עד עכשיו ידענו שהמרובע הוא מקבילית, והסקנו תכונות.
עכשיו הכיוון ההפוך: נתון מרובע, ורוצים להוכיח שהוא מקבילית. יש לזה חמש דרכים, ומספיקה אחת.
נתון ש- ו-. איזו דרך מתאימה?
Show the answer and the solution
החמישית: האלכסונים חוצים זה את זה. אין צורך לדעת דבר על הצלעות.
הדרך השלישית — למה זוג אחד מספיק
זו הדרך שנראית «חלשה מדי»: זוג צלעות אחד בלבד?
אבל אם הזוג מקביל וגם שווה, שתי הצלעות האחרות נאלצות להיסגר במקביל.
ובדיוק כאן נמצאת הטעות הנפוצה של הפרק.
מקביל בזוג אחד ושווה בזוג האחר אינו מספיק — כך נראה גם טרפז שווה שוקיים, שאינו מקבילית. שני התנאים חייבים לחול על אותו זוג צלעות.
מרובע שבו זוג צלעות גם שוות וגם מקבילות — מה הוא?
Show the answer and the solution
מקבילית. זה משפט הזיהוי הנוח ביותר: זוג אחד שעושה שתי עבודות.
הוכחה לדוגמה
במרובע נתון ש- ו-. הוכיחו שהמרובע מקבילית.
מקבילית
נתון
נתון
זוויות מתחלפות בין ישרים מקבילים שוות
צלע משותפת לשני המשולשים
משפט חפיפה צ.ז.צ
זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות
זוויות מתחלפות שוות — ולכן הישרים מקבילים
מרובע ששני זוגות צלעותיו הנגדיות מקבילים (ההגדרה)
ההוכחה אינה מצטטת את המשפט שהיא מוכיחה: היא יורדת עד ההגדרה — שני זוגות צלעות מקבילים. מעכשיו מותר לצטט את המשפט עצמו, ובשאלה שנתוניה מתאימים לו בדיוק, ההוכחה מתקצרת לשלוש שורות.
אחרי שהוכחנו שהמרובע מקבילית, כל ארבע התכונות נפתחות בפנינו. זה בדרך כלל הצעד הראשון בשאלה ארוכה, לא הסוף שלה.
איזו דרך לבחור?
בוחרים את הדרך לפי מה שנתון בשאלה. קודם סורקים מה יש ביד.
Exercises
Exercise 1
כמה דרכים שונות יש להוכיח שמרובע הוא מקבילית, וכמה מהן צריך?
Show the answer and the solution
Answer: D חמש דרכים, ומספיקה אחת
Worked solution:
כל דרך היא משפט שלם בפני עצמו
בוחרים את הדרך שהנתונים כבר מובילים אליה.
Exercise 2
נתון: וגם . מה אפשר להסיק?
Show the answer and the solution
Answer: A המרובע מקבילית
Worked solution:
הדרך השלישית
שתי הצלעות האחרות נאלצות להיסגר במקביל — אין להן ברירה. זוג נגדי מקביל ושווה
Exercise 3
נתון: וגם . האם המרובע בהכרח מקבילית?
Show the answer and the solution
Answer: D לא
Worked solution:
המקבילות והשוויון על זוגות שונים
דוגמה נגדית שמקיימת את שני התנאים
זו בדיוק המלכודת: שני התנאים חייבים לחול על אותו זוג צלעות. התנאים חלים על זוגות שונים
Exercise 4
במרובע האלכסונים נחתכים ב-, ונתון ו-. מה נכון?
Show the answer and the solution
Answer: C המרובע מקבילית
Worked solution:
הדרך החמישית
שימו לב ששני האלכסונים נחצים — אם רק אחד מהם נחצה, זה דלתון ולא מקבילית. האלכסונים חוצים זה את זה
Exercise 5
בשאלה נתונים אורכי כל ארבע הצלעות. איזו דרך הכי נוחה?
Show the answer and the solution
Answer: D שני זוגות של צלעות נגדיות שוות
Worked solution:
הנתונים כבר בשפה של הדרך הזו
הדרך הנכונה היא זו שאפשר להגיע אליה בלי לייצר נתונים חדשים.
Exercise 6
מה ההבדל בין «תכונה» לבין «דרך הוכחה»?
Show the answer and the solution
Answer: B תכונה נובעת מכך שזו מקבילית; דרך הוכחה מובילה למסקנה שזו מקבילית
Worked solution:
כיוון אחד
והכיוון ההפוך
המשפטים נשמעים כמעט זהים, אבל החץ הפוך. לכן חשוב לדעת באיזה כיוון עובדים.
Exercise 7
במקבילית האלכסונים ו- נחתכים בנקודה . הוכיחו כי — כלומר שהאלכסון חוצה את האלכסון .
