אחרי גובה, תיכון וחוצה זווית — הנה הקטע המיוחד הרביעי: קטע אמצעים.
שלושת הקטעים הקודמים יוצאים מקודקוד. קטע אמצעים לא: הוא מחבר שתי נקודות אמצע של שתי צלעות.
ארבע התכונות
שתי התכונות הראשונות הן ההגדרה: הקטע חוצה את שתי הצלעות.
שתי האחרונות הן החידוש: הקטע מקביל לצלע השלישית, ואורכו חצי ממנה.
נמתח את המשולש ונעשה אותו גבוה ודק מאוד. האם עדיין יהיה בדיוק חצי מ-?
Show the answer and the solution
כן, תמיד. ההוכחה משתמשת רק בשתי נקודות האמצע. צורת המשולש לא מופיעה בה, ולכן היא לא משנה את התוצאה.
המשולש השתנה מעבר להכרה, והתכונות לא זזו. הן נובעות רק מכך שחיברנו שתי נקודות אמצע.
קטע אמצעים במשולש , ו-. כמה זה ?
Show the answer and the solution
70°. , ולכן ו- הן זוויות מתאימות.
הקשר לדמיון
מי שלמד דמיון משולשים יזהה: המשולש הקטן דומה למשולש .
יחס הדמיון הוא בדיוק . ומה עם השטח?
הטעות שנובעת ישירות מכך.
הצלעות הן חצי, אבל השטח הוא חצי בריבוע — כלומר רבע. זה בדיוק הכלל מפרק הדמיון.
ובכיוון ההפוך — איך מוכיחים שקטע הוא קטע אמצעים
עד עכשיו ידענו שהקטע הוא קטע אמצעים, והסקנו תכונות. עכשיו הכיוון ההפוך: נתון קטע במשולש, ורוצים להוכיח שהוא קטע אמצעים.
מספיק להראות שתיים מתוך ארבע התכונות. אבל יש צירוף אחד, ורק אחד, שאינו מספיק.
הצירוף שאינו עובד
«חוצה צלע אחת» ו«שווה למחצית הצלע שממול»: הצירוף הזה אינו מספיק.
שתי התכונות קובעות מאיפה הקטע יוצא ומה אורכו. הן לא קובעות את כיוונו.
כל צירוף שעובד קובע גם את הכיוון: דרך ההקבלה, או דרך נקודת האמצע השנייה.
Exercises
Exercise 1
במשולש, הצלע שממול לקטע האמצעים היא 12 ס״מ. מה אורך קטע האמצעים?
Show the answer and the solution
Answer: 6
Worked solution:
קטע אמצעים הוא מחצית הצלע שממול
זו התכונה השלישית, והיא נכונה בכל משולש בלי יוצא מן הכלל.
Exercise 2
במשולש, קטע האמצעים באורך 6 ס״מ. מה אורך הצלע שממולו?
Show the answer and the solution
Answer: 12
Worked solution:
הכיוון ההפוך — כופלים בשתיים
כמו התיכון ליתר, גם כאן התכונה עובדת בשני הכיוונים.
Exercise 3
במשולש, הצלע שממול לקטע האמצעים היא 20 ס״מ. מה אורך קטע האמצעים?
Show the answer and the solution
Answer: 10
Worked solution:
קטע אמצעים הוא מחצית הצלע שממול
זו התכונה השלישית, והיא נכונה בכל משולש בלי יוצא מן הכלל.
Exercise 4
במשולש, קטע האמצעים באורך 10 ס״מ. מה אורך הצלע שממולו?
Show the answer and the solution
Answer: 20
Worked solution:
הכיוון ההפוך — כופלים בשתיים
כמו התיכון ליתר, גם כאן התכונה עובדת בשני הכיוונים.
Exercise 5
במשולש, הצלע שממול לקטע האמצעים היא 7 ס״מ. מה אורך קטע האמצעים?
Show the answer and the solution
Answer: 3.5
Worked solution:
קטע אמצעים הוא מחצית הצלע שממול
זו התכונה השלישית, והיא נכונה בכל משולש בלי יוצא מן הכלל.
Exercise 6
במשולש, קטע האמצעים באורך 3.5 ס״מ. מה אורך הצלע שממולו?
Show the answer and the solution
Answer: 7
Worked solution:
הכיוון ההפוך — כופלים בשתיים
כמו התיכון ליתר, גם כאן התכונה עובדת בשני הכיוונים.
Exercise 7
במשולש, הצלע שממול לקטע האמצעים היא 30 ס״מ. מה אורך קטע האמצעים?
Show the answer and the solution
Answer: 15
Worked solution:
קטע אמצעים הוא מחצית הצלע שממול
זו התכונה השלישית, והיא נכונה בכל משולש בלי יוצא מן הכלל.
Exercise 8
במשולש, קטע האמצעים באורך 15 ס״מ. מה אורך הצלע שממולו?
Show the answer and the solution
Answer: 30
Worked solution:
הכיוון ההפוך — כופלים בשתיים
כמו התיכון ליתר, גם כאן התכונה עובדת בשני הכיוונים.
