בניות: אנך, מקביל ומלבן

ב-elev השיעור הזה מגיע עם תרגילים שנבדקים מיד, רמז ברגע שנתקעים, ומעקב אחרי ההתקדמות.

לתרגל ב-elev

עד כאן חישבנו. עכשיו נשרטט — ולא בשביל היופי: בכיתה ז שרטוט מדויק הוא הנימוק. כשעוד אין הוכחות פורמליות, צורה שנבנתה נכון היא מה שמשכנע.

כל מה שביחידה הזאת נעשה בשלושה כלים בלבד: סרגל, משולש שרטוט ודף נייר שאפשר לקפל. מחוגה תגיע רק בכיתה ט.

1. זווית ישרה בלי שום כלי

מפתיע כמה זה פשוט: אפשר לייצר זווית ישרה מושלמת מדף נייר, בלי סרגל ובלי מד-זווית.

2. אנך לקטע מנקודה שעליו

נתון קטע, ונקודה PP על הקטע. רוצים לשרטט אנך לקטע שעובר דרכה.

11

מניחים ניצב אחד של משולש השרטוט לאורך הקטע.

22

מחליקים אותו לאורך הקטע עד שהניצב השני עובר דרך PP.

33

משרטטים לאורך הניצב השני, ומסמנים ריבוע קטן ב-PP.

ואפשר גם בקיפול: מקפלים את הדף כך שהקטע ייפול על עצמו ושקו הקיפול יעבור דרך PP. קו הקיפול הוא האנך.

3. אנך מנקודה שמחוץ לקטע

עכשיו PP נמצאת מחוץ לקטע. אותו כלי, סדר הפוך: מצמידים ניצב אחד לקטע, ומחליקים עד שהניצב השני פוגע ב-PP.

ולמקרה הזה יש שם: אורך האנך הזה הוא המרחק מהנקודה אל הישר. כבר ראינו שהוא הקצר ביותר מכל הקטעים שמחברים את PP אל הישר — ולכן «מרחק» פירושו תמיד אנך, לעולם לא קטע אלכסוני.

4. מקביל דרך נקודה — בשתי זוויות ישרות

וכאן הרעיון היפה של היחידה. כדי לשרטט ישר מקביל לישר נתון שעובר דרך נקודה PP, לא צריך כלי חדש — צריך להעמיד אנך לאנך.

5. לשרטט מלבן משתי צלעות סמוכות

וכל מה שבנינו מתכנס לכאן. נתונים שני אורכים — נניח 6 ס״מ ו-4 ס״מ — ורוצים לשרטט את המלבן שזוהי מידתו.

מדוע לא די בהגדרה «מקבילים = אינם נחתכים» כדי לבדוק אם שני קטעים מקבילים?

להציג את התשובה והפתרון

כי קטעים נגמרים. שני קטעים קצרים לא ייחתכו גם כשהישרים שעליהם הם יושבים נפגשים רחוק מחוץ לדף. הבדיקה המעשית היא אנך משותף, לא המראה.

שלוש הטעויות של הבנייה.

מרחק=קטע אלכסוני\text{מרחק} = \text{קטע אלכסוני}
מרחק=אנך\text{מרחק} = \text{אנך}

מרחק מנקודה לישר נמדד רק באנך. כל קטע אחר ארוך יותר.

נראים מקבילים\text{נראים מקבילים}
אנך משותף\text{אנך משותף}

העין מטעה, במיוחד כשנקודת החיתוך נמצאת מחוץ לדף. בודקים בכלי, לא במבט.

סימון בקשת\text{סימון בקשת}
סימון בריבוע קטן\text{סימון בריבוע קטן}

זווית ישרה מסמנים בריבוע קטן בקודקוד. הקשת שמורה לזוויות אחרות.

עכשיו נתרגל — סדר של שלבים, וגם החישובים שנלווים לכל בנייה.

תרגילים

תרגיל 1

מקפלים דף פעמיים כך שקו הקיפול הראשון נופל על עצמו. כמה מעלות בכל אחת מארבע הזוויות שנוצרו?

