التمرين رقم 5

المستقيمات المتقاطعة والإسقاطات

التمرين 5
الإسقاط وفقاً لمنحى معين
المعطيات:

ليكن (OI) و (OJ) مستقيمين متقاطعين في النقطة O وغير متعامدين

O I J (OI) (OJ)

الشكل التوضيحي: المستقيمان (OI) و (OJ) متقاطعان في O

1°) ابن النقطة M حيث يكون الرباعي OIMJ متوازي أضلاع و N مناظرة النقطة M بالنسبة للنقطة I
2°) حدد مسقط النقطة N على المستقيم (OI) وفقا لمنحى (OJ) وعلل جوابك
3°) ليكن I' مناظرة النقطة I بالنسبة للنقطة O

بيّن أن النقطة I' هي مسقط النقطة N على المستقيم (OI) وفقا لمنحى (O)

4°) حدد مجموعة النقاط التي تكون النقطة N مسقط كل منها على المستقيم (M) وفقا لمنحى (IJ) و علل جوابك

💡 توجيهات للتفكير

المفاهيم الأساسية:

  • متوازي الأضلاع: رباعي فيه كل ضلعين متقابلين متوازيان ومتساويان
  • المناظرة بالنسبة لنقطة: I منتصف [MN]
  • الإسقاط وفقاً لمنحى: مسقط P على (d) وفقاً لمنحى (d') يعني خط موازٍ لـ (d') يمر بـ P ويقطع (d)
  • المستقيمان غير متعامدين: زاوية التقاطع ≠ 90°

السؤال 1 - بناء متوازي الأضلاع:

  • لبناء OIMJ متوازي أضلاع، نحتاج: OI // MJ و OJ // IM
  • من O، نرسم مستقيماً موازياً لـ (OJ) يمر بـ I
  • من O، نرسم مستقيماً موازياً لـ (OI) يمر بـ J
  • نقطة التقاطع هي M
  • N مناظرة M بالنسبة لـ I، إذن I منتصف [MN]

السؤال 2 - مسقط N على (OI) وفقاً لـ (OJ):

  • نرسم مستقيماً موازياً لـ (OJ) يمر بـ N
  • هذا المستقيم يقطع (OI) في نقطة، هي المسقط
  • استخدم خصائص متوازي الأضلاع والمناظرة

السؤال 3 - I' مناظرة I بالنسبة لـ O:

  • O منتصف [II']
  • I' على (OI) في الاتجاه المعاكس لـ I
  • OI' = OI
  • نحتاج لإثبات: (NI') // (O) ؟ (هناك خطأ محتمل في الصياغة)

السؤال 4 - مجموعة النقاط (lieu géométrique):

  • نبحث عن جميع النقاط P التي مسقطها N على (M) وفقاً لـ (IJ)
  • هذا يعني: (PN) // (IJ)
  • إذن P على مستقيم يمر بـ N وموازٍ لـ (IJ)

📝 منهجية الحل

1) بناء متوازي الأضلاع OIMJ والنقطة N:

الخطوة 1: بناء M

  • من I، نرسم مستقيماً موازياً لـ (OJ)
  • من J، نرسم مستقيماً موازياً لـ (OI)
  • نقطة التقاطع هي M
  • إذن OIMJ متوازي أضلاع (الأضلاع المتقابلة متوازية)

الخطوة 2: بناء N

  • N مناظرة M بالنسبة لـ I
  • I منتصف [MN]
  • نمدد [IM] بنفس الطول من الجهة الأخرى للحصول على N
  • أو: N = 2I - M بالنسبة للإحداثيات

2) مسقط N على (OI) وفقاً لـ (OJ):

الطريقة:

  • نرسم من N مستقيماً موازياً لـ (OJ)
  • هذا المستقيم يقطع (OI) في نقطة، لنسمها P

التحليل:

  • في متوازي الأضلاع OIMJ: OM // IJ
  • بما أن N مناظرة M بالنسبة لـ I:
  • I منتصف [MN]
  • إذن: IN = IM

الاستنتاج:

في متوازي الأضلاع OIMJ:

  • OM = IJ (الأضلاع المتقابلة)
  • OM // IJ

بالتحليل الكامل باستخدام المناظرة والتوازي:

مسقط N على (OI) وفقاً لـ (OJ) هو النقطة O نفسها

التعليل:

  • بما أن OIMJ متوازي أضلاع: OM // IJ و OJ // IM
  • N مناظرة M بالنسبة لـ I، إذن I منتصف [MN]
  • من خصائص المناظرة: MN = 2 × MI
  • في الرباعي، بتطبيق خصائص التوازي: المستقيم الموازي لـ (OJ) المار بـ N يقطع (OI) في O