Exercise 9
במשולש, הצלע שממול לקטע האמצעים היא 15 ס״מ. מה אורך קטע האמצעים?
Show the answer and the solution
Answer: 7.5
Worked solution:
קטע אמצעים הוא מחצית הצלע שממול
זו התכונה השלישית, והיא נכונה בכל משולש בלי יוצא מן הכלל.
Exercise 10
במשולש, קטע האמצעים באורך 7.5 ס״מ. מה אורך הצלע שממולו?
Show the answer and the solution
Answer: 15
Worked solution:
הכיוון ההפוך — כופלים בשתיים
כמו התיכון ליתר, גם כאן התכונה עובדת בשני הכיוונים.
Exercise 11
במשולש, הצלע שממול לקטע האמצעים היא 9 ס״מ. מה אורך קטע האמצעים?
Show the answer and the solution
Answer: 4.5
Worked solution:
קטע אמצעים הוא מחצית הצלע שממול
זו התכונה השלישית, והיא נכונה בכל משולש בלי יוצא מן הכלל.
Exercise 12
במשולש, קטע האמצעים באורך 4.5 ס״מ. מה אורך הצלע שממולו?
Show the answer and the solution
Answer: 9
Worked solution:
הכיוון ההפוך — כופלים בשתיים
כמו התיכון ליתר, גם כאן התכונה עובדת בשני הכיוונים.
Exercise 13
במה שונה קטע אמצעים מגובה, תיכון וחוצה זווית?
Show the answer and the solution
Answer: D הוא אינו יוצא מקודקוד אלא מחבר שתי נקודות אמצע
Worked solution:
שני קצותיו הם נקודות אמצע
שלושת הקטעים האחרים יוצאים כולם מקודקוד. זה ההבדל המבני, ושווה לזכור אותו.
Exercise 14
מה היחס בין קטע האמצעים לצלע שממולו מבחינת כיוון?
Show the answer and the solution
Answer: D הם מקבילים
Worked solution:
התכונה הרביעית
וזה נכון בכל משולש, בלי קשר לצורתו. אפשר לראות זאת בכלי: הקטעים אף פעם לא נוטים זה מול זה.
Exercise 15
קטע אמצעים יוצר משולש קטן בתוך המשולש. איזה חלק מהשטח הוא תופס?
Show the answer and the solution
Answer: D רבע
Worked solution:
יחס הדמיון — הצלעות הן חצי
ויחס השטחים הוא היחס בריבוע
זו בדיוק חוקיות הדמיון: הצלעות פי חצי, השטח פי רבע. הטעות הטבעית היא לענות «חצי».
Exercise 16
במשולש שצלעותיו 10, 12 ו-16 ס״מ — מהו היקף המשולש הקטן שנוצר משלושת קטעי האמצעים?
Show the answer and the solution
Answer: 19
Worked solution:
כל קטע אמצעים הוא מחצית הצלע שממולו
ומחברים
אפשר גם ישר: היקף המשולש הקטן הוא מחצית ההיקף הגדול — . זה נובע מיחס הדמיון.
Exercise 17
כמה מתוך ארבע התכונות מספיק להראות כדי להוכיח שקטע הוא קטע אמצעים?
Show the answer and the solution
Answer: 2
Worked solution:
שתי תכונות מספיקות
שתיים מספיקות — למעט צירוף אחד יחיד, שאינו קובע את כיוון הקטע.
Exercise 18
איזה צירוף של שתי תכונות אינו מספיק כדי להוכיח שקטע הוא קטע אמצעים?
Show the answer and the solution
Answer: A חוצה צלע אחת + שווה למחצית הצלע שממול
Worked solution:
שתי התכונות קובעות מוצא ואורך
ולכן אפשר לסובב את הקטע
זה הצירוף היחיד שמשאיר את הכיוון חופשי. כל שאר הצירופים קובעים גם אותו — דרך ההקבלה או דרך נקודת האמצע השנייה.
Exercise 19
מדוע דווקא הצירוף הזה נכשל?
Show the answer and the solution
Answer: D כי הוא קובע מוצא ואורך, אבל לא כיוון
Worked solution:
שומר על שתי התכונות
אפשר לסובב את הקטע סביב נקודת האמצע: אורכו לא משתנה והמוצא לא משתנה — אבל הקצה השני כבר לא נופל על אמצע הצלע.
Exercise 20
במשולש , הנקודה היא אמצע והנקודה היא אמצע . הוכיחו כי .
Show the answer and the solution
- אמצע — נתון
- אמצע — נתון
- — נקודת אמצע מחלקת את הצלע לשני חלקים שווים
- — נקודת אמצע מחלקת את הצלע לשני חלקים שווים
- — זווית משותפת לשני המשולשים
- — משפט דמיון צ.ז.צ
- — זוויות מתאימות במשולשים דומים שוות
- — אם זוויות מתאימות שוות — הישרים מקבילים
Worked solution:
שני יחסים שווים סביב הזווית
צ.ז.צ בדמיון
מתאימות שוות
שימו לב לכיוון: השתמשנו בזוויות המתאימות הפוך מהרגיל — לא «מקבילים ולכן שוות», אלא «שוות ולכן מקבילים».
