تقايس المثلثات - 8 أساسي (الجزء 2)

دفواراتي
مثلث قائم وبناء عمودي اقتراح الأستاذ صدري بولعراس
تمرين 8

أرسم مثلثًا \(ABC\) قائم الزاوية في \(A\) وغير متقايس الضلعين ثم عين نقطة \(D\) على \([BC]\) بحيث \(BD = BA\). المستقيم \(\Delta\) المار من \(D\) والعمودي على \((BC)\) يقطع \((AB)\) في \(E\).

  1. بين تقايس المثلثين \(ABC\) و \(BDE\). (ملاحظة: قد يكون المقصود \(ABD\) و \(EBD\))
  2. استنتج أن المثلث \(BCE\) متقايس الضلعين.
التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

1. للتقايس: لاحظ أن السؤال قد يحتوي على خطأ. من الأسهل مقارنة المثلثين اللذين يشتركان في الضلع \([BE]\) أو \([BD]\). لنحاول مقارنة المثلثين القائمين \(BAC\) و \(BDE\). ابحث عن زاوية مشتركة.

2. للاستنتاج: إذا كان المثلثان في السؤال (1) متقايسين، فماذا يمكنك أن تقول عن أضلاعهما المتناظرة، وتحديدًا \([BC]\) و \([BE]\)؟

📝 الطريقة

1. مقارنة المثلثين \(BAC\) و \(BDE\):

  • المثلثان قائمان في \(A\) و \(D\) على التوالي. (\(\angle BAC = \angle BDE = 90^\circ\))
  • لديهما زاوية مشتركة هي \(\angle ABC\) (أو \(\angle EBD\)).
  • من المعطيات، لديك \(BA=BD\).
  • أي حالة من حالات تقايس المثلثات يمكنك تطبيقها الآن (ASA, SAS, ... )؟

2. طبيعة المثلث \(BCE\):

  • من تقايس المثلثين \(BAC\) و \(BDE\)، استنتج علاقة بين الضلعين \([BC]\) و \([BE]\).
  • مثلث له ضلعان متقايسان هو مثلث...؟

الحل الكامل

1. نقارن المثلثين \(BAC\) و \(BDE\):

  • لدينا \(\angle BAC = 90^\circ\) (معطى).
  • لدينا \(\Delta \perp (BC)\) إذن \(\angle BDE = 90^\circ\).
  • لدينا \(BA = BD\) (معطى).
  • الزاوية \(\angle ABC\) مشتركة بين المثلثين.

إذن، المثلثان \(BAC\) و \(BDE\) متقايسان حسب حالة **زاوية-ضلع-زاوية (ASA)**. (لأن إذا تساوت زاويتان في مثلثين، فإن الثالثة متساوية).

2. بما أن المثلثين \(BAC\) و \(BDE\) متقايسان، فإن أضلاعهما المتناظرة متقايسة.
الضلع \([BC]\) يقابل الزاوية \(\angle BAC\).
الضلع \([BE]\) يقابل الزاوية \(\angle BDE\).
بما أن \(\angle BAC = \angle BDE = 90^\circ\)، فإن \(BC = BE\).
إذن، المثلث \(BCE\) له ضلعان متقايسان، فهو **مثلث متقايس الضلعين في B**.

منصف زاوية وموسط عمودي
تمرين 9

أرسم مثلثًا \(ABC\) قائم الزاوية في \(C\) بحيث \(\angle BAC = 70^\circ\). ابن منصف الزاوية \(\angle BAC\) الذي يقطع \((BC)\) في \(D\). وابن المستقيم \(\Delta\) العمودي على \((AD)\) والمار من \(D\)، يقطع \((AC)\) في \(N\) و \((AB)\) في \(M\).

  1. أثبت تقايس المثلثين \(AMD\) و \(AND\).
  2. استنتج أن \((AD)\) هو الموسط العمودي لـ \([MN]\).
  3. أوجد \(\angle ANM\) و \(\angle DMB\).
  4. هل أن المثلثين \(BMD\) و \(CND\) متقايسان. علل جوابك.
التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

1. للتقايس: انظر إلى المثلثين \(AMD\) و \(AND\). ما هي العلاقة بينهما وبين المستقيم \((AD)\)؟ لديك زوايا قائمة وضلع مشترك.

