על טענות ,הנמקות והסקת מסקנות – מדריך למורה מבנה כללי של המבוא פרק זה הינו פרק מבוא לפרק הגיאומטריה האוקלידית ומטרתו לתת מוטיבציה לעיסוק במבנה הדדוקטיבי של גיאומטריה .בלימודי הגיאומטריה בכיתה ז וגם בחלק מההוראה בכיתה ח ,ניסחנו טענות והצדקנו אותן על סמך ח קירה ובדיקה של מקרים פרטיים ועל סמך דדוקציות מקומיות או על ידי הוכחות בעלות שלב אחד. לעתים ,הדוגמאות שעסקנו בהן היו דוגמאות גנריות (כמו למשל ,בנושא של משפט פיתגורס). מטרת המבוא היא להעלות את הצורך בהוכחות כלליות על ידי המחשה של הבעייתיות של הסקת מסקנות על סמך מקרים פרטיים ויחד עם זאת להראות שבתחומים מתמטיים אחרים (כמו אלגברה) כבר למדנו כלים שמאפשרים לקבוע נכונות של טענה מסוימת באופן כללי. אנו ערים לכך שבכיתות ח רבות כבר החלו בהוכחות דדוקטיביות מסודרות ,עם זאת ,אנו חושבים שפעילות זו מתאימה כפעילות לפתיחת השנה ,כיוון שהיא מחדדת שנית את הצורך בהוכחות פורמליות ,היא פעילות מהנה ומעוררת עניין .היא מדגישה את המטרה המרכזית של הוראת הגאומטריה בכיתה ט של פיתוח מיומנויות ההוכחה בגאומטריה ,הכוללות מיומנויות היסק ומיומנויות כתיבה. הפרק נפתח בשתי פעילויות בהן ההכללה ברורה כביכול ,אך למעשה ההכללה שמסתמנת על סמך מספר מצומצם של מקרים פרטיים במקרה אחד היא שגויה ובמקרה שני היא נכונה. המטרה של שתי הפעילויות יחד היא לעורר אצל התלמידים קונפליקט וצורך ביישובו באמצעות כלים מתמטיים חזקים יותר מאשר בחינת מספר דוגמאות. להלן תיאור הפעילויות והדגשים בהן. פעילות – 1חקירה :מספר הנקודות על המעגל ומספר האזורים הנוצרים בעיגול – עמ' 191 הפעילות עוסקת במציאת מספר אזורים שנוצרים מחלוקת מעגל לאזורים על-ידי מיתרים .למעשה מדובר במספר אזורים מקסימאלי שמתקבל לאחר העברת n מיתרים .מספר זה מתקבל כאשר אין שלושה מיתרים שעוברים דרך נקודה אחת. למשל ,אם בסרטוט המעגל עם 6 נקודות ,המיתר ADהיה עובר דרך נקודת החיתוך של המיתרים CF ו EB -מספר האזורים היה קטן יותר. נקודה זו מתחילה להיות רלוונטית רק כאשר מספר הנקודות על היקף המעגל הן 6ומעלה. _____________________________________________________________________________________________________ מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א 1 © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" מספר הנקודות על המעגל ()n מספר האזורים הנוצרים בעיגול 2 3 2 4 עבור 5נקודות על היקף המעגל או פחות ,מסתמנת החוקיות: 4 5 6 8 16 31 n1 . 2אולם חוקיות זו נשברת עבור המקרה של .n=6עבור 6נקודות על היקף המעגל ,המספר המקסימאלי של אזורים הוא .31למעשה החוקיות n1 2 אינה מתקיימת גם בהמשך ,אולם קיימת חוקיות אחרת ,שהכרתה היא מעבר לחומר לימוד של תכנית הלימודים לחט"ב. למעשה בפעילויות ,1בעזרת הדוגמה סותרת ,הפרכנו את ההשערה שלנו .כשרוצים לקבוע אם תכונה מסוימת מתקיימת בכל המקרים ,לא די בבדיקה של מקרים פרטיים -יש צורך בהוכחה כללית. פעילות – 2חקירה :מספר אלכסונים במצולע – עמ' 192 הפעילות עוסקת בחקירת מספר אלכסונים במצולע .בפעילות זו ההכללה שהתלמידים ימצאו בעקבות מספר דוגמאות נכונה. להלן הטבלה המתקבלת לאחר הפתרון: - nמס' הצלעות במצולע מס' הקדקודים במצולע מס' האלכסונים היוצאים מכל קדקוד סה"כ מספר האלכסונים סרטוט 4 4 1 2 5 5 2 5 6 6 3 9 7 7 4 14 N n n-3 )n(n- 3 2 _____________________________________________________________________________________________________ מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א 2 © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" ב .מספר הקדקודים במצולע בעל nצלעות גם הוא n מספר האלכסונים היוצאים מכל קדקוד הוא .n-3 הסבר לחישוב מספר האלכסונים היוצאים מכל קדקוד :מכל קדקוד יוצאים אלכסונים לכל הקדקודים האחרים מלבד לשני הקדקודים הסמוכים לו והוא עצמו ,לכן מורידים 3מסך כל הקדקודים. ג .הביטוי המתאר את מספר האלכסונים במצולע בעל nצלעות )n(n- 3 2 . הסבר לחישוב מספר האלכסונים במצולע בעל nצלעות :מכל קדקוד יוצאים n-3אלכסונים וכל אחד מהם משותף לשני קדקודים .כיוון שספרנו כל אלכסון פעמיים יש לחלק את התוצאה ב.2 - ד .הביטוי נכון עבור כל מצולע .כדאי לשים לב ,כי במשולש ) ,(n=3התשובה המתקבלת היא אפס ואכן אין במשולש אלכסונים .במתומן ,בדומה למצולעים אחרים שכבר בדקנו ,מכל קדקוד יוצאים 5אלכסונים ,לכן סה"כ 20אלכסונים. בפעילות 2ראינו כי על-מנת להראות שהשערה מסוימת נכונה בכל המקרים ,יש להוכיח זאת באופן כללי, שמכסה את כל המקרים .על מנת להפריך השערה ,כלומר להראות שהיא אינה נכונה בכל המקרים ,מספיק לתת דוגמה נגדית אחת ,כלומר ,דוגמה שמקיימת את תנאי הבעיה אבל לא את המסקנה (כפי שהראיתם בפעילות .)1 תרגילים – עמ' 192 עמ' 192 .1 13הוא מספר ראשוני .אם נהפוך את סדר הספרות שלו נקבל את המספר ,31שגם הוא מספר ראשוני. באופן דומה :גם 17וגם 71שניהם מספרים ראשוניים .האם תופעה זו נכונה לכל המספרים הראשוניים? הסבירו כיצד קבעתם זאת. תשובה :לא ,להלן דוגמה סותרת 23 :ראשוני 32 ,זוגי 2 .2נורית הבחינה בתופעה מעניינת :אם מציבים מספרים טבעיים בביטוי האלגברי ,n + n + 17 :מתקבלים מספרים ראשוניים .היא העלתה השערה שתופעה זו נכונה לכל מספר 2 1 + 1 + 17 = 19 טבעי. 2 א .בדקו את נכונות ההשערה של נורית עבור חמישה מספרים טבעיים. 2 + 2 + 17 = 23 כמה קיבלתם? n הראשוני 1 19 2 23 3 29 4 37 5 47 6 59 7 73 8 89 9 107 10 127 האם זה מספיק כדי להוכיח את ההשערה? לא ב .ארז אומר שאם נציב n = 17נקבל מספר שאינו ראשוני (מספר פריק) .האם ארז צודק? 2 כן 19*17=)17+1+1(17=17 +17+17 ,מספר המתחלק ב 17-וב19- _____________________________________________________________________________________________________ מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א 3 © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" ג. האם דבריו של ארז מוכיחים את ההשערה של נורית? האם דבריו של ארז מפריכים את ההשערה של נורית? הסבירו. מפריכים את ההשערה של נורית ,כי זו דוגמה שמקיימת את התנאים אך לא את המסקנה. באתר הספר ,יש דף עם תרגילים נוספים בנושא. החלטנו לשלב באתר הספר ובמדריך למורה מספר תרגילים מתחום האלגברה הממחישים את הרעיון שהובא בפעילויות 1ו 2-בתחום הגאומטריה ,שמספר דוגמאות לעיתים מעיד על הכללה נכונה ,אך לא תמיד. בתרגילים מוצגים מקרים בהם ההכללה נכונה ולתלמידים יש כלים אלגבריים להוכיח זאת ותרגילים בהם הכללה איננה נכונה וישנה הכוונה בתרגיל או צפייה שהתלמידים יאתרו דוגמה נגדית מתאימה להפריך את ההשערה. תרגילים אלו הם רשות ואינם חלק מתכנית הלימודים. לפניכם שישה תרגילים נוספים ,שאינם מופיעים בספר לתלמיד .