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.צ.צ
- — זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות, שכן נמצאת על
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
Worked solution:
החפיפה הגדולה נותנת את הזווית ב-
שלושת הנתונים
צ.ז.צ
הפעם החפיפה הראשונה עובדת דרך הקודקוד , ולא דרך . השאלה שמכריעה תמיד: איזו זווית מחלק האלכסון הראשי, ולאיזה משולש היא שייכת.
סדרה ג — דרך האלכסונים: מאונך וחוצה
Exercise 10
במרובע האלכסונים נחתכים בנקודה . נתון: וגם . הוכיחו: הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- — נתון
- — נתון:
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — נתון:
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות — זו ההגדרה
Worked solution:
המשולשים העליונים
והתחתונים
שני זוגות סמוכים
שימו לב מה לא נתון כאן: ש-. אילו גם האלכסון השני היה נחצה, היינו מקבלים מעוין. מילה אחת מפרידה בין שתי הצורות.
Exercise 11
במרובע האלכסונים נחתכים בנקודה . נתון: וגם . הוכיחו: הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- — נתון
- — נתון:
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — נתון:
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות — זו ההגדרה
Worked solution:
משמאל ומימין ל-, למעלה
ולמטה
הזוגות נפגשים ב- וב-
אותה הוכחה בדיוק כמו הקודמת, ורק שמות האותיות התחלפו. הכלל שכדאי לזכור: האלכסון הנחצה הוא תמיד המשני, והזוגות השווים נפגשים בקצות השני.
Exercise 12
בדלתון (, ) האלכסונים נחתכים בנקודה . הוכיחו: .
Show the answer and the solution
- — נתון
- — נתון
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.צ.צ
- — זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות, שכן נמצאת על
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
Worked solution:
צ.צ.צ — ומכאן שהאלכסון הראשי חוצה את
צ.ז.צ, במשולשים הקטנים
צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
אי אפשר לקפוץ ישר למשולשים הקטנים: בלי הזווית ב- אין בהם שלושה נתונים. הסדר הוא תמיד גדול, ואז קטן.
Exercise 13
במרובע האלכסונים נחתכים ב-. נתון: וגם . הוכיחו: .
Show the answer and the solution
- — נתון
- — נתון
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.צ.צ
- — זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — זוויות צמודות על הישר
- — שתי זוויות שוות שסכומן
- — זווית ישרה בין שני ישרים היא בדיוק מאונכות
Worked solution:
צ.צ.צ
זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות
שוות וצמודות
«שוות וצמודות ⇐ ישרות» היא התבנית שמוכיחה כל מאונכות בפרק הזה. ולשם כך צריך ששלוש הנקודות , , יהיו על ישר אחד — כאן זה נכון, כי אלכסון.
סדרה ד — דלתון בתוך דלתון
Exercise 14
בדלתון (, ) נבחרה נקודה על האלכסון . הוכיחו: מרובע הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- — נתון
- — נתון
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.צ.צ
- — זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות, שכן נמצאת על
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות: ו-
Worked solution:
צ.ז.צ
הזוג החדש, והזוג שכבר היה
הזוג התחתון עובר מהדלתון הישן לחדש בלי לעשות דבר. כל העבודה היא בזוג העליון — ו- יכולה לשבת בכל מקום על : הטענה נכונה תמיד.
Exercise 15
בדלתון (, ) הנקודה נמצאת על הצלע והנקודה על הצלע , כך ש-. הוכיחו: מרובע הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- — נתון
- — נתון
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.צ.צ
- — זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות, שכן על ו- על
- — נתון
- — משפט חפיפה ז.צ.ז
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות: ו-
Worked solution:
משפט חפיפה צ.צ.צ — ומכאן ש- חוצה את
הצלע בין שתי זוויות שוות
משפט חפיפה ז.צ.ז
שני זוגות של צלעות סמוכות שוות
החפיפה הגדולה נותנת את הזווית ליד , והנתון נותן את הזווית ליד . ביניהן יושבת הצלע המשותפת — ומכאן ז.צ.ז, ושני הזוגות בבת אחת.
Exercise 16
בדלתון (, ) האלכסונים נחתכים ב-. על המשך האלכסון סומנו הנקודה (מעבר ל-) והנקודה (מעבר ל-), כך ש-. הוכיחו: מרובע הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- הישר הוא האנך האמצעי של — בדלתון האלכסון הראשי מאונך למשני וחוצה אותו
- — חוצה את
- — נתון
- — סכומים שווים: ו-
- — ו- נמצאות על הישר , ו-
- הישר הוא האנך האמצעי של — מאונך ל- ועובר באמצעו
- — נמצאת על האנך האמצעי של
- — נמצאת על האנך האמצעי של
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות — זו ההגדרה
Worked solution:
סכומים שווים
ולכן הוא האנך האמצעי גם של
כל נקודה עליו שווה-מרחק מ- ומ-
אפשר היה לעשות את זה בארבע חפיפות. האנך האמצעי חוסך את כולן: ברגע שיודעים שישר אחד מאונך לקטע ועובר באמצעו, כל נקודה עליו נמצאת במרחקים שווים מהקצוות.
Exercise 17
בדלתון (, ) האלכסונים נחתכים ב-. הנקודות ו- נמצאות על האלכסון , והנקודות ו- על האלכסון , כך ש-. הוכיחו: מרובע הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- — בדלתון האלכסונים מאונכים זה לזה
- — בדלתון האלכסון הראשי חוצה את המשני
- — נתון
- — הפרשים שווים: ו-
- — נמצאת על , ו- ו- על
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — נמצאת על , ו- ו- על
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות: ו-
Worked solution:
הפרשים שווים
צ.ז.צ, סביב הזווית הישרה
ואותו דבר למטה
ההוכחה הארוכה בפרק, וכולה חזרה על אותו מהלך פעמיים. שתי התכונות שנלקחות כאן מהדלתון הנתון — האנכיות והחצייה — הן בדיוק שתי התכונות שצריך כדי להוכיח שדלתון חדש נוצר.
