עד עכשיו ידענו שהמשולש שווה שוקיים והסקנו ממנו מסקנות. עכשיו הכיוון הפוך: יש לנו משולש, ואנחנו צריכים להוכיח שהוא שווה שוקיים.
המשפט ההפוך
הדרך השנייה היא המשפט ההפוך לתכונה שלמדנו. כאן קובעים את הזוויות — ובודקים מה קורה לצלעות.
התכונה: מהצלעות השוות אל הזוויות.
המשפט ההפוך: מהזוויות השוות אל הצלעות שמולן.
זה לא מובן מאליו! ברוב המשפטים בגאומטריה הכיוון ההפוך אינו נכון אוטומטית — צריך להוכיח אותו בנפרד. כאן שני הכיוונים אכן הוכחו, ולכן שניהם מותרים כנימוק.
במשולש נתון . אילו צלעות שוות?
להציג את התשובה והפתרון
הצלעות מול הזוויות השוות: מול , ו- מול . לכן , וקדקוד הראש הוא .
הוכחה לדוגמה
במשולש נתון ש-. הוכיחו שהגובה מ- חוצה את .
להציג את התשובה והפתרון
נתון
שווה שוקיים,
להציג את התשובה והפתרון
משולש שבו שתי זוויות שוות הוא שווה שוקיים
נעביר גובה אל
להציג את התשובה והפתרון
בנייה
להציג את התשובה והפתרון
גובה, לפי הבנייה
להציג את התשובה והפתרון
צלע משותפת
להציג את התשובה והפתרון
משפט חפיפה צ.צ.ז — הזווית הישרה מול הצלע הגדולה,
להציג את התשובה והפתרון
צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
שימו לב לשלב השני: משם והלאה מותר לנו להשתמש בכל התכונות של שווה שוקיים, כי כבר הוכחנו שהוא כזה. זה הרגע שבו ההוכחה נפתחת.
הטעות הלוגית של הפרק.
ציור אינו נימוק. שני קטעים שנראים שווים על הדף יכולים להיות שונים ב-2 מילימטרים — והוכחה חייבת להיות נכונה לכל ציור אפשרי.
במשולש שתי זוויות שוות. מה אפשר להסיק על הצלעות?
להציג את התשובה והפתרון
הצלעות שמול הזוויות השוות שוות — המשולש שווה שוקיים. זה המשפט ההפוך, וגם הוא כלי הוכחה.
שלושה קטעים, שלוש חפיפות
כמעט כל הוכחה בפרק מעבירה קטע אחד מ- אל הבסיס. איזה קטע — זה מה שקובע את משפט החפיפה.
מעבירים במשולש שווה שוקיים את התיכון לבסיס. לפי איזה משפט שני המשולשים חופפים?
להציג את התשובה והפתרון
צ.צ.צ: (נתון), (תיכון), ו- משותפת. מהחפיפה: התיכון הוא גם גובה וגם חוצה זווית.
תרגילים
תרגיל 1
במשולש הוכח ש-. מה אפשר להסיק?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד המשולש שווה שוקיים
הפתרון:
משפט: שתי זוויות שוות — משולש שווה שוקיים
זה המשפט ההפוך, והוא נימוק חוקי בהוכחה.
תרגיל 2
איזה נימוק אינו מספיק כדי להוכיח שמשולש שווה שוקיים?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג הצלעות נראות שוות בציור
הפתרון:
מדידה אינה הוכחה
הוכחה חייבת להיות נכונה לכל ציור אפשרי, לא רק לזה שעל הדף.
תרגיל 3
במשולש שווה שוקיים העבירו את הגובה לבסיס. אילו שני משולשים נוצרו?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד שני משולשים חופפים ישרי זווית
הפתרון:
כי גובה
נתון, וצלע משותפת
לפי צ.צ.ז — הזווית הישרה מול , הצלע הגדולה
זו התבנית של כמעט כל הוכחה בפרק: מעבירים את הגובה, ומקבלים חפיפה.
תרגיל 4
במשולש שווה שוקיים הבסיס אורכו 14, והגובה אליו חוצה אותו. מהו אורך כל חלק?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 7
הפתרון:
הגובה לבסיס הוא גם תיכון
רק במשולש שווה שוקיים הגובה חוצה את הבסיס. במשולש רגיל זה לא נכון.
תרגיל 5
במשולש נתון ששתי זוויות שוות. מה המשפט שמסיק שהוא שווה שוקיים?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב מול זוויות שוות
הפתרון:
המשפט ההפוך
שתי זוויות שוות — ולכן הצלעות שמולן שוות. זה המשפט ההפוך לתכונת זוויות הבסיס.