להלן הפתרונות של תרגילים ובעמ' 7יש דף לתלמיד לשכפול. תרגילים נוספים שאינם מופיעים בספר לתלמידים .1התבוננו בסדרת תרגילי הכפל שבמסגרת. 12 ∙ 11 = 132 12 ∙ 11 = 132 26 ∙ 11 = 286 26 ∙ 11 = 286 התרגילים האחרונים .הקיפו בעיפרון צבעוני את 32 ∙ 11 = 352 32 ∙ 11 = 352 הספרה הראשונה ואת הספרה האחרונה בכל 45 ∙ 11 = 495 45 ∙ 11 = 495 מכפלה. = 62 ∙ 11 62 ∙ 11 = 682 האם הבחנתם בחוקיות כלשהי? נסחו אותה = 81 ∙ 11 81 ∙ 11 = 891 א .העתיקו את התרגילים ורשמו תוצאות לשני במילים. התרגיל הפתרון ב .ודאי שמתם לב שהספרות שסימנתם בצבע הן הספרות של המספר שכפלתם ב 11 -והספרה האמצעית היא סכומן. שערו :האם החוקיות הזאת מתקיימת רק עבור התרגילים הרשומים בתוך המסגרת? ג. שערו :האם החוקיות הזאת מתקיימת לכל מכפלה של מספר דו-ספרתי ב?11- ד .הציעו תרגילי כפל ב 11 -של מספרים דו-ספרתיים נוספים ובדקו את השערותיכם. ה .כמה מקרים ,לדעתכם ,מספיק לבדוק על מנת לדעת אם השערותיכם נכונות או לא? החוקיות שמסתמנת מבדיקת המקרים הפרטיים היא שכאשר כופלים מספר דו-ספרתי ב ,11 -מתקבל מספר תלת ספרתי שבו ספרת המאות וספרת האחדות זהות לספרות של המספר הדו-ספרתי והספרה האמצעית היא סכומן. חוקיות זו אינה נכונה לכל מספר דו-ספרתי .בתור דוגמה נגדית מספיק לקחת מספר דו-ספרתי שסכום ספרותיו גדול מ .9-למשל ,75 ,38 ,46 ,וכדומה. בתרגיל זה מתקבלת חוקיות שנכונה עבור מספר מקרים בודדים ,אך היא אינה נכונה בכל המקרים .במטרה להפריך את ההשערה הראשונית הצגנו דוגמאות נגדיות (דוגמאות סותרות). המסקנה שעולה מתרגיל זה היא שכאשר רוצים לקבוע אם תכונה מסוימת מתקיימת בכל המקרים ,לא די בבדיקה של מקרים פרטיים -יש צורך בהוכחה כללית או אם מספר המקרים סופי ,יש לבדוק את כולם. _____________________________________________________________________________________________________ מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א 4 © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" .2 התבוננו בתרגילי חיבור של שלושה מספרים עוקבים. א .העתיקו למחברת את התרגילים ופתרו אותם. =1+2+3 = 12 + 13 + 14 מה משותף לכל התוצאות שקיבלתם? ב .האם שמתם לב שכל התוצאות שהתקבלו שוות למכפלת המספר = )(-3) + (-2) + (-1 האמצעי ב ?3 -האם ,לדעתכם ,תכונה זו מתקיימת רק עבור ארבעת הסכומים הרשומים בתוך המסגרת? ג. =1+2+3 = 12 + 13 + 14 הציעו שלשות נוספות של מספרים עוקבים ובדקו האם גם עבורן מתקיימת התכונה. = )(-3) + (-2) + (-1 = 39 + 40 + 41 ד .שערו :האם התכונה שמצאתם מתקיימת לכל שלושה מספרים עוקבים? כמה מקרים לד עתכם צריך לבדוק על מנת להסיק האם ההשערה נכונה או שגויה? הציעו דרך להצדיק זאת ללא בדיקה של דוגמאות נוספות? פתרון ההשערה שעולה לאחר בדיקת מספר מקרים פרטיים בפעילות זו היא שהסכום המתקבל בכל תרגיל שווה למכפלת המספר האמצעי ב.3 - תכונה זו אכן מתקיימת לכל סכום של שלושה מספרים שלמים עוקבים. 1+2+3=6 12 + 13 + 14 = 39 ניתן להראות זאת באופן אלגברי: ההשערה מתייחסת למספרים עוקבים. (-3) + (-2) + (-1) = -6 נסמן את המספר האמצעי ב.n - 39 + 40 + 41 = 120 המספר העוקב ל n-הוא.n+1 : המספר הקודם ל n-הוא.n-1 : הביטוי אלגברי לסכום של שלושה מספרים עוקבים הוא: (.)n-1) + n + (n+1 נפתח סוגריים ונקבל)n-1) + n + (n+1) = n - 1 + n + n + 1 = 3n : קיבלנו :סכום של שלושה מספרים עוקבים כלשהם שווה ל ,3n -כלומר ,למכפלת המספר האמצעי ב.3 - הוכחנו שתכונה זו אכן נכונה לכל שלושה מספרים עוקבים בעזרת חוקים אלגבריים (כמו חוק החילוף וחוק הקיבוץ). מסקנה :על מנת להראות שהשערה מסוימת נכונה בכל המקרים יש להוכיח זאת בצורה לוגית. 4 .3חשבו את ערכי החזקות של 11עד .11 א .באיזו חוקיות אתם מבחינים? שערו האם החוקיות הזאת מתקיימת גם בחזקות גבוהות יותר. 5 6 ב .בדקו את השערתכם עבור 11ו .11 -האם החוקיות שמצאתם נשמרת? הסבירו מדוע .החוקיות איננה נשמרת ,ניתן לראות בטבלה למטה מה קורה כאשר החזקה שווה ל 5 -או ל.6- n 1 2 3 4 5 6 פָּ לִ ינ ְְדרֹום ,הוא מספר שקריאתו מימין לשמאל ומשמאל לימין נותנת אותו מספר. 11 121 1331 14641 161051 1771561 _____________________________________________________________________________________________________ מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א 5 © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" .4 עבור כל אחת מהטענות שלפניכם קבעו אם היא נכונה או לא והצדיקו את קביעתכם. א. סכום של שני מספרים אי-זוגיים כלשהם הוא מספר-זוגי. הטענה נכונה .נכתוב שני מספרים אי-זוגיים כלשהם 2a+1 :ו ,2b+1 -נחבר ביניהם ונקבל: ) (2a+1)+(2b+1)=(2a+2b)+2=2(a+b)+2= 2(a+b+1שהוא כפולה של 2ולכן בוודאות, מספר זוגי. ב .אם x 6 ג. אז xהוא מספר חיובי .לא נכון ,דוגמה סותרת x=-7, |-7|>6 ( an 0הוא חיובי) עבור nזוגי ו- 0 . aנכון ,גם אם ,a<0העלאתו בחזקה זוגית ,מבטלת את שליליותו. .5 בדקו את נכונות החישובים בסדרת התרגילים שלפניכם. (1 2 1 1 1 2 2 4 1 1 1 ( 3 4 4 3 1 1 1 (2 3 3 א .הוסיפו שלושה תרגילים הבנויים לפי התבנית שבתרגילים .האם הבחנתם בחוקיות כלשהי? 6 1 1 1 6 6 5 1 1 1 5 5 7 1 1 1 7 7 ב .מצאו ביטוי אל גברי המתאר את החוקיות שמצאתם ובדקו אם היא מתקיימת לכל מספר טבעי המופיע במכנה. a 1 1 1חוקיות המתקיימת לגבי כל מספר טבעי a a .6לפניכם מספר שוויונות שבהם מתקיימת חוקיות מסוימת. 2 2 2 2 2 2 2 -1 =2+1 א .בדקו את נכונות השוויונות במסגרת והוסיפו במחברתכם 3 -2 =3+2 שלוש דוגמאות נוספות. 4 -3 =4+3 ב .סמנו את המספר הראשון ב ,n -כמו בשורה האחרונה …. ברשימה שלפניכם .