עד עכשיו ראינו מרובע ואמרנו את שמו. עכשיו נעשה את הדרך ההפוכה: נקבל תנאי ונבנה מרובע שמקיים אותו. זו הדרך שבה באמת לומדים תכונות — מי שבנה מלבן בעצמו כבר לא שוכח מה מייחד אותו.
האלכסון — הקו שחוצה את המרובע
אלכסון הוא קטע שמחבר שני קדקודים שאינם שכנים. לכל מרובע יש בדיוק שניים, והם נפגשים בתוכו. מה שמעניין הוא לא הקיום שלהם אלא ההתנהגות: האם הם שווים באורכם? האם הם מאונכים? האם כל אחד חוצה את השני לשני חלקים שווים?
במלבן האלכסונים שווים באורכם
במעוין האלכסונים מאונכים זה לזה
בריבוע — גם וגם, כי ריבוע הוא מלבן ומעוין בבת אחת
מרובע שאלכסוניו שווים וגם מאונכים — מה שמו?
להציג את התשובה והפתרון
ריבוע. התכונה של המלבן ועוד התכונה של המעוין, יחד — וזו בדיוק ההגדרה של הריבוע.
לבנות לפי תנאי
קחו דף משבצות ועיפרון — השאלות האלה נפתרות ביד, לא בראש. לכל אחת מהן יש הרבה תשובות נכונות, וזה מה שהופך אותן למעניינות.
בנו מרובע שיש לו שתי זוויות ישרות. האם הוא חייב להיות מלבן?
בנו מרובע שיש לו שלוש זוויות קהות. האם זה בכלל אפשרי?
נתון קטע. השלימו אותו למקבילית — בכמה דרכים שונות אפשר?
שלוש זוויות קהות — אפשרי או לא
לא מנסים לצייר באקראי. בודקים בחשבון, כי סכום הזוויות במרובע הוא תמיד 360 מעלות.
שלוש זוויות קהות, נניח 100 מעלות כל אחת
ולרביעית נשארות 60 מעלות
זווית חדה — ולכן המרובע קיים. שלוש קהות אפשריות, וארבע כבר לא
ארבע זוויות קהות היו נותנות יותר מ-360 מעלות, וזה בלתי אפשרי במרובע. החשבון עונה על שאלת בנייה לפני שמרימים עיפרון.
סימטריה — מה קורה כשמקפלים
קו סימטריה הוא קו שאם מקפלים לאורכו, שני החצאים מתכסים בדיוק. זה אותו רעיון של חפיפה, רק בתוך צורה אחת.
ריבוע — שני קווים דרך אמצעי הצלעות ושני אלכסונים
מלבן — רק השניים שדרך אמצעי הצלעות
דלתון — האלכסון הראשי בלבד
מקבילית שאינה מלבן ואינה מעוין — אף אחד
האלכסון של המלבן — הטעות הכי יפה בפרק.
מקפלים מלבן לאורך אלכסונו והחצאים לא מתכסים — הם משולשים חופפים, אבל מסובבים זה ביחס לזה. במעוין ובריבוע הקיפול הזה כן מצליח, כי כל הצלעות שוות.
למקבילית שאינה מלבן אין אף קו סימטריה. איך זה מסתדר עם זה שהיא נראית «מסודרת»?
להציג את התשובה והפתרון
היא מסודרת בסיבוב, לא בקיפול: אם מסובבים אותה חצי סיבוב סביב נקודת המפגש של האלכסונים, היא מתלבשת על עצמה. סימטריה של קיפול וסימטריה של סיבוב הן שתי תכונות שונות.
תרגילים
להכיר
תרגיל 1
כמה אלכסונים יש למרובע?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 2
הפתרון:
כל קדקוד מחובר לקדקוד אחד שאינו שכנו
שניים בדיוק.
תרגיל 2
כמה קווי סימטריה יש לריבוע?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 4
הפתרון:
שניים דרך אמצעי הצלעות ושני אלכסונים
ארבעה.
תרגיל 3
כמה קווי סימטריה יש למלבן שאינו ריבוע?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 2
הפתרון:
רק דרך אמצעי הצלעות
שניים — האלכסונים אינם קווי סימטריה.
תרגיל 4
באיזה מרובע האלכסונים מאונכים זה לזה?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד מעוין
הפתרון:
וגם הריבוע, שהוא מעוין מיוחד
במעוין — וגם בריבוע, שהוא מעוין מיוחד.
להתאמן
תרגיל 5
במרובע שלוש זוויות של 100 מעלות. מהי הרביעית?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 60
הפתרון:
שלוש הזוויות
והשלמה ל-360
60 מעלות — זווית חדה, והמרובע קיים.
תרגיל 6
אפשר לבנות מרובע שכל ארבע זוויותיו קהות
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
כבר בקהות הקטנות ביותר עוברים את הסכום
סכום הזוויות במרובע הוא 360 בדיוק — ארבע קהות לא נכנסות.
תרגיל 7
למקבילית שאינה מלבן ואינה מעוין אין אף קו סימטריה
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
אין אף קו קיפול
אבל יש סימטריה של חצי סיבוב
נכון. יש לה סימטריה של סיבוב בחצי סיבוב, אבל לא של קיפול.
תרגיל 8
התאימו כל מרובע למספר קווי הסימטריה שלו
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ריבוע — 4 קווים · מלבן — 2 קווים · דלתון — קו אחד · מקבילית — אף קו
הפתרון:
ריבוע, מלבן, דלתון, מקבילית
ככל שהצורה «מיוחדת» יותר, כך יש לה יותר קווי סימטריה.
לשחק ולבדוק
תרגיל 9
אלכסוני מרובע שווים באורכם, מאונכים, וחוצים זה את זה. איזה מרובע זה?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד ריבוע
הפתרון:
התכונה הראשונה
והשנייה
שתיהן יחד — ריבוע.
תרגיל 10
מקפלים מלבן לאורך אלכסונו ושני החצאים מתכסים בדיוק
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
צריך גם סיבוב — ולכן אין סימטריה
שני המשולשים חופפים, אבל הקיפול לא מלביש אותם זה על זה — צריך גם לסובב. לכן האלכסון אינו קו סימטריה במלבן.
תרגיל 11
מיינו לפי האלכסונים
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: מלבן — האלכסונים שווים · ריבוע — האלכסונים שווים · מעוין שאינו ריבוע — האלכסונים אינם שווים · דלתון — האלכסונים אינם שווים
הפתרון:
אלכסונים שווים
ואלה שאינם
אלכסונים שווים הם סימן ההיכר של משפחת המלבן.
תרגיל 12
במרובע שתי זוויות ישרות ואחת של 130 מעלות. מהי הרביעית?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 50
הפתרון:
שלוש הזוויות הידועות
והשלמה
50 מעלות — מרובע עם שתי זוויות ישרות שאינו מלבן בכלל.