מרובע שכל ארבעת קודקודיו נמצאים על מעגל נקרא מרובע חסום במעגל. כל אחת מזוויותיו היא זווית היקפית — ולכן כל מה שלמדנו על זוויות היקפיות עובד בו.
במרובע חסום . מהי ? ומה אפשר לומר על ?
Show the answer and the solution
— הזווית הנגדית משלימה ל-. על אי אפשר לומר דבר בלי נתון נוסף: היא סמוכה ל-, לא נגדית לה.
המשפט ומאיפה הוא בא
במרובע חסום , ו-. מהי ? ואיך בודקים את התשובה?
Show the answer and the solution
, כי . בדיקה: ✓, וסכום ארבע הזוויות ✓.
מסקנה: הזווית החיצונית
מאריכים את הצלע מעבר ל- עד . הזווית צמודה ל-, וגם משלימה את ל-. לכן: במרובע חסום, זווית חיצונית שווה לזווית הפנימית שממול.
המשפט ההפוך — כך מוכיחים שמרובע חסום
אם במרובע סכום זוג זוויות נגדיות הוא , אז המרובע חסום במעגל. זו הדרך המקובלת בבגרות להוכיח שאפשר להעביר מעגל דרך ארבע נקודות.
הכיוון הישיר — לחישוב זוויות.
הכיוון ההפוך — להוכחה שקיים מעגל דרך ארבעת הקודקודים.
האם המרובע חסום?
במרובע נתון , ו-. האם אפשר להעביר מעגל דרך ארבעת קודקודיו?
סכום הזוויות במרובע
זוג הזוויות הנגדיות
חסום במעגל, לפי המשפט ההפוך. (וגם , כמו שחייב להיות.)
האם כל מלבן חסום במעגל? והאם כל מעוין?
Show the answer and the solution
כל מלבן — כן: כל זוג זוויות נגדיות הוא , ומרכז המעגל הוא מפגש האלכסונים. מעוין — לא תמיד: זוויותיו הנגדיות שוות, ולכן סכומן רק כשכולן ישרות — כלומר רק כשהמעוין הוא ריבוע.
מרובעים שחסומים תמיד: מלבן, ריבוע, טרפז שווה שוקיים. מקבילית חסומה במעגל היא בהכרח מלבן, וטרפז חסום במעגל הוא בהכרח שווה שוקיים.
שתי הטעויות של המרובע החסום.
נגדיות, לא סמוכות. במרובע חסום אין קשר קבוע בין שתי זוויות סמוכות.
שוויון של זוויות נגדיות אינו מספיק: במקבילית הן שוות, ורוב המקביליות אינן חסומות. הנתון שנדרש הוא סכום של .
Exercises
Exercise 1
המרובע חסום במעגל, ו-. חשבו את הזווית הנגדית .
Show the answer and the solution
Answer: 110
Worked solution:
זוויות נגדיות במרובע חסום
המלכודת: לחשב את או את במקום. הנגדית ל- היא .
Exercise 2
המרובע חסום במעגל, ו-. מה אפשר לקבוע על ?
Show the answer and the solution
Answer: B אי אפשר לקבוע בלי נתון נוסף
Worked solution:
המשפט מדבר על זוגות נגדיים
ו- סמוכות — אין ביניהן קשר קבוע
התשובה: «אי אפשר לקבוע בלי נתון נוסף». המלכודת: — להשלים ל- זווית שאינה נגדית.
Exercise 3
המרובע חסום במעגל. נתון , ו-. חשבו את .
Show the answer and the solution
Answer: 80
Worked solution:
זוג נגדיות
בדיקה בזוג השני
המלכודת: להשלים את ולקבל . הזווית הנגדית ל- היא .
Exercise 4
במרובע נתון ו-. האם אפשר להעביר מעגל דרך ארבעת קודקודיו?
Show the answer and the solution
Answer: D כן — סכום זוג הזוויות הנגדיות
Worked solution:
זוג נגדיות
המשפט ההפוך
התשובה: «כן — סכום זוג הזוויות הנגדיות ». המלכודת: לחשוב שצריך גם את . סכום הזוויות במרובע , ולכן גם מעצמו.
Exercise 5
המרובע חסום במעגל, ו- (במעלות). מצאו את .
Show the answer and the solution
Answer: 36
Worked solution:
זוויות נגדיות
בדיקה
המלכודת: להשוות , כאילו הזוויות הנגדיות שוות. הן משלימות ל-.
Exercise 6
המרובע חסום במעגל. הוכיחו כי .
Show the answer and the solution
- — זווית היקפית שווה לחצי הקשת שעליה היא נשענת
- — זווית היקפית שווה לחצי הקשת שעליה היא נשענת
- — שתי הקשתות יחד הן המעגל כולו
- — חיבור שתי השורות הראשונות והצבת סכום הקשתות
- — חישוב
Worked solution:
זווית היקפית שווה לחצי הקשת שעליה היא נשענת
זווית היקפית שווה לחצי הקשת שעליה היא נשענת
שתי הקשתות יחד הן המעגל כולו
חיבור שתי השורות הראשונות והצבת סכום הקשתות
חישוב
המלכודת: לכתוב «». הזווית ב- נשענת על הקשת שמולה, — זו שאינה עוברת דרך .
Exercise 7
המרובע חסום במעגל. מאריכים את הצלע מעבר ל- עד הנקודה , ו-. חשבו את .
Show the answer and the solution
Answer: 72
Worked solution:
זוויות צמודות
זוויות נגדיות במרובע חסום
המלכודת: לענות . הזווית החיצונית ב- שווה לזווית הפנימית שממול, .
Exercise 8
הוכיחו או הפריכו: כל מקבילית החסומה במעגל היא מלבן.
Show the answer and the solution
Answer: True
Worked solution:
זוויות נגדיות במקבילית שוות
זוויות נגדיות במרובע חסום
ומקבילית עם זווית ישרה היא מלבן
נכון. המלכודת: להפוך את הכיוון. הטענה «כל מקבילית אפשר לחסום במעגל» אינה נכונה; רק מלבן.
Exercise 9
המרובע חסום במעגל, והצלע היא קוטר. נתון . חשבו את .
Show the answer and the solution
Answer: 28
Worked solution:
זוויות נגדיות במרובע חסום
זווית היקפית הנשענת על הקוטר
סכום זוויות במשולש
המלכודת: להשתמש רק במשפט אחד. כאן צריך שניים — נגדיות במרובע חסום, וזווית על קוטר — ואז משולש.
Exercise 10
טרפז שווה שוקיים: ו-. הוכיחו כי אפשר להעביר מעגל דרך ארבעת קודקודיו.
חסום במעגל
Show the answer and the solution
- — בטרפז שווה שוקיים זוויות הבסיס שוות
- — זוויות חד-צדדיות בין הישרים המקבילים ו-
- — הצבה
- חסום במעגל — מרובע שבו סכום זוג זוויות נגדיות חסום במעגל
Worked solution:
בטרפז שווה שוקיים זוויות הבסיס שוות
זוויות חד-צדדיות בין הישרים המקבילים ו-
הצבה
חסום במעגל — מרובע שבו סכום זוג זוויות נגדיות חסום במעגל
המלכודת: להסתפק ב-. אלה זוויות סמוכות; המשפט ההפוך דורש זוג נגדי, ולכן צריך את השוויון .