Show the answer and the solution
- מקבילית — נתון
- ו- אלכסונים הנחתכים ב- — נתון
- — במקבילית הצלעות הנגדיות מקבילות
- — במקבילית הצלעות הנגדיות שוות
- — זוויות מתחלפות בין ישרים מקבילים שוות
- — זוויות מתחלפות בין ישרים מקבילים שוות
- — משפט חפיפה ז.צ.ז
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
Worked solution:
תכונות המקבילית
מתחלפות בין מקבילים
ז.צ.ז
צלעות מתאימות
אותו מהלך בדיוק נותן גם — ולכן האלכסונים חוצים זה את זה. זו התכונה שבה משתמשים הכי הרבה בהוכחות על מקבילית.
Exercise 8
במקבילית האלכסונים נחתכים ב-. הקטע עובר דרך ומחבר את הצלעות הנגדיות ( על , על ). נתון: ס״מ, ס״מ, , . חשבו את היקף המקבילית בס״מ.
Show the answer and the solution
Answer: 90
Worked solution:
ז.צ.ז: (האלכסונים חוצים זה את זה), זוויות מתחלפות () וקודקודיות ב-
צלעות מתאימות במשולשים חופפים
הצלע כולה
ב- ישר הזווית: הצלע שמול שווה מחצית היתר
היקף המקבילית
שני כלים נפגשים: חפיפה דרך מרכז המקבילית (כל קטע העובר דרך נחצה בו), והמשפט על הצלע שמול .
Exercise 9
במקבילית הקטע חוצה את הזווית . על המשך (מעבר ל-) מסמנים נקודה כך ש-; הנקודה נמצאת על המשך (מעבר ל-). הוכיחו: .
Show the answer and the solution
- מקבילית — נתון
- חוצה את — נתון
- על המשך מעבר ל- — נתון
- — נתון
- על המשך מעבר ל- — נתון
- נסמן — סימון נוח — כל הזוויות ייכתבו באמצעותו
- — זוויות חד-צדדיות בין ישרים מקבילים משלימות ל-
- — זוויות צמודות משלימות ל-
- שווה-שוקיים — משולש שיש בו שתי צלעות שוות הוא שווה-שוקיים
- — במשולש שווה-שוקיים זוויות הבסיס שוות
- — סכום הזוויות במשולש שווה
- — חוצה זווית מחלק אותה לשתי זוויות שוות
- — זו אותה זווית: על הקרן ו- על הקרן
- — סכום הזוויות במשולש שווה
Worked solution:
חד-צדדיות בין , ואז זווית צמודה
: זוויות הבסיס במשולש שווה-השוקיים
חוצה את , ו- על הישר
סכום הזוויות במשולש — וה- מתבטל
הרגע היפה: לא יודעים כמה שווה — ולא צריך. הוא מתבטל מעצמו, ולכן התוצאה נכונה לכל מקבילית.
Exercise 10
במרובע נתון וגם . הוכיחו כי הוא מקבילית.
מקבילית
Show the answer and the solution
- — נתון
- — נתון
- — זוויות מתחלפות בין ישרים מקבילים שוות
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- מקבילית — מרובע שבו שני זוגות הצלעות הנגדיות שווים הוא מקבילית
Worked solution:
מתחלפות
צ.ז.צ
ולכן גם הזוג השני שווה
זהו אחד ממשפטי ה«דרכים להוכיח מקבילית»: זוג צלעות נגדיות שהוא גם מקביל וגם שווה — מספיק. שים לב שצריך את שניהם.
Exercise 11
בשרטוט 4 נתונה מקבילית . הנקודות ו- נמצאות על האלכסון , ונתון . א. הוכיחו: .
Show the answer and the solution
- מקבילית — נתון
- ו- על האלכסון — נתון
- — נתון
- — במקבילית הצלעות הנגדיות שוות
- — במקבילית הצלעות הנגדיות מקבילות
- — זוויות מתחלפות בין ישרים מקבילים שוות (החותך )
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
Worked solution:
תכונות המקבילית
זוויות מתחלפות, עם החותך
צ.ז.צ: , הזווית,
הזווית שבין שתי הצלעות היא הזווית שעל האלכסון — ולכן מגיעים אליה דרך המקבילות, לא דרך חפיפה.
Exercise 12
בשרטוט 4 נתונה מקבילית . הנקודות ו- נמצאות על האלכסון , ונתון . ב. הוכיחו: מרובע הוא מקבילית.
מרובע הוא מקבילית
Show the answer and the solution
- מקבילית — נתון
- ו- על האלכסון — נתון
- — נתון
- — הוכח בסעיף א
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — במקבילית הצלעות הנגדיות שוות
- — במקבילית הצלעות הנגדיות מקבילות
- — זוויות מתחלפות בין ישרים מקבילים שוות (החותך )
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- מרובע הוא מקבילית — מרובע שבו שני זוגות הצלעות הנגדיות שווים הוא מקבילית
Worked solution:
מהחפיפה שבסעיף א
תכונות המקבילית וזוויות מתחלפות
צ.ז.צ, וצלעות מתאימות
שני זוגות צלעות נגדיות שוות
סעיף א נתן זוג אחד; חפיפה שנייה, באותו מבנה, נותנת את הזוג השני.
