تمارين مبرهنة طالس

التعلم بالمنهج السقراطي - اكتشف الحل بنفسك

✨ مبرهنة طالس في المثلث وشبه المنحرف
\ud83d\udcda تاسعة أساسي
\ud83c\udfaf 6 تمارين شاملة

التمرين 1: مبرهنة طالس في المثلث

في الرسم التالي \(ABC\) مثلث حيث: \(AB = 7 \text{ cm}\) ؛ \(AC = 6 \text{ cm}\) ؛ \(BC = 8 \text{ cm}\).

\(I\) منتصف \([AB]\) و \(J\) منتصف \([AC]\).

(1)

أ- احسب \(IJ\).

ب- بيّن أن الرباعي \(IJCB\) شبه منحرف.

(2) لتكن \(M\) منتصف \([JC]\). المستقيم المار من \(M\) و الموازي لـ \((BC)\) يقطع \((AB)\) في \(N\).

أ- بيّن أن \(N\) منتصف \([BI]\).

ب- احسب \(MN\).

1
2
3

مؤشرات للتفكير

  • للسؤال (1)أ: تذكّر الخاصية: المستقيم الواصل بين منتصفي ضلعين في مثلث...
  • للسؤال (1)ب: شبه المنحرف له ضلعان متوازيان فقط. هل \((IJ)\) و \((BC)\) متوازيان؟
  • للسؤال (2)أ: طبّق نفس الخاصية على مثلث آخر في الشكل.
  • للسؤال (2)ب: استعمل مبرهنة طالس في المثلث \(ABC\).

المنهج السقراطي - اكتشف بنفسك

السؤال 1: ماذا نعرف عن المستقيم الواصل بين منتصفي ضلعين في مثلث؟

✓ المستقيم الواصل بين منتصفي ضلعين يوازي الضلع الثالث وطوله نصف طول الضلع الثالث.

السؤال 2: بما أن \(I\) منتصف \([AB]\) و \(J\) منتصف \([AC]\)، ماذا نستنتج عن \(IJ\)؟

✓ \((IJ) \parallel (BC)\)

✓ \(IJ = \frac{BC}{2} = \frac{8}{2} = 4\text{ cm}\)

السؤال 3: لماذا \(IJCB\) شبه منحرف؟

✓ لأن \((IJ) \parallel (BC)\) (ضلعان متوازيان)

✓ و \((IC)\) و \((JB)\) ليسا متوازيين

السؤال 4: في السؤال (2)، \(M\) منتصف \([JC]\). إذن \(AM = ?\)

✓ \(AJ = \frac{AC}{2} = 3\text{ cm}\)

✓ \(JM = \frac{JC}{2} = \frac{3}{2} = 1{,}5\text{ cm}\)

✓ \(AM = AJ + JM = 3 + 1{,}5 = 4{,}5\text{ cm} = \frac{3AC}{4}\)

السؤال 5: بمبرهنة طالس في المثلث \(ABC\)، إذا كان \((MN) \parallel (BC)\)، فماذا نستنتج؟

✓ \(\frac{AN}{AB} = \frac{AM}{AC} = \frac{3}{4}\)

✓ إذن \(AN = \frac{3AB}{4} = \frac{3 \times 7}{4} = 5{,}25\text{ cm}\)

السؤال 6: كيف نثبت أن \(N\) منتصف \([BI]\)؟

✓ \(AI = \frac{AB}{2} = 3{,}5\text{ cm}\)

✓ \(IN = AN - AI = 5{,}25 - 3{,}5 = 1{,}75\text{ cm}\)

✓ \(IB = \frac{AB}{2} = 3{,}5\text{ cm}\)

✓ \(NB = AB - AN = 7 - 5{,}25 = 1{,}75\text{ cm}\)

✓ إذن \(IN = NB\) فـ\(N\) منتصف \([IB]\) ✓

السؤال 7: كيف نحسب \(MN\)؟

✓ بمبرهنة طالس: \(\frac{MN}{BC} = \frac{AM}{AC} = \frac{3}{4}\)

✓ \(MN = \frac{3BC}{4} = \frac{3 \times 8}{4} = 6\text{ cm}\)

الحل الكامل المفصّل

(1)أ- حساب \(IJ\):

الخاصية المستعملة: في المثلث، المستقيم الواصل بين منتصفي ضلعين يوازي الضلع الثالث وطوله نصف طول الضلع الثالث.

في المثلث \(ABC\):

  • \(I\) منتصف \([AB]\)
  • \(J\) منتصف \([AC]\)

إذن: \((IJ) \parallel (BC)\) و \(IJ = \frac{BC}{2}\)

بما أن \(BC = 8\text{ cm}\):

$$IJ = \frac{8}{2} = 4\text{ cm}$$

\(IJ = 4\text{ cm}\)

(1)ب- إثبات أن \(IJCB\) شبه منحرف:

التعريف: الرباعي شبه منحرف إذا كان له ضلعان متوازيان فقط.