תרגיל 6
להוכחת חפיפה עם צלע משותפת — איזה נימוק כותבים עליה?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: א «צלע משותפת»
הפתרון:
שווה לעצמה
הקטע שייך לשני המשולשים, ולכן הוא שווה לעצמו. הנימוק הוא «צלע משותפת» — לא «נתון»: אף אחד לא נתן אותו.
תרגיל 7
במשולש שווה שוקיים חוצה זווית הראש חותך את הבסיס באורך 6 מכל צד. מהו הבסיס?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 12
הפתרון:
החוצה הוא גם תיכון
חוצה זווית הראש הוא גם תיכון, ולכן אמצע הבסיס.
תרגיל 8
מה מוכיחים כדי להראות ששני קטעים שווים?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג שהם צלעות מתאימות במשולשים חופפים
הפתרון:
חפיפה — ואז צל״ח
צל״ח: צלעות מתאימות במשולשים חופפים — שוות. הכלי המרכזי של השנה.
תרגיל 9
נתון AB = AC והזווית A משותפת לשני משולשים קטנים בתוך הגדול. איזה תנאי חפיפה מזמין?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד צ.ז.צ
הפתרון:
הזווית בין שתי הצלעות
, , והזווית ביניהן בשני המשולשים: צלע, זווית, צלע.
תרגיל 10
בהוכחה בת 5 שורות — כמה נימוקים צריך?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 5
הפתרון:
נימוק לכל שורה
שורה בלי נימוק — ניחוש, לא הוכחה.
תרגיל 11
במשולש נתון , ו- הוא התיכון לבסיס . הוכיחו: .
להציג את התשובה והפתרון
- — נתון
- — תיכון — הגדרת תיכון
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.צ.צ
- — זוויות מתאימות במשולשים חופפים (זמ״ח)
- — זוויות צמודות
- — שתי זוויות שוות שסכומן 180
תרגיל 12
במשולש נתון , ו- חוצה את זווית . הוכיחו: .
להציג את התשובה והפתרון
- — נתון
- — חוצה זווית — הגדרת חוצה זווית
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.ז.צ
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים (צל״ח)
תרגיל 13
במשולש נתון , ו- חוצה את הזווית . הוכיחו: .
להציג את התשובה והפתרון
- — נתון
- — מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות
- — נתון — חוצה זווית
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — צ.ז.צ — שתי צלעות והזווית שביניהן
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים
תרגיל 14
במשולש הנקודה היא אמצע , ו-. הוכיחו: — המשולש שווה שוקיים.
להציג את התשובה והפתרון
- — נתון — אמצע
- — נתון — , ושתיהן
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — צ.ז.צ — שתי צלעות והזווית שביניהן
- — צלעות מתאימות במשולשים חופפים
תרגיל 15
במשולש התיכון לצלע מאונך לה. לכן .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
שני זוגות צלעות והזווית שביניהן
צ.ז.צ, ואז צלעות מתאימות
הטענה נכונה. תיכון שהוא גם גובה מוכיח שהמשולש שווה שוקיים — זו דרך שלישית להגיע לשוויון הצלעות.
תרגיל 16
במשולש נתון , ו- תיכון לצלע . סדרו את שורות ההוכחה ש-.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: — נתון · — מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות · המשולש שווה שוקיים, ו- תיכון לבסיס · — במשולש שווה שוקיים התיכון לבסיס הוא גם גובה
הפתרון:
קודם המשפט ההפוך
ורק אחר כך תכונות שווה השוקיים
אי אפשר להשתמש בתכונות של שווה שוקיים לפני שהוכחנו שהמשולש כזה. לכן המשפט ההפוך בא ראשון.
תרגיל 17
במשולש נתון , ו- חוצה את זווית הראש. יואב הוכיח ש-. שורה אחת שגויה — מצאו אותה.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: →
הפתרון:
שתי צלעות והזווית שביניהן
יואב ידע רק שתי צלעות שוות, ו-, וזווית אחת. צ.צ.צ דורש שלוש צלעות — וזה בדיוק מה שצריך להוכיח.
תרגיל 18
במשולש נתון , ו- ס״מ. מהו אורך , בס״מ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 9
הפתרון:
מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות
אין כאן מה לחשב: המשפט ההפוך נותן את השוויון ישירות.
תרגיל 19
במשולש נתון ו-. אילו צלעות שוות?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד
הפתרון:
סכום הזוויות במשולש
מול , ו- מול
הצלעות השוות הן אלה שמול הזוויות השוות — לא אלה שיוצאות מהן.