החוברת · דף לימוד
משפט צ.צ.צ
מתמטיקה · כיתה ח׳ · פרק 3: משולשים חופפים, תיכון במשולש, משולש שווה שוקיים
שלוש צלעות מתאימות קובעות את המשולש
מה נבנה כאן
משפט צ.צ.צ הוא מבחן חזק לחפיפה: אם כל שלוש הצלעות שוות בהתאמה, אין חופש לשנות את המשולש בלי לשנות אורך. במודול הזה נכיר את המשפט, נבין למה הוא נכון, נבדוק מתי כן ולא להפעיל אותו, ונתרגל בעיות מורכבות.
- שלוש צלעות: נזהה שלושה שוויונות של צלעות מתאימות.
- התאמה לפי אורכים: נשווה צלעות גם כשהרשימות כתובות בסדר שונה.
- קיום משולש: נזכור ששלושה אורכים צריכים בכלל ליצור משולש.
- מסקנות מהמשפט: נסיק שוויון זוויות אחרי שהוכחנו חפיפה.
- יישומים: נראה איך צ.צ.צ הוא הבסיס לבנייה ויציבות מבנים.
למה דווקא שלוש צלעות?
שלוש צלעות = משולש יחיד
צלע אחת
אינסוף משולשים אפשריים. אורך אחד אינו קובע צורה.
שתי צלעות
עדיין אינסוף - הזווית ביניהן יכולה להיות כל ערך בין ל-.
שלוש צלעות
משולש יחיד. אם שלושת האורכים נתונים, הצורה והגודל קבועים.
שלוש צלעות מתאימות מספיקות
שלוש צלעות מתאימות מספיקות
אם שלוש הצלעות במשולש אחד שוות לשלוש הצלעות המתאימות במשולש שני, המשולשים חופפים לפי .
לפני הנימוק כדאי לוודא שההתאמה בין הצלעות נכונה ולא רק שהמספרים דומים.
שלוש צלעות מסומנות
נתוני צ.צ.צ
אי-שוויון המשולש - מתי שלושה אורכים בכלל יוצרים משולש
האם זה משולש?
כן! , , . זה משולש (ואפילו ישר זווית!).
לא! . הצלעות הקצרות לא מספיקות להגיע.
כן! משולש שווה צלעות. .
לא בדיוק! (לא גדול מ-5). מתקבל קו ישר, לא משולש.
כן! אי-שוויון המשולש מתקיים בכל הצירופים.
לא! . שתי הצלעות הקצרות לא מספיקות.
איך משווים שלוש צלעות
| שלב | מה עושים | בדיקה |
|---|---|---|
| 1 | מסדרים את שלושת האורכים | קטן, בינוני, גדול או לפי קודקודים |
| 2 | בודקים אי-שוויון המשולש | סכום שתי הקטנות > הגדולה |
| 3 | בונים התאמה | כל צלע מול צלע שווה לה |
| 4 | כותבים שלושה שוויונות | |
| 5 | כותבים משפט | חופפים לפי צ.צ.צ |
למה צ.צ.צ עובד? אינטואיציה גאומטרית
למה משולשים בנייה כל כך יציבים? יישום צ.צ.צ
צ.צ.צ במציאות
גשרים
גשרי תמיכה בנויים ממשולשים - כי משולש יציב, אבל מרובע יכול להיכפף.
גגות בית
מבני גג נבנים מחיבור משולשים יציבים שכל שלושת צלעותיהם קבועות.
מנופי בנייה
תמיכת המנוף עשויה ממשולשים - מובטח שהמבנה לא יקרוס.
אופניים
שלדת אופניים בנויה ממשולשים - יציבה גם בעומס.
סולמות מתקפלים
כשפותחים סולם, מקבלים משולש - וזה מה שמייצב אותו.
מודדי קרקע
במדידת מרחקים בלתי-מדידים, משלשים שלוש נקודות ומחשבים לפי צ.צ.צ.
דוגמה - שלוש צלעות
דוגמה 1 - שלוש צלעות פשוטות
- ראשית, נבדוק אי-שוויון המשולש. - בסדר.
- משווים את הצלע הראשונה.
- משווים את הצלע השנייה.
- משווים את הצלע השלישית.
- שלושה זוגות צלעות מתאימות שוות.
דוגמה 2 - התאמה מתוך שמות המשולשים
- ממפים את שלושת זוגות הצלעות. כל זוג חייב לחבר את אותם מיקומי קודקודים בהתאמה.
- שלושת זוגות הצלעות שווים, ולכן אין צורך בנתון על זוויות כדי לקבוע חפיפה.
- אחרי החפיפה משתמשים בהתאמת הקודקודים כדי להסיק זוויות מתאימות.
צ.צ.צ מול רשימת אורכים
התאמה לפי קודקודים
כאשר שמות המשולשים נתונים, משווים צלעות מתאימות לפי הסדר.
התאמה לפי אורכים
כאשר נתונה רק רשימת אורכים, מסדרים ומשווים את שלושת האורכים.
