מצגת הסבר – גאומטרייה
12 שקפים · משפטים במעגל, הוכחה בטענה ונימוק, דמיון משולשים ויחסי שטחים
גאומטרייה
מצגת הסבר – מעגלים, דמיון משולשים ויחסי שטחים
מה נלמד?
בבחינה זו שאלה 4. כמעט תמיד יש סרטוט עם מעגל, ושלושה סוגי סעיפים:
- הוכחה של זוויות שוות / ישרים מקבילים / קוטר
- דמיון משולשים – ובעזרתו יחס צלעות
- חישוב: יחס שטחים, אורך צלע (לפעמים עם משפט הקוסינוסים)
סעיף שמשתמש בסעיף קודם – מותר להשתמש בו גם אם לא הוכחתם אותו.
בגרות קיץ תשפ״ו מועד ב׳
איך כותבים הוכחה: טענה | נימוק
- מסמנים בסרטוט את כל הנתונים (זוויות, צלעות שוות, משיקים).
- כל שורה: טענה אחת ונימוק אחד – משפט, הגדרה, „נתון” או „הוכח בסעיף…”.
- שורה אחרונה = מה שביקשו להוכיח.
את הנימוקים כותבים כמשפט מלא, למשל: „זוויות היקפיות הנשענות על אותה קשת שוות זו לזו”.
| טענה | נימוק |
|---|---|
| ∠ACB=60∘ | משולש שווה צלעות |
| ∠AEB=∠ACB | זוויות היקפיות הנשענות על אותה קשת שוות |
| ∠AEB=60∘ | מעבר |
משפטים במעגל שחוזרים בכל בחינה
זוויות
- זוויות היקפיות הנשענות על אותה קשת שוות.
- זווית מרכזית שווה לפעמיים זווית היקפית הנשענת על אותה קשת.
- זווית היקפית הנשענת על קוטר היא 90∘ (ולהפך: זווית היקפית ישרה ← נשענת על קוטר).
משיקים
- רדיוס מאונך למשיק בנקודת ההשקה.
- שני משיקים ממקור אחד – קטעי המשיקים שווים.
- הזווית בין משיק למיתר שווה לזווית ההיקפית הנשענת על המיתר מהצד השני.
מרובע חסום
- סכום זוויות נגדיות 180∘.
- זווית חיצונית שווה לזווית הפנימית שמולה.
משולש שווה שוקיים
- שני רדיוסים באותו מעגל ← משולש שווה שוקיים ← זוויות הבסיס שוות.
דמיון משולשים ויחסי שטחים
משפטי דמיון
ז.ז. – שתי זוויות שוות (הכי נפוץ בבחינה)
צ.ז.צ. – יחס שתי צלעות שווה והזווית שביניהן שווה
צ.צ.צ. – יחס שלוש הצלעות שווה
כותבים את המשולשים לפי סדר ההתאמה: △AEB∼△CED ← A↔C, E↔E, B↔D
יחסים
יחס הדמיון k = יחס צלעות מתאימות
יחס השטחים =k2
משולשים עם אותו גובה – יחס השטחים = יחס הבסיסים.
תיכון מחלק משולש לשני משולשים שווי שטח.
מהנוסחאון – כשצריך לחשב
(γ – הזווית הכלואה בין a ל־b)
(R – רדיוס המעגל החוסם)
P=2πRS=πR2
את משפטי הגאומטרייה (זוויות היקפיות, דמיון…) אין בנוסחאון – צריך לדעת אותם בעל פה.
שאלת בגרות פתורה (א)
משולש שווה צלעות ABC חסום במעגל. D על המשך BC, והקטע AD חותך את המעגל ב־E. הוכיחו: ∠AEB=∠BEC=∠CED
| טענה | נימוק |
|---|---|
| כל זוויות △ABC הן 60∘ | משולש שווה צלעות |
| ∠AEB=∠ACB=60∘ | היקפיות על הקשת AB |
| ∠BEC=∠BAC=60∘ | היקפיות על הקשת BC |
| ∠AEC=120∘ | מרובע חסום ABCE: זוויות נגדיות 180∘ |
| ∠CED=60∘ | זוויות צמודות |
שאלת בגרות פתורה (ב, ג) – דמיון
הוכיחו: △AEB∼△CED
| טענה | נימוק |
|---|---|
| ∠AEB=∠CED | הוכח בסעיף א |
| ∠BAE+∠BCE=180∘ | מרובע חסום ABCE |
| ∠ECD+∠BCE=180∘ | זוויות צמודות |
| ∠ECD=∠BAE | משתי הטענות הקודמות |
| △AEB∼△CED | ז.ז. |
הוכיחו: CEAE=CDBC
מהדמיון (יחס צלעות מתאימות):
ובמשולש שווה צלעות AB=BC.
A↔CE↔EB↔D
שאלת בגרות פתורה (ד) – יחס שטחים
שטח △AEB גדול פי 2.25 משטח △CED. פי כמה שטח △ABD גדול משטח △CED?
יחס השטחים = ריבוע יחס הדמיון:
נסמן CD=2x, ולכן AB=BC=AC=3x.
∠D משותפת ו־∠DCE=∠DAB (סעיף ב), ולכן לפי ז.ז.:
במשולש ACD הזווית ∠ACD=120∘. לפי משפט הקוסינוסים:
פי 4.75
דוגמה נוספת: משיק, קוטר ותיכון
מעגל קטן שמרכזו O ורדיוסו r, ומעגל גדול שעובר דרך O. AK משיק למעגל הקטן ב־A. M אמצע OK.
למה M מרכז המעגל הגדול?
∠OAK=90∘ (רדיוס מאונך למשיק) ← זווית היקפית ישרה נשענת על קוטר ← OK קוטר ← אמצעו M הוא המרכז.
נתון R=1.5r. שטח △MEO הוא S. הביעו את SOKA.
מהדמיון בסעיף ג (△MOA∼△OEA):
למשולשים MEO ו־MAO אותו גובה מ־O:
AM תיכון במשולש OKA:
SOKA=2⋅59S=3.6S
שימו לב – הטעויות הנפוצות
- אין טענה בלי נימוק – גם „זוויות צמודות” ו„מעבר” הם נימוקים.
- „נראה בסרטוט” אינו נימוק.
- בדמיון – כותבים את סדר ההתאמה ובודקים שהצלעות ביחס הן באמת מתאימות.
- יחס שטחים =k2 – ולהפך: מיחס שטחים מוציאים שורש כדי לקבל k.
- משפט הקוסינוסים: cos120∘=−21 – הסימן משנה!
- במרובע חסום: נגדיות משלימות ל־180∘, לא סמוכות.
בדיקה עצמית
- זווית מרכזית של 100∘. כמה מעלות הזווית ההיקפית הנשענת על אותה קשת?
- במרובע חסום אחת הזוויות 70∘. מה הזווית שמולה?
- שני משולשים דומים ביחס 2:3. מה יחס השטחים?
- יחס השטחים של שני משולשים דומים הוא 2.25. מה יחס הדמיון?
- לשני משולשים אותו גובה, והבסיסים 4 ו־10. מה יחס השטחים?
- הזווית בין משיק למיתר היא 35∘. מה הזווית המרכזית הנשענת על המיתר?
התשובות (לפתוח אחרי שפתרתם)
- 50∘
- 110∘
- 4:9
- 2.25=1.5
- 4:10=2:5
- היקפית 35∘ ← מרכזית 70∘
מעבר בין השקפים: החלקה בטלפון, או החיצים במקלדת.