להציג את התשובה והפתרון

התשובה: 90

הפתרון:

360:4=90360 : 4 = 90

ארבע זוויות שוות בסיבוב שלם

הקיפול השני מפיל את הישר על עצמו, ולכן שני צדדיו חופפים — ומכאן ששוויון ארבע הזוויות מובטח.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 2

סדרו את שלבי הבנייה של מלבן משתי צלעות סמוכות

  • מחברים את שתי הנקודות שהתקבלו
  • מעלים אנך ב-AA ומודדים עליו את האורך השני
  • מעלים אנך ב-BB ומודדים עליו את אותו אורך
  • משרטטים את הצלע ABAB באורך הנתון
להציג את התשובה והפתרון

התשובה: משרטטים את הצלע ABAB באורך הנתון · מעלים אנך ב-AA ומודדים עליו את האורך השני · מעלים אנך ב-BB ומודדים עליו את אותו אורך · מחברים את שתי הנקודות שהתקבלו

הפתרון:

AB→AD⊥ABAB \rightarrow AD \perp AB

הצלע, ואז האנך הראשון

BC⊥AB→DCBC \perp AB \rightarrow DC

האנך השני, ואז הסגירה

הצלע הראשונה קובעת כיוון; שני האנכים חייבים לעלות לאותו צד, אחרת מתקבל מקבילית מעוותת ולא מלבן.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 3

כיצד בודקים בפועל אם שני קטעים מקבילים?

  1. מודדים את אורכם ומשווים
  2. מעלים אנך מאחד ובודקים אם הוא ניצב גם לשני
  3. בודקים אם הם באותו צבע
  4. מאריכים אותם ורואים אם הם נחתכים
להציג את התשובה והפתרון

התשובה: ב מעלים אנך מאחד ובודקים אם הוא ניצב גם לשני

הפתרון:

n⊥a , n⊥b ⇒ a∥bn \perp a \ , \ n \perp b \ \Rightarrow \ a \parallel b

אנך משותף

ההגדרה «אינם נחתכים» אינה בדיקה — אי אפשר להאריך עד אינסוף. האנך המשותף כן.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 4

מקפלים דף פעם שנייה, וקו הקיפול השני יוצר עם הקו הראשון זווית של 70°70° מצד אחד. כמה מעלות יש בזווית שמהצד השני שלו?

להציג את התשובה והפתרון

התשובה: 110

הפתרון:

180−70=110180 - 70 = 110

שתי הזוויות יחד הן זווית שטוחה

70≠11070 \neq 110: שני הצדדים אינם שווים, ולכן הקו הראשון לא נפל על עצמו. רק כשהקו השני יוצר 90°90° משני הצדדים מתקבלת זווית ישרה.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 5

בקיפול השני של הדף, הקו הראשון נפל בדיוק על עצמו. לכן קו הקיפול השני מאונך לקו הראשון.

להציג את התשובה והפתרון

התשובה: נכון

הפתרון:

θ=180−θ ⇒ θ=90\begin{aligned}\theta &= 180 - \theta \ \Rightarrow \ \theta \\ &= 90\end{aligned}

שני הצדדים של הקיפול שווים

כשהקו נופל על עצמו, הזוויות משני צדי הקיפול חופפות. שתי זוויות שוות שיחד הן 180°180° — כל אחת 90°90°.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 6

בבניית מקביל מעבירים אנך, ואז אנך לאנך. כמה זוויות ישרות משרטטים בסך הכול?

להציג את התשובה והפתרון

התשובה: 2

הפתרון:

n⊥an \perp a

הראשונה

b⊥nb \perp n

והשנייה

שתי זוויות ישרות — ומשם נובעת ההקבלה, בלי למדוד שום מרחק.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 7

המרחק מנקודה לישר נמדד לאורך האנך מהנקודה אל הישר.

להציג את התשובה והפתרון

התשובה: נכון

הפתרון:

מרחק=אנך\text{מרחק} = \text{אנך}

והוא הקטע הקצר ביותר

וזה גם הקטע הקצר ביותר מכל הקטעים שמחברים את הנקודה לישר — לכן זו ההגדרה.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 8

משרטטים מלבן שצלעותיו הסמוכות 6 ס״מ ו-4 ס״מ. כמה זוויות ישרות מספיק לשרטט כדי שהצורה תהיה מלבן?

