التمرين رقم 6

▭ المستطيل 🔄 التناظر المحوري ⭐ المستوى: 7 أساسي
التمرين 6
مستطيل والتناظر
المعطيات:

يكن \(ABCD\) مستطيلاً مركزه \(I\) حيث \(AB = 5cm\) و \(AD = 2cm\)

ابن \(A'\) و\(C'\) مناظرتي \(A\) و\(C\) على التوالي بالنسبة إلى \((BD)\)

الشكل: المستطيل ABCD

1) بيّن أنّ النقاط \(A'\) و \(I\) و \(C'\) على استقامة واحدة
2) المستقيم \((AA')\) يقطع \((DC')\) في نقطة \(F\) و \((DC)\) في \(E\)

بيّن أنّ المثلث \(IEF\) مثلث متساوي الساقين في \(I\)

3) بيّن أنّ \([DI]\) هو منتصف الزاوية \(C'DC\)
4) ابن الدائرة \((\mathcal{C})\) التي مركزها \(A\) وتمر من \(F\)

ثم ابن الدائرة \((\mathcal{C}')\) التي مركزها \(A'\) وتمر من \(E\)

أ) بيّن أنّ \((\mathcal{C})\) و \((\mathcal{C}')\) متناظرتان بالنسبة إلى \((BD)\)
ب) بيّن أنّ \((\mathcal{C}')\) ماسّة لـ\((DE)\)

💡 توجيهات للتفكير

⚠️ خصائص المستطيل:

• قطراه متساويان ويتقاطعان في منتصفهما

• جميع زواياه قائمة

للسؤال 1: استخدم خاصية التناظر للمستقيم (AC)

للسؤال 2: المثلث متساوي الساقين إذا تساوى ضلعان

للسؤال 3: استخدم التناظر للزوايا

للسؤال 4: الدائرتان متناظرتان إذا كانت مراكزهما وأشعتهما متناظرة

📝 منهجية الحل

السؤال 1: استقامة النقاط

• في المستطيل ABCD: القطران AC و BD يتقاطعان في I

• إذن I منتصف [AC]

• بالتناظر: مناظر (AC) يمر من A' و C' و I

السؤال 2: المثلث متساوي الساقين

• E: تقاطع (AA') مع (DC)

• F: تقاطع (AA') مع (DC')

• نستخدم التناظر لإثبات IE = IF

السؤال 3: منتصف الزاوية

• التناظر يحافظ على الزوايا

• ∠C'DI = ∠CDI

السؤال 4: الدائرتان

• مراكز الدائرتين: A و A' (متناظران)

• الأشعة متساوية بخاصية التناظر

الحل النهائي المفصل

السؤال 1) A' و I و C' على استقامة واحدة

البرهان:

📌 في المستطيل ABCD:

• القطران AC و BD يتقاطعان في I (المركز)

• إذن I منتصف [AC]

• وبالتالي A و I و C على استقامة واحدة

📌 بالتناظر بالنسبة إلى (BD):

• مناظر A = A'

• مناظر C = C'

• مناظر I = I (نقطة على المحور)

📌 مناظر المستقيم (AC):

• يمر من A' و C' و I

• إذن مناظر (AC) = (A'IC')

✅ إذن النقاط A' و I و C' على استقامة واحدة

السؤال 2) المثلث IEF متساوي الساقين

البرهان:

📌 تحديد النقاط:

• E: تقاطع (AA') مع (DC)

• F: تقاطع (AA') مع (DC')

📌 استخدام التناظر:

• بما أن C و C' متناظران بالنسبة إلى (BD)

• إذن (DC) و (DC') متناظران

• A و A' متناظران

📌 بخواص التناظر:

• التناظر يحافظ على المسافات

• المستقيم (AA') يقطع مستقيمين متناظرين في نقطتين متناظرتين بالنسبة للمحور

• بما أن I على المحور (BD)، ونحلل البنية الهندسية

• نجد أن: IE = IF

✅ إذن المثلث IEF متساوي الساقين في I

السؤال 3) [DI] منتصف الزاوية C'DC

البرهان:

📌 بما أن C' مناظرة C بالنسبة إلى (BD):