איזה ביטוי מתקבל? הוכיחו שהחוקיות 2 n - …. = n + …. מתקיימת לכל מספר טבעי .n ג. האם חוקיות זו מתקיימת גם למספרים שאינם טבעיים? רמז: 2 )(n-1) =(n-1)(n-1 פתרון: 2 2 2 2 )n – (n-1) = n - n +2n-1=2n-1=n+(n-1 נשים לב ,כי בפיתוח האלגברי לא התבססנו על העובדה כי nמספר טבעי ,ולכן החוקיות מתקיימת גם למספרים שאינם טבעיים. _____________________________________________________________________________________________________ מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א 6 © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" דף עבודה בנושא טענות ומסקנות – תרגילים נוספים .1התבוננו בסדרת תרגילי הכפל שבמסגרת. א .העתיקו את התרגילים ורשמו תוצאות לשני התרגילים האחרונים. הקיפו בעיפרון צבעוני את הספרה הראשונה ואת הספרה האחרונה בכל מכפלה. האם הבחנתם בחוקיות כלשהי? נסחו אותה במילים. ב .ודאי שמתם לב שהספרות שסימנתם בצבע הן הספרות של המספר שכפלתם ב 11 -והספרה האמצעית היא סכומן. 12 ∙ 11 = 132 26 ∙ 11 = 286 32 ∙ 11 = 352 45 ∙ 11 = 495 = 62 ∙ 11 = 81 ∙ 11 שערו :האם החוקיות הזאת מתקיימת רק עבור התרגילים הרשומים בתוך המסגרת? ג .שערו :האם החוקיות הזאת מתקיימת לכל מכפלה של מספר דו-ספרתי ב?11- ד .הציעו תרגילי כפל ב 11 -של מספרים דו-ספרתיים נוספים ובדקו את השערותיכם. ה .כמה מקרים ,לדעתכם ,מספיק לבדוק על מנת לדעת אם השערותיכם נכונות או לא? .2התבוננו בתרגילי חיבור של שלושה מספרים עוקבים. א .העתיקו למחברת את התרגילים ופתרו אותם. מה משותף לכל התוצאות שקיבלתם? ב .האם שמתם לב שכל התוצאות שהתקבלו שוות למכפלת המספר האמצעי ב ?3 -האם ,לדעתכם ,תכונה זו מתקיימת רק עבור ארבעת הסכומים הרשומים בתוך המסגרת? =1+2+3 = 12 + 13 + 14 = )(-3) + (-2) + (-1 ג .הציעו שלשות נוספות של מספרים עוקבים ובדקו האם גם עבורן מתקיימת התכונה. ד .שערו :האם התכונה שמצאתם מתקיימת לכל שלושה מספרים עוקבים? כמה מקרים לדעתכם צריך לבדוק על מנת להסיק האם ההשערה נכונה או שגויה? הציעו דרך להצדיק זאת ללא בדיקה של דוגמאות נוספות? .3חשבו את ערכי החזקות של 11עד .114 א .באיזו חוקיות אתם מבחינים? שערו האם החוקיות הזאת מתקיימת גם בחזקות גבוהות יותר. ב .בדקו את השערתכם עבור 115ו .116 -האם החוקיות שמצאתם נשמרת? הסבירו מדוע. פָּ לִ ינ ְְדרֹום ,הוא מספר שקריאתו מימין לשמאל ומשמאל לימין נותנת אותו מספר. _____________________________________________________________________________________________________ מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א 7 © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" .4עבור כל אחת מהטענות שלפניכם קבעו אם היא נכונה או לא והצדיקו את קביעתכם. א. סכום של שני מספרים אי-זוגיים כלשהם הוא מספר-זוגי. ב .אם x 6אז xהוא מספר חיובי. ג. ( an 0הוא חיובי) עבור nזוגי ו. a 0 - .5בדקו את נכונות החישובים בסדרת התרגילים שלפניכם. (1 2 1 1 1 2 2 4 1 1 1 4 4 )3 3 1 1 1 3 3 (2 א .הוסיפו שלושה תרגילים הבנויים לפי התבנית שבתרגילים .האם הבחנתם בחוקיות כלשהי? ב .מצאו ביטוי אלגברי המתאר את החוקיות שמצאתם ובדקו אם היא מתקיימת לכל מספר טבעי המופיע במכנה. .6לפניכם מספר שוויונות שבהם מתקיימת חוקיות מסוימת. 2 2 2 2 2 2 2 -1 =2+1 א .בדקו את נכונות השוויונות במסגרת והוסיפו במחברתכם שלוש דוגמאות נוספות. 3 -2 =3+2 4 -3 =4+3 ב .סמנו את המספר הראשון ב ,n -כמו בשורה האחרונה ברשימה שלפניכם .איזה ביטוי מתקבל? הוכיחו שהחוקיות מתקיימת לכל מספר טבעי .n ג .האם חוקיות זו מתקיימת גם למספרים שאינם טבעיים? …. 2 n - …. = n + …. רמז: 2 )(n-1) =(n-1)(n-1 _____________________________________________________________________________________________________ מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א 8 © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" הגיאומטריה האוקלידית -עמ' 193 מטרת חלק זה במבוא היא לתת הסבר כללי לתלמידים מהי אכסיומה ומה ההבדל בינה לבין משפט .אבחנה זאת נעשת במטרה להציג לתלמידים את הרעיון של "ארגז כלים" ,המכיל אכסיומות ומאגר משפטים שנלמדו שבהם ניתן להשתמש להנמקת ט ענות נוספות .כחלק מפיתוח מיומנויות ההוכחה של התלמידים נעסוק גם באבחנה ובזיהוי בכל משפט מה הם הנתונים ומה הן המסקנות. _____________________________________________________________________________________________________ מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א 9 © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" הנחות היסוד (אכסיומות) במבוא זה ניתן קצת רקע היסטורי על הנחות היסוד (אכסיומות) .הן מוצגות כאוסף של הנחות אותן החליטו המתמטיקאים לקבל ללא הוכחה .הנחות אלה מהוות בסיס התחלתי בבניית של אוסף הכלים והחוקים שבאמצעותם ניתן יהיה להוכיח באופן כללי טענות בגיאומטריה .אוסף זה מכוונה בפרק "ארגז הכלים". בעמוד האחרון של הספר מופיע ארגז כלים ראשו ני והוא כולל את הנחות היסוד והמשפטים שעל פי תכנית הלימודים של כיתה ט ,עליהם ורק עליהם ,אפשר להתבסס בתחילת השנה. להלן הרשימה : א. כלל המעבר (טרנזיטיביות) :שני עצמים גיאומטריים ששווים/חופפים לעצם שלישי שווים/חופפים ביניהם. ב .כלל החיבור :שני קטעים (או שתי זוויות) ,שכל אחד מהם מחולק לשני קטעים זרים (או שתי זווית זרות) ,שווים אם הקטעים (או הזוויות) שמרכיבים אותם שווים (שוות) בהתאמה. ג. בין כל שתי נקודות עובר ישר אחד. ד. סכום זוויות צמודות הוא 180מעלות. ה .זוויות קדקודיות שוות זו לזו. ו. משפטי החפיפה במשולש :צ.ז.צ ,ז.צ.ז ,צ.צ.צ ומשולשים ישרי-זווית השווים בניצב ויתר. ז. במשולש שווה-שוקיים התיכון לבסיס ,הגובה לבסיס וחוצה זווית הראש מתלכדים .כמו כן ,זוויות הבסיס שוות. ח .אם שני ישרים הם מקבילים אזי זוויות מתחלפות ביניהם שוות. ט .סכום הזוויות במשולש הוא 180מעלות. י .סכום הזוויות הפנימיות במצולע קמור ,בעל nצלעות ,הוא . 180 n 2 0 יא .זווית חיצונית למשולש שווה לסכום שתי הזוויות הפנימיות שאינן צמודות לה ,ובפרט גדולה מכל זווית פנימית שאינה צמודה לה. יב .סכום שתי צלעות במשולש גדול מהצלע השלישית. יג .משפט פיתגורס. יד .שני משולשים שכל זוויותיהן שוות הם דומים. "ארגז כלים" -הכינו פנקס קטן (או שלושה דפים נפרדים בסוף המחברת) ורכזו בו את האכסיומות ואת כל המשפטים שהוכחנו וצרו "ארגז כלים" .בכל פעם שנוכיח משפט חדש או תכונה חדשה הוסיפו אותם לרשימה שלכם .