בשאלה 4 של הבגרות כמעט כל סעיף «הוכיחו» מתחיל בזוג זוויות שוות. במעגל, זוויות שוות מגיעות ממקום אחד: קשת משותפת. הסתכלו על השרטוט לפני כל כלל.
בשרטוט: למה ? כתבו את הנימוק כמו בבחינה.
להציג את התשובה והפתרון
זוויות היקפיות הנשענות על אותה קשת שוות. שתיהן נשענות על הקשת , והקודקודים ו- נמצאים באותו צד של המיתר .
ארבעה קשרים שכל הוכחה במעגל נשענת עליהם
זוויות היקפיות הנשענות על אותה קשת שוות
הזווית המרכזית כפולה מההיקפית הנשענת על אותה קשת
הזווית בין משיק למיתר שווה להיקפית הנשענת על המיתר מצדו השני
קשתות שוות, מיתרים שווים וזוויות היקפיות שוות — שלושה פנים של אותו דבר
ו- נמצאת על הקשת הגדולה . מהי ? ומה הייתה התשובה אילו הייתה על הקשת הקטנה?
להציג את התשובה והפתרון
, חצי מהמרכזית. על הקשת הקטנה «רואה» את הקשת הגדולה, שהמרכזית שלה , ולכן הזווית . שימו לב: .
להוכיח שישר חוצה זווית
כדי להוכיח ש- חוצה את מראים ש-. במעגל זה קורה בדיוק כש- היא אמצע הקשת : שתי הזוויות נשענות על קשתות שוות. וגם להפך: אם חוצה את , אז היא אמצע הקשת, ו-.
אמצע קשת: חוצה זווית ומשיק מקביל
המשולש חסום במעגל. היא אמצע הקשת שאינה מכילה את , והישר משיק למעגל ב-. הוכיחו: (1) חוצה את . (2) .
נתון: אמצע הקשת
זוויות היקפיות הנשענות על קשתות שוות שוות. לכן חוצה את (הגדרת חוצה זווית)
הזווית בין המשיק למיתר שווה להיקפית הנשענת על מצדו השני
זוויות היקפיות הנשענות על הקשתות השוות ו-
כלל המעבר
זוויות מתחלפות שוות (המיתר חותך את שני הישרים), ולכן הישרים מקבילים
בדוגמה, למה ו- הן זוויות מתחלפות?
להציג את התשובה והפתרון
הישר חותך את ב- ואת ב-. הזוויות נמצאות משני צדי הישר ובין שני הישרים. זו ההגדרה של זוויות מתחלפות.
להוכיח מקבילות
זוויות מתחלפות או מתאימות שוות — הדרך השכיחה בבגרות
זוויות חד-צדדיות שסכומן
שני ישרים מאונכים לישר שלישי
קטע אמצעים: קטע שמחבר אמצעי שתי צלעות במשולש מקביל לצלע השלישית
בטבלת טענה/נימוק כל שורה נשענת על משפט אחד, ואת המשפט כותבים בשמו. «לפי המעגל» אינו נימוק. «זוויות היקפיות הנשענות על אותה קשת שוות» הוא נימוק.
שלוש טעויות שעולות נקודות.
ההיקפית היא חצי מהמרכזית, לא שווה לה.
כאשר ו- נמצאות משני צדי המיתר : היקפיות על אותו מיתר משני צדיו אינן שוות, הן משלימות ל-. בודקים תמיד באיזה צד של המיתר נמצא הקודקוד.
הזווית בין משיק למיתר שווה להיקפית, ולכן גם היא חצי מהמרכזית.
תרגילים
תרגיל 1
הנקודות , ו- נמצאות על מעגל שמרכזו . הזווית המרכזית היא , ו- נמצאת על הקשת הגדולה . חשבו את (במעלות).
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 65
הפתרון:
זווית היקפית שווה למחצית הזווית המרכזית הנשענת על אותה קשת
הזווית היא . מי שענה השווה בין היקפית למרכזית. מי שענה שם את על הקשת הקטנה.
תרגיל 2
בשרטוט ו- נמצאות על המעגל, באותו צד של המיתר . איזה משפט מצדיק את הטענה ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב זוויות היקפיות הנשענות על אותה קשת שוות
הפתרון:
זוויות היקפיות הנשענות על אותה קשת שוות. שתיהן נשענות על הקשת
הנכונה: זוויות היקפיות הנשענות על אותה קשת. אין כאן זווית מרכזית ואין זוויות קודקודיות. המרובע אכן חסום, אבל המשפט שלו מדבר על זוויות נגדיות, ו- אינה זווית של המרובע.