الإثبات:

  • من السؤال السابق: \((IJ) \parallel (BC)\) ✓
  • الضلعان \([IJ]\) و \([BC]\) متوازيان
  • الضلعان \([IC]\) و \([JB]\) ليسا متوازيين (لأن \(I\) على \([AB]\) و \(J\) على \([AC]\)، ولو كانا متوازيين لكان الرباعي متوازي أضلاع وهذا مستحيل)
\(IJCB\) شبه منحرف قاعدتاه \([IJ]\) و \([BC]\)

(2)أ- إثبات أن \(N\) منتصف \([BI]\):

المعطيات:

  • \(M\) منتصف \([JC]\)
  • \((MN) \parallel (BC)\)
  • \(N\) على \((AB)\)

التحليل:

بما أن \(J\) منتصف \([AC]\)، فإن \(AJ = JC = \frac{AC}{2} = 3\text{ cm}\)

و \(M\) منتصف \([JC]\)، إذن \(JM = MC = \frac{3}{2} = 1{,}5\text{ cm}\)

إذن \(AM = AJ + JM = 3 + 1{,}5 = 4{,}5\text{ cm}\)

تطبيق مبرهنة طالس في المثلث \(ABC\):

بما أن \((MN) \parallel (BC)\):

$$\frac{AN}{AB} = \frac{AM}{AC}$$

$$\frac{AN}{7} = \frac{4{,}5}{6} = \frac{3}{4}$$

$$AN = \frac{3 \times 7}{4} = \frac{21}{4} = 5{,}25\text{ cm}$$

الآن نتحقق من \(N\) منتصف \([BI]\):

بما أن \(I\) منتصف \([AB]\)، فإن \(AI = \frac{7}{2} = 3{,}5\text{ cm}\)

\(IN = AN - AI = 5{,}25 - 3{,}5 = 1{,}75\text{ cm}\)

\(IB = AB - AI = 7 - 3{,}5 = 3{,}5\text{ cm}\)

\(NB = AB - AN = 7 - 5{,}25 = 1{,}75\text{ cm}\)

بما أن \(IN = NB = 1{,}75\text{ cm}\):

\(N\) منتصف \([BI]\) ✓

(2)ب- حساب \(MN\):

نطبّق مبرهنة طالس في المثلث \(ABC\):

بما أن \((MN) \parallel (BC)\):

$$\frac{MN}{BC} = \frac{AM}{AC}$$

$$\frac{MN}{8} = \frac{4{,}5}{6} = \frac{3}{4}$$

$$MN = 8 \times \frac{3}{4} = 6\text{ cm}$$

\(MN = 6\text{ cm}\)

التمرين 2: مبرهنة طالس في شبه المنحرف

لاحظ الرسم التالي حيث \(ABCD\) شبه منحرف قاعدتاه \([AB]\) و \([CD]\) و \(I\) منتصف \([AD]\) و \(J\) منتصف \([BC]\).

لدينا: \(DC = 5\text{ cm}\) و \(PJ = 1{,}5\text{ cm}\).

المطلوب: احسب البعد \(IP\).

(ملاحظة: يُفترض أن \(P\) على \((IJ)\) حسب الرسم)

1
2
3

مؤشرات للتفكير

  • خاصية مهمة: في شبه المنحرف، المستقيم الواصل بين منتصفي الساقين يوازي القاعدتين.
  • طول \((IJ)\): يساوي نصف مجموع القاعدتين: \(IJ = \frac{AB + CD}{2}\)
  • لحساب \(IP\): إذا كان \(P\) على \((IJ)\)، فإن \(IP + PJ = IJ\)
  • المعطيات الناقصة: نحتاج لمعرفة \(AB\) أو علاقة بين \(P\) و\((DC)\)

المنهج السقراطي - اكتشف بنفسك

السؤال 1: في شبه منحرف، ما هي خاصية المستقيم الواصل بين منتصفي الساقين؟

✓ يوازي القاعدتين

✓ طوله يساوي نصف مجموع القاعدتين

السؤال 2: يُفترض أن \(P\) هو تقاطع \((IJ)\) مع \((DC)\)؟

✗ مستحيل! لأن \((IJ) \parallel (DC)\)، لا يمكن أن يتقاطعا

✓ إذن \(P\) على المستقيم \((IJ)\) نفسه

السؤال 3: إذا كان الرسم يوضّح أن \((DP)\) عمودي على \((IJ)\) أو له علاقة بـ\((DC)\)؟

✓ الأرجح أن \(P\) هو مسقط \(D\) على \((IJ)\)

✓ أو أن \((DP) \perp (IJ)\)

السؤال 4: إذا كان \((DP) \perp (IJ)\) و \((DC) \parallel (IJ)\)، ماذا نستنتج؟

✓ \((DP) \perp (DC)\) أيضاً

✓ في المثلث \(DJC\)، إذا كان \(P\) على \((IJ)\) و \((DP) \perp (DC)\)...