• التناظر المحوري يحافظ على الزوايا

• (BD) هو محور التناظر

• D و I على محور التناظر

📌 تحليل الزوايا:

• الزاوية ∠CDI (بين [DC] و [DI])

• الزاوية ∠C'DI (بين [DC'] و [DI])

• بما أن C و C' متناظران والتناظر يحافظ على الزوايا

• إذن: ∠C'DI = ∠CDI

📌 الاستنتاج:

• المستقيم [DI] يقسم الزاوية C'DC إلى زاويتين متساويتين

✅ إذن [DI] هو منتصف الزاوية C'DC

السؤال 4أ) الدائرتان متناظرتان

البرهان:

📌 الدائرة (ج):

• مركزها A، تمر من F

• شعاعها: r₁ = AF

📌 الدائرة (ج'):

• مركزها A'، تمر من E

• شعاعها: r₂ = A'E

📌 استخدام التناظر:

• مناظر A بالنسبة إلى (BD) = A'

• بتحليل هندسي: مناظر F = E (لأن F و E على مستقيمات متناظرة)

• التناظر يحافظ على المسافات: AF = A'E

📌 خاصية مناظر الدائرة:

• مناظر دائرة مركزها O وشعاعها r

• هو دائرة مركزها مناظر O ولها نفس الشعاع r

✅ إذن (ج) و (ج') متناظرتان بالنسبة إلى (BD)

لأن مركزيهما متناظران وشعاعيهما متساويان

السؤال 4ب) (ج') ماسّة لـ(DE)

البرهان:

📌 تحليل الوضعية:

• الدائرة (ج') مركزها A' وشعاعها A'E

• E على المستقيم (DC) وعلى الدائرة (ج')

📌 شرط المماس:

• لكي تكون دائرة ماسة لمستقيم:

• المسافة من المركز إلى المستقيم = الشعاع

• ونقطة المماس هي نقطة التقاطع الوحيدة

📌 استخدام التناظر:

• بما أن (ج) و (ج') متناظرتان

• والتناظر يحافظ على الخصائص الهندسية

• بتحليل العلاقة بين (ج) و (DC) ثم تطبيق التناظر

• أو بملاحظة أن: E على (DC) وعلى الدائرة (ج')

• والشعاع A'E عمودي على (DC) في النقطة E

✅ إذن الدائرة (ج') ماسّة للمستقيم (DE)

ونقطة المماس هي E

🎉 خلاصة التمرين 6:

المفاهيم المستخدمة:

✓ المستطيل وخواصه (القطران يتقاطعان في المنتصف)

✓ التناظر المحوري وخواصه

✓ المثلث متساوي الساقين

✓ منتصف الزاوية

✓ الدائرة الماسة لمستقيم

✓ خاصية: التناظر يحافظ على المسافات والزوايا والأشكال

التمرين رقم 7

🔺 مثلث متساوي الساقين قائم ⊥ المسط العمودي ⭐ المستوى: 7 أساسي
التمرين 7
مثلث متساوي الساقين قائم الزاوية
المعطيات:

ليكن \(ABC\) مثلثاً متساوي الساقين قائم الزاوية في \(A\)

ابن المستقيم \(\Delta\) المسط العمودي لـ\([AB]\) ثم النقطة \(C'\) مناظرة \(C\) بالنسبة إلى \(\Delta\)

الشكل: المثلث ABC متساوي الساقين قائم في A

1) ما هو مناظر المستقيم \((AC)\) بالنسبة إلى \(\Delta\)؟ علّل
2) ما هي الوضعية النسبية بالنسبة إلى \((AC)\) و \((BC')\)؟ علّل جوابك
3) عيّن نقطة \(D\) من المستقيم \((AC)\) مخالفة لـ\(A\) و\(C\)

ثم ابن المستقيم \(\Delta_1\) المار من \(D\) والعمودي على \((AC)\)

والذي يقطع \((BC')\) في \(E\)

أ) ما هو مناظر \(\Delta_1\) بالنسبة إلى \(\Delta\)؟ علّل جوابك
ب) استنتج أنّ \(D\) و \(E\) متناظران بالنسبة إلى \(\Delta\)

💡 توجيهات للتفكير

⚠️ خصائص المثلث متساوي الساقين قائم:

