التمرين 1 — وضعيات مستقيمين في مكعب

هندسة الفضاء — 8 أساسي
نص التمرين:
يمثل الشكل مكعبا \(ABCDEFGH\). النقطة \(M\) على \([EH]\)، و\(N\) على \([FG]\)، و\(J\) على \([DF]\). ضع العلامة \(X\) في الخانة المناسبة: متوازيان، متقاطعان، أو ليسا في نفس المستوى.
1) \((AC)\) و \((CG)\)
الخاصية المستعملة: إذا كان مستقيمان يشتركان في نقطة واحدة فهما متقاطعان.
الخطوة 1: نحدد أولا العناصر الموجودة في الشكل: النقاط، المستقيمات، والمستويات الحاملة لها.
الخطوة 2: نبحث هل توجد نقطتان مشتركتان لتحديد احتواء مستقيم في مستوى، أو نقطة مشتركة وحيدة لتحديد التقاطع.
الخطوة 3: نستعمل خواص متوازي المستطيلات/المكعب/الهرم: الأوجه المتقابلة متوازية، والأحرف المتقابلة في الوجه الواحد متوازية.
الخطوة 4: نكتب النتيجة بالرمز المناسب بعد التثبت من أن الحكم لا يعتمد على الرؤية فقط.
النتيجة: \((AC)\) و \((CG)\) متقاطعان في \(C\).
خطأ شائع: الخطأ الشائع هو اعتبار كل مستقيمين لا يلتقيان متوازيين، وهذا صحيح في المستوى فقط وليس في الفضاء.
2) \((AD)\) و \((GF)\)
الخاصية المستعملة: في المكعب الأوجه المتقابلة متوازية، والحرفان المتناظران متوازيان.
الخطوة 1: نحدد أولا العناصر الموجودة في الشكل: النقاط، المستقيمات، والمستويات الحاملة لها.
الخطوة 2: نبحث هل توجد نقطتان مشتركتان لتحديد احتواء مستقيم في مستوى، أو نقطة مشتركة وحيدة لتحديد التقاطع.
الخطوة 3: نستعمل خواص متوازي المستطيلات/المكعب/الهرم: الأوجه المتقابلة متوازية، والأحرف المتقابلة في الوجه الواحد متوازية.
الخطوة 4: نكتب النتيجة بالرمز المناسب بعد التثبت من أن الحكم لا يعتمد على الرؤية فقط.
النتيجة: \((AD)\parallel(GF)\).
خطأ شائع: الخطأ الشائع هو اعتبار كل مستقيمين لا يلتقيان متوازيين، وهذا صحيح في المستوى فقط وليس في الفضاء.
3) \((CG)\) و \((AB)\)
الخاصية المستعملة: مستقيمان غير مستويين: لا يتقاطعان ولا يوجد مستوى واحد يحتويهما معا.
الخطوة 1: نحدد أولا العناصر الموجودة في الشكل: النقاط، المستقيمات، والمستويات الحاملة لها.
الخطوة 2: نبحث هل توجد نقطتان مشتركتان لتحديد احتواء مستقيم في مستوى، أو نقطة مشتركة وحيدة لتحديد التقاطع.
الخطوة 3: نستعمل خواص متوازي المستطيلات/المكعب/الهرم: الأوجه المتقابلة متوازية، والأحرف المتقابلة في الوجه الواحد متوازية.
الخطوة 4: نكتب النتيجة بالرمز المناسب بعد التثبت من أن الحكم لا يعتمد على الرؤية فقط.
النتيجة: المستقيمان ليسا في نفس المستوى.
خطأ شائع: الخطأ الشائع هو اعتبار كل مستقيمين لا يلتقيان متوازيين، وهذا صحيح في المستوى فقط وليس في الفضاء.
4) \((CM)\) و \((AB)\)
الخاصية المستعملة: نبحث عن مستوى مشترك؛ إن لم يوجد ولم يتقاطعا ولم يكونا متوازيين فهما غير مستويين.
الخطوة 1: نحدد أولا العناصر الموجودة في الشكل: النقاط، المستقيمات، والمستويات الحاملة لها.
الخطوة 2: نبحث هل توجد نقطتان مشتركتان لتحديد احتواء مستقيم في مستوى، أو نقطة مشتركة وحيدة لتحديد التقاطع.
الخطوة 3: نستعمل خواص متوازي المستطيلات/المكعب/الهرم: الأوجه المتقابلة متوازية، والأحرف المتقابلة في الوجه الواحد متوازية.
الخطوة 4: نكتب النتيجة بالرمز المناسب بعد التثبت من أن الحكم لا يعتمد على الرؤية فقط.
النتيجة: المستقيمان ليسا في نفس المستوى.
خطأ شائع: الخطأ الشائع هو اعتبار كل مستقيمين لا يلتقيان متوازيين، وهذا صحيح في المستوى فقط وليس في الفضاء.
5) \((NJ)\) و \((FB)\)
الخاصية المستعملة: لا بد من تعريف دقيق للنقطة الخاصة قبل الحكم.