الاستنتاج: التمرين يحتاج معلومة إضافية من الرسم

⚠️ بدون الرسم أو معطى إضافي (قيمة \(AB\) أو تعريف دقيق لـ\(P\))، لا يمكن الحل

الحل الكامل المفصّل

تحليل المعطيات:

المعطيات:

  • \(ABCD\) شبه منحرف قاعدتاه \([AB]\) و \([CD]\)
  • \(I\) منتصف \([AD]\)
  • \(J\) منتصف \([BC]\)
  • \(DC = 5\text{ cm}\)
  • \(PJ = 1{,}5\text{ cm}\)

⚠️ مشكلة: المعطيات لا تحدّد موقع \(P\) بوضوح!

الحل المحتمل (إذا كان \(P\) على \((IJ)\)):

الفرضية 1: إذا كانت النقطة \(P\) تنتمي إلى المستقيم \((IJ)\) وكان هناك معطى إضافي من الرسم يربط \(P\) بـ\((DC)\).

مثال: إذا كان \(P\) هو تقاطع \((IJ)\) مع عمودي نازل من \(D\):

  • نستعمل خواص المثلثات القائمة
  • أو نستعمل مبرهنة طالس في أحد المثلثات

الفرضية 2: إذا كان التمرين يقصد أن \(P\) على \((DC)\) و\((PJ)\) يقطع \((DC)\):

لكن هذا يتطلب معرفة \(AB\) أو معطيات إضافية.

⚠️ التمرين يحتاج إلى الرسم التوضيحي أو معطى إضافي لتحديد موقع \(P\) بدقة

حل تقديري (إذا افترضنا قيمة لـ\(AB\)):

لنفترض مثلاً أن \(AB = 9\text{ cm}\) (كمثال):

$$IJ = \frac{AB + DC}{2} = \frac{9 + 5}{2} = 7\text{ cm}$$

بما أن \(P\) على \((IJ)\) و \(PJ = 1{,}5\text{ cm}\):

$$IP = IJ - PJ = 7 - 1{,}5 = 5{,}5\text{ cm}$$

لكن هذا مجرد مثال تقديري!

التمرين 3: مبرهنة طالس - تطبيق متقدم

وحدة قيس الطول هي الصنتيمتر.

لاحظ الرسم التالي حيث \(ABCD\) شبه منحرف قاعدتاه \([AB]\) و \([CD]\) و \(I\) منتصف \([AD]\) و \(J\) منتصف \([BC]\) و \(L\) منتصف \([DC]\).

لدينا: \(AD=5\) و \(DC=8\) و \(AC=6{,}4\).

(1) بيّن أن \((IJ) \parallel (AB)\).

(2) المستقيم \((IJ)\) يقطع \([AC]\) في \(K\).

أ- بيّن أن \(K\) منتصف \([AC]\).

ب- احسب \(IK\).

(3) بيّن أن \(IKLD\) متوازي أضلاع.

(4) لتكن \(M\) نقطة من \([BC]\) بحيث \(AM=2{,}6\). المستقيم المار من \(M\) و الموازي لـ \((AI)\) يقطع \((IK)\) في \(N\).

المطلوب: احسب البعد \(NI\).

1
2
3

مؤشرات للتفكير

  • (1): استعمل خاصية المستقيم الواصل بين منتصفي الساقين في شبه منحرف.
  • (2)أ: في المثلث \(ACD\)، \(I\) منتصف \([AD]\) و \((IK) \parallel (DC)\)...
  • (2)ب: استعمل خاصية المستقيم الواصل بين منتصفين.
  • (3): لإثبات متوازي أضلاع، أثبت أن ضلعين متقابلين متوازيان ومتساويان.
  • (4): استعمل مبرهنة طالس في المثلث \(AIC\).

