כדי להוכיח ששני משולשים דומים לפי ההגדרה צריך שישה דברים: שלוש זוויות שוות ושלושה יחסים שווים. בפועל אף פעם לא בודקים שישה. שלושה משפטים אומרים איזה חלק קטן מהמידע מספיק, ובכל הוכחת דמיון בבגרות מופיע שם של אחד מהם.
משפט דמיון ז.ז
אם שתי זוויות של משולש אחד שוות לשתי זוויות של משולש אחר, המשולשים דומים. זה המשפט השימושי ביותר בפרק, כי זוויות שוות מסתתרות בכל שרטוט: זווית משותפת לשני משולשים, זוויות קודקודיות, זוויות מתאימות או מתחלפות בין ישרים מקבילים, ושתי זוויות ישרות.
למה מספיקות שתי זוויות, ולא צריך את השלישית?
להציג את התשובה והפתרון
כי סכום הזוויות בכל משולש הוא . אם שתי זוויות שוות בהתאמה, השלישית בכל משולש היא «מה שנשאר עד », ולכן גם היא שווה. שלוש זוויות שוות, וזו הצורה של המשולש.
משפט דמיון צ.ז.צ
אם שתי צלעות של משולש אחד פרופורציוניות לשתי צלעות של משולש אחר, והזוויות הכלואות ביניהן שוות, המשולשים דומים. המילה כלואה היא לב המשפט: הזווית חייבת להיות זו שבין שתי הצלעות שבדקנו.
משפט דמיון צ.צ.צ
אם שלוש צלעות של משולש אחד פרופורציוניות לשלוש צלעות של משולש אחר, המשולשים דומים. כאן לא צריך אף זווית, אבל צריך את שלושת היחסים, וכולם שווים.
ראשי התיבות זהים לאלה של החפיפה, אבל המשמעות שונה: בחפיפה צלעות שוות, בדמיון צלעות פרופורציוניות. בנימוק כותבים «משפט דמיון צ.צ.צ», והמילה «דמיון» היא חלק מהשם.
צלעות משולש אחד הן , ו-, וצלעות משולש שני הן , ו-. האם המשולשים דומים לפי צ.צ.צ?
להציג את התשובה והפתרון
לא. ו-, אבל . שני יחסים שווים לא מספיקים — צ.צ.צ דורש שלושה. אילו הצלע השלישית הייתה , המשולשים היו דומים.
ההוכחה הראשונה: ישר מקביל לצלע
יוצר משולש דומה
במשולש , על ו- על , ו-. הוכיחו , ואם , ו-, מצאו את .
זווית משותפת לשני המשולשים
זוויות מתאימות בין ישרים מקבילים ()
משפט דמיון ז.ז
צלעות מתאימות: , החלק מול השלם
התשובה
סדר הפעולות בכל שאלת דמיון: (1) מוצאים שתי זוויות שוות ומנמקים כל אחת, (2) כותבים את הדמיון בסדר האותיות הנכון, (3) רק אז כותבים את היחסים. מי שמתחיל מהיחסים בלי הדמיון לא מקבל נקודות.
צ.ז.צ בפעולה
שתי צלעות והזווית שביניהן
במשולש : , ו-. במשולש : , ו-. האם המשולשים דומים?
שני היחסים שווים
הזווית הכלואה בין ל- שווה לזווית הכלואה בין ל-
משפט דמיון צ.ז.צ
שלוש הטעויות בשימוש במשפטים.
הזווית כלואה בין ל-, לא בין ל-. יחסים של צלעות שהזווית אינה ביניהן אינם מוכיחים דמיון לפי צ.ז.צ.
שני יחסים בלי זווית אינם משפט. צ.צ.צ דורש שלושה יחסים, וצ.ז.צ דורש שניים וזווית כלואה.
זווית אחת שווה לא קובעת צורה: יש אינסוף משולשים שונים עם זווית של .
תרגילים
תרגיל 1
במשולש : ו-. במשולש : ו-. מה נכון?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: א המשולשים דומים לפי ז.ז, ו-
הפתרון:
סכום הזוויות במשולש
שתי זוויות שוות בהתאמה
משפט דמיון ז.ז
הנכונה: דומים, . הזווית לא נתונה, אבל היא מחושבת מהסכום. מי שכתב הציב את () מול ().
