שני משולשים חופפים הם אותו משולש בדיוק. אם נגזור אחד ונניח אותו על השני, הם יתכסו לגמרי.
לכן כל שלוש הצלעות שוות בהתאמה, וגם כל שלוש הזוויות. השאלה היא כמה צריך לדעת כדי להיות בטוחים בזה.
זה הרעיון של כל הפרק: לא צריך לבדוק את כל שש ההתאמות. שלוש מספיקות, ובלבד שהן הנכונות.
כמה נתונים מסומנים בכל אחד מהמשפטים שבאנימציה?
להציג את התשובה והפתרון
שלושה. שלושה נתונים מהסוג הנכון מספיקים. יש גם משפט רביעי, צ.צ.ז, ונראה אותו בהמשך עם שרטוט משלו.
הסימן, וסדר האותיות
חפיפה נכתבת בסימן . אבל החשוב באמת הוא סדר האותיות.
השורה אומרת מי מתאים למי: האות הראשונה לראשונה, השנייה לשנייה, השלישית לשלישית.
הקודקוד הראשון
הקודקוד השני
הקודקוד השלישי
זו מוסכמת כתיבה, לא חוק מתמטי. תלמיד שגדל בארץ קלט אותה בלי שהסבירו לו. מי שלא קלט אותה יקרא כל תרגיל חפיפה לא נכון.
שש השוויונות שנובעות מחפיפה אחת
משורה אחת של חפיפה שולפים מיד שישה שוויונות: שלוש צלעות ושלוש זוויות.
כל צלע בנויה משתי אותיות. מחפשים את אותם מקומות במשולש השני.
הטעות שמפילה את כל התרגיל, והיא לא קשורה לגאומטריה.
סופרים לפי המקום באותיות: ראשון ו- ראשון, שני ו- שני. לא לפי דמיון בין האותיות, ולא לפי הציור.
נתון . לאיזו צלע שווה ?
להציג את התשובה והפתרון
. במקום השלישי ו- במקום השלישי. במקום הראשון ו- במקום הראשון.
ארבעת משפטי החפיפה — כמו בכרטיס במחברת
אלה ארבעת המשפטים שבעזרתם מוכיחים חפיפה, בניסוח שכותבים בטור הנימוק. כדאי לדעת אותם בעל פה.
משפט חפיפה צ.צ.צ — צלע, צלע, צלע. שני משולשים השווים בהתאמה בשלוש צלעותיהם — חופפים.
משפט חפיפה צ.ז.צ — צלע, זווית, צלע. שני משולשים השווים בהתאמה בשתי צלעות ובזווית הכלואה ביניהן — חופפים.
משפט חפיפה ז.צ.ז — זווית, צלע, זווית. שני משולשים השווים בהתאמה בשתי זוויות ובצלע שביניהן — חופפים.
משפט חפיפה צ.צ.ז — צלע, צלע, זווית. שני משולשים השווים בהתאמה בשתי צלעות ובזווית שמול הגדולה מבין שתי הצלעות — חופפים.
בשני משולשים שתי זוויות שוות בהתאמה, וגם הצלע שביניהן. לפי איזה משפט הם חופפים?
להציג את התשובה והפתרון
ז.צ.ז: זווית, צלע, זווית. הצלע כלואה בין שתי הזוויות.
למה במשפט הרביעי הזווית חייבת להיות מול הצלע הגדולה
ננסה לבנות משולש מנתונים כאלה: צלע , ובקודקוד זווית של .
הקודקוד השלישי יושב על הקרן שיוצאת מ-. ידוע עליו רק מרחקו מ-: הצלע שמול .
צלע קטנה מ-: שתי נקודות על הקרן, ושני משולשים שאינם חופפים. צלע גדולה מ-: נקודה אחת, ומשולש אחד.
הכלל: שתי צלעות וזווית שאינה כלואה מספיקות לחפיפה רק כשהזווית מול הצלע הגדולה מבין השתיים.
זווית ישרה או קהה נמצאת תמיד מול הצלע הגדולה ביותר במשולש. לכן עם זווית כזאת צ.צ.ז חל תמיד.
בשני משולשים נתון: , ו-. האם המשולשים חופפים?
להציג את התשובה והפתרון
כן, לפי משפט חפיפה צ.צ.ז. הזווית נמצאת מול הצלע , והיא הגדולה מבין שתי הצלעות הנתונות. אילו הזווית הייתה מול הצלע שאורכה 6, לא היה אפשר להסיק חפיפה.
משפט החפיפה צ.ז.צ
כדי להוכיח חפיפה מספיקים שלושה שוויונות, אם הם מהסוג הנכון. המשפט שמופיע כמעט בכל תרגיל הוא צ.ז.צ.
צ.ז.צ: צלע, זווית, צלע. שתי צלעות שוות בהתאמה, וגם הזווית הכלואה ביניהן שווה: המשולשים חופפים.