תרגיל 3
המשולש חסום במעגל. היא אמצע הקשת שאינה מכילה את . הוכיחו: חוצה את .
חוצה את
להציג את התשובה והפתרון
- הקשת שווה לקשת — נתון: אמצע הקשת
- — זוויות היקפיות הנשענות על קשתות שוות שוות
- חוצה את — הגדרת חוצה זווית
הפתרון:
שתיהן היקפיות, ונשענות על הקשתות השוות ו-
הגדרת חוצה זווית
המלכודת: לנמק ב«». גם זה נכון, אבל הזוויות נובעות מהקשתות: קשתות שוות, ולכן זוויות היקפיות שוות.
תרגיל 4
הישר משיק למעגל שמרכזו בנקודה . מיתר, ו-. נמצאת על הקשת הגדולה ו- על הקשת הקטנה. השלימו (במעלות).
____ , ____ , ____
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 116 , 58 , 122
הפתרון:
הזווית בין משיק למיתר שווה לזווית ההיקפית הנשענת על המיתר מצדו השני
זווית היקפית שווה למחצית הזווית המרכזית הנשענת על אותה קשת
במרובע החסום הזוויות ו- נגדיות
שלוש זוויות על אותו מיתר, שלוש תשובות שונות. נמצאת באותו צד של המיתר כמו המשיק , ולכן היא אינה שווה לזווית המשיק. היא משלימה אותה ל-.
תרגיל 5
קוטר במעגל שמרכזו , ו- נקודה על המעגל. נתון . חשבו את (במעלות).
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 55
הפתרון:
זווית היקפית הנשענת על קוטר היא ישרה
סכום הזוויות במשולש
הזווית היא . בלי המשפט על הקוטר אין דרך להגיע לתשובה: הוא נותן את הזווית הישרה ב-.
תרגיל 6
הישר משיק למעגל בנקודה . המיתר מקביל ל-. הוכיחו: .
להציג את התשובה והפתרון
- — הזווית בין משיק למיתר שווה לזווית ההיקפית הנשענת על המיתר מצדו השני
- — זוויות מתחלפות בין ישרים מקבילים שוות
- — כלל המעבר
- — במשולש, מול זוויות שוות מונחות צלעות שוות
הפתרון:
משיק ומיתר
מתחלפות
מול זוויות שוות צלעות שוות
שתי זוויות שוות לאותה זווית , ולכן שוות זו לזו. המלכודת: לכתוב « כי שתיהן היקפיות». אינה היקפית: אחת מזרועותיה היא משיק.
תרגיל 7
המשולש חסום במעגל, אמצע הקשת שאינה מכילה את , ו- משיק למעגל ב-. סדרו את שורות ההוכחה ש-.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: — זווית בין משיק למיתר · — היקפיות על קשתות שוות · — כלל המעבר · — זוויות מתחלפות שוות
הפתרון:
המשיק והמיתר
הקשתות ו- שוות
מתחלפות
המסקנה על המקבילות באה אחרונה: קודם מגיעים לזוג זוויות מתחלפות שוות, ורק אז מסיקים.
תרגיל 8
הוכיחו או הפריכו: שתי זוויות היקפיות הנשענות על אותו מיתר תמיד שוות זו לזו.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
כאשר ו- משני צדי המיתר , המרובע חסום, והזוויות נגדיות
הטענה אינה נכונה. היקפיות על אותו מיתר שוות רק כשהן באותו צד שלו. משני צדיו הן משלימות ל-, ושוות רק כשהמיתר הוא קוטר.
תרגיל 9
משיק למעגל ב-, ו- מיתר. איזה משפט מצדיק את הטענה , כאשר על הקשת הגדולה ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג הזווית בין משיק למיתר שווה לזווית ההיקפית הנשענת על המיתר מצדו השני
הפתרון:
הזווית בין משיק למיתר שווה לזווית ההיקפית הנשענת על המיתר מצדו השני
הנכונה: משיק ומיתר. «זוויות היקפיות על אותה קשת» לא מתאים, כי אינה היקפית. ואין כאן ישרים מקבילים.
תרגיל 10
המשולש חסום במעגל. אמצע הקשת שאינה מכילה את , ו- חותך את ב-. נתון ו-. חשבו את (במעלות).
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 80
הפתרון:
חוצה את , כי אמצע הקשת
סכום הזוויות במשולש
הזווית היא . הצעד שחסר למי שנתקע: אמצע הקשת נותן חוצה זווית. בלי זה אין את .