סדרה ה — דלתון מתוך משולש ומתוך ריבוע
Exercise 18
במשולש שווה-שוקיים (), הנקודה היא אמצע הבסיס . על הצלע סומנה הנקודה ועל הצלע סומנה הנקודה , כך ש-. הוכיחו: מרובע הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- — נתון
- — זוויות הבסיס במשולש שווה-שוקיים
- — נתון: אמצע
- — נתון
- — משפט חפיפה ז.צ.ז
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — הפרשים שווים: ו-
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות: ו-
Worked solution:
ז.צ.ז — שתי הזוויות והצלע שביניהן
הפרשים שווים
והזוג התחתון ישירות מהחפיפה
החפיפה נותנת כאן שני דברים: את ישירות, ואת שמוביל אל בחיסור. תמיד כדאי לשאול «מה עוד יצא לי מהחפיפה הזאת».
Exercise 19
במשולש שווה-שוקיים () העבירו את חוצי זוויות הבסיס: (כאשר על ) ו- (כאשר על ). הם נחתכים בנקודה . הוכיחו: מרובע הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- — נתון
- — זוויות הבסיס במשולש שווה-שוקיים
- — מחציות של זוויות שוות שוות זו לזו
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה ז.צ.ז
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — הפרשים שווים: ו-
- — במשולש : מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות
- — הפרשים שווים: ו-
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות: ו-
Worked solution:
ז.צ.ז, על הבסיס המשותף
הזוג העליון
הזוג התחתון — שני חיסורים
שימו לב לשמות בחפיפה: , ולכן מתאימה ל- ו- ל-. מי שכותב מקבל התאמה אחרת לגמרי, ומסקנות שגויות.
Exercise 20
בריבוע סומנה הנקודה על הצלע והנקודה על הצלע , כך ש-. הוכיחו: מרובע הוא דלתון.
מרובע הוא דלתון
Show the answer and the solution
- — נתון
- — בריבוע כל הצלעות שוות
- — הפרשים שווים: ו-
- — בריבוע כל הצלעות שוות
- — בריבוע כל הזוויות ישרות
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- מרובע הוא דלתון — שני זוגות של צלעות סמוכות שוות: ו-
Worked solution:
מה שנשאר מהצלעות
צ.ז.צ, סביב הזווית הישרה
הזוג התחתון
הריבוע הוא רק המקור לנתונים — בהוכחה עצמה משתמשים בו שלוש פעמים בלבד: , , ושתי הזוויות הישרות. כל השאר הוא חיסור וחפיפה, כמו בכל הסדרה.
Exercise 21
במשולש שווה-שוקיים (), הנקודה היא אמצע הבסיס . על הצלע סומנה ועל הצלע סומנה , כך ש-. הקטע חותך את בנקודה . הוכיחו: .
Show the answer and the solution
- — נתון
- — נתון
- — נתון: אמצע
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.צ.צ
- — זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות, שכן נמצאת על
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — זוויות צמודות על הישר
- — שתי זוויות שוות שסכומן
- — זווית ישרה בין שני ישרים היא בדיוק מאונכות
Worked solution:
צ.צ.צ — ומכאן ש- חוצה את
צ.ז.צ
שוות וצמודות
זו התכונה שפותחת את כל הפרק, מוכחת מהתחלה: האלכסון הראשי מאונך למשני. לא «יוצר איתו זוויות», אלא מאונך לו — וזה מה שמתירים לכתוב בשורה אחת בכל תרגיל אחר.
Exercise 22
לפני שכותבים: מה מבקשת השאלה? מיינו.
Show the answer and the solution
Answer: נתון ו-. הוכיחו: דלתון. — להוכיח שזה דלתון · בדלתון האלכסונים נחתכים ב-. הוכיחו: . — להשתמש בדלתון נתון · נתון ו-. הוכיחו: דלתון. — להוכיח שזה דלתון · בדלתון הנקודה על . הוכיחו: . — להשתמש בדלתון נתון
Worked solution:
בכיוון הראשון אוספים שני זוגות סמוכים, או אלכסון מאונך וחוצה
בכיוון השני כל תכונה היא שורה עם נימוק
המילה «בדלתון» בתחילת השאלה אומרת: הדלתון נתון. «הוכיחו ש... דלתון»: צריך להוכיח אותו.
Exercise 23
בדלתון הוכיחו ש-. שורה אחת שגויה — מצאו אותה.
Show the answer and the solution
Answer: →
Worked solution:
שלוש צלעות, ואף זווית
השורה המתוקנת
שלוש צלעות שוות בהתאמה, ואף זווית: זה צ.צ.צ. צ.ז.צ דורש זווית בין שתי הצלעות.
Exercise 24
בדלתון (, ) הנקודה על האלכסון . סדרו את שורות ההוכחה ש-.
Show the answer and the solution
Answer: — צ.צ.צ · — זוויות מתאימות במשולשים חופפים · — צ.ז.צ (, הזווית, משותפת) · — זוויות מתאימות במשולשים חופפים
Worked solution:
צ.צ.צ: הדלתון נתון
נובע מהחפיפה הראשונה
צ.ז.צ: צריך את הזווית שבשורה הקודמת
נובע מהחפיפה השנייה
כל שורה נשענת על הקודמת: בלי החפיפה הגדולה אין זווית שווה ב-, ובלי הזווית אין צ.ז.צ.