המילה החשובה היא כלואה: הזווית שבין שתי הצלעות. זה מה ששם המשפט אומר: צלע, זווית, צלע.
דוגמה: במשולש שווה שוקיים (כלומר ), הנקודה נמצאת על כך ש- הוא חוצה זווית . הוכיחו ש-.
— המשולש שווה שוקיים
חוצה את זווית
נתון — צלע
חוצה זווית — זווית
צלע משותפת לשני המשולשים — צלע
משפט חפיפה צ.ז.צ
שימו לב שהזווית באמצע היא בדיוק זו שבין שתי הצלעות שרשמנו — לכן מותר לנו צ.ז.צ. אילו הייתה זו זווית אחרת, המשפט לא היה חל.
שימו לב לצלע המשותפת : היא בשני המשולשים, ולכן שווה לעצמה. בלי השורה הזאת ההוכחה חסרה: צריך שלושה שוויונות, לא שניים.
ובסוף כל הוכחה, שורת הסיכום בסדר אותיות נכון. כאן מול , ו- מול :
מה פירוש «המשולשים חופפים»?
להציג את התשובה והפתרון
שהם זהים בדיוק — כל צלע מול צלע שווה וכל זווית מול זווית שווה. אפשר להניח אחד על השני והם יתלכדו.
צ.ז.צ — מה בדיוק דורש התנאי?
להציג את התשובה והפתרון
שתי צלעות והזווית שביניהן. זווית שאינה ביניהן אינה נותנת צ.ז.צ. היא נותנת חפיפה רק לפי משפט חפיפה צ.צ.ז, וגם זה רק כשהיא מול הגדולה מבין שתי הצלעות — מול הקטנה יש דוגמאות נגדיות.
תרגילים
תרגיל 1
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו צלע שווה הצלע ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד
הפתרון:
מתאימים כל אות לפי מיקומה
ולכן הצלעות שוות
M הוא הקודקוד הראשון ו-O הקודקוד השני — אז מחפשים את אותם מיקומים במשולש השני.
תרגיל 2
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו זווית שווה הזווית ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: א
הפתרון:
שניהם הקודקוד השני
בזוויות זה עוד יותר פשוט: אות אחת מול אות אחת, לפי המיקום בלבד.
תרגיל 3
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו צלע שווה הצלע ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב
הפתרון:
מתאימים כל אות לפי מיקומה
ולכן הצלעות שוות
M הוא הקודקוד השני ו-G הקודקוד השלישי — אז מחפשים את אותם מיקומים במשולש השני.
תרגיל 4
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו זווית שווה הזווית ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב
הפתרון:
שניהם הקודקוד השלישי
בזוויות זה עוד יותר פשוט: אות אחת מול אות אחת, לפי המיקום בלבד.
תרגיל 5
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו צלע שווה הצלע ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג
הפתרון:
מתאימים כל אות לפי מיקומה
ולכן הצלעות שוות
B הוא הקודקוד השלישי ו-A הקודקוד הראשון — אז מחפשים את אותם מיקומים במשולש השני.
תרגיל 6
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו זווית שווה הזווית ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: א
הפתרון:
שניהם הקודקוד הראשון
בזוויות זה עוד יותר פשוט: אות אחת מול אות אחת, לפי המיקום בלבד.
תרגיל 7
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו צלע שווה הצלע ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג
הפתרון:
מתאימים כל אות לפי מיקומה
ולכן הצלעות שוות
C הוא הקודקוד הראשון ו-D הקודקוד השני — אז מחפשים את אותם מיקומים במשולש השני.
תרגיל 8
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו זווית שווה הזווית ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב
הפתרון:
שניהם הקודקוד השני
בזוויות זה עוד יותר פשוט: אות אחת מול אות אחת, לפי המיקום בלבד.
תרגיל 9
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו צלע שווה הצלע ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב
הפתרון:
מתאימים כל אות לפי מיקומה
ולכן הצלעות שוות
S הוא הקודקוד השני ו-A הקודקוד השלישי — אז מחפשים את אותם מיקומים במשולש השני.
תרגיל 10
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו זווית שווה הזווית ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב
הפתרון:
שניהם הקודקוד השלישי
בזוויות זה עוד יותר פשוט: אות אחת מול אות אחת, לפי המיקום בלבד.
תרגיל 11
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו צלע שווה הצלע ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד
הפתרון:
מתאימים כל אות לפי מיקומה
ולכן הצלעות שוות
E הוא הקודקוד השלישי ו-D הקודקוד הראשון — אז מחפשים את אותם מיקומים במשולש השני.
תרגיל 12
נתון שהמשולשים חופפים. לאיזו זווית שווה הזווית ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב
הפתרון:
שניהם הקודקוד הראשון
בזוויות זה עוד יותר פשוט: אות אחת מול אות אחת, לפי המיקום בלבד.
