הגדרה ותכונות מקבילית
מההגדרה לשוויון צלעות, זוויות, אלכסונים ושטח
מה נלמד במודול
הגדרה
תכונות
חישוב
הוכחה
הרעיון המרכזי
מקבילית מתחילה מהגדרה אחת קצרה: שני זוגות צלעות נגדיות מקבילות. כל שאר המשפטים הם תוצאות של ההגדרה, ולכן בהוכחה אסור להשתמש בהם לפני שהוכחנו שהמרובע הוא מקבילית.
הגדרה שמולידה משפטים
ההגדרה אינה רשימת תכונות אלא תנאי פתיחה.
אם במרובע ABCD מתקיים AB∥CD וגם AD∥BC, אלכסון כמו AC יוצר זוגות זוויות מתחלפות שוות. משם אפשר להוכיח חפיפת משולשים, ואז לקבל צלעות נגדיות שוות וזוויות נגדיות שוות.
המהלך החשוב הוא לא לזכור ציור נטוי, אלא לדעת אילו משפטים נפתחים אחרי שההגדרה מתקיימת.
משפטים ותנאי שימוש
| מצב | מה מותר להסיק | איך מנמקים |
|---|---|---|
| שני זוגות צלעות נגדיות מקבילות | המרובע הוא מקבילית | זו ההגדרה עצמה. |
| מקבילית | צלעות נגדיות שוות | מסיקים AB=CD ו-AD=BC. |
| מקבילית | זוויות נגדיות שוות וזוויות סמוכות משלימות ל-180∘ | משתמשים בזוויות בין ישרים מקבילים. |
| מקבילית | האלכסונים חוצים זה את זה | אם האלכסונים נחתכים ב-O, אז AO=OC וגם BO=OD. |
| בסיס וגובה מתאימים | שטח המקבילית הוא S=a⋅h | הגובה חייב להיות מאונך לבסיס שנבחר. |
* כל משפט משתמשים בו רק אחרי שבודקים שהתנאים שלו באמת נתונים או כבר הוכחו.
שרטוט מפתח
השרטוט אינו הוכחה בפני עצמו, אבל הוא עוזר לסמן נתונים, להבין אילו משולשים או קטעים כדאי להשוות, ולבדוק אם המשפט שבחרנו מתאים.
מקבילית עם אלכסונים ונקודת חיתוך
במקבילית האלכסונים חוצים זה את זה: AO=OC, BO=OD.
איך כותבים הוכחה
לפני כל הוכחה כדאי לכתוב שלוש שורות קצרות: מה נתון, מה צריך להוכיח, ואיזה משפט מגשר בין הנתון למטרה. כך נמנעים מקפיצה ישירה למסקנה.
מפת עבודה להוכחה
בדקו הגדרה
לפני תכונות
חפשו שני זוגות מקבילים.
כתבו את שתי המקבילויות במפורש.
רק אחר כך השתמשו בצלעות, זוויות או אלכסונים.
העבירו אלכסון
כלי הוכחה
אלכסון יוצר שני משולשים.
מקבילים נותנים זוויות מתחלפות.
חפיפה נותנת שוויון צלעות וזוויות.
חישוב זוויות
סכום סמוכות
זוויות סמוכות במקבילית משלימות ל-180∘.
זוויות נגדיות שוות.
בדקו אם השאלה מבקשת סמוכה או נגדית.
שטח
בסיס וגובה
בחרו בסיס.
מצאו גובה מאונך לאותו בסיס.
הציבו S=a⋅h.
שטח מקבילית
דוגמאות פתורות
הדוגמאות הבאות מדגימות לא רק חישוב, אלא בחירת משפט והצדקת תנאי השימוש בו.
הוכחת צלעות נגדיות שוות
הוכחת חציית האלכסונים
דוגמה 3 - זוויות נגדיות שוות
תרגול מדורג
התרגילים מסודרים מהפעלת משפט בסיסית עד בחירת מסלול הוכחה. נסו קודם לזהות את המשפט לפני שאתם מחשבים.
זווית סמוכה
במקבילית זווית אחת היא 68∘. מצאו את הזווית הסמוכה לה.
אלכסונים חוצים
במקבילית ABCD האלכסונים נחתכים ב-O. נתון AO=3x+2 ו-OC=17. מצאו את x.
שטח וגובה מתאים
שטח מקבילית הוא 84 סמ״ר והבסיס שנבחר הוא 12 ס״מ. מה הגובה המתאים?
מה מותר להסיק?
נתון רק שמרובע ABCD נראה כמו מקבילית בשרטוט. האם מותר להסיק ש-AB=CD? נמקו.
תכנון הוכחה
נתון AB∥CD ו-AD∥BC. איזה אלכסון כדאי להעביר כדי להוכיח שצלעות נגדיות שוות, ומה יהיה רעיון ההוכחה?
הוכחת זווית נגדית
במקבילית ABCD נתון ∠B=68∘. מצאו את ∠D ונמקו במשפט מתאים.
בדיקות מהירות ודוגמאות נגדיות
תכונה אחרי הגדרה
אם הוכחתם שני זוגות מקבילים, עכשיו מותר להשתמש באלכסונים חוצים. לפני ההוכחה זה עדיין לא מותר.
גובה אינו צלע
במקבילית נטויה הגובה הוא קטע מאונך לבסיס. צלע סמוכה יכולה להיות ארוכה יותר מהגובה.
חישוב עם נקודת אמצע
אם AO=OC, כל ביטוי אלגברי על חצי אחד חייב להתאים לחצי השני.
זוויות
זווית סמוכה משלימה ל-180∘; זווית נגדית שווה. הבחנה זו חוסכת רוב טעויות הזווית.
לא משתמשים בתכונות לפני שהצורה הוכחה
טעות מפתה: הציור נראה כמו מקבילית, ולכן האלכסונים חוצים זה את זה.
תיקון: צריך קודם נתון או משפט זיהוי שמוכיח מקבילית. רק אז משתמשים בתכונות האלכסונים.
בכל הוכחה שאלו: האם אני מוכיח מקבילית, או משתמש בתכונות של מקבילית שכבר הוכחה?
שאלה לחשיבה
מה ההבדל בין "מרובע נראה כמו מקבילית" לבין "המרובע הוא מקבילית"?
הבדל של הוכחה. בגאומטריה רק נתונים ומשפטים נותנים הרשאה להשתמש בתכונות.
חידון קצר
החידון בודק הגדרות, חישובים, בחירת משפט ודוגמאות נגדיות. אם טעיתם, חזרו בעיקר לסעיף "משפטים ותנאי שימוש".