تمارين في التناظر المركزي

المدرسة الإعدادية النموذجية بضفاف البحيرة 8 أساسي فوزي الغربي
مثلث متقايس الضلعين ودوائر متناظرة
تمرين 12

نعتبر مثلثا ABC حيث AB = AC.

  1. ابن دائرتين (C) و (C') لهما نفس المركز وشعاعهما على التوالي AB و AC.
  2. ابن الدائرة (C₁) مناظرة (C) بالنسبة لـ B.
  3. ما هي مناظرة (C) بالنسبة لـ A؟
التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

خصائص المثلث متقايس الضلعين:

  • AB = AC (معطى)
  • المثلث له محور تناظر

الدوائر المعطاة:

  • (C): مركز غير محدد، شعاع AB
  • (C'): نفس مركز (C)، شعاع AC = AB
  • إذن (C) و (C') نفس الدائرة!

التناظر للدوائر: مناظرة دائرة هي دائرة مركزها مناظر المركز الأصلي ونفس الشعاع

📝 الطريقة

خطوة 1 - فهم الدوائر:

• (C) مركزها O وشعاعها AB

• (C') مركزها O وشعاعها AC

• بما أن AB = AC، فالدائرتان متطابقتان

خطوة 2 - التناظر بالنسبة لـ B:

• مناظرة الدائرة (C) حول B

• المركز الجديد = مناظر O حول B

• الشعاع يبقى نفسه

خطوة 3 - التناظر بالنسبة لـ A:

• نفس المنطق مع مركز التناظر A

الحل الكامل

1) بناء الدائرتين (C) و (C'):

• لتكن O نقطة معينة (مركز الدائرتين)

• (C): مركزها O وشعاعها AB

• (C'): مركزها O وشعاعها AC

• بما أن AB = AC (المثلث متقايس الضلعين)

• إذن الدائرتان (C) و (C') متطابقتان (نفس المركز ونفس الشعاع)

(C) = (C')

2) بناء الدائرة (C₁) مناظرة (C) بالنسبة لـ B:

• مناظرة دائرة بالتناظر المركزي:

  - المركز الجديد = مناظر المركز الأصلي

  - الشعاع يبقى نفسه

• مناظر المركز O بالنسبة لـ B = O₁ بحيث B منتصف [OO₁]

• إذن الدائرة (C₁): مركزها O₁ وشعاعها AB

(C₁) مبنية

3) مناظرة (C) بالنسبة لـ A:

• بنفس المنطق:

• مناظر المركز O بالنسبة لـ A = O₂ بحيث A منتصف [OO₂]

• مناظرة الدائرة (C) بالنسبة لـ A هي دائرة:

  - مركزها O₂ (مناظر O حول A)

  - شعاعها AB (نفس الشعاع الأصلي)

مناظرة (C) بالنسبة لـ A هي الدائرة مركزها O₂ وشعاعها AB

• حيث A منتصف [OO₂] ✓

ملاحظة مهمة: في المثلث متقايس الضلعين، الدائرتان ذاتا الشعاعين المتساويين من نفس المركز هما دائرة واحدة.
مثلث قائم ودوائر متناظرة
تمرين 13

ABC مثلث قائم الزاوية في A و I منتصف [AB].

  1. ابن النقطة C' مناظرة C بالنسبة إلى I.
  2. بين أن (BC')//(AC) ثم استنتج أن (BC') عمودي على (AB).
  3. أوجد مناظرة الزاوية ∠AC'C حسب I.
  4. أرسم B' و I' على التوالي مناظرة B و I بالنسبة إلى A. بين أن I' منتصف [AB'].
  5. أرسم الدائرة (C) التي قطرها [AB] ثم الدائرة (C') مناظرتها بالنسبة إلى A. ما هي الوضعية النسبية للدائرتين (C) و (C')؟ علل جوابك.
التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

خصائص المثلث القائم:

  • ∠BAC = 90°
  • I منتصف [AB]
  • C' مناظرة C حول I

مبرهنة الموسط: في المثلث، الموسط يوازي الضلع الثالث

خاصية الدائرة: الدائرة قطرها [AB] تمر بجميع النقاط التي ترى [AB] بزاوية قائمة

📝 الطريقة

خطوة 1-2 - التوازي والتعامد:

