בשרטוט משורטטים שני גבהים במשולש, ו-, והם נפגשים ב-. אף אחד לא שרטט מעגל, ובכל זאת ארבע נקודות כבר יושבות על מעגל אחד. בבגרות הסעיף נשמע כך: «הוכיחו שאפשר לחסום את המרובע במעגל».
במרובע : כמה מעלות יש בזווית ובזווית , ומה סכומן?
להציג את התשובה והפתרון
שתיהן , כי ו- גבהים. סכומן , והן נגדיות במרובע . זה בדיוק התנאי שמבטיח מעגל דרך ארבעת הקודקודים.
המשפט ההפוך: מתי ארבע נקודות על מעגל
מרובע שבו סכום זוג זוויות נגדיות הוא — אפשר לחסום אותו במעגל. כל הדרכים של הבגרות מגיעות בסוף לתנאי הזה, או למקרה הפרטי שלו עם זוויות ישרות.
זוג זוויות נגדיות משלים ל- — המשפט עצמו
זווית חיצונית שווה לפנימית שממול — כי (צמודות), ולכן
שתי זוויות ישרות על אותו קטע — ו- על המעגל שקוטרו , כי זווית היקפית ישרה נשענת על קוטר
במרובע נתון . האם אפשר לחסום אותו במעגל?
להציג את התשובה והפתרון
לא בהכרח. ו- סמוכות, לא נגדיות. זה טרפז ישר זווית, ו- לא אומר ש-. רק אם גם המרובע הוא מלבן, וחסום.
זווית חיצונית שווה לפנימית שממול
במרובע מאריכים את עד , ונתון . הוכיחו שאפשר לחסום את במעגל.
סכום זוויות צמודות
מציבים את הנתון
זוויות נגדיות משלימות ל- — המשפט ההפוך
ולמה זה שווה נקודות: מה מקבלים מהמעגל החדש
ברגע שהוכחתם שהמרובע חסום, מותר להשתמש בכל משפטי המעגל עליו: זוויות היקפיות על אותה קשת שוות, וזוויות נגדיות משלימות. לכן הסעיף «הוכיחו שהמרובע בר-חסימה» בא כמעט תמיד לפני סעיף «הוכיחו ששתי זוויות שוות».
כותבים את שם המרובע לפי סדר הקודקודים על המעגל: ולא . בסדר שגוי «הזוויות הנגדיות» הן בכלל לא זוויות של המרובע.
שלוש טעויות בהוכחת חסימות.
סכום זוויות סמוכות נותן צלעות מקבילות, לא מעגל.
זוויות נגדיות שוות יש בכל מקבילית, ורוב המקביליות אינן חסומות. צריך סכום .
הזווית החיצונית ב- שווה לזווית הפנימית שממול, כלומר ב-, לא לזווית הסמוכה ב-.
תרגילים
תרגיל 1
באיזה מן המרובעים הבאים בטוח שאפשר לחסום את המרובע במעגל?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד
הפתרון:
ו- נגדיות, וסכומן : מרובע שבו סכום זוג זוויות נגדיות הוא — אפשר לחסום אותו במעגל
הנכונה: . ב- הסכום . בשתי האפשרויות האחרות הזוויות סמוכות, והן נותנות צלעות מקבילות ולא מעגל.
תרגיל 2
במשולש הקטעים ו- הם גבהים, והם נפגשים ב-. הוכיחו שאפשר לחסום את המרובע במעגל.
אפשר לחסום את במעגל
להציג את התשובה והפתרון
- — הגדרת גובה במשולש
- — הגדרת גובה במשולש
- — חיבור זוויות
- אפשר לחסום את במעגל — מרובע שבו סכום זוג זוויות נגדיות הוא — אפשר לחסום אותו במעגל
הפתרון:
שתי זוויות ישרות, והן נגדיות במרובע
המשפט ההפוך של המרובע החסום
המלכודת: לכתוב «כי ». את לא מכירים. הזוויות הישרות הן ב- וב-, והן זוג נגדי.
