التناظر المركزي

8 أساسيتمرين رقم 15
تمرين 15 مثلث ABC — مناظرة A وC بالنسبة إلى B

📐 نص التمرين

\(AB = 6\) صم، \(BC = 5\) صم، \(AC = 4\) صم.

1) ابن D وE مناظرتَي A وC بالنسبة إلى B. بيِّن أن \(DE = 4\) صم.

2) بيِّن أن \((CD) \parallel (AE)\).

3) M نقطة من المستقيم (AE). ارسم (MB) يقطع (CD) في N. بيِّن أن B منتصف [MN].

4) ارسم [AH] ارتفاع المثلث ABC و[DK] ارتفاع المثلث BED. بيِّن أن \((DK) \parallel (AH)\) وأنهما متناظران / B. استنتج مناظرة H بالنسبة إلى B.

لم تبدأ بعد

💡 توجيهات للتفكير

  • السؤال 1 : D مناظر A / B → B منتصف [AD]. E مناظر C / B → B منتصف [CE]. الرباعي ACDE : قطراه [AD] و [CE] يتقاطعان في B منتصفيهما → ACDE متوازي أضلاع → DE = AC = 4 صم.
  • السؤال 2 : في متوازي الأضلاع ACDE : الأضلاع المتقابلة متوازية → (CD) // (AE).
  • السؤال 3 : M ∈ (AE) و N ∈ (CD). B منتصف [AD]. فكّر : هل B وسط قطري مستطيل أو متوازي أضلاع يمر بـ M و N ؟ المستقيم (MB) يقطع (CD) في N → (MN) مستقيم يقطع (AE) في M و (CD) في N والمستقيمان متوازيان — لكن ما العلاقة بـ B ؟ التناظر المركزي يرسل M (على (AE)) إلى نقطة على مناظرة (AE) وهي (CD) → مناظر M / B = N.
  • السؤال 4 : [AH] ارتفاع ABC → AH ⊥ BC. D مناظر A / B → مناظرة [AH] / B = [DK]. مناظرة الارتفاع = ارتفاع في المثلث المناظر (BED) → DK ⊥ BE. [AH] و [DK] متناظران / B → H ومناظرته K متناظران / B.

📝 منهجية الحل

الخطوة 1 — بناء ACDE وإثبات DE = 4 صم

D مناظر A / B → B منتصف [AD]

E مناظر C / B → B منتصف [CE]

قطرا الرباعي ACDE هما [AD] و [CE]، وكلاهما ينصف الآخر في B.

الرباعي الذي قطراه ينصفان بعضهما هو متوازي أضلاع → ACDE متوازي أضلاع.

في متوازي الأضلاع : DE و AC ضلعان متقابلان → DE = AC = 4 صم

الخطوة 2 — إثبات (CD) // (AE)

ACDE متوازي أضلاع (من الخطوة 1).

CD و AE ضلعان متقابلان في متوازي الأضلاع → (CD) // (AE)

الخطوة 3 — إثبات B منتصف [MN]

M نقطة من (AE)، والمستقيم (MB) يقطع (CD) في N.

نطبّق التناظر المركزي بالنسبة إلى B :

مناظرة (AE) / B = (CD) (لأن A→D وE→C بالتناظر / B، فمستقيم (AE) يصبح (DC)).

M ∈ (AE) → مناظرة M / B هي نقطة تقع على (CD).

مناظرة M / B تقع أيضاً على المستقيم (MB) (لأن B، M، ومناظرة M كولينيريون).

نقطة التقاطع بين (MB) و (CD) هي N → مناظرة M / B = N → B منتصف [MN]

الخطوة 4 — الارتفاعات والتناظر

[AH] ارتفاع المثلث ABC من A → AH ⊥ BC، وH ∈ [BC].

المثلث BED مناظر المثلث BAC بالنسبة إلى B (B→B، A→D، C→E).

مناظرة الارتفاع [AH] / B = [DK] (ارتفاع المثلث BED من D).

(DK) // (AH) : لأن قطعتين متناظرتين / نفس المركز متوازيتان ومتساويتان.

[AH] و [DK] متناظرتان / B → مناظرة H / B = K

(K نقطة تقاطع [DK] مع امتداد [BC] أو مع المستقيم المناسب في مثلث BED)

✅ الحل النهائي

1) DE = 4 صم :

B منتصف [AD] وB منتصف [CE] → ACDE متوازي أضلاع.

DE و AC ضلعان متقابلان → DE = AC = 4 صم

2) (CD) // (AE) :

ACDE متوازي أضلاع → CD و AE ضلعان متقابلان → (CD) // (AE)

3) B منتصف [MN] :

مناظرة (AE) / B = (CD). M ∈ (AE) → مناظرة M / B تقع على (CD) وعلى (MB).

هذه النقطة هي N → مناظرة M / B = N → B منتصف [MN]

4) التناظر بين الارتفاعات :

مثلث BED مناظر مثلث BAC / B → مناظرة [AH] / B = [DK].

(DK) // (AH) (خاصية القطع المتناظرة).

[AH] و [DK] متناظرتان / B → مناظرة H / B = K

🏁 تم توظيف خصائص متوازي الأضلاع والتناظر المركزي لإثبات جميع نقاط التمرين.