2. للموسط العمودي: ما هي شروط الموسط العمودي؟ (عمودي ويمر بالمنتصف). ماذا تستنتج من تقايس السؤال (1)؟

3. للزوايا: استخدم مجموع زوايا المثلث. أنت تعرف \(\angle NAD\) (نصف 70°) و \(\angle ADN = 90^\circ\).

📝 الطريقة

1. تقايس \(AMD\) و \(AND\):

  • لاحظ أن \((AD)\) هو منصف \(\angle MAN\), إذن \(\angle MAD = \angle NAD = 35^\circ\).
  • المستقيم \(\Delta\) (الذي هو (MN)) عمودي على \((AD)\), إذن \(\angle ADM = \angle ADN = 90^\circ\).
  • الضلع \([AD]\) مشترك بين المثلثين.
  • طبق حالة التقايس **ASA (زاوية-ضلع-زاوية)**.

2. استنتاج الموسط العمودي:

  • من التقايس، استنتج أن \(MD = ND\). إذن \(D\) هي منتصف \([MN]\).
  • من المعطيات، \((AD) \perp (MN)\).
  • إذن \((AD)\) هو المستقيم العمودي على \([MN]\) في منتصفها، فهو الموسط العمودي.

3. حساب الزوايا:

  • في المثلث القائم \(ADN\): \(\angle ANM = 180^\circ - 90^\circ - 35^\circ\).
  • لحساب \(\angle DMB\), احسب أولاً \(\angle B\) في المثلث الكبير \(ABC\), ثم استخدم الزوايا في المثلث \(MDB\).

الحل الكامل

1. في المثلثين \(AMD\) و \(AND\):
- \(\angle MAD = \angle NAD\) (لأن (AD) منصف).
- \([AD]\) ضلع مشترك.
- \(\angle ADN = \angle ADM = 90^\circ\) (لأن \(\Delta \perp (AD)\)).
إذن المثلثان \(AMD\) و \(AND\) متقايسان حسب حالة **ASA**.

2. من التقايس نستنتج أن \(MD=ND\) و \(AM=AN\). بما أن \((AD) \perp (MN)\) و \(D\) هي منتصف \([MN]\) (لأن \(MD=ND\)), فإن **\((AD)\) هو الموسط العمودي لـ \([MN]\)**.

3.
- في المثلث القائم \(ADN\): \(\angle NAD = 70/2 = 35^\circ\). إذن \(\angle AND = 180 - 90 - 35 = 55^\circ\). إذن **\(\angle ANM = 55^\circ\)**.
- في المثلث الكبير \(ABC\): \(\angle B = 180 - 90 - 70 = 20^\circ\).
- من (1), \(\angle AMD = \angle AND = 55^\circ\). الزاوية \(\angle DMB\) مكملة لـ \(\angle AMD\), إذن \(\angle DMB = 180 - 55 = 125^\circ\).

4. للمقارنة بين \(BMD\) و \(CND\), لدينا \(MD=ND\) من (1). ولكن ليس لدينا معلومات كافية للمقارنة بين \(BM\) و \(CN\) أو \(\angle B\) و \(\angle CND\). إذن المثلثان **ليسا بالضرورة متقايسين**.

زاوية حادة ومستقيمات متقاطعة
تمرين 10

أرسم زاوية حادة \(x\hat{O}y\). وعين على \([Ox)\) نقطة \(A\) وعلى \([Oy)\) نقطة \(B\) بحيث \(OA = OB\). ثم أرسم المستقيم العمودي على \((Ox)\) المار من \(A\) ويقطع \((Oy)\) في \(C\)، والمستقيم العمودي على \((Oy)\) في \(B\) بحيث يقطع \((Ox)\) في \(D\).

  1. بين تقايس المثلثين \(OAC\) و \(OBD\).
  2. المستقيمان \((AC)\) و \((BD)\) يتقاطعان في \(M\). بين تقايس المثلثين \(AMD\) و \(BMC\).
  3. بين أن \([OM)\) هو منصف الزاوية \(x\hat{O}y\).
التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

1. للتقايس: انظر إلى المثلثين الكبيرين \(OAC\) و \(OBD\). لديك ضلعان متساويان \(OA=OB\) وزاوية مشتركة. ابحث عن زاوية أخرى متساوية.

2. للتقايس الثاني: استخدم نتائج التقايس الأول. ستجد أن بعض الأضلاع والزوايا متساوية. استخدمها لمقارنة المثلثين الصغيرين \(AMD\) و \(BMC\).