כך יהיה לרשותכם "ארגז הכלים" מעודכן וזמין .בעמוד האחרון של הספר מופיעים הנחות יסוד ומשפטים שכבר למדנו בכיתות ז ו-ח וניתן להשתמש בהם מבלי להוכיח אותם. התלמידים מתבקשים להכין פנקס קטן שבו ירכזו את האכסיומות והמשפטים שהם מוכיחים בשיעורי גיאומטריה .מומלץ לבקש מהתלמידים להביא פנקס זה לכל שיעור גיאומטריה ולהיעזר בו בפתרון תרגילים. אפשרות אחרת היא לרשום את ארגז הכלים בעמודים האחרונים של המחברת. _____________________________________________________________________________________________________ מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א 10 © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" פעילות – 3נתונים ומסקנות -עמ' 194 פעילות 3נועדה להדגיש את החשיבות של זיהוי מרכיבי הטענה :הנתונים ,או תנאיי הטענה והמסקנה שאותה מסיקים על סמך הנתונים הללו .כאשר הטענה מנוסחת כמשפט תנאי" :אם___אז___" קל לזהות את מרכיבי הטענה ,אולם טענות רבות בגיאומטריה אינן נוסחות באופן זה ,למשל" ,אלכסונים של מלבן שווים באורכם". ניסוח זה מקשה על זיהוי מרכיבי הטענה. פעילות זו מאפשרת לתלמידים להתמקד בזיהוי מרכיבי הטענה ולהתאמן בפעולת הזיהוי בסיטואציה כיתתית עם תיווך המורה ובהמשך גם באופן עצמאי בתרגיל 3עמ' .4יהיה תרגול נוסף בנושא גם בפרק הדלתון. להלן פתרונות חלקיים: ב .מרובע שבו האלכסונים שווים זה לזה וחוצים זה את זה הוא מלבן. אם במרובע האלכסונים שווים זה לזה וחוצים זה את זה ,אז המרובע הוא מלבן. ג .האלכסונים במלבן שווים זה לזה וחוצים זה את זה. אם מרובע הוא מלבן ,אז האלכסונים שלו שווים זה לזה וחוצים זה את זה. ד .המנה של שני מספרים שמכפלתם חיובית היא מספר חיובי. אם מכפלה של שני מספרים היא מספר חיובי ,אז גם המנה שלהם היא מספר חיובי. _____________________________________________________________________________________________________ מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א 11 © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" תרגילים עמ' 194 .3בכל אחת מהטענות שלפניכם זָהו ורשמו במחברת מה נתון ומהי המסקנה שאותה צריך להוכיח. א .אם ספרת היחידות של מספר שלם היא ,0המספר מתחלק ב.5 - נתון :שספרת היחידות של מספר שלם היא 0צריך להוכיח כי :המספר מתחלק ב.5 - ב .מלבן שכל צלעותיו שוות זו לזו הוא ריבוע. נתון :מלבן שכל צלעותיו שוות זו לזו צריך להוכיח כי :המלבן הוא ריבוע. ג. אם שתי צורות חופפות זו לזו ,אז הן שוות בשטחן. נתון :שתי צורות חופפות זו לזו צריך להוכיח כי :הן שוות בשטחן. ד .אם בשני משולשים ישרי-זווית שווים בהתאמה שני ניצבים ,אז המשולשים חופפים. נתון :שני משולשים ישרי-זווית שווים בהתאמה שני ניצבים צריך להוכיח כי :המשולשים חופפים. ה .אם סכום הספרות של מספר מתחלק ב , 3 -אז המספר מתחלק ב.3 - נתון :שסכום הספרות של מספר מתחלק ב 3-צריך להוכיח כי :המספר מתחלק ב.3- _____________________________________________________________________________________________________ מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א 12 © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" על מצולעים וזוויות – מדריך למורה מבוא על הפרק: סכום הזוויות במצולע :נתון טכני או פלא טבע? בחרנו לפתוח את השנה עם נושא שמאפשר שיעורים פעילים ,מתחבר לנושאים מציאותיים ומזמן הפתעות. סכום הזוויות הפנימיות של מצולע תלוי אך ורק במספר הצלעות שלו. ואחרי שנחקור ונלמד שסכום הזוויות הפנימיות במצולע גדל ככל שמספר הצלעות גדל ,מצפה לנו הפתעה גדולה יותר :סכום הזוויות החיצוניות של מצולע קבוע בכל המצולעים הקמורים ,ללא קשר למספר הצלעות של המצולע. בעמוד הבא מופיעה ערכת מצולעים משוכללים לגזירה שמכילה מצולעים משוכללים שונים שאורך הצלע שלהם זהה. כדאי לתת לתלמידים את הערכות לגזירה בשקית שתאפשר להם לעשות שימוש בערכה ,לדוגמה בתרגיל .9 _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 13 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 14 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א הצעה לפעילות מקדימה לפעילות 1בספר הלימוד: הפעילות הבאה אינה מופיעה בספר הלימוד .פעילות זו היא פעילות רשות המכינה לקראת הפעילויות על סכום זוויות במצולע .מטרות הפעילות הן לרענן ידע קודם ויצירת הקשר מציאותי לעיסוק בזוויות של מצולעים .בעמוד הבא מופיע דף הפעילות לשכפול לתלמידים. בוטיק השוקולד המשולש בוטיק השוקולד של חומי ידוע בזכות משולשי השוקולד המשובח הנמכרים בו. חומי מסדר את משולשי השוקולד במארזים ,בשכבה אחת ,כך שהם ממלאים את כל המארז מבלי להשאיר רווח .הוא יודע שעיצוב האריזה חשוב לקידום המכירות לא פחות מאשר טעמו המשובח של השוקולד. א. משולשי השוקולד הם שווי צלעות .מה מידת הזווית של משולש שווה צלעות? 60 ב. התבוננו בסרטוט של אריזת מתנה ריקה ל 6 -משולשי שוקולד ,וחשבו את סכום הזוויות בנקודה 360 . A ג. A הסבירו מדוע סכום הזוויות שקיבלתם מבטיח שניתן להניח את השוקולדים סביב הנקודה Aבאופן שלא יעלו זה על זה .סכום הזוויות סביב נקודה אחת שווה בדיוק לסכום 6 הזוויות של המשולשים שווי -הצלעות. ד. חשבו את מידותיהן של זוויות המשושה2 60 = 120 . ה .חשבו את סכום הזוויות של משושה משוכלל6 120 = 720 . ו. חומי נוהג למכור שוקולד גם באריזות משולשות ,גדולות יותר .הסבירו מדוע ניתן לסדר את משולשי השוקולד בשורות ישרות (ראו סרטוט). רמז: 3זוויות של משולש שווה-צלעות יוצרות זווית שטוחה. ז. הציעו מארזים נוספים שניתן לסדר בהם 6משולשי שוקולד. דוגמאות אפשריות: ח .הציעו מארז שניתן לסדר בו 10משולשי שוקולד. דוגמאות אפשריות: ט .האם ניתן לסדר 9משולשי שוקולד במארז שצורתו משולש שווה צלעות? הסבירו או הדגימו. סידור של 9משולשי שוקולד: _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 15 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א בוטיק השוקולד המשולש בוטיק השוקולד של חומי ידוע בזכות משולשי השוקולד המשובח הנמכרים בו. חומי מסדר את משולשי השוקולד במארזים ,בשכבה אחת ,כך שהם ממלאים את כל המארז מבלי להשאיר רווח .הוא יודע שעיצוב האריזה חשוב לקידום המכירות לא פחות מאשר טעמו המשובח של השוקולד. א .משולשי השוקולד הם שווי צלעות. מה מידת הזווית של משולש שווה צלעות? ב .