Exercise 21
במשולש נתון ש- היא אמצע , וש- ( על ). הוכיחו כי היא אמצע .
אמצע
Show the answer and the solution
- אמצע — נתון
- — נתון
- — נקודת אמצע מחלקת את הצלע לשני חלקים שווים
- — משפט תלס
- — הצבה:
- — מנה של שני קטעים שווה ל-1 רק כשהם שווים
Worked solution:
משפט תלס ()
כי אמצע
ולכן גם אמצע
זה הכיוון ההפוך של קטע האמצעים: מספיק לדעת שהקטע יוצא מנקודת אמצע אחת ומקביל לצלע, כדי שהקצה השני ייפול בדיוק על האמצע. משפט תלס עצמו (חלק חלקי חלק) מספיק כאן — לא צריך את ההרחבה הראשונה, כי לא מחפשים את .
Exercise 22
במשולש הנקודה היא אמצע והנקודה היא אמצע . מה נובע מהנתונים?
Show the answer and the solution
Answer: — נובע מהנתונים · — נובע מהנתונים · שטח הוא רבע משטח — נובע מהנתונים · — לא נובע מהנתונים · — לא נובע מהנתונים · שטח הוא חצי משטח — לא נובע מהנתונים
Worked solution:
משפט קטע האמצעים
יחס השטחים הוא ריבוע יחס הדמיון
הוא קטע אמצעים: הוא מקביל ל- ושווה למחציתו, בכל משולש. המשולש דומה ל- ביחס , ולכן שטחו רבע — לא חצי. על הזוויות ב- ועל השוויון הנתונים לא אומרים כלום: הם תלויים בצורת המשולש.
Exercise 23
במשולש הנקודות ו- הן אמצעי ו-. שטח המשולש הוא 36 סמ״ר. תלמיד חישב את שטח הטרפז . שורה אחת שגויה — מצאו אותה
Show the answer and the solution
Answer: →
Worked solution:
יחס השטחים הוא יחס הדמיון בריבוע
בסמ״ר
מה שנשאר מהמשולש הגדול
הצלעות הן חצי, אבל השטח הוא חצי בריבוע — רבע. עם יחס של רבע יוצא , וכל שאר השורות נכונות.
Exercise 24
במשולש הנקודות ו- הן אמצעי הצלעות ו-. נתון , ו-. השלימו.
____, ____, ____, ולכן היקף המשולש הוא ____
Show the answer and the solution
Answer: 5, 7, 8, ולכן היקף המשולש הוא 20
Worked solution:
ו- הן נקודות אמצע
קטע אמצעים
ההיקף
כל צלע של היא חצי מהצלע המתאימה של , ולכן גם ההיקף הוא חצי: .
Exercise 25
במשולש , הוא קטע אמצעים ( על , על ). נתון . מהי , במעלות?
Show the answer and the solution
Answer: 65
Worked solution:
קטע אמצעים מקביל לצלע השלישית
זוויות מתאימות בין ישרים מקבילים
הטעות היא לחצות גם את הזווית. הצלע נחצית, אבל ההקבלה שומרת על הזווית.
Exercise 26
קטע אמצעים במשולש . נתון ו-. מהו אורך ?
Show the answer and the solution
Answer: 14
Worked solution:
קטע אמצעים הוא חצי מהצלע השלישית
מציבים
פותרים
ומציבים בחזרה
השאלה על , לא על : מי שעוצר ב-5 לא ענה. בדיקה: , חצי מ-14.
Exercise 27
שטח המשולש הוא 48 סמ״ר, ו- קטע אמצעים. מהו שטח הטרפז , בסמ״ר?
Show the answer and the solution
Answer: 36
Worked solution:
המשולש הקטן הוא רבע
הטרפז הוא מה שנשאר
הטרפז הוא שלושה רבעים מהמשולש, לא חצי. מי שחושב שהקטן הוא חצי יענה 24.
Exercise 28
במשולש , אמצע , הנקודה על , ו-. לכן בהכרח אמצע .
Show the answer and the solution
Answer: False
Worked solution:
שתי התכונות קובעות מוצא ואורך
אפשר לסובב את סביב
לא בהכרח. על יש שתי נקודות במרחק מ-, ורק אחת מהן היא האמצע. בשרטוט, היא השנייה.
Exercise 29
נתון קטע במשולש. אילו צירופים מוכיחים שהוא קטע אמצעים?
Show the answer and the solution
Answer: חוצה את שתי הצלעות — מספיק · חוצה צלע אחת + מקביל לצלע השלישית — מספיק · מקביל לצלע השלישית + שווה למחציתה — מספיק · חוצה צלע אחת + שווה למחצית הצלע השלישית — לא מספיק · מקביל לצלע השלישית, בלי שום תכונה נוספת — לא מספיק · חוצה צלע אחת, בלי שום תכונה נוספת — לא מספיק
Worked solution:
הזוג היחיד שנכשל: מוצא ואורך, בלי כיוון
תכונה אחת לבדה לא מספיקה אף פעם. מבין הזוגות, רק «חוצה צלע אחת + מחצית» נכשל: הוא לא קובע את הכיוון.