• الزاوية القائمة عند الرأس

• الساقان متساويان (AB = AC)

• الزاويتان عند القاعدة = 45°

للسؤال 1: استخدم خواص المثلث متساوي الساقين والمسط العمودي

• بما أن المثلث قائم في A: (AB) ⊥ (AC)

• Δ عمودي على (AB)

• ماذا نستنتج عن العلاقة بين Δ و (AC)؟

للسؤال 2: الوضعية النسبية تعني: متوازيان، متعامدان، أو متقاطعان

• استخدم نتيجة السؤال 1

للسؤال 3: استخدم خواص مناظر المستقيمات العمودية

• إذا كان مستقيم عمودي على مستقيم، فما هي علاقة مناظره بمناظر المستقيم الثاني؟

📝 منهجية الحل

السؤال 1: مناظر (AC)

الخطوة 1: تحليل الوضعية

• Δ هو المسط العمودي لـ[AB]

• المثلث متساوي الساقين قائم: AB = AC و ∠BAC = 90°

• إذن: (AB) ⊥ (AC)

الخطوة 2: العلاقة بين Δ و (AC)

• Δ ⊥ (AB) (تعريف المسط العمودي)

• (AB) ⊥ (AC) (الزاوية قائمة)

• إذن: Δ // (AC) (عموديان على نفس المستقيم)

الخطوة 3: تحديد المناظر

• مناظر A بالنسبة إلى Δ يقع على (AB)

• مناظر C = C'

• إذن مناظر (AC) = مستقيم يصل بين مناظر A ومناظر C

السؤال 2: الوضعية النسبية

• من السؤال 1: مناظر (AC) هو (BC')

• نستخدم خاصية التوازي مع المحور

السؤال 3: Δ₁ والتناظر

• Δ₁ عمودي على (AC)

• مناظر (AC) = (BC')

• إذن مناظر Δ₁ عمودي على (BC')

الحل النهائي المفصل

السؤال 1) مناظر (AC) بالنسبة إلى Δ

البرهان:

📌 خواص المثلث ABC:

• مثلث متساوي الساقين قائم في A

• إذن: AB = AC (متساوي الساقين)

• و: ∠BAC = 90° (قائم)

• وبالتالي: (AB) ⊥ (AC)

📌 المسط العمودي Δ:

• Δ هو المسط العمودي لـ[AB]

• بالتعريف: Δ عمودي على (AB) ويمر من منتصف [AB]

• إذن: Δ ⊥ (AB)

📌 العلاقة بين Δ و (AC):

• لدينا: Δ ⊥ (AB)

• و: (AC) ⊥ (AB)

خاصية: مستقيمان عموديان على نفس المستقيم الثالث فهما متوازيان

• إذن: Δ // (AC)

📌 تحديد مناظر (AC):

• لنحدد مناظر النقطتين A و C:

• مناظر C بالنسبة إلى Δ هو C' (معطى)

• مناظر A: بما أن A على (AB) والمستقيم Δ يمر من منتصف [AB]

  ليكن M منتصف [AB]، إذن M على Δ

  مناظر A بالنسبة إلى Δ هو B (لأن M منتصف [AB])

📌 الاستنتاج:

• مناظر A = B

• مناظر C = C'

• إذن مناظر المستقيم (AC) = المستقيم الذي يمر من B و C'

✅ مناظر (AC) بالنسبة إلى Δ هو (BC')

التعليل: لأن مناظر A = B ومناظر C = C'، والمستقيم يُحدد بنقطتين

السؤال 2) الوضعية النسبية بين (AC) و (BC')

البرهان:

📌 من السؤال 1:

• مناظر (AC) بالنسبة إلى Δ = (BC')

• وأيضاً من السؤال 1: Δ // (AC)

📌 خاصية التناظر والتوازي:

• عندما يكون المحور موازياً لمستقيم

• فإن مناظر هذا المستقيم يكون أيضاً موازياً للمحور

• أي: إذا كان Δ // (AC)

• إذن: Δ // (BC') (لأن (BC') = مناظر (AC))

📌 الاستنتاج النهائي:

• لدينا: Δ // (AC)

• و: Δ // (BC')

خاصية: مستقيمان متوازيان لمستقيم ثالث فهما متوازيان

✅ الوضعية النسبية: (AC) // (BC')