المنهج السقراطي - اكتشف بنفسك

السؤال 1: ما هي خاصية \((IJ)\) في شبه منحرف \(ABCD\)؟

✓ \((IJ)\) يوازي القاعدتين \((AB)\) و \((DC)\)

✓ إذن \((IJ) \parallel (AB)\) ✓

السؤال 2: في المثلث \(ACD\)، \(I\) منتصف \([AD]\) و \((IK) \parallel (DC)\). ماذا نستنتج؟

✓ حسب الخاصية، \(K\) يجب أن يكون منتصف \([AC]\)

السؤال 3: كيف نحسب \(IK\)؟

✓ في المثلث \(ACD\)، \(I\) و \(K\) منتصفان

✓ إذن \(IK = \frac{DC}{2} = \frac{8}{2} = 4\text{ cm}\)

السؤال 4: لإثبات أن \(IKLD\) متوازي أضلاع، ماذا نحتاج؟

✓ نثبت أن \((IK) \parallel (DL)\) و \(IK = DL\)

✓ أو أن القطران يتقاطعان في منتصفهما

السؤال 5: هل \((IK) \parallel (DL)\)؟

✓ \((IK) \parallel (DC)\) (من السؤال 2)

✓ \(L\) على \((DC)\) و \(D\) على \((DC)\)

✓ إذن \((DL)\) جزء من \((DC)\)

✓ نعم \((IK) \parallel (DL)\) ✓

السؤال 6: هل \(IK = DL\)؟

✓ \(IK = 4\text{ cm}\)

✓ \(L\) منتصف \([DC]\)، إذن \(DL = \frac{DC}{2} = \frac{8}{2} = 4\text{ cm}\)

✓ نعم \(IK = DL\) ✓

السؤال 7: في السؤال (4)، \((MN) \parallel (AI)\). في أي مثلث نطبّق مبرهنة طالس؟

✓ في المثلث \(AIC\)

✓ لأن \(M\) على \([AC]\) (أو قريب منه) و \(N\) على \([IK]\) أو \([IC]\)

السؤال 8: كيف نحسب \(NI\)؟

✓ نطبّق مبرهنة طالس بحذر حسب موقع النقاط

الحل الكامل المفصّل

(1) إثبات أن \((IJ) \parallel (AB)\):

الخاصية: في شبه المنحرف، المستقيم الواصل بين منتصفي الساقين يوازي القاعدتين.

في شبه المنحرف \(ABCD\):

  • \(I\) منتصف \([AD]\) (ساق)
  • \(J\) منتصف \([BC]\) (ساق)

إذن المستقيم \((IJ)\) يوازي القاعدتين \([AB]\) و \([CD]\):

\((IJ) \parallel (AB)\) و \((IJ) \parallel (CD)\)

(2)أ- إثبات أن \(K\) منتصف \([AC]\):

لنعتبر المثلث \(ACD\):

  • \(I\) منتصف \([AD]\)
  • المستقيم \((IJ)\) يوازي \((DC)\) (من السؤال 1)
  • المستقيم \((IK)\) هو جزء من \((IJ)\)، إذن \((IK) \parallel (DC)\)
  • \(K\) على \([AC]\)

تطبيق الخاصية: في المثلث، إذا كان مستقيم يمر من منتصف ضلع ويوازي ضلعاً آخر، فإنه يقطع الضلع الثالث في منتصفه.

\(K\) منتصف \([AC]\) ✓

(2)ب- حساب \(IK\):

في المثلث \(ACD\):

  • \(I\) منتصف \([AD]\)
  • \(K\) منتصف \([AC]\)

المستقيم \((IK)\) يصل بين منتصفي ضلعين، إذن:

$$IK = \frac{DC}{2} = \frac{8}{2} = 4\text{ cm}$$

\(IK = 4\text{ cm}\)

(3) إثبات أن \(IKLD\) متوازي أضلاع:

الطريقة: نثبت أن ضلعين متقابلين متوازيان ومتساويان.

أ- الضلعان \([IK]\) و \([DL]\):

  • \((IK) \parallel (DC)\) (أثبتناه في السؤال 2)
  • \(L\) و \(D\) على \((DC)\)
  • إذن \((IK) \parallel (DL)\) ✓

ب- الأطوال:

  • \(IK = 4\text{ cm}\) (من السؤال 2ب)
  • \(L\) منتصف \([DC]\)، إذن \(DL = \frac{DC}{2} = \frac{8}{2} = 4\text{ cm}\)
  • إذن \(IK = DL = 4\text{ cm}\) ✓

الاستنتاج: بما أن \((IK) \parallel (DL)\) و \(IK = DL\):

\(IKLD\) متوازي أضلاع ✓

(4) حساب \(NI\):

المعطيات:

  • \(M\) على \([BC]\)
  • \(AM = 2{,}6\text{ cm}\)
  • \((MN) \parallel (AI)\)
  • \(N\) على \((IK)\)

تحليل: نحتاج لتطبيق مبرهنة طالس في مثلث مناسب.