תרגיל 2
צלעות המשולש הן , ו-, וצלעות המשולש הן , ו-. הוכיחו או הפריכו: המשולשים דומים.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
שלושת היחסים שווים, קצרה מול קצרה
משפט דמיון צ.צ.צ
הטענה נכונה, לפי משפט דמיון צ.צ.צ עם . לא צריך אף זווית: שלוש צלעות קובעות את המשולש, ולכן שלושה יחסים שווים קובעים את צורתו.
תרגיל 3
צלעות המשולש הן , ו-, וצלעות המשולש הן , ו-. הוכיחו או הפריכו: המשולשים דומים.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
שלושה יחסים, ואחד מהם שונה
, משפט פיתגורס ההפוך; ב-:
הטענה לא נכונה. צ.צ.צ דורש שלושה יחסים שווים, וכאן רק שניים. גם המבט על הזוויות מסכים: ישר-זווית ו- לא, ולכן הזוויות אינן שוות.
תרגיל 4
במשולש הנקודה על והנקודה על , ו-. הוכיחו: .
להציג את התשובה והפתרון
- — זווית משותפת לשני המשולשים
- — זוויות מתאימות בין ישרים מקבילים שוות ()
- — משפט דמיון ז.ז
הפתרון:
אותה זווית בשני המשולשים
מתאימות,
ז.ז
שני צעדים לזוויות, צעד אחד למשפט. המלכודת: לכתוב — על מתאים ל-, לא ל-.
תרגיל 5
במשולש הקטע מקביל ל- ( על , על ). נתון , ו-. מצאו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 10
הפתרון:
ז.ז: משותפת, מתאימות
צלעות מתאימות;
התשובה
. היחס הוא חלק מול שלם: , לא . כאן אבל — מי שכתב קיבל , וזה לא ייתכן: הבסיס של המשולש הגדול.
תרגיל 6
הקטעים ו- נחתכים בנקודה , ו-. הוכיחו: .
להציג את התשובה והפתרון
- — זוויות קודקודיות שוות
- — זוויות מתחלפות בין ישרים מקבילים שוות ()
- — משפט דמיון ז.ז
הפתרון:
קודקודיות
מתחלפות,
ז.ז
המלכודת היא הסדר: מול (הזוויות המתחלפות), מול , מול . מי שכותב הציב את מול , ואת היחסים אחר כך יכתוב הפוך.
תרגיל 7
במשולש : , ו-. במשולש : , ו-. מה נכון?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד המשולשים דומים לפי צ.ז.צ, ו-
הפתרון:
שני יחסים שווים
הזווית הכלואה בין הצלעות שבדקנו
משפט דמיון צ.ז.צ
הנכונה: דומים לפי צ.ז.צ. «» הוא נימוק של חפיפה, לא של דמיון. ו«ז.ז» לא מתאים: יש רק זווית אחת נתונה. הצלע השלישית לא נחוצה, זו בדיוק התועלת של המשפט.
תרגיל 8
במשולש : , ו-. במשולש : , ו-. מה אפשר להסיק?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב אי אפשר להסיק דמיון: הזווית אינה כלואה בין הצלעות הפרופורציוניות
הפתרון:
שני יחסים שווים
הזווית כלואה בין ל-, ו- לא נתונה: צ.ז.צ לא חל
הזווית נמצאת מול הצלע הקצרה מבין השתיים, ולכן שני משולשים שונים מתאימים לאותם נתונים
הנכונה: אי אפשר להסיק. היחסים שווים (, ולכן האפשרות הרביעית שגויה), אבל הזווית הנתונה אינה כלואה בין שתי הצלעות. והיא גם נמצאת מול הצלע הקצרה (): במצב כזה שני משולשים שונים מתאימים לאותם נתונים, ואחד מהם יכול להיות והשני . לו עמדה הזווית מול הצלע הארוכה, המשולש היה נקבע — ואז הם היו דומים.
תרגיל 9
במשולש הזווית ישרה, ו- הוא הגובה ליתר . נתון ו-. הוכיחו , ומצאו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 9
הפתרון:
גובה, ו- ישרה
זווית משותפת
משפט דמיון ז.ז: , ,
צלעות מתאימות לפי סדר האותיות
כפל בהצלבה
. המלכודת היא הסדר: במשולש הקטן מול במשולש הגדול, ו- מול . מי שכתב הציב את מול , וקיבל יחסים שאינם נכונים.