תרגיל 13
כמה שוויונות אפשר לרשום מתוך שורת חפיפה אחת של שני משולשים?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 6
הפתרון:
שלוש צלעות שוות בהתאמה
ושלוש זוויות שוות בהתאמה
שש בסך הכול. שורה אחת של חפיפה שווה שש שורות של נתונים — זה מה שהופך אותה לכל כך שימושית בהוכחות.
תרגיל 14
מה פירוש ראשי התיבות צ.ז.צ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: א צלע, זווית, צלע — והזווית כלואה בין שתי הצלעות
הפתרון:
הסדר בשם המשפט הוא הסדר בצורה
הזווית חייבת להיות כלואה — זו שבין שתי הצלעות. עם זווית אחרת המשפט פשוט לא חל.
תרגיל 15
בשני משולשים יש צלע משותפת. מה רושמים עליה בטבלת ההוכחה?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג שהיא שווה לעצמה, בנימוק «צלע משותפת»
הפתרון:
הצלע מופיעה בשני המשולשים, ולכן שווה לעצמה
זה נראה מיותר, אבל בלי השורה הזאת יש רק שני שוויונות — ומשפט חפיפה דורש שלושה.
תרגיל 16
נתון . תלמיד רשם . איפה הטעות?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד הוא התאים לפי דמיון בין האותיות ולא לפי מיקומן
הפתרון:
לפי המיקום בשורת החפיפה
זו התשובה הנכונה
המיקום באותיות הוא הדבר היחיד שקובע. לא הדמיון בין האותיות, ולא איך שהמשולש מצויר.
תרגיל 17
בשני משולשים סומנו: שלוש הצלעות של האחד שוות לשלוש הצלעות של השני. לפי איזה משפט הם חופפים?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד צ.צ.צ
הפתרון:
שלוש צלעות מול שלוש צלעות — בלי אף זווית
שלוש צלעות קובעות משולש אחד ויחיד — זהו בדיוק משפט צ.צ.צ.
תרגיל 18
בשני משולשים סומנו: שתי צלעות שוות בהתאמה, וגם הזווית שבין שתי הצלעות. לפי איזה משפט הם חופפים?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב צ.ז.צ
הפתרון:
שתי צלעות — והזווית המסומנת כלואה ביניהן
המילה הקובעת היא כלואה: הזווית נמצאת בין שתי הצלעות המסומנות, ולכן זה צ.ז.צ.
תרגיל 19
בשני משולשים סומנו שתי צלעות שוות, וזווית שאינה נמצאת בין שתי הצלעות אלא מול אחת מהן. האם מותר להסיק חפיפה לפי צ.ז.צ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב לא — צ.ז.צ דורש שהזווית תהיה כלואה בין הצלעות
הפתרון:
הזווית המסומנת נמצאת מול צלע, ולא בין שתי הצלעות המסומנות — לכן אין כאן צ.ז.צ
צ.ז.צ דורש זווית כלואה. שתי צלעות וזווית שמול אחת מהן הן נתונים של משפט אחר, משפט חפיפה צ.צ.ז — והוא חל רק כשהזווית מול הגדולה מבין שתי הצלעות. כשהזווית מול הקטנה, ייתכנו שני משולשים שונים.
תרגיל 20
נתונה מקבילית והאלכסון . הוכיחו: .
להציג את התשובה והפתרון
- — הצלעות הנגדיות במקבילית שוות
- — הצלעות הנגדיות במקבילית שוות
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — משפט חפיפה צ.צ.צ
הפתרון:
הצלעות הנגדיות במקבילית שוות
צלע משותפת לשני המשולשים
משפט חפיפה צ.צ.צ
שימו לב לסדר האותיות: , , . הקודקוד של המשולש הראשון מתאים לקודקוד של השני, כי מולו נמצאת אותה צלע, .
תרגיל 21
הנקודות ו- נמצאות באותו צד של הקטע , כך ש- ו-. הקטעים ו- נחתכים בנקודה . הוכיחו: .
להציג את התשובה והפתרון
- — נתון
- — נתון
- — צלע משותפת לשני המשולשים
- — במשולש ישר-זווית היתר גדול מכל אחד מהניצבים
- — משפט חפיפה צ.צ.ז
- — זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות
- — במשולש : מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות
הפתרון:
שתי צלעות, וזווית שאינה כלואה ביניהן
הזווית הישרה מונחת מול היתר , הגדולה מבין שתי הצלעות
משפט חפיפה צ.צ.ז
זוויות מתאימות, ואז מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות
זה המקרה השכיח ביותר של המשפט הרביעי: זווית ישרה מונחת תמיד מול היתר, והיתר הוא הצלע הגדולה במשולש. לכן שני משולשים ישרי-זווית עם יתר שווה וניצב שווה חופפים תמיד. שימו לב לסדר האותיות: , , .