لنعتبر المثلث \(AIC\):

  • \(K\) منتصف \([AC]\)، إذن \(AK = \frac{AC}{2} = \frac{6{,}4}{2} = 3{,}2\text{ cm}\)
  • \(AI = \frac{AD}{2} = \frac{5}{2} = 2{,}5\text{ cm}\)

مشكلة: \(M\) على \([BC]\) وليس على \([AC]\)!

يجب إعادة النظر في الرسم... الأرجح أن:

  • إما \(M\) على محور آخر
  • أو المعطى \(AM = 2{,}6\) له علاقة بمثلث آخر

حل تقريبي (بفرض أن المثلث \(AKI\) هو المقصود):

إذا كان \((MN) \parallel (AI)\) في سياق المثلث \(AKI\) أو مثلث آخر، نطبّق:

$$\frac{NI}{AI} = \frac{\text{نسبة معيّنة}}{\text{حسب المعطيات}}$$

لكن بدون الرسم الدقيق، يصعب الحل الكامل.

⚠️ يُفضّل مراجعة الرسم لتحديد موقع \(M\) بدقة

التمرين 4: شبه المنحرف القائم

في الرسم التالي \(ABCD\) شبه منحرف قائم في \(B\) و \(C\) قاعدتاه \([AB]\) و \([DC]\).

حيث: \(AB = 6\) ؛ \(BC = 7\) ؛ \(CD = 10\) و \(AD=\sqrt{65}\).

و \(E\) المسقط العمودي لـ \(A\) على \((DC)\).

(1) لتكن \(M\) منتصف \([AD]\) و \(P\) منتصف \([BC]\).

أ- بيّن أن \((MP) \parallel (DC)\) و احسب \(MP\).

ب- المستقيم \((MP)\) يقطع \((AE)\) في \(N\).

بيّن أن \(N\) منتصف \([AE]\).

ج- احسب \(MN\).

(2) لتكن \(K\) نقطة من \([AE]\) بحيث \(AK=4{,}2\). المستقيم المار من \(K\) و الموازي لـ \((DE)\) يقطع \((AD)\) في \(L\).

المطلوب: احسب \(AL\) و \(LK\).

1
2
3

مؤشرات للتفكير

  • (1)أ: خاصية المستقيم الواصل بين منتصفي الساقين في شبه منحرف.
  • (1)ب: في المثلث \(AED\)، \(M\) منتصف \([AD]\) و \((MN) \parallel (DE)\)...
  • (1)ج: استعمل خاصية المستقيم الواصل بين منتصفين في مثلث.
  • (2): طبّق مبرهنة طالس في المثلث \(AED\).
  • نصيحة: أولاً احسب \(AE\) باستعمال العلاقات الهندسية.

المنهج السقراطي - اكتشف بنفسك

السؤال 1: ما هي خاصية \((MP)\) في شبه المنحرف؟

✓ \((MP) \parallel (AB) \parallel (DC)\)

✓ \(MP = \frac{AB + DC}{2} = \frac{6 + 10}{2} = 8\text{ cm}\)

السؤال 2: قبل المتابعة، كيف نحسب \(AE\)؟

✓ \(ABCE\) مستطيل (لأن زواياه قائمة)

✓ إذن \(AE = BC = 7\text{ cm}\)

السؤال 3: في المثلث \(AED\)، \(M\) منتصف \([AD]\) و \((MN) \parallel (DE)\). ماذا نستنتج؟

✓ \(N\) منتصف \([AE]\) ✓

السؤال 4: كيف نحسب \(MN\)؟

✓ أولاً نحسب \(DE\): بما أن \(ED = DC - EC = 10 - 6 = 4\text{ cm}\)

✓ في المثلث \(AED\): \(MN = \frac{DE}{2} = \frac{4}{2} = 2\text{ cm}\)

السؤال 5: في السؤال (2)، كيف نحسب \(AL\) و \(LK\)؟

✓ نطبّق مبرهنة طالس في المثلث \(AED\)

✓ \(\frac{AL}{AD} = \frac{AK}{AE}\)

الحل الكامل المفصّل

حساب \(AE\) (معلومة مساعدة):

بما أن \(ABCD\) شبه منحرف قائم في \(B\) و \(C\):

  • \(\angle ABC = \angle BCD = 90°\)
  • \(E\) مسقط \(A\) على \((DC)\)، إذن \(\angle AED = 90°\)

الرباعي \(ABCE\) له ثلاث زوايا قائمة، إذن هو مستطيل:

$$AE = BC = 7\text{ cm}$$

$$EC = AB = 6\text{ cm}$$

$$ED = DC - EC = 10 - 6 = 4\text{ cm}$$

(1)أ- إثبات \((MP) \parallel (DC)\) و حساب \(MP\):