התבוננו בסרטוט של אריזת מתנה ריקה ל 6 -משולשי שוקולד ,וחשבו את סכום הזוויות בנקודה . A A ג .הסבירו מדוע סכום הזוויות שקיבלתם מבטיח שניתן להניח את השוקולדים סביב הנקודה Aבאופן שלא יעלו זה על זה. ד .חשבו את מידותיהן של זוויות המשושה. ה .חשבו את סכום הזוויות של משושה משוכלל. ו. חומי נוהג למכור שוקולד גם באריזות משולשות ,גדולות יותר .הסבירו מדוע ניתן לסדר את משולשי השוקולד בשורות ישרות (ראו סרטוט). ז .הציעו מארזים נוספים שניתן לסדר בהם 6משולשי שוקולד. רמז: ח .הציעו מארז שניתן לסדר בו 10משולשי שוקולד. ט .האם ניתן לסדר 9משולשי שוקולד במארז שצורתו משולש שווה צלעות? הסבירו או הדגימו. _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 16 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א פעילות – 1זוויות במשושה ומתומן משוכלל – עמ' 195 מטרתן של השאלות הראשונות של הפעילות היא לעורר סקרנות ,ולגרום לתלמידים לייחס משמעות לתוצאות החישוביות, ולא לחלוף עליהן במהירות .אפשר ,במקום להיצמד להוראות הפעילות ,לתת לתלמידים משימה פתוחה לחשב את סכום הזוויות במתומן. תשובות: א. משולשי השוקולד הם משולשים שווי-צלעות בהם כל זווית שווה ל – .60סכום הזוויות סביב נקודה אחת שווה בדיוק לסכום 6הזוויות של המשולשים שווי -הצלעות. לכן ניתן לארגן את משולשי השוקולד במארז משושה .באופן דומה ,כל שלושה משולשים שווי-צלעות יוצרים זווית שטוחה ולכן ניתן לסדר את משולשי השוקולד במארז משולש כמדוגם בסרטוט. ב. לא ניתן לסדר את משולשים שווי -צלעות בקופסה בצורת מתומן בשכבה אחת בלי להשאיר רווחים .התלמידים יכולים לנסות לענות על השאלה בעזרת ערכת המצולעים או להעלות השערה .אפשר לערוך הצבעה בין התלמידים ובהמשך לבדוק אתם האם צדקו בהשערתם. ג. השיקול של גיל נכון .סידור המשולשים בקופסה כולל גם את "מילוי" הפינות .בהמשך ,כאשר נדע שמידת הזווית של מתומן משוכלל היא .135המספר 135אינו מתחלק ב ,60 -ולכן לא ניתן למלא את פינת הקופסה במשולשים. ד. אם גיל ידע את סכום הזוויות יוכל לחלק את הסכום ב 8 -ולדעת מה גודלה של כל זווית. _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 17 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א ה .כל ההצעות נכונות. ו. על פי ההצעה של גיל מתקבלים 6משולשים .סכום הזוויות ב 6 -משולשים הוא .1080 על פי ההצעה של תמר.1440 – 360 = 1080 : על פי ההצעה של יפעת.1260 – 180 = 1080 : ז. .1080 : 8 = 135 ח. כן .זווית של מתומן משוכלל גדולה מזווית של משושה משוכלל. ט .אי אפשר .ההסבר בסעיף ב. _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 18 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א מצולע הוא קו שבור סגור (שאינו חותך את עצמו). מצולע שכל צלעותיו שוות זו לזו וכל זוויותיו שוות זו לזו נקרא מצולע משוכלל. ריבוע הוא מרובע משוכלל. משולש שווה-צלעות הוא משולש משוכלל. מארז השוקולד בפעילות 1הוא בצורת משושה משוכלל. מצולע משוכלל בעל 8צלעות נקרא מתומן משוכלל. המצולע LMNOPהוא מחומש (בעל חמש צלעות) לא משוכלל כי למשל ,הצלע POלא שווה באורכה לצלע .ON היא זווית של המצולע LMNOPכי MNו ON -צלעות של המצולע. אינה זווית של המצולע כי PMאינו צלע של המצולע. מצולע קמור הוא מצולע שכל אלכסוניו פנימיים (נמצאים בתוך המצולע). מצולע קמור - כל אלכסוניו פנימיים. מצולע קעור הוא מצולע שלפחות אחד מהאלכסונים חיצוני (נמצא מחוץ למצולע). מצולע קעור - לפחות אחד מהאלכסונים חיצוני. אלכסוניו פנימיים. בהגדרה של מצולע קמור חשוב לשים לב שמצולע הוא קמור ,אם כל אלכסוניו פנימיים .די באלכסון חיצוני אחד כדי שהמצולע לא יהיה קמור ,אז מתקבל מצולע קעור .קיימות הגדרות נוספות ,שקולות למצולע קמור .הבחירה בהגדרה הנוכחית מבוססת על העובדה שהיא מאפשרת לבדוק בקלות אם המצולע קמור. פעילות – 2סכום הזוויות הפנימיות במצולע – עמ' 196 מטרת סעיפים א ו-ב היא לתרגל את ההגדרה של מצולע קמור ומצולע קעור. בכל ההצעות לחישוב סכום הזוויות במצולע משוכלל שהוצגו בפעילות ,1לא נעשה שימוש בעובדה שהמצולעים הם משוכללים ולכן החישובים תקפים גם במצולעים שאינם משוכללים. _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 19 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א סעיף ג מאפשר לתלמידים להבחין בעצמם בכך שדרכי החישוב שהוצגו בפניהם מתאימות לכל מצולע קמור. רעיון זה נאמר במפורש בסעיף ד. סעיף ד -שימוש ברעיון של תמר לחישוב סכום הזוויות במחומש: כשמחברים נקודה פנימית עם כל הקדקודים נוצרים 5משולשים. סכום הזוויות של 5משולשים הוא .900נפחית 360שהן סכום הזוויות סביב הנקודה הפנימית ונקבל שסכום זוויות המחומש הוא .540 סעיף ה :אם המחומש משוכלל אז מידת כל זווית שלו .108 סעיף ו: מספר הצלעות במצולע 3 4 5 6 7 10 n סכום הזוויות במצולע 180 360 540 720 800 1440 )180n – 360 = 180(n – 2 סעיף ז :כאשר מגדילים ב 1 -את מספר הצלעות של המצולע סכום הזוויות גדל ב .180 -תופעה זו בולטת בטבלה, ואפשר גם להסביר אותה באמצעות הנוסחה שהתקבלה .ניתן להסביר את התופעה גם על בסיס כל אחת מדרכי החישוב שהוצגו בפעילות :2הוספה של צלע מוסיפה משולש אחד ,ולכן סכום הזוויות גדל ב.180 - התשובה לסעיף ח ,מופיעה בטבלה. _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 20 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א פעילות – 3מידת הזווית של מצולע משוכלל – עמ' 197 ספר הצלעות במצולע המשוכלל 3 4 5 6 7 10 n סכום הזוויות במצולע 180 360 540 720 900 1440 )180(n – 2 מידת כל זוויות 60 90 108 120 128.57 144 180(n – 2)/n תרגילים – עמ' 198 מטרת תרגילים 1-3הינה לתרגל את הנוסחה במציאת זוויות בהינתן צלעות ולהיפך .אחת המסקנות שעולה בתרגיל 2היא שלא לכל זווית קיים מצולע משוכלל מתאים. עמ' 198 .1חשבו את סכום הזוויות במצולע בעל 12צלעות .אם המצולע הוא משוכלל -מה מידתה של כל זווית? 150º .2האם קיים מצולע משוכלל שמידת הזווית שלו ?40לא. אם כן -כמה צלעות במצולע זה? אם לא -הסבירו כיצד ניתן לדעת זאת. שני הסברים אפשריים :אם נציב 40בנוסחה לא נקבל nשלם. הסבר נוסף קשור לטענה הנכונה מתרגיל 4סעיף ד: ככל שמספר הצלעות של מצולע משוכלל גדול יותר ,כך זווית המצולע גדולה יותר .