תרגיל 22
התאימו כל מקרה למה שהוא אומר
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: — הקודקוד הראשון · — הקודקוד השני · — הקודקוד השלישי
הפתרון:
כל זוג כאן הופיע בשיעור — ההתאמה היא בדיוק מה שהטבלה הראתה.
תרגיל 23
נתון . במשולש : ס״מ, ס״מ ו-. השלימו.
____ ס״מ, ו- ____ מעלות
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 8 ס״מ, ו- 40 מעלות
הפתרון:
לפי מקום האותיות בשורת החפיפה
האות השנייה והשלישית — צלעות מתאימות במשולשים חופפים שוות
האות השלישית — זוויות מתאימות במשולשים חופפים שוות
היא האות השלישית בשם , ולכן היא מתאימה ל- ולא ל-. מי שכתב 6 התאים לפי האלפבית ולא לפי הסדר.
תרגיל 24
בשני המשולשים ו- ידועים הנתונים שבכל כרטיס. מיינו: האם הם מספיקים כדי לקבוע ש-?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: , , — מספיק לחפיפה · , , — מספיק לחפיפה · , , — מספיק לחפיפה · , , , וגם — מספיק לחפיפה · , , — לא מספיק · , , , וגם — לא מספיק · ו- בלבד — לא מספיק
הפתרון:
שלושת הכרטיסים הראשונים
בכרטיס הרביעי ובשישי הזווית אינה כלואה — היא מול
מול הצלע הגדולה — חפיפה; מול הקטנה — לא בהכרח
ז.ז.ז נותן אותה צורה בלי אותו גודל, ושני זוגות צלעות לבדם הם רק שני נתונים — צריך שלושה. שתי צלעות וזווית שאינה כלואה מספיקות רק כשהזווית מול הגדולה מבין שתי הצלעות.
תרגיל 25
נתון . תלמיד רשם ארבעה שוויונות. שורה אחת שגויה — מצאו אותה
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: →
הפתרון:
ההתאמה לפי מקום האותיות
האות הראשונה והשלישית בשני השמות
הצלע בנויה מהאות הראשונה ומהשלישית, ולכן היא מתאימה ל- — הראשונה והשלישית בשם . הצלע כבר שימשה בשורה הראשונה.
תרגיל 26
אם , אז ההיקפים של שני המשולשים שווים.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
כל צלע שווה לצלע המתאימה לה
נכון. משולשים חופפים הם אותו משולש בדיוק, ולכן גם ההיקף והשטח שלהם שווים.
תרגיל 27
שני משולשים שההיקפים שלהם שווים הם בהכרח חופפים.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
היקף 12 בשני המשולשים
לא נכון. למשולש שצלעותיו 3, 4, 5 ולמשולש שווה צלעות שצלעו 4 יש אותו היקף, אבל צורה אחרת. ההיקף הוא מספר אחד, וחפיפה דורשת שלושה נתונים מהסוג הנכון.
תרגיל 28
נתון . שורה אחת שגויה — מצאו אותה
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: →
הפתרון:
לפי המקום בשורה
במקום השני, ולכן היא מתאימה ל-, האות השנייה. שייכת ל-, ושם השורה האחרונה נכונה.
תרגיל 29
מיינו: אילו נתונים מבטיחים ששני משולשים חופפים?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: שלוש צלעות שוות בהתאמה — חופפים בהכרח · שתי צלעות והזווית הכלואה ביניהן — חופפים בהכרח · שתי זוויות והצלע שביניהן — חופפים בהכרח · שתי צלעות והזווית שמול הגדולה מביניהן — חופפים בהכרח · שלוש זוויות שוות בהתאמה — לא בהכרח · שתי צלעות והזווית שמול הקטנה מביניהן — לא בהכרח
הפתרון:
ארבעת משפטי החפיפה
שלוש זוויות נותנות רק אותה צורה, בכל גודל. וזווית מול הצלע הקטנה יכולה לתת שני משולשים שונים.
תרגיל 30
בונים משולש : , , והצלע שמול היא . כמה משולשים שונים מתאימים לנתונים?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 2
הפתרון:
הזווית מול הצלע הקטנה
המעגל ברדיוס 4 סביב פוגש את הקרן פעמיים
שני משולשים, ו-, והם אינם חופפים. מי שענה 1 שכח את הנקודה הקרובה ל-.
תרגיל 31
בונים משולש : , ו-. יש משולש אחד בלבד שמתאים לנתונים.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
הזווית מול הצלע הגדולה
נכון. על הקרן יש נקודה אחת במרחק 7 מ-. הנקודה השנייה נופלת מאחורי , שם הזווית היא . זה בדיוק התנאי של צ.צ.ז.