3. للمنصف: لإثبات أن \([OM)\) منصف، يكفي أن تثبت تقايس المثلثين \(OAM\) و \(OBM\).

📝 الطريقة

1. تقايس \(OAC\) و \(OBD\):

  • \(\angle OAC\) و \(\angle OBD\) قائمان.
  • \(OA = OB\) (معطى).
  • الزاوية \(\angle xOy\) مشتركة.
  • طبق حالة **ASA**.

2. تقايس \(AMD\) و \(BMC\):

  • من (1)، استنتج أن \(OC = OD\) و \(\angle OCA = \angle ODB\).
  • احسب \(AD = OD - OA\) و \(BC = OC - OB\). ستجد \(AD=BC\).
  • الزاويتان \(\angle AMD\) و \(\angle BMC\) متقابلتان بالرأس.
  • طبق حالة **AAS**.

3. إثبات أن \([OM)\) منصف:

  • من (2)، استنتج أن \(MA=MB\).
  • قارن المثلثين \(OAM\) و \(OBM\). لديك \(OA=OB\), \(MA=MB\) و \([OM]\) ضلع مشترك.
  • طبق حالة **SSS**.
  • استنتج تساوي الزاويتين \(\angle AOM\) و \(\angle BOM\).

الحل الكامل

1. في المثلثين القائمين \(OAC\) و \(OBD\):
- \(OA=OB\) (معطى).
- \(\angle AOC = \angle BOD\) (زاوية مشتركة).
إذن المثلثان \(OAC\) و \(OBD\) متقايسان حسب حالة **ASA** (لأن الزاوية الثالثة ستكون متساوية).

2. من التقايس (1)، نستنتج \(AC=BD\) و \(OC=OD\) و \(\angle ODB = \angle OCA\).
لدينا \(AD = OD-OA\) و \(BC = OC-OB\). بما أن \(OD=OC\) و \(OA=OB\)، فإن \(AD=BC\).
في المثلثين \(AMD\) و \(BMC\):
- \(AD=BC\).
- \(\angle ODB = \angle OCA\).
- \(\angle AMD = \angle BMC\) (متقابلتان بالرأس).
إذن المثلثان \(AMD\) و \(BMC\) متقايسان حسب حالة **AAS**.

3. من التقايس (2)، نستنتج \(MA=MB\).
نقارن المثلثين \(OAM\) و \(OBM\):
- \(OA=OB\) (معطى).
- \(MA=MB\) (نتيجة).
- \([OM]\) ضلع مشترك.
إذن المثلثان \(OAM\) و \(OBM\) متقايسان حسب حالة **SSS**.
ومنه، \(\angle AOM = \angle BOM\)، إذن **\([OM)\) هو منصف الزاوية \(x\hat{O}y\) **.

مثلث قائم وتناظر مركزي
تمرين 11

أرسم مثلثًا \(OAB\) قائم الزاوية في \(A\).

  1. ابن النقطة \(C\) نظيرة النقطة \(B\) بالنسبة إلى \(O\). ثم أرسم المستقيم المار من \(C\) والعمودي على \((OA)\) في النقطة \(D\).
  2. بين تقايس المثلثين \(OAB\) و \(OCD\).
  3. استنتج أن \(O\) منتصف \([AD]\).
  4. بين تقايس المثلثين \(OAC\) و \(OBD\).
التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

1. التناظر المركزي: ما هي خصائص التناظر المركزي؟ ماذا يعني "C نظيرة B بالنسبة لـ O"؟ (O هي منتصف...).

2. للتقايس: لديك مثلثان قائمان. استخدم خصائص التناظر المركزي لإيجاد عناصر متساوية (أضلاع، زوايا متقابلة بالرأس...).

3. للمنتصف: إذا كان المثلثان متقايسين، فإن أضلاعهما المتناظرة متساوية. قارن \([OA]\) و \([OD]\).

📝 الطريقة

2. تقايس \(OAB\) و \(OCD\):

  • \(C\) نظيرة \(B\) بالنسبة لـ \(O\), إذن \(O\) منتصف \([BC]\), أي \(OB=OC\).
  • \(\angle OAB = 90^\circ\) (معطى) و \(\angle ODC = 90^\circ\) (بناء).
  • الزاويتان \(\angle AOB\) و \(\angle COD\) متقابلتان بالرأس, إذن هما متساويتان.
  • لديك مثلثان قائمان، وتران متساويان (ليس بعد)، وزاوية حادة متساوية. طبق حالة **AAS**.