תרגיל 10
על שני משולשים נתון המידע הבא. מיינו: מה מספיק כדי להוכיח שהם דומים, ומה לא?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: שתי זוויות שוות בהתאמה — מספיק לדמיון · שלוש צלעות פרופורציוניות — מספיק לדמיון · שתי צלעות פרופורציוניות והזווית שביניהן שווה — מספיק לדמיון · זווית אחת שווה — לא מספיק · שתי צלעות פרופורציוניות בלבד — לא מספיק · שתי צלעות פרופורציוניות וזווית שאינה ביניהן שווה — לא מספיק
הפתרון:
שלושת המשפטים, ורק הם
זווית אחת בלבד, או שני יחסים בלבד: פחות ממשפט, לא קובע צורה
שלושה נתונים בכל משפט — שתי זוויות, או שלושה יחסים, או שני יחסים וזווית כלואה. הפריט השישי הוא המלכודת המוכרת של צ.ז.צ: היחסים נכונים, אבל הזווית במקום הלא נכון.
חזרה משולבת — שני משולשים ישרי זווית וזווית ישרה ביניהם
תרגיל 11
במשולש ישר הזווית () הקודקוד מונח על ציר ה-, והקודקוד על ציר ה-. מהקודקוד הורידו אנך לציר ה-, החותך אותו בנקודה . ראשית הצירים. א. הוכיחו: .
להציג את התשובה והפתרון
- — הצירים מאונכים; אנך לציר ה-
- — זווית שטוחה:
- — סכום הזוויות במשולש הוא
- — שתיהן משלימות את ל-
- — משפט דמיון ז.ז
הפתרון:
שתי זוויות ישרות
בנקודה : שלוש זוויות על ישר, והאמצעית ישרה
ז.ז: , ,
זו תצורת "שלוש זוויות ישרות על ישר": שני משולשים ישרי זווית משני צידי זווית ישרה שקודקודה על הישר.
תרגיל 12
במשולש ישר הזווית () הקודקוד מונח על ציר ה-, והקודקוד על ציר ה-. מהקודקוד הורידו אנך לציר ה-, החותך אותו בנקודה . ראשית הצירים. משוואת הצלע היא . ב. מצאו את אורך הצלע .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 16
הפתרון:
על ציר ה-
המרחק מהראשית
. ובאותה דרך : , כלומר .
תרגיל 13
במשולש ישר הזווית () הקודקוד מונח על ציר ה-, והקודקוד על ציר ה-. מהקודקוד הורידו אנך לציר ה-, החותך אותו בנקודה . ראשית הצירים. משוואת היא , , והוכח . נתון . ג. (1) מצאו את אורך הצלע .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 4
הפתרון:
יחס הדמיון הוא שורש יחס השטחים
צלעות מתאימות: ,
התשובה
. המלכודת: לחלק ב- — יחס השטחים הוא , לא .
תרגיל 14
במשולש ישר הזווית () הקודקוד מונח על ציר ה-, והקודקוד על ציר ה-. מהקודקוד הורידו אנך לציר ה-, החותך אותו בנקודה . ראשית הצירים. משוואת היא , ביחס דמיון , ו-. ג. (2) מצאו את אורכי הצלעות ו-.
____ , ____
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 12 , 3
הפתרון:
על ציר ה-
צלעות מתאימות: ,
, , ולכן .
תרגיל 15
במשולש ישר הזווית () הקודקוד מונח על ציר ה-, והקודקוד על ציר ה-. מהקודקוד הורידו אנך לציר ה-, החותך אותו בנקודה . ראשית הצירים. נמצא , , ו-. ד. (1) חשבו את גודל הזווית (במעלות, דיוק של שתי ספרות אחרי הנקודה).
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 75.96
הפתרון:
נוסחת המרחק (או פיתגורס)
במשולש הזווית ישרה
. גם יחס הדמיון בא לידי ביטוי: .
תרגיל 16
במשולש ישר הזווית () הקודקוד מונח על ציר ה-, והקודקוד על ציר ה-. מהקודקוד הורידו אנך לציר ה-, החותך אותו בנקודה . ראשית הצירים. נמצא , ובמשולש : , . ד. (2) האם המשולשים ו- דומים זה לזה?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: א לא — הזוויות החדות ב- הן כ- ו-, וב- כ- ו-
הפתרון:
במשולש
במשולש
לא דומים: משולשים ישרי זווית דומים רק אם גם זווית חדה אחת שווה. זווית ישרה אחת משותפת אינה מספיקה.