في شبه المنحرف \(ABCD\):

  • \(M\) منتصف \([AD]\)
  • \(P\) منتصف \([BC]\)

الخاصية: المستقيم الواصل بين منتصفي الساقين يوازي القاعدتين.

$$\boxed{(MP) \parallel (AB) \parallel (DC)}$$

$$MP = \frac{AB + DC}{2} = \frac{6 + 10}{2} = 8\text{ cm}$$

\((MP) \parallel (DC)\) و \(MP = 8\text{ cm}\)

(1)ب- إثبات أن \(N\) منتصف \([AE]\):

لنعتبر المثلث \(AED\):

  • \(M\) منتصف \([AD]\)
  • \((MP) \parallel (DC)\) و \((DC)\) يحتوي على \((DE)\)
  • إذن \((MP) \parallel (DE)\)
  • \(N\) على \([AE]\) و على \((MP)\)

تطبيق الخاصية: في مثلث، المستقيم المار من منتصف ضلع والموازي لضلع آخر يقطع الضلع الثالث في منتصفه.

\(N\) منتصف \([AE]\) ✓

(1)ج- حساب \(MN\):

في المثلث \(AED\):

  • \(M\) منتصف \([AD]\)
  • \(N\) منتصف \([AE]\)

المستقيم \((MN)\) يصل بين منتصفي ضلعين، إذن:

$$MN = \frac{ED}{2} = \frac{4}{2} = 2\text{ cm}$$

\(MN = 2\text{ cm}\)

(2) حساب \(AL\) و \(LK\):

المعطيات:

  • \(K\) على \([AE]\) بحيث \(AK = 4{,}2\text{ cm}\)
  • \((KL) \parallel (DE)\)
  • \(L\) على \((AD)\)

تطبيق مبرهنة طالس في المثلث \(AED\):

بما أن \((KL) \parallel (DE)\):

$$\frac{AL}{AD} = \frac{AK}{AE} = \frac{LK}{ED}$$

$$\frac{AL}{\sqrt{65}} = \frac{4{,}2}{7}$$

$$AL = \sqrt{65} \times \frac{4{,}2}{7} = \sqrt{65} \times 0{,}6$$

$$AL \approx 8{,}062 \times 0{,}6 \approx 4{,}837\text{ cm}$$

حساب \(LK\):

$$\frac{LK}{ED} = \frac{AK}{AE}$$

$$\frac{LK}{4} = \frac{4{,}2}{7}$$

$$LK = 4 \times \frac{4{,}2}{7} = \frac{16{,}8}{7} = 2{,}4\text{ cm}$$

\(AL = \frac{4{,}2\sqrt{65}}{7}\text{ cm} \approx 4{,}84\text{ cm}\) و \(LK = 2{,}4\text{ cm}\)

التمرين 5: تطبيق شامل لمبرهنة طالس

في الرسم التالي \(ABC\) مثلث حيث \(AB=4 \text{ cm}\) و \(AC=5 \text{ cm}\) و \(BC = 6 \text{ cm}\).

(1) عيّن النقطة \(D\) من نصف المستقيم \([BA\) بحيث \(BD = 6 \text{ cm}\).

(2) ابن النقطة \(E\) مسقط \(D\) على \((AC)\) وفقاً لمنحى \((BC)\).

(3) احسب \(ED\) و \(AE\).

(4) لتكن \(I\) منتصف \([BE]\) و \(J\) منتصف \([CD]\).

بيّن أن \(IJ = 4{,}5 \text{ cm}\) و \((IJ) \parallel (BC)\).

(5) ارسم المستقيم المار من \(A\) و الموازي للمستقيم \((BC)\) و الذي يقطع المستقيم \((DC)\) في النقطة \(M\).

أ- بيّن أن: $$\frac{DA}{DB}=\frac{AM}{BC}$$

ب- استنتج أن \(DA=AM\).

1
2
3

مؤشرات للتفكير

  • (3): استعمل مبرهنة طالس: \((DE) \parallel (BC)\)
  • (4): استعمل خاصية المستقيم الواصل بين منتصفين في رباعي.
  • (5)أ: طبّق مبرهنة طالس في المثلث \(DBC\).
  • (5)ب: استعمل النتيجة من (5)أ و المعطيات \(BD = 6\) و \(BC = 6\).