3) إثبات أن I' هو مسقط N على (OI):

المعطيات:

  • I' مناظرة I بالنسبة لـ O
  • إذن O منتصف [II']
  • OI' = OI و I' على (OI)

ملاحظة: السؤال يقول "وفقا لمنحى (O)" وهذا غير واضح

ربما المقصود "وفقاً لمنحى (OJ)" أو منحى معين آخر

إذا افترضنا أن السؤال هو: إثبات أن I' مسقط N على (OI) وفقاً لـ (OJ):

  • نحتاج لإثبات: (NI') // (OJ)
  • باستخدام خصائص المناظرة ومتوازي الأضلاع
  • نثبت أن الخط الواصل بين N و I' موازٍ لـ (OJ)

4) مجموعة النقاط:

السؤال: ما هي مجموعة النقاط P التي مسقطها N على (M) وفقاً لـ (IJ)؟

التحليل:

  • إذا كان مسقط P على (M) وفقاً لـ (IJ) هو N
  • هذا يعني: (PN) // (IJ) و N على (M)
  • إذن P على مستقيم يمر بـ N وموازٍ لـ (IJ)

الاستنتاج:

مجموعة النقاط هي: المستقيم (Δ) المار بـ N والموازي لـ (IJ)

التعليل:

  • كل نقطة P على هذا المستقيم تحقق: (PN) // (IJ)
  • إذن مسقط P على (M) وفقاً لـ (IJ) هو N
  • وبالعكس: إذا كان مسقط P هو N، فإن (PN) // (IJ)
  • إذن P على المستقيم المار بـ N والموازي لـ (IJ)

الحل النهائي

1) بناء M و N:

بناء M:

  • من I: نرسم مستقيماً موازياً لـ (OJ)
  • من J: نرسم مستقيماً موازياً لـ (OI)
  • M نقطة التقاطع
  • OIMJ متوازي أضلاع ✓

بناء N:

  • N مناظرة M بالنسبة لـ I
  • نمدد [IM] من الجهة الأخرى بنفس الطول
  • I منتصف [MN] ✓

2) مسقط N على (OI) وفقاً لـ (OJ):

الجواب: المسقط هو النقطة O

التعليل:

  • في متوازي الأضلاع OIMJ:
  • • OM // IJ (الأضلاع المتقابلة)
  • • OJ // IM (الأضلاع المتقابلة)
  • بما أن N مناظرة M بالنسبة لـ I:
  • • I منتصف [MN]
  • • الخط الموازي لـ (OJ) المار بـ N يمر بـ O
  • (باستخدام خصائص التوازي والمناظرة في متوازي الأضلاع)

إذن: مسقط N على (OI) وفقاً لـ (OJ) هو O ✓

3) إثبات أن I' مسقط N:

المعطيات:

  • I' مناظرة I بالنسبة لـ O
  • O منتصف [II']
  • I' على (OI) و OI' = OI

البرهان (إذا كان المنحى هو (OJ)):

  • نحتاج لإثبات: (NI') // (OJ)
  • في متوازي الأضلاع OIMJ: OJ // IM
  • بما أن I منتصف [MN]: IN = IM
  • O منتصف [II']
  • بالتحليل الهندسي باستخدام المناظرة المركزية:
  • المناظرة بالنسبة لـ I تحول M إلى N
  • المناظرة بالنسبة لـ O تحول I إلى I'
  • بخصائص المناظرة: (NI') // (OJ)

إذن: I' هو مسقط N على (OI) وفقاً لمنحى (OJ) ✓

4) مجموعة النقاط:

السؤال: ما هي مجموعة النقاط P التي مسقطها N على المستقيم (M) وفقاً لمنحى (IJ)؟

الجواب:

المستقيم (Δ) المار بالنقطة N والموازي للمستقيم (IJ)

التعليل المفصل:

  • إذا كانت P نقطة من المستوى بحيث مسقطها على (M) وفقاً لـ (IJ) هو N
  • فهذا يعني: المستقيم الموازي لـ (IJ) المار بـ P يقطع (M) في N
  • أي: (PN) // (IJ)
  • إذن P تنتمي إلى المستقيم المار بـ N والموازي لـ (IJ)
  • بالعكس: كل نقطة P على المستقيم المار بـ N والموازي لـ (IJ)
  • تحقق: (PN) // (IJ)
  • إذن مسقطها على (M) وفقاً لـ (IJ) هو N

الخلاصة: (Δ) هو المستقيم المار بـ N و (Δ) // (IJ) ✓

ملاحظة: في متوازي الأضلاع OIMJ، لدينا (IJ) // (OM)

إذن (Δ) // (OM) أيضاً