الخطوة 1: نحدد أولا العناصر الموجودة في الشكل: النقاط، المستقيمات، والمستويات الحاملة لها.
الخطوة 2: نبحث هل توجد نقطتان مشتركتان لتحديد احتواء مستقيم في مستوى، أو نقطة مشتركة وحيدة لتحديد التقاطع.
الخطوة 3: نستعمل خواص متوازي المستطيلات/المكعب/الهرم: الأوجه المتقابلة متوازية، والأحرف المتقابلة في الوجه الواحد متوازية.
الخطوة 4: نكتب النتيجة بالرمز المناسب بعد التثبت من أن الحكم لا يعتمد على الرؤية فقط.
النتيجة: \((NJ)\) و \((FB)\) متقاطعان إذا كان \(J\) مختارا على \((FB)\)، وإلا يجب تثبيت موضع \(J\) في الرسم.
خطأ شائع: الخطأ الشائع هو اعتبار كل مستقيمين لا يلتقيان متوازيين، وهذا صحيح في المستوى فقط وليس في الفضاء.
6) \((MJ)\) و \((CG)\)
الخاصية المستعملة: النقاط الخاصة يجب أن تكون مرسومة ومحددة.
الخطوة 1: نحدد أولا العناصر الموجودة في الشكل: النقاط، المستقيمات، والمستويات الحاملة لها.
الخطوة 2: نبحث هل توجد نقطتان مشتركتان لتحديد احتواء مستقيم في مستوى، أو نقطة مشتركة وحيدة لتحديد التقاطع.
الخطوة 3: نستعمل خواص متوازي المستطيلات/المكعب/الهرم: الأوجه المتقابلة متوازية، والأحرف المتقابلة في الوجه الواحد متوازية.
الخطوة 4: نكتب النتيجة بالرمز المناسب بعد التثبت من أن الحكم لا يعتمد على الرؤية فقط.
النتيجة: غالبا ليسا في نفس المستوى، والحكم النهائي يتوقف على موضع \(J\).
خطأ شائع: الخطأ الشائع هو اعتبار كل مستقيمين لا يلتقيان متوازيين، وهذا صحيح في المستوى فقط وليس في الفضاء.
7) \((FC)\) و \((ED)\)
الخاصية المستعملة: قطرا وجهين متوازيين متناظرين يكونان متوازيين.
الخطوة 1: نحدد أولا العناصر الموجودة في الشكل: النقاط، المستقيمات، والمستويات الحاملة لها.
الخطوة 2: نبحث هل توجد نقطتان مشتركتان لتحديد احتواء مستقيم في مستوى، أو نقطة مشتركة وحيدة لتحديد التقاطع.
الخطوة 3: نستعمل خواص متوازي المستطيلات/المكعب/الهرم: الأوجه المتقابلة متوازية، والأحرف المتقابلة في الوجه الواحد متوازية.
الخطوة 4: نكتب النتيجة بالرمز المناسب بعد التثبت من أن الحكم لا يعتمد على الرؤية فقط.
النتيجة: \((FC)\parallel(ED)\).
خطأ شائع: الخطأ الشائع هو اعتبار كل مستقيمين لا يلتقيان متوازيين، وهذا صحيح في المستوى فقط وليس في الفضاء.
8) \((FJ)\) و \((EH)\)
الخاصية المستعملة: نقطة على حرف تحدد أحيانا نفس مستقيم الحرف.
الخطوة 1: نحدد أولا العناصر الموجودة في الشكل: النقاط، المستقيمات، والمستويات الحاملة لها.
الخطوة 2: نبحث هل توجد نقطتان مشتركتان لتحديد احتواء مستقيم في مستوى، أو نقطة مشتركة وحيدة لتحديد التقاطع.
الخطوة 3: نستعمل خواص متوازي المستطيلات/المكعب/الهرم: الأوجه المتقابلة متوازية، والأحرف المتقابلة في الوجه الواحد متوازية.
الخطوة 4: نكتب النتيجة بالرمز المناسب بعد التثبت من أن الحكم لا يعتمد على الرؤية فقط.
النتيجة: إذا كان \(J\in[DF]\) فإن \((FJ)=(FD)\) و\((EH)\parallel(FG)\)، فهما غير مستويين غالبا.
خطأ شائع: الخطأ الشائع هو اعتبار كل مستقيمين لا يلتقيان متوازيين، وهذا صحيح في المستوى فقط وليس في الفضاء.
مساعدة هندسة الفضاء
مستقيم داخل مستوى

إذا كانت نقطتان من مستقيم تنتميان إلى مستوى فإن المستقيم كله محتوى في ذلك المستوى.

توازي مستقيم ومستوى

إذا كان مستقيم موازيا لمستقيم محتوى في مستوى ولا يقطعه فهو مواز لذلك المستوى.

تقاطع مستويين

إذا كان مستويان غير منطبقين ولهما نقطة مشتركة فإن تقاطعهما مستقيم.

مستقيمان غير مستويين

في الفضاء قد لا يتقاطع مستقيمان ولا يكونان متوازيين لأنهما ليسا في نفس المستوى.