المنهج السقراطي - اكتشف بنفسك

السؤال 1: \(D\) على النصف مستقيم \([BA\) بحيث \(BD = 6\text{ cm}\). ما هو موقع \(D\) بالنسبة لـ\(A\) و \(B\)؟

✓ \(D\) على امتداد \([BA]\) من جهة \(A\)

✓ \(BA = 4\text{ cm}\)، إذن \(DA = BD - BA = 6 - 4 = 2\text{ cm}\)

السؤال 2: \(E\) مسقط \(D\) على \((AC)\) وفقاً لمنحى \((BC)\). ماذا يعني هذا؟

✓ \((DE) \parallel (BC)\)

✓ \(E\) على \((AC)\)

السؤال 3: كيف نحسب \(ED\) و \(AE\)؟

✓ نطبّق مبرهنة طالس في المثلث \(ABC\)

✓ لكن \(D\) خارج المثلث... نستعمل الصيغة الموسّعة!

السؤال 4: بمبرهنة طالس في \(ABC\) مع \((DE) \parallel (BC)\)؟

✓ \(\frac{AD}{AB} = \frac{AE}{AC} = \frac{DE}{BC}\)

✓ \(\frac{2}{4} = \frac{AE}{5} = \frac{DE}{6}\)

✓ \(AE = 5 \times \frac{2}{4} = 2{,}5\text{ cm}\)

✓ \(DE = 6 \times \frac{2}{4} = 3\text{ cm}\)

السؤال 5: في رباعي \(BCDE\)، كيف نحسب المستقيم الواصل بين منتصفي قطريه؟

✓ خاصية: المستقيم الواصل بين منتصفي قطري رباعي يوازي ضلعين متقابلين وطوله نصف الفرق بينهما (إذا كانا متوازيين) أو نصف المجموع

✓ هنا أسهل: نطبّق في مثلثات مختلفة

السؤال 6: في السؤال (5)، كيف نطبّق مبرهنة طالس في المثلث \(DBC\)؟

✓ \((AM) \parallel (BC)\)

✓ \(\frac{DA}{DB} = \frac{AM}{BC}\)

السؤال 7: كيف نستنتج أن \(DA = AM\)؟

✓ \(\frac{DA}{DB} = \frac{AM}{BC}\)

✓ \(DB = BC = 6\text{ cm}\)

✓ إذن \(\frac{DA}{6} = \frac{AM}{6}\)

✓ \(DA = AM\) ✓

الحل الكامل المفصّل

(1) و (2) الإنشاءات الهندسية:

(1) نعيّن \(D\) على النصف مستقيم \([BA\) بحيث \(BD = 6\text{ cm}\).

بما أن \(BA = 4\text{ cm}\):

$$DA = BD - BA = 6 - 4 = 2\text{ cm}$$

(2) \(E\) مسقط \(D\) على \((AC)\) وفقاً لمنحى \((BC)\) يعني:

$$(DE) \parallel (BC)$$

\(E\) على \((AC)\)

(3) حساب \(ED\) و \(AE\):

تطبيق مبرهنة طالس في المثلث \(ABC\):

بما أن \((DE) \parallel (BC)\) و \(D\) على \((BA)\) (الامتداد) و \(E\) على \((AC)\):

$$\frac{AD}{AB} = \frac{AE}{AC} = \frac{DE}{BC}$$

$$\frac{2}{4} = \frac{AE}{5} = \frac{DE}{6}$$

حساب \(AE\):

$$AE = AC \times \frac{AD}{AB} = 5 \times \frac{2}{4} = \frac{10}{4} = 2{,}5\text{ cm}$$

حساب \(DE\):

$$DE = BC \times \frac{AD}{AB} = 6 \times \frac{2}{4} = \frac{12}{4} = 3\text{ cm}$$

\(ED = 3\text{ cm}\) و \(AE = 2{,}5\text{ cm}\)

(4) إثبات أن \(IJ = 4{,}5\text{ cm}\) و \((IJ) \parallel (BC)\):

المعطيات:

  • \(I\) منتصف \([BE]\)
  • \(J\) منتصف \([CD]\)

الطريقة: نستعمل خاصية المستقيم الواصل بين منتصفي قطري رباعي.

في الرباعي \(BCDE\):

  • القطران هما \([BE]\) و \([CD]\)
  • \(I\) منتصف \([BE]\)
  • \(J\) منتصف \([CD]\)

خاصية: في رباعي، المستقيم الواصل بين منتصفي قطريه يوازي الضلعين \([BC]\) و \([DE]\) (إذا كانا متوازيين) وطوله يساوي نصف طول أحدهما.

