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
بيّن أنّ المثلث \(IEF\) مثلث متساوي الساقين في \(I\)
ثم ابن الدائرة \((\mathcal{C}')\) التي مركزها \(A'\) وتمر من \(E\)
• 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
• في المستطيل ABCD: القطران AC و BD يتقاطعان في I
• إذن I منتصف [AC]
• بالتناظر: مناظر (AC) يمر من A' و C' و I
• E: تقاطع (AA') مع (DC)
• F: تقاطع (AA') مع (DC')
• نستخدم التناظر لإثبات IE = IF
• التناظر يحافظ على الزوايا
• ∠C'DI = ∠CDI
• مراكز الدائرتين: A و A' (متناظران)
• الأشعة متساوية بخاصية التناظر
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
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
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
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
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
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
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
ثم ابن المستقيم \(\Delta_1\) المار من \(D\) والعمودي على \((AC)\)
والذي يقطع \((BC')\) في \(E\)
• 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؟
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
• من السؤال 1: مناظر (AC) هو (BC')
• نستخدم خاصية التوازي مع المحور
• Δ₁ عمودي على (AC)
• مناظر (AC) = (BC')
• إذن مناظر Δ₁ عمودي على (BC')
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
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
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')
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
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