להציג את התשובה והפתרון

התשובה: 3

הפתרון:

90⋅3=27090 \cdot 3 = 270

שלוש פינות

360−270=90360 - 270 = 90

והרביעית נובעת

שלוש זוויות ישרות כבר מחייבות את הרביעית — סכום הזוויות במרובע הוא 360.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 9

מלבן ששורטט משתי צלעות סמוכות 6 ו-4 ס״מ. מהו שטחו בסמ״ר?

להציג את התשובה והפתרון

התשובה: 24

הפתרון:

6⋅4=246 \cdot 4 = 24

אורך כפול רוחב

שתי צלעות סמוכות קובעות את המלבן לגמרי — ולכן גם את שטחו.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 10

התאימו כל בנייה לכלי שלה

  • זווית ישרה בלי כלים
  • אנך מנקודה לישר
  • מקביל דרך נקודה
  • מרחק נקודה מישר
  • אורך האנך
  • אנך, ואז אנך לאנך
  • ניצב אחד של משולש שרטוט על הישר
  • שני קיפולים של דף
להציג את התשובה והפתרון

התשובה: זווית ישרה בלי כלים — שני קיפולים של דף · אנך מנקודה לישר — ניצב אחד של משולש שרטוט על הישר · מקביל דרך נקודה — אנך, ואז אנך לאנך · מרחק נקודה מישר — אורך האנך

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 11

איך מסמנים זווית ישרה בשרטוט?

  1. בקשת אחת
  2. בריבוע קטן בקודקוד
  3. בקו נוסף על הצלע
  4. בשתי קשתות
להציג את התשובה והפתרון

התשובה: ב בריבוע קטן בקודקוד

הפתרון:

90°→□90° \rightarrow \square

ריבוע קטן בקודקוד

הקשת מסמנת זווית כלשהי; הקו על הצלע מסמן צלעות שוות. לזווית ישרה שמור הריבוע הקטן.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 12

שני קטעים שאינם נחתכים על הדף הם בהכרח מקבילים.

להציג את התשובה והפתרון

התשובה: לא נכון

הפתרון:

קטע≠ישר\text{קטע} \neq \text{ישר}

הישרים יכולים להיפגש מחוץ לדף

קטעים נגמרים. הישרים שעליהם הם יושבים יכולים להיפגש הרחק מחוץ לדף — ואז הם אינם מקבילים כלל.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 13

שני ישרים מקבילים. מודדים שלושה אנכים ביניהם ומקבלים 5 ס״מ, 5 ס״מ ו-5 ס״מ. מהו המרחק בין הישרים בסנטימטרים?

להציג את התשובה והפתרון

התשובה: 5

הפתרון:

5=5=5\begin{aligned}5 &= 5 \\ &= 5\end{aligned}

כל האנכים שווים

זו התכונה שמגדירה מקבילים: המרחק ביניהם קבוע בכל נקודה. אם מדידה אחת הייתה יוצאת שונה — הם לא היו מקבילים.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 14

שורה אחת שגויה — מצאו אותה

מרחק נקודה מישר נמדד באנך\text{מרחק נקודה מישר נמדד באנך}
אנך לאנך יוצר מקביל\text{אנך לאנך יוצר מקביל}
בניה במחוגה נלמדת בכיתה ז\text{בניה במחוגה נלמדת בכיתה ז}
להציג את התשובה והפתרון

התשובה: בניה במחוגה נלמדת בכיתה ז\text{בניה במחוגה נלמדת בכיתה ז} → בניה במחוגה נלמדת בכיתה ט\text{בניה במחוגה נלמדת בכיתה ט}

הפתרון:

סרגל , משולש , קיפול\text{סרגל} \ , \ \text{משולש} \ , \ \text{קיפול}

כלי כיתה ז

מחוגה→כיתה ט\text{מחוגה} \rightarrow \text{כיתה ט}

והמחוגה מגיעה מאוחר יותר

בכיתות ז-ח הכלים הם סרגל, משולש שרטוט וקיפולי נייר. המחוגה והבניות הפורמליות מגיעות עם הגאומטריה הדדוקטיבית.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 15