תרגיל 3
במשולש הקטעים ו- הם גבהים. איזה משפט מצדיק את הטענה שהנקודות , , ו- נמצאות על מעגל אחד?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב זווית היקפית ישרה נשענת על קוטר
הפתרון:
הגדרת גובה
שתיהן על המעגל שקוטרו : זווית היקפית ישרה נשענת על קוטר
הנכונה: זווית היקפית ישרה נשענת על קוטר. ו- «רואות» את בזווית ישרה, ולכן שתיהן על המעגל שקוטרו . זוויות על אותה קשת הן תוצאה של המעגל, לא הדרך להוכיח שהוא קיים.
תרגיל 4
במשולש הקטעים ו- הם גבהים, והם נפגשים ב-. נתון . חשבו את (במעלות).
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 130
הפתרון:
שתי זוויות ישרות: חסום
במרובע חסום במעגל סכום כל זוג זוויות נגדיות הוא
זוויות קודקודיות שוות
הזווית היא . מי שענה השווה בין זוויות נגדיות במקום להשלים ל-.
תרגיל 5
במרובע מאריכים את הצלע מעבר ל- עד הנקודה . נתון . הוכיחו שאפשר לחסום את במעגל.
אפשר לחסום את במעגל
להציג את התשובה והפתרון
- — סכום זוויות צמודות הוא
- — הצבה: נתון
- אפשר לחסום את במעגל — מרובע שבו סכום זוג זוויות נגדיות הוא — אפשר לחסום אותו במעגל
הפתרון:
צמודות
הצבה
המשפט ההפוך
שלוש שורות, ובכל אחת משפט אחד. המלכודת: לדלג ישר לסוף ולכתוב «זווית חיצונית שווה לפנימית שממול». זו מסקנה על מרובע שכבר חסום. כאן צריך להוכיח את החסימה עצמה.
תרגיל 6
במרובע נתון ו-. לאיזה ערך של (במעלות) אפשר לחסום את המרובע במעגל?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 30
הפתרון:
זוויות נגדיות משלימות ל-
בדיקה: ✓
. מי שהשווה קיבל במקרה את אותה תשובה, אבל מנימוק שגוי: המשפט הוא על סכום, לא על שוויון.
תרגיל 7
מהנקודה יוצאים שני משיקים למעגל שמרכזו , ונוגעים בו ב- וב-. סדרו את שורות ההוכחה שאפשר לחסום את במעגל, ושהקטע הוא קוטר של המעגל החדש.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: — המשיק מאונך לרדיוס · — המשיק מאונך לרדיוס · — אפשר לחסום את · קוטר — זווית היקפית ישרה נשענת על קוטר
הפתרון:
המשיק מאונך לרדיוס בנקודת ההשקה
זוויות נגדיות במרובע
הזווית הישרה נשענת על
הקוטר של המעגל החדש הוא , לא : הזוויות הישרות נמצאות ב- וב- ו«רואות» את .
תרגיל 8
הוכיחו או הפריכו: מרובע שיש בו שתי זוויות ישרות — אפשר תמיד לחסום אותו במעגל.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
דוגמה נגדית: טרפז ישר זווית עם ,
הזוויות הנגדיות אינן משלימות
הטענה אינה נכונה. שתי הזוויות הישרות חייבות להיות נגדיות (או להישען על אותו קטע, משני צדיו או מאותו צד). שתי זוויות ישרות סמוכות נותנות טרפז, ורוב הטרפזים הישרי זווית אינם חסומים.
תרגיל 9
המרובע חסום במעגל, והזוויות , , מתייחסות כמו . חשבו את (במעלות).
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 90
הפתרון:
זוויות נגדיות ו- משלימות
זוויות נגדיות ו- משלימות
. מי שחילק ל- חלקים שכח שיש ארבע זוויות. היחס נותן רק שלוש מהן.
תרגיל 10
מיינו: אילו מהנתונים מספיקים כדי להוכיח שאפשר לחסום את במעגל? ( על המשך הצלע מעבר ל-.)
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: — מספיק · — מספיק · — מספיק · — מספיק · — לא מספיק · — לא מספיק · — לא מספיק
הפתרון:
המשפט ההפוך
צמודות, ומגיעים לסכום
ו- על המעגל שקוטרו
שלושה «לא מספיק»: זוויות נגדיות שוות (מקבילית), זוויות סמוכות משלימות (טרפז), ושתי צלעות שוות. אף אחד מהם לא מבטיח מעגל.