3. استنتاج أن \(O\) منتصف \([AD]\):

  • من تقايس (2)، استنتج أن \(OA = OD\).
  • بما أن النقاط A, O, D على استقامة واحدة (لأن D على (OA)) و \(OA=OD\)، فإن \(O\) هي منتصف \([AD]\).

الحل الكامل

2. نقارن المثلثين القائمين \(OAB\) و \(OCD\):
- \(C\) نظيرة \(B\) بالنسبة لـ \(O\), إذن \(OB=OC\).
- \(\angle AOB = \angle COD\) (متقابلتان بالرأس).
- \(\angle OAB = \angle ODC = 90^\circ\).
إذن المثلثان \(OAB\) و \(OCD\) متقايسان حسب حالة **AAS (زاوية-زاوية-ضلع)**.

3. من تقايس المثلثين السابق، فإن أضلاعهما المتناظرة متقايسة.
الضلع \([OA]\) يقابل الزاوية \(\angle OBA\).
الضلع \([OD]\) يقابل الزاوية \(\angle OCD\).
بما أن المثلثين متقايسان، فإن \(\angle OBA = \angle OCD\), وبالتالي فإن **\(OA=OD\)**.
بما أن \(O \in [AD]\) و \(OA=OD\), فإن **\(O\) هي منتصف \([AD]\)**.

4. نقارن المثلثين \(OAC\) و \(OBD\):
- \(OA=OD\) (من 3).
- \(OC=OB\) (من 1).
- \(\angle AOC = \angle DOB\) (متقابلتان بالرأس).
إذن المثلثان \(OAC\) و \(OBD\) متقايسان حسب حالة **SAS (ضلع-زاوية-ضلع)**.

دائرة ومنصف زاوية
تمرين 12

أرسم دائرة \(\mathcal{C}\) مركزها \(O\) و \([AB]\) حبل لا يمر من \(O\). منصف الزاوية \(\angle AOB\) يقطع \(\mathcal{C}\) في \(M\).

  1. بين تقايس المثلثين \(OAM\) و \(OBM\).
  2. استنتج أن \(MA = MB\) و \((MO)\) منصف الزاوية \(\angle AMB\).
التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

1. للتقايس: ما هي طبيعة الأضلاع \([OA]\), \([OB]\), \([OM]\) بالنسبة للدائرة؟ استخدم هذه الخاصية مع حقيقة أن \((OM)\) منصف زاوية.

2. للاستنتاج: إذا كان المثلثان متقايسين، فإن أضلاعهما وزواياهما المتناظرة متساوية. طبق هذا المبدأ.

📝 الطريقة

1. تقايس \(OAM\) و \(OBM\):

  • \(OA = OM\) (شعاعان في الدائرة). إذن المثلث \(OAM\) متقايس الضلعين.
  • \(OB = OM\) (شعاعان في الدائرة). إذن المثلث \(OBM\) متقايس الضلعين.
  • من المعطيات \(OA=OB\) (شعاعان).
  • \(\angle AOM = \angle BOM\) (لأن (OM) منصف).
  • الضلع \([OM]\) مشترك.
  • طبق حالة **SAS (ضلع-زاوية-ضلع)** باستخدام الأضلاع \(OA, OM\) و \(OB, OM\).

الحل الكامل

1. نقارن المثلثين \(OAM\) و \(OBM\):
- \(OA = OB\) (لأنهما شعاعان في نفس الدائرة \(\mathcal{C}\)).
- \(\angle AOM = \angle BOM\) (لأن \([OM)\) منصف \(\angle AOB\)).
- \([OM]\) ضلع مشترك بين المثلثين.
إذن المثلثان \(OAM\) و \(OBM\) متقايسان حسب حالة **SAS (ضلع-زاوية-ضلع)**.

2. بما أن المثلثين \(OAM\) و \(OBM\) متقايسان:
- فإن أضلاعهما المتناظرة متقايسة، ومنه **\(MA = MB\) **.
- وإن زواياهما المتناظرة متقايسة، ومنه \(\angle OMA = \angle OMB\).
بما أن \(\angle OMA = \angle OMB\), فإن **\((MO)\) هو منصف الزاوية \(\angle AMB\) **.