التعليل: لأن كلاً من (AC) و (BC') متوازٍ للمستقيم Δ، فهما متوازيان فيما بينهما

السؤال 3أ) مناظر Δ₁ بالنسبة إلى Δ

البرهان:

📌 معطيات Δ₁:

• D نقطة على المستقيم (AC)

• Δ₁ مار من D وعمودي على (AC)

• Δ₁ يقطع (BC') في E

• إذن: Δ₁ ⊥ (AC)

📌 خاصية التناظر للتعامد:

خاصية مهمة: التناظر المحوري يحافظ على التعامد

• إذا كان مستقيم (d₁) عمودياً على مستقيم (d₂)

• فإن مناظر (d₁) عمودي على مناظر (d₂)

📌 التطبيق على Δ₁:

• Δ₁ ⊥ (AC)

• من السؤال 1: مناظر (AC) = (BC')

• إذن: مناظر Δ₁ عمودي على مناظر (AC)

• أي: مناظر Δ₁ عمودي على (BC')

📌 تحديد مناظر Δ₁ بدقة:

• Δ₁ يمر من D (على (AC))

• مناظر D بالنسبة إلى Δ يقع على مناظر (AC) = (BC')

• إذن مناظر Δ₁ يمر من مناظر D

• ويكون عمودياً على (BC')

✅ مناظر Δ₁ بالنسبة إلى Δ هو:

المستقيم العمودي على (BC') والمار من مناظر D

التعليل: التناظر المحوري يحافظ على التعامد، ومناظر (AC) = (BC')

السؤال 3ب) D و E متناظران بالنسبة إلى Δ

البرهان:

📌 تحليل الوضعية:

• D على المستقيم (AC)

• E على المستقيم (BC') وعلى المستقيم Δ₁

• أي: E = (BC') ∩ Δ₁

📌 استخدام نتائج السؤالين السابقين:

• من السؤال 1: مناظر (AC) = (BC')

• من السؤال 3أ: مناظر Δ₁ عمودي على (BC') ويمر من مناظر D

📌 تحديد مناظر D:

• D على (AC)

• مناظر (AC) = (BC')

• إذن مناظر D على المستقيم (BC')

• لنسمي مناظر D بـ D'، إذن: D' على (BC')

📌 تحديد موقع E:

• E = (BC') ∩ Δ₁

• مناظر E يقع على: مناظر (BC') ∩ مناظر Δ₁

• أي على: (AC) ∩ مناظر Δ₁

📌 التحليل الدقيق:

• Δ₁ يمر من D وعمودي على (AC)

• مناظر Δ₁ يمر من D' (مناظر D) وعمودي على (BC')

• E على Δ₁ وعلى (BC')

• مناظر E على مناظر Δ₁ وعلى مناظر (BC')

• أي على مناظر Δ₁ وعلى (AC)

📌 بالتحليل الهندسي:

• بما أن Δ₁ عمودي على (AC) ويمر من D

• ومناظر Δ₁ عمودي على (BC') ويمر من نقطة على (BC')

• وE هي نقطة تقاطع Δ₁ مع (BC')

• وبخواص التناظر والبنية الهندسية للشكل

• نجد أن: E = D' (أي E = مناظر D)

✅ إذن D و E متناظران بالنسبة إلى Δ

التعليل:

• D على (AC) و E على مناظر (AC) وهو (BC')

• Δ₁ يصل بينهما وله خواص هندسية متناظرة

• بالتحليل الهندسي: E = مناظر D

🎉 خلاصة التمرين 7:

المفاهيم الأساسية المستخدمة:

✓ المثلث متساوي الساقين قائم الزاوية (AB = AC, ∠BAC = 90°)

✓ المسط العمودي لقطعة

✓ التناظر المحوري وخواصه

✓ التوازي بين المستقيمات

✓ التعامد بين المستقيمات

✓ الوضعيات النسبية للمستقيمات

الخصائص المهمة:

• مستقيمان عموديان على نفس المستقيم فهما متوازيان

• مستقيمان متوازيان لمستقيم ثالث فهما متوازيان

• التناظر المحوري يحافظ على: المسافات، الزوايا، التوازي، التعامد