Exercise 13
בשרטוט 4 נתונה מקבילית . הנקודות ו- נמצאות על האלכסון , ונתון . ג. נתון בנוסף . חשבו את (בדרגות).
Show the answer and the solution
Answer: 110
Worked solution:
זוויות חד-צדדיות בין
במקבילית, כל שתי זוויות סמוכות משלימות ל-, וכל שתי זוויות נגדיות שוות.
Exercise 14
במרובע האלכסונים נחתכים ב-. האם הנתון מספיק כדי להוכיח ש- מקבילית?
Show the answer and the solution
Answer: וגם — מספיק · וגם — מספיק · וגם — מספיק · וגם — מספיק · וגם — לא מספיק · — לא מספיק · בלבד — לא מספיק
Worked solution:
מתקיים גם בטרפז שווה שוקיים — לא מספיק
שני האלכסונים נחצים — מספיק
ארבעת הנתונים הראשונים הם מחמש הדרכים להוכיח מקבילית. «מקביל בזוג אחד ושווה בזוג האחר» מתקיים גם בטרפז שווה שוקיים. אלכסונים שווים לבד מתקיימים גם בטרפז שווה שוקיים. ואם רק אלכסון אחד נחצה — זה יכול להיות דלתון.
Exercise 15
במרובע האלכסונים נחתכים ב-, ונתון ו-. בהוכחה שורה אחת שגויה — מצאו אותה
Show the answer and the solution
Answer: →
Worked solution:
מרובע שאלכסוניו חוצים זה את זה
המסקנה נכונה, אבל הנימוק לא: בנתונים אין שום מידע על הצלעות. הנתון מדבר על האלכסונים — ולכן הדרך המתאימה היא החמישית: מרובע שאלכסוניו חוצים זה את זה הוא מקבילית.
Exercise 16
השלימו
במרובע האלכסונים נחתכים בנקודה . נתון , , ו-. כדי שהאלכסונים יחצו זה את זה, וכך יהיה מקבילית, צריך ____ ו- ____.
Show the answer and the solution
Answer: במרובע האלכסונים נחתכים בנקודה . נתון , , ו-. כדי שהאלכסונים יחצו זה את זה, וכך יהיה מקבילית, צריך 5 ו- 4.
Worked solution:
האלכסונים חוצים זה את זה כש- אמצע של שניהם: וגם .
Exercise 17
במרובע האלכסונים נחתכים ב-. איזה נתון מספיק כדי לקבוע שהוא מקבילית?
Show the answer and the solution
Answer: וגם — מספיק · וגם — מספיק · וגם — מספיק · וגם — מספיק · וגם — לא מספיק · בלבד — לא מספיק · בלבד — לא מספיק
Worked solution:
כך נראה גם טרפז שווה שוקיים
כל דרך היא שני נתונים. ובדרך השלישית, שניהם על אותו זוג.
Exercise 18
במרובע האלכסונים נחתכים ב-. נתון , ו-. לאיזה המרובע הוא מקבילית?
Show the answer and the solution
Answer: 4
Worked solution:
צריך גם : אז האלכסונים חוצים זה את זה
פותרים
בדיקה
לבד לא מספיק: צריך ששני האלכסונים ייחצו.
Exercise 19
התאימו כל נתון לדרך שהוא פותח
Show the answer and the solution
Answer: — שני זוגות צלעות נגדיות שוות · — האלכסונים חוצים זה את זה · — זוג אחד, מקביל וגם שווה · — שני זוגות זוויות נגדיות שוות
Worked solution:
שני זוגות שווים: הדרך השנייה
זוג אחד, מקביל וגם שווה: הדרך השלישית
כל נתון מדבר בשפה של דרך אחת. הדרך הקצרה היא זו שהנתונים כבר מובילים אליה.
Exercise 20
במרובע נתון וגם . לכן בהכרח מקבילית.
Show the answer and the solution
Answer: False
Worked solution:
מקביל בזוג אחד, שווה בזוג השני
מקיים את שני הנתונים, ואינו מקבילית
לא נכון. שני התנאים של הדרך השלישית חייבים לחול על אותו זוג.
Exercise 21
במרובע נתון וגם . לכן מקבילית.
Show the answer and the solution
Answer: True
Worked solution:
זוויות חד-צדדיות בין המקבילים ו-
כי
הדרך הרביעית
נכון. זוג מקבילים אחד וזוג זוויות נגדיות אחד מספיקים: הזוג השני של הזוויות נובע מהם.