בשני המקרים מסקנת החפיפה זהה, אבל הניסוח של נימוק שונה.
שיטת עבודה למשפט צ.צ.צ
שלב 1 - אי-שוויון
- וודאו שיש שלושה אורכים.
- סכום שתי הקטנות > הגדולה.
שלב 2 - התאמה
- מצאו שלושה זוגות מתאימים.
- אורך לאורך, לא רק שם דומה.
שלב 3 - שלושה שוויונות
- כתבו שלושה שוויונות במפורש.
- .
שלב 4 - מסקנה
- כתבו .
- ציינו: לפי צ.צ.צ.
תרגול מדורג
תרגיל
תרגול 1 - סדר שונה (קל)
משולש אחד צלעותיו , והשני . האם הם חופפים?
תרגיל
תרגול 2 - האם אפשר לבנות משולש (בינוני)
האם האורכים יכולים ליצור משולש?
תרגיל
תרגול 3 - התאמה כשהסדר מעורבב (אתגר)
נתון במשולש הראשון , , . במשולש השני , , . כתבו חפיפה אפשרית.
טעויות נפוצות בצ.צ.צ
מפת טעויות נפוצות בצ.צ.צ
| טעות | למה זו טעות | תיקון |
|---|---|---|
| לדלג על אי-שוויון המשולש | אי-שוויון המשולש הוא תנאי הכרחי לקיום משולש | תמיד בודקים שסכום שתי הצלעות הקטנות > הגדולה |
| להתאים לפי שמות בלי לבדוק אורכים | שני שמות שונים יכולים להיות נכונים אם המשולשים סימטריים | מתאימים לפי אורכים, לא רק לפי שמות |
| לציין רק שתי צלעות שוות ולחשוב שזה מספיק | צ.צ.צ דורש שלוש צלעות | תמיד שלושה זוגות מתאימים |
| לשכוח צלע משותפת | כששתי משולשים חולקים קטע, הוא צלע בשניהם | לרשום במפורש: |
| להסיק זוויות שוות לפני הוכחת חפיפה | לולאה לוגית - חפיפה תחילה, מסקנות אחר כך | סדר נכון: 3 צלעות ← צ.צ.צ ← חפיפה ← מסקנות |
קישור ללמידה
צ.צ.צ במסגרת הפרק
מהמודולים הקודמים
הכרנו חפיפה ולמדנו לקרוא התאמה. צ.צ.צ הוא המשפט הראשון שמאפשר להוכיח חפיפה משלושה נתונים בלבד.
במודול הנוכחי
צ.צ.צ - שלוש צלעות מתאימות מספיקות לחפיפה. מבוסס על אי-שוויון המשולש.
במודולים הבאים
נכיר עוד שני משפטי חפיפה: צ.ז.צ (שתי צלעות וזווית כלואה) וז.צ.ז (שתי זוויות וצלע כלואה). בכיתה ט - נרחיב לדמיון.
שאלות לחשיבה עמוקה
מדוע שלוש צלעות קובעות משולש, אבל שתי צלעות בלבד אינן מספיקות?
מבני בנייה רבים בנויים ממשולשים, לא ממרובעים. מדוע?
אם נתונות לי שלוש צלעות שאינן מקיימות אי-שוויון המשולש (למשל ), האם אפשר 'להציל' את המצב?
צ.צ.צ ביישומים מורכבים
צ.צ.צ במציאות - יציבות מבנים
גשרי גמלון
כל גשר גמלון הוא רשת של משולשים. כל משולש מקובע על ידי שלוש מוטות באורכים מוגדרים - כל אחד יציב לפי צ.צ.צ. אם אחד היה ניתן לגמש, הגשר היה קורס.
אהלים וקמפינג
אהל קמפינג הוא רוב הזמן בנוי כמשולש או כפירמידה משולשת. אורכי המוטות והחבלים הם נתונים, וצ.צ.צ מבטיח שהאהל יקבל אותה צורה כל פעם שמרכיבים אותו.
מנופי בנייה
מנוף בנייה הוא מבנה ענק של משולשים מתכת. כל משולש קובע את היציבות. אם אחת מהמוטות הייתה גמישה, המנוף היה מתפתל.
אופניים ותחבורה
המסגרת של אופניים בנויה במשולשים. הסיבה: לפי צ.צ.צ, צורת המשולש קבועה, ולכן האופניים יציבים גם תחת לחץ של רוכב.
פירמידות מצרים
הפירמידות נבנו לפני 4500 שנים, ועדיין עומדות. הסיבה היא שצורת הפירמידה היא רק משולשים יציבים - לפי צ.צ.צ, כל פאה היא משולש קבוע.
מבני זכוכית מודרניים
פירמידות הזכוכית בלובר ובמוזיאון לואיס ויטון בפריז בנויות ממאות פנלים משולשים. כל אחד יציב לפי צ.צ.צ. הסטיה הקטנה ביותר הייתה גורמת לסדק במבנה.