• C' مناظرة C حول I ← I منتصف [CC']

• I منتصف [AB]

• استخدم مبرهنة الموسط في المثلث

خطوة 3 - مناظرة الزاوية:

• التناظر المركزي يحافظ على قياس الزوايا

• حدد النقاط المناظرة

خطوة 4-5 - النقاط والدوائر:

• استخدم خصائص التناظر المركزي

• للدوائر: حدد المركز والشعاع للدائرة المناظرة

الحل الكامل

1) بناء C':

• C' مناظرة C بالنسبة إلى I

• إذن I منتصف [CC'] ✓

2) إثبات (BC')//(AC) والتعامد:

• في المثلث ACC': I منتصف [AB] و I منتصف [CC']

• بمبرهنة الموسط: في المثلث، إذا كانت نقطة منتصف ضلع ونقطة أخرى منتصف قطعة تربط رأساً بنقطة

• فإن المستقيم المار بهاتين النقطتين يوازي الضلع الثالث

• في الرباعي ABC'C: I منتصف [AB] و I منتصف [C'C]

• إذن (BC')//(AC) بمبرهنة منتصفي ضلعين في رباعي

(BC')//(AC)

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

• وبما أن (BC')//(AC)

إذن (BC') ⊥ (AB)

3) مناظرة الزاوية ∠AC'C:

• بالتناظر المركزي حول I:

  - A يبقى A (لأن I على [AB])

  - C ↔ C'

  - C ↔ C'

• إذن الزاوية ∠AC'C تناظر الزاوية ∠ACA'

مناظرة ∠AC'C هي ∠ACB

4) النقطتان B' و I':

• B' مناظرة B حول A ← A منتصف [BB']

• I' مناظرة I حول A ← A منتصف [II']

• I منتصف [AB] ← AI = IB

• I' مناظرة I حول A ← AI' = AI = IB

• B' مناظرة B حول A ← AB' = AB

• إذن AI' = IB = AB/2 و AB' = AB

إذن I' منتصف [AB']

5) الدوائر والوضعية النسبية:

• الدائرة (C): قطرها [AB] ← مركزها I ومراعها AB/2

• الدائرة (C') مناظرة (C) حول A:

  - المركز الجديد = مناظر I حول A = I'

  - الشعاع يبقى AB/2

• إذن (C'): مركزها I' وشعاعها AB/2

• البعد بين المركزين: II' = 2 × AI = AB

• مجموع الشعاعين: AB/2 + AB/2 = AB

• بما أن البعد بين المركزين = مجموع الشعاعين

الدائرتان (C) و (C') متماستان خارجياً

نتيجة جميلة: التناظر المركزي لدائرة ذات قطر حول أحد طرفي القطر ينتج دائرة متماسة خارجياً مع الأولى.
مثلث قائم ومتوازي أضلاع
تمرين 14

ABC مثلث قائم الزاوية في A بحيث AB=2cm و AC=3cm.

  1. ابن E و F على التوالي مناظرتي النقطتين B و C بالنسبة إلى A.
  2. ما هي طبيعة الرباعي EBCF؟ علل جوابك.
  3. عين نقطة M من [EB]. المستقيم (AM) يقطع [FC] في N.
  4. بين أن M و N متناظرتان بالنسبة إلى A.
  5. استنتج أن MBFN متوازي أضلاع.
التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

E و F مناظرتا B و C حول A يعني A منتصف [BE] و A منتصف [CF]. هذا ينتج مستطيل EBCF.

📝 الطريقة

استخدم أن A مركز التناظر يجعل EBCF مستطيل لأن الزاوية في A قائمة.

الحل الكامل

1-2) E و F مناظرتا B و C حول A تجعل EBCF مستطيل لأن ∠BAC = 90°.

3-5) التناظر المركزي يحافظ على الانتماء للمستقيمات، إذن M و N متناظرتان حول A، مما ينتج MBFN متوازي أضلاع.