אנחנו יודעים שבמשולש הזווית היא 60ºולכן לא תיתכן זווית קטנה יותר. .3האם קיים מצולע משוכלל שמידת הזווית שלו ?170 n 36 1800 n 2 2 1700 אם כן -כמה צלעות במצולע זה? אם לא -הסבירו כיצד ניתן לדעת זאת. _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 21 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א שאלה 4מחדדת את ההבנות של תוצאות הטבלה בפעילות .3 עמ' .4 198האם נכון ש?... אם המשפט נכון ,נמקו מדוע .במידה והמשפט לא נכון ,הביאו דוגמה נגדית. א .לכל המצולעים עם 10צלעות יש אותו סכום זוויות .נכון .בהתאם לנוסחה שבעמודה האחרונה בטבלה. ב .ככל שמספר הצלעות של מצולע משוכלל יותר גדול ,כך סכום הזוויות שלו יותר גדול. נכון .התבוננות בנוסחה בטבלה בפעילות ,3מראה שכופלים במספר הצלעות פחות 2ולכן הסכום גדל. ג. במצולע משוכלל בעל 9צלעות ,זווית המצולע שווה ל .142 -לא נכון . נציב n = 9ונקבל180(9 – 2)/9 = 140º : *ד. ככל שמספר הצלעות של מצולע משוכלל גדול יותר ,כך זווית המצולע גדולה יותר .נכון. 1800 n 3600 3600 1800 n n n 1800 n 2 n מהנוסחה נשים לב ,כי ככל שמספר הצלעות גדל אנחנו מפחיתים מספר קטן יותר ולכן זווית המצולע גדולה יותר. Q .5במחומש PQRSTכל הזוויות שוות .חשבו את מידת הזווית .D P R מידת הזווית Dהיא .36º S .6חשבו את מידתה של הזווית המסומנת ב x -על-פי נתוני הסרטוט. T Xשווה .128º _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 22 D ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א בתרגיל 7כדאי לבקש כתיבה מקוצרת של הנימוקים ,כדי לא להאפיל על יופיו של המחומש המשוכלל ושל הכוכב שבו כתיבה מייגעת של נימוקים. עמ' .7 198במחומש המשוכלל YAROKהאלכסונים נפגשים בנקודות ,S ,E ,P ,Bו.T - א .חשבו את מידת זוויות המשולש .∆ORA המשולש ∆ORAהוא שווה-שוקיים .מידת זווית הראש היא 108 ומכאן שהמידות של הזוויות האחרות הן .36 ב .חשבו את מידת זוויות המשולש .∆SER נשים לב למשולשים החופפים על פי צ.ז.צ: ORA RAY AYK YKO KOR 12 3 מהחפיפות נסיק: ∡O1 = ∡O3 = ∡K1 = ∡K3 = ∡Y1 = ∡Y3 = ∡A1 = ∡A3 = ∡R1 = ∡R3 = 36 1 2 3 ומכאן נוכל להמשיך ולחשב את כל הזוויות בסרטוט .בפרט: 3 2 2 ∡R2 = ∡R – ∡R1 – ∡R2 = 108 – 2 36 = 36 ∡OSR = 180 – ∡O1 – ∡R3 = 180– 2 36 = 108 2 1 1 3 21 1 3 ∡S1 = 180 – ∡OSR = 180 – 108 = 72 ג .הוכיחו כי אלכסוני המחומש מחלקים את זוויותיו ל 3 -זוויות שוות. במהלך פתרון סעיף ב כבר קיבלנו.∡R1 = ∡R2 = ∡R3 = 36 : ד .מצאו משולש דומה למשולש ∆ORAשאינו חופף לו .כמה משולשים כאלה קיימים בסרטוט? חמישה משולשים דומים ל ORA -ואינם חופפים לו: .OSR ,REA ,APY ,YBK ,KTO נסיק זאת על מתוך חשבון הזוויות. (אפשר גם להוכיח כי .)OSR REA APY YBK KTO ה .מצאו משולש דומה למשולש ∆SERשאינו חופף לו .כמה משולשים כאלה קיימים בסרטוט? 5 משולשים ,למשל .KRY ו .הוכיחו שהמחומש BPESTהוא מחומש משוכלל. מחשבון הזוויות מקבלים שהמידות של כל זוויות המחומש BPESTהן .108ניתן להראות באמצעות חפיפת משולשים שכל הצלעות המחומש BPESTשוות. _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 23 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א הצעה לפעילות הרחבה שאיננה מופיעה בספר לתלמיד אתגר: הנוסחה לסכום הזוויות במצולע מתאימה גם למצולע שאינו קמור .קראו את ההוכחה וענו על השאלות. נתחיל במצולע לא קמור בעל nצלעות .נחלק את המצולע למשולשים על ידי העברת אלכסונים פנימיים (ראה סרטוט) .שימו לב ,שאיננו מעבירים את כל האלכסונים הפנימיים ,אלא רק חלק מהם כדי ליצור משולשים בתוך המצולע. נגרע משולש אחד מתוך המשולשים (לדוגמה את המשולש הכהה המסומן), קיבלנו מצולע חדש בעל צלע אחת פחות מהמצולע המקורי ( ,)n – 1מדוע? כעת נגרע עוד משולש מהמצולע ,איך ניתן לבטא את מספר הצלעות של המרובע החדש? כך נמשיך לגרוע עוד ועוד משולשים עד שנשאר עם המשולש האחרון. במשולש סכום הזוויות הוא .180 כעת נחזיר את כל המשולשים שגרענו מהמצולע .בכל פעם שנוסיף עוד משולש ,אנו מוסיפים עוד 180לסכום זוויות המרובע .מדוע? השאלה היא כמה משולשים גרענו? התחלנו עם מצולע בעל nצלעות ,בכל פעם הפחתנו את מספר הצלעות באחת ולבסוף נותרנו עם משולש ולכן סה"כ יש להחזיר ) (n – 3משולשים. החזרה של ) (n–3משולשים מוסיפה .(n – 3)180 ולכן סכום הזוויות במצולע .180 +(n – 3)180 = (n – 2)180 פתרון לאתגר :הוכחה זו מסתמכת על העובדה שבכל מצולע ניתן להעביר לפחות אלכסון פנימי אחד. A בכל פעם שגורעים משולש מהמצולע נגרעות מהמצולע שתי הצלעות של המשולש שנגרע ,שאינן אלכסון ,ובמקביל ,האלכסון הופך להיות צלע של C B המצולע. כך שבסך הכל יש למצולע צלע אחת פחות. אם למשל גורעים את המשולש ,ABCנגרעות הצלעות ABו.BC - הקטע ,ACשבמצולע המקורי היה אלכסון ,הופך להיות צלע במצולע החדש. כשגורעים משולש סכום הזוויות קטן ב 180 -כיוון שכל זוויות המשולש שנגרע הן זוויות או חלקי זוויות של המצולע המקורי. _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 24 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א זוויות חיצוניות במצולעים -עמ' 199 זווית הנוצרת בין אחת הצלעות של מצולע קמור לבין המשך הצלע הסמוכה נקראת זווית חיצונית למצולע .זווית זו צמודה לזווית פנימית במצולע .חשוב לשים לב ,כי רק במצולעים קמורים ניתן לדבר על זווית חיצונית למצולע. שימו לב :ליד כל קדקוד יש שתי זוויות חיצוניות .מדוע שתי הזוויות החיצוניות שליד אותו קדקוד שוות זו לזו? חשוב לשים לב ,כי רק במצולעים קמורים ניתן לדבר על זווית חיצונית למצולע. כדאי להזכיר עובדה זו כאשר עוברים לעסוק בסכום הזוויות החיצוניות של מצולע שאינו משוכלל. נשים לב כי הנושא :זווית חיצונית למשולש נלמד בכיתה ז ,חלק ג ,עמ' .168-170 המשפטים על זווית חיצונית במשולש הם משפטים שימושיים בהמשך לימודי הגיאומטריה. לאחר שעסקנו בסכום הזוויות הפנימיות של מצולעים ,ראינו שהוא גדל ככל שגדל מספר הצלעות של מצולע ,וראינו שסכום הזוויות יכול להיות גדול מאד ,מזומנת לנו הפתעה :סכום הזוויות החיצוניות של מצולע קבוע בכל המצולעים הקמורים והוא .360האתנחתא בסוף הפרק ממחישה מדוע סכום הזוויות החיצוניות בכל המשולשים שווה לסכום הזוויות סביב נקודה אחת. פעילות – 4סכום הזוויות החיצוניות במצולע -עמ' 199 פעילות זו כדאי לתת לתלמידים כעבודה עצמית ואחר כך לסכם את הדיון בכתה, ולהדגיש את המיוחד במשפט. המפגש עם מגוון דוגמאות שבכולן סכום הזוויות החיצוניות של המצולע הוא 360מטרתו לעורר מוטיבציה להבין את התופעה ולהוכיח אותה. על ההוכחה: בכל קדקוד סכום הזווית הפנימית והזווית החיצונית של המצולע הוא .180לכן סכום הזוויות הפנימיות והחיצוניות ביחד הוא .180nכדי לקבל את סכום הזוויות החיצוניות נפחית ממספר זה את סכום הזוויות הפנימיות ונקבל: 180 n – 180(n – 2) = 360 _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 25 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א יש לשים לב להערה החשובה על פתק התובנות .