סדרו את שלבי הבנייה של ישר bb שעובר דרך הנקודה PP ומקביל לישר aa (בסרגל ובמשולש שרטוט)

  • מניחים ניצב אחד של המשולש לאורך aa ומחליקים עד שהניצב השני עובר דרך PP
  • מניחים ניצב אחד של המשולש לאורך nn כך שהניצב השני עובר דרך PP
  • משרטטים את האנך nn מ-PP אל aa ומסמנים ריבוע קטן במפגש
  • משרטטים לאורך הניצב השני את הישר bb — והוא מקביל ל-aa
להציג את התשובה והפתרון

התשובה: מניחים ניצב אחד של המשולש לאורך aa ומחליקים עד שהניצב השני עובר דרך PP · משרטטים את האנך nn מ-PP אל aa ומסמנים ריבוע קטן במפגש · מניחים ניצב אחד של המשולש לאורך nn כך שהניצב השני עובר דרך PP · משרטטים לאורך הניצב השני את הישר bb — והוא מקביל ל-aa

הפתרון:

n⊥an \perp a

אנך ראשון: מ-PP אל aa

b⊥nb \perp n

אנך שני: דרך PP, ל-nn

a∥ba \parallel b

לשניהם אנך משותף

בלי האנך הראשון אין על מה להניח את המשולש בפעם השנייה. והמשולש מונח בפעם השנייה על nn — לא על aa: אנך ל-aa דרך PP הוא nn עצמו, לא מקביל.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 16

סדרו את שלבי המדידה של המרחק מהנקודה PP לישר aa

  • מודדים בסרגל את אורך הקטע PHPH
  • מחליקים את המשולש לאורך aa עד שהניצב השני עובר דרך PP
  • מניחים ניצב אחד של משולש השרטוט לאורך הישר aa
  • משרטטים מ-PP אל aa ומסמנים את נקודת המפגש HH
להציג את התשובה והפתרון

התשובה: מניחים ניצב אחד של משולש השרטוט לאורך הישר aa · מחליקים את המשולש לאורך aa עד שהניצב השני עובר דרך PP · משרטטים מ-PP אל aa ומסמנים את נקודת המפגש HH · מודדים בסרגל את אורך הקטע PHPH

הפתרון:

PH⊥aPH \perp a

קודם בונים את האנך

מרחק=PH\text{מרחק} = PH

ורק אחר כך מודדים

הסרגל נכנס רק בסוף. מי שמודד מיד מ-PP אל נקודה כלשהי על aa מודד קטע נטוי — וכל קטע נטוי ארוך מהמרחק.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

תרגיל 17

ABCDEF
הישר a עובר דרך A ו-B, הישר b דרך C ו-D. האנך n עולה מ-E.

רוצים לבדוק אם הישרים aa ו-bb מקבילים. העלו מ-EE אנך nn לישר aa, ומדדו את הזווית בין nn לישר bb: יצא 87°87°. מה המסקנה?

  1. צריך למדוד את הזווית בין nn ל-aa שוב
  2. aa ו-bb מאונכים
  3. aa ו-bb אינם מקבילים — הם נחתכים אי-שם
  4. aa ו-bb מקבילים, כי 87°87° קרוב ל-90°90°
להציג את התשובה והפתרון

התשובה: ג aa ו-bb אינם מקבילים — הם נחתכים אי-שם

הפתרון:

n⊥an \perp a

האנך נבנה מאונך ל-aa

87°≠90°87° \neq 90°

אבל הוא אינו מאונך ל-bb

a∦ba \nparallel b

אין אנך משותף — אין הקבלה

מקבילים = אנך משותף, בדיוק ב-90°90°. «קרוב ל-90» אינו מספיק: הישרים ייפגשו, אולי רחוק מחוץ לדף. וגם לא מאונכים — הזווית בין aa ל-bb קטנה מאוד.

לבדוק את התשובה שלי ב-elev

השיעור הבא מחכה ב-elev

סרטונים, תרגול שנבדק מיד, ומסלול שמתקדם בקצב שלך — לכל הפרקים של הכיתה.

לתרגל ב-elevלגלות את elev לכיתה הזאת