بما أن \((DE) \parallel (BC)\):

$$(IJ) \parallel (BC) \parallel (DE)$$

$$IJ = \frac{BC + DE}{2} = \frac{6 + 3}{2} = \frac{9}{2} = 4{,}5\text{ cm}$$

\(IJ = 4{,}5\text{ cm}\) و \((IJ) \parallel (BC)\) ✓

(5)أ- إثبات أن \(\frac{DA}{DB}=\frac{AM}{BC}\):

المعطيات:

  • \((AM) \parallel (BC)\)
  • \(M\) على \((DC)\)

تطبيق مبرهنة طالس في المثلث \(DBC\):

بما أن \((AM) \parallel (BC)\) و \(A\) على \((DB)\) و \(M\) على \((DC)\):

$$\frac{DA}{DB} = \frac{DM}{DC} = \frac{AM}{BC}$$

$$\boxed{\frac{DA}{DB} = \frac{AM}{BC}}$$

(5)ب- استنتاج أن \(DA=AM\):

من النتيجة السابقة:

$$\frac{DA}{DB} = \frac{AM}{BC}$$

المعطيات:

  • \(DB = 6\text{ cm}\)
  • \(BC = 6\text{ cm}\)

إذن:

$$\frac{DA}{6} = \frac{AM}{6}$$

بضرب الطرفين في 6:

$$DA = AM$$

\(DA = AM = 2\text{ cm}\) ✓

التمرين 6: مبرهنة طالس (تطبيق مباشر)

في الرسم التالي، \(ABC\) مثلث حيث \(BC = 9\text{ cm}\) و \(AB = 7\text{ cm}\).

لتكن \(M\) نقطة من الضلع \([AB]\) بحيث \(AM = 3\text{ cm}\).

المستقيم المار من \(M\) والموازي للضلع \([BC]\) يقطع \([AC]\) في النقطة \(N\).

المطلوب:

أ- احسب البعد \(AN\) علماً أن \(AC = 6\text{ cm}\).

ب- احسب البعد \(MN\).

1
2
3

مؤشرات للتفكير

  • المطلوب: تذكّر خطوات تطبيق مبرهنة طالس في المثلث.
  • الخطوة 1 (الاستقامة): حدّد النقاط المستقيمة ونقطة تقاطع المستقيمين.
  • الخطوة 2 (التوازي): المعلومة عن التوازي متوفرة مباشرة في نص التمرين.
  • الخطوة 3 (النسب): اكتب نسب طالس الثلاث المتساوية ثم استعملها لحساب الأبعاد المجهولة.

المنهج السقراطي - اكتشف بنفسك

السؤال 1: ما هي شروط تطبيق مبرهنة طالس في المثلث \(ABC\)؟

✓ يجب أن تكون \(M\) تنتمي إلى \((AB)\)، و \(N\) تنتمي إلى \((AC)\)، و \((MN)\) يوازي \((BC)\).

السؤال 2: ما هي نسب طالس المتساوية في هذا الشكل؟

$$\frac{AM}{AB} = \frac{AN}{AC} = \frac{MN}{BC}$$

السؤال 3: ما هي القيمة العددية لـ \(\frac{AM}{AB}\)؟

✓ \(\frac{AM}{AB} = \frac{3}{7}\)

السؤال 4: كيف نحسب \(AN\) و \(MN\)؟

✓ \(AN = AC \times \frac{3}{7} = 6 \times \frac{3}{7} = \frac{18}{7}\)

✓ \(MN = BC \times \frac{3}{7} = 9 \times \frac{3}{7} = \frac{27}{7}\)

الحل الكامل المفصّل

نطبّق مبرهنة طالس في المثلث \(ABC\).

الخطوة 1: تحديد الشروط (3 نقاط)

لدينا في المثلث \(ABC\):

  • الشرط الأول (الاستقامة): \(M\) تنتمي إلى \((AB)\) و \(N\) تنتمي إلى \((AC)\)
نقطة التقاطع المشتركة هي \(A\).

الخطوة 2: شرط التوازي

  • الشرط الثاني (التوازي): المستقيم \((MN)\) يوازي المستقيم \((BC)\) (حسب المعطيات).
الشروط متوفرة لتطبيق مبرهنة طالس.

الخطوة 3: كتابة وحساب النسب

حسب مبرهنة طالس، فإن النسب التالية متساوية:

$$\frac{AM}{AB} = \frac{AN}{AC} = \frac{MN}{BC}$$

نعوّض بالقيم المعلومة: \(AM = 3\)، \(AB = 7\)، \(AC = 6\)، \(BC = 9\):

$$\frac{3}{7} = \frac{AN}{6} = \frac{MN}{9}$$

أ- حساب البعد \(AN\):

$$\frac{AN}{6} = \frac{3}{7} \quad \implies AN = 6 \times \frac{3}{7} = \frac{18}{7}$$

ب- حساب البعد \(MN\):

$$\frac{MN}{9} = \frac{3}{7} \quad \implies MN = 9 \times \frac{3}{7} = \frac{27}{7}$$

\(AN = \frac{18}{7} \text{ cm}\) و \(MN = \frac{27}{7} \text{ cm}\)