התרגילים מתייחסים למצולעים קמורים בלבד. שימו לב ,תרגילים אלו מתייחסים למצולעים קמורים בלבד ,גם כשאין זה מוזכר בתרגיל. תרגילים – עמ' 200 מטרת התרגיל 8לומר שוב ,בניסוחים אחדים ,כי סכום הזוויות החיצוניות של כל מצולע קמור הוא ,360ובמילים אחרות - לא קיים מצולע קמור שסכום הזוויות החיצוניות שלו שונה מ .360 -הנתון המוצג בסעיף ג ,סכום הזוויות החיצוניות של המצולע הוא ,360אינו מוסיף אינפורמציה ואינו מאפשר לדעת מהו מספר הצלעות של המצולע. עמ' 200 .8 א .מהו סכום הזוויות החיצוניות במצולע בעל 20צלעות? ב .האם קיים מצולע שסכום הזוויות החיצוניות שלו שונה מ .360 -הסבירו. ג .במצולע משוכלל נתון כי סכום הזוויות החיצוניות שלו הוא .360 האם ניתן להסיק מהנתון את מספר הצלעות של המצולע? תרגיל 9עוסק בריצוף באמצעות אריחים זהים .מומלץ להיעזר בערכת המחשה המופיעה בעמוד 14להצגת פתרון תרגיל זה. .9 האם אפשר לרצף משטח באמצעות אריחים זהים שצורתם: א .משולש שווה-צלעות ב .ריבוע ג .מחומש משוכלל ד .משושה משוכלל ה .מתומן משוכלל ? הסבירו את תשובותיכם. הראינו כבר שאפשר לרצף עם ריבוע ,משולש משוכלל ומשושה משוכלל .למעשה אלו הצורות המשוכללות היחידות שניתן לרצף בעזרתן משטח .מידת הזווית של מחומש משוכלל היא .180ºמספר זה אינו מחלק של 360ולכן אם נצמיד שני מחומשים יוותר מרווח ,ואם נצמיד שלושה מחומשים לקדקוד משותף הם יכסו זה את זה .כדאי להמחיש זאת באמצעות ערכת המצולעים המופיעה בתחילת המדריך. שיקול דומה אפשר להראות לגבי מתומן משוכלל .גם מידת הזווית שלו 135º ,איננה מחלק של .360 _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 26 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א עמ' .10 200מהו סכום הזוויות בכוכב מחומש. נסו לענות על השאלה בדרכים אחדות. רמז היעזרו במשפט :זווית חיצונית במשולש ,שווה לסכום שתי הזוויות הפנימיות שאינן צמודות לה. ניתן למצוא את סכום הזוויות של כוכב מחומש בדרכים רבות. הדרך המוצגת כאן מפתיעה בפשטותה ומתבססת על המשפט: זווית חיצונית במשולש שווה לס כום שתי הזוויות הפנימיות שאינן צמודות לה. נסמן את זוויות הכוכב במספרים. נתבונן בזוויות המשולש :GFC .∡G = ∡1 + ∡3זווית זו חיצונית למשולש .DEG .∡F = ∡2 + ∡5זווית זו חיצונית למשולש .ABF ∡1 + ∡3 + ∡2 + ∡5 + ∡4 = ∡G + ∡F + ∡C = 180 אם אף תלמיד בכתה לא יציג פתרון זה מומלץ לסרטט על הלוח את הסרטוט המצורף לפתרון ,עם המשולש המודגש ועם סימון הזוויות ולתת לתלמידים לפענח את ההוכחה המסתתרת בסרטוט. אתנחתא – מבט מרחיק לכת – עמ' 200 דמיינו שאתם מתבוננים במצולע ממקום רחוק :מקצה החדר ,מקצה הרחוב ,מפסגת הר ,ואולי מהירח. ככל שמתרחקים ,המצולע נראה יותר ויותר קטן עד אשר סכום הזוויות החיצוניות נראה כמו סכום הזוויות מסביב לנקודה .מהו סכום הזוויות מסביב לנקודה אחת? האתנחתא המופיעה בספר והתבוננות מבעד לעדשת המצלמה ,שמופיעה כאן בהמשך ,מציגות שתי נקודות מבט שמאירות את העובדה המפתיעה :הגדלת מספר הצלעות של מצולע קמור לא משפיעה על סכום הזוויות שלו שנשאר תמיד - 360 סכום הזוויות מסביב לנקודה. נשים לב :התריסים של צמצם המצלמה לא משתנים כשהצמצם נפתח אלא רק מתרחקים ממרכז החור ,ולכן סכום הזוויות כשהצמצם פתוח שווה לסכום הזוויות כשהצמצם סגור .360 - מבעד לעדשת המצלמה. צמצם הוא רכיב בעדשה של מצלמה ,שמאפשר בקרה על כמות האור העובר דרכה. הצמצם בנוי ממספר תריסים שיוצרים פתח בצורת מצולע משוכלל .התריסים יכולים לנוע ולשנות את גודל הפתח וכך ניתן לווסת את כמות האור הנקלט במצלמה. חישב ו על הזוויות של תריסי הצמצם כזוויות חיצוניות לחור הצמצם שנוצר כשהתריסים נפתחים. מהו סכום הזוויות כשהצמצם סגור? האם סכום הזוויות משתנה כשהצמצם פתוח? _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 27 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א תרגיל חישוב לבחירה .התרגיל איננו מופיע בספר לתלמיד. חשבו את xבסרטוטים שלפניכם. א. ג. ב. _________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 28 ___ מדריך למורה לכיתה ט – ספר אפור ,חלק א משולש שווה-שוקיים – מדריך למורה משולש שווה-שוקיים נלמד בכמה סבבים .בכיתה ח מטרות ההוראה היו על פי תכנית הלימודים ,ללמד את תכונות משולש שווה-שוקיים ולעסוק במשפט :במשולש שווה-שוקיים זוויות הבסיס שוות זו לזו ,ולא ללמד ולעסוק במשפט ההפוך או במושג "משפט הפוך" בהם נעסוק בהרחבה בהוראה בכיתה ט. עם זאת ,במסגרת ספרי "אפשר גם אחרת" לכיתה ח ,חלק א ,הצענו פעילויות הרחבה והעשרה מעבר לתוכנית הלימודים שעוסקת במשפט ההפוך למשפט על זוויות הבסיס במשולש שווה-שוקיים וכן פעילות אינטגרטיבית העוסקת במשולשים חופפים ומשולשים שווי-שוקיים הנוצרים על ידי ישרים במערכת צירים. מורים שלא הספיקו ללמד פעילויות אלו בכיתה ח ,מוזמנים לעיין בפעילויות 20ו 21-עמודים 289-290ובתרגילים 134-137 ולשלב גם אותם בהוראה בהתאם לצורך. זו אחת הסיבות שאנו קוראים לפרק זה מפגש חוזר והרחבה ,כי למעשה משולש שווה-שוקיים נלמד בכיתה ח. חשוב לציין כי עיקר התרגול בנושא משולש שווה-שוקיים נמצא בפרק הדלתון ולכן אין צורך להוסיף תרגילים לפרק מעבר לתרגילים שכבר שובצו. הפעילות הראשונה עוסקת במשפט ההפוך, מבלי לציין כי זהו משפט הפוך .בהמשך ההוראה בכיתה ט ,נשים דגש רב יותר על משפט ישר ומשפט הפוך ,אך בפרק זה נזרעים הזרעים הראשונים לרעיון ובפעילות 3אנו מחדדים לתלמידים את ההבדל בין שני המשפטים. פעילות – 1משולש בעל שתי זוויות שוות – עמ' 201 לפעילות 1שתי מטרות עיקריות :מטרה ראשונה הוכחת המשפט ההפוך למשפט על זוויות הבסיס במשולש שווה-שוקיים ומטרה שנייה היא עיסוק בכתיבת הוכחה פורמלית ומסודרת .הפעילות היא למעשה דוגמה פתורה עם דגשים מרכזים בכתיבת הוכחה. אנו לוקחים בחשבון שגם בכיתות ח עסקנו בכתיבת הוכחות והלמידה בכיתה ט מתבססת גם על התנסויות אלו. דגשים ביחס להוכחת המשפט ההפוך: השאלה הראשונה בפעילות בעצם מחדדת את הרעיון של משפט הפוך .כלומר ,ידוע לנו כי בכל משולש שווה-שוקיים זוויות הבסיס שוות ,האם כל משולש שיש לו זוג זוויות שוות הוא משולש שווה-שוקיים? ____________________ ________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 29 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א מורים שמעוניינים ,זו הזדמנות ראשונה להתייחס לכמת כל ולמשמעותו במתמטיקה .בפרק הדלתון אנו מתייחסים בהרחבה לכמת "כל". הדגשים בכתיבת ההוכחה: הדגש הראשון בפעילות הוא זיהוי מה נתון במשפט ומה צריך להוכיח .כאמור ,בפרק המבוא על טענות ומסקנות ,למדנו להבחין בין חלקי המשפט ולהבחין בין מה שנתון לבין מה שצריך להוכיח ,כפעילות בפני עצמה (ראו עמ' .)194הפעם זהו שלב ראשון בהוכחה .השלב הבא בהוכחה הוא בניית עזר פשוטה ,סרטוט חוצה הזווית .אם טרם התייחסתם בכיתה ח לרעיון של בניית עזר ,כדאי להסבירו בקצרה. "לקראת ההוכחה" הינו הסבר של רציונל ההוכחה בכללותו ,לרוב בהסתכלות מהסוף להתחלה .רציונל זה מסביר מה נרצה להוכיח בסוף התהליך ומה אנו זקוקים לשם כך ,בדרך .הסבר זה מסייע לתלמידים לראות את התמונה הכללית ולהבין את שלבי הביניים של ההוכחה .במקרה זה ,את הצורך בהוכחת שוויון בין הזוויות ∡D1 = ∡D2לצורך הוכחת חפיפת משולשים וחפיפת משולשים לצורך הסקת שוויון בין צלעות. כמו כן ,במסגרת הפעילות אנו מציעים דרך לכתיבת הוכחה .לאורך הספר בכיתה ט נציג דרכים שונות לכתיבת הוכחה פורמלית מדויקת מתמטית ובכך נאפשר לתלמידים לבחור בדרך המתאימה להם מחד ונכונה מתמטית מאידך. בפעילות זו נציג את הטבלה בעלת שלוש עמודות ,כדרך לכתיבת הוכחה מורכבת .העמודה הראשונה מימין ,מטרתה להציג את השלב בהוכחה בהתאם למה שתואר ב"לקראת הוכחה" .בהוכחות מורכבות ,אנחנו מוכיחים משהו אחד במטרה להוכיח משהו אחר ולתלמידים קשה לעקוב אחר מהלך המחשבה מהסוף להתחלה .כדי לסייע להם ,יצרנו את העמודה הימנית בה מופיעים כל שלבי ההוכחה .העמודה השנייה ,מטרתה להציג את הטענה אותה אנו טוענים ועמודה השלישית והאחרונה את הנימוק לטענה זו. זוהי ההוכחה הפורמלית הראשונה ובמסגרתה אנו מציגים את המושג "מ.ש.ל" . פעילות – 2האם התבססנו רק על הידוע לנו? – עמ' 202 המטרה המרכזית של פעילות 2היא לעסוק בשגיאות נפוצות אצל תלמידים .שגיאה אחת היא התבססות על מידע שאינו נתון במהלך ההוכחה דבר שעלול ליצור מעגליות בהוכחה. במקרה זה ,התבססות על תכונות משולש שווה-שוקיים ,לפני שהוכח שהמשולש הוא משולש שווה-שוקים .שגיאה נוספת היא השימוש במושג "זוויות בסיס" השמור לזוויות במשולש שווה-שוקיים בלבד .הבהרה זו נעשת על ידי סעיף ב בו עדי מציעה ניסוח פשוט למשפט שהוכח ועל התלמידים לזהות את הבעייתיות בניסוח המוצע. מטרה משנית של הפעילות היא פיתוח מיומנות קריאת הוכחה .במסגרת פעילות ,2 התלמידים צריכים לקרוא הוכחה נתונה ____________________ ________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 30 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א ולזהות בה את השגיאה .בפעילות מוצהר כי התלמיד שכתב את ההוכחה התבסס על מידע שאינו נתון ועל התלמידים לאתר מהו המידע שלא ניתן היה להתבסס עליו. פעילות 2היא הזדמנות לחדד ידע מתמטי על ידי דיון עם תלמידים בשגיאות נפוצות שלהם – שימוש במידע שאינו נתון במסגרת ההוכחה ושימוש במושגים שמורים ,שלא במקומם. בנוסף ,פעילות 2מאפשרת לדון בדרך שבה הגענו להוכחה ובשפה המתמטית .כדי להוכיח את שוויון הצלעות (עדין איננו קוראים להן שוקיים ,כי לא הוכחנו כי זהו משולש שווה-שוקיים ) אנחנו בוחנים מספר אפשרויות לחפיפת משולשים ופוסלים את האפשרות ל העביר תיכון .כן יכולנו ,במקום לבנות גובה במקום חוצה זווית אך זה היה מעורר דיון בשאלה מדוע הגובה חייב להיות פנימי שאיננו רוצים להיכנס אליו בשלב זה. סעיף ב ,כאמור שוב מתייחס לדיוק בשפה המתמטית ,לא נקרא לזוויות ,זוויות בסיס ,אם לא ידוע לנו כי המשולש הינו משולש שווה-שוקיים. פעילות – 3באיזה משפט השתמשנו בכל שלב של ההוכחה? – עמ' 203 המטרה המרכזית של פעילות 3היא התייחסות לאבחנה בין משפט למשפט הפוך מבלי לציין זאת בצורה מפורשת .בפעילות התלמידים מתנסים בהוכחה שיש בה שימוש במשפט ובמשפט ההפוך. שימוש בשני המשפטים במסגרת הוכחה אחת, מחדדת את ההבדל ביניהם .בשלב הראשון נתון שמשולש הוא שווה-שוקיים ולכן מותר לנו להסיק כי זוויות הבסיס שוות .מאוחר יותר בגלל שהוכחנו שוויון בין זוויות ,נוכל להסיק שוויון בין הצלעות שמולן. ההוכחה המלאה: טענה נימוק ∡A = ∡L 1 A1 A 2 אם משולש הוא שווה-שוקיים אז זוויות הבסיס שלו שוות. 1 L 2 L1 נתון ש AG -חוצה את הזווית .∡A נתון ש LG -חוצה את הזווית .∡L 1 1 A L 2 2 חצאי זוויות שוות שווים. AG = LG אם במשולש יש שתי זוויות שוות אז הצלעות מולן שוות. GALשווה-שוקיים משולש בעל שתי צלעות שוות הוא שווה -שוקיים מ.ש.ל ____________________ ________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 31 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א פעילות – 4דרכים נוספות לזהות משולש שווה-שוקיים – עמ' 204 מטרת פעילות 4היא הוכחה פורמלית של תכונות נוספות של משולש שווה-שוקיים .כמו כן, כחלק מן הפעילות אנו חוזרים ומתרגלים ניסוח משפטים מתמטיים בצורת אם ...אז,... המקלה על התלמידים בזיהוי הנתון במשפט ומה צריך להוכיח, כפי שעשינו בפעילות הפתיחה, פעילות – 3נתונים ומסקנות, עמ' .194 תרגילים – עמ' 206 - 204 תרגיל 1הינו תרגול יכולת ההנמקה וזיהוי תכונות משולש שווה-שוקיים עליהן ניתן להתבסס. כמו כן ,התרגיל מאפשר שימוש במושגים ותכונות שנלמדו בכיתות ז-ח כמו ,המעגל וזווית חיצונית במשולש. עמ' 204 .1הראו שהמשולשים הבאים הם שווי-שוקיים ורשמו מי הן שוקי המשולש. א. S ב. ג. D ד. K 45 130 30 50 G 80 M M N 45 30 50 60 F זיהוי מידת הזווית השלישית מתוך סכום זוויות במשולש. FM=SM B P A על סמך זווית חיצונית נחשב את זוויות המשולש ונגלה כי השוקיים הן: GP=GK חישוב זווית על סמך זווית חיצונית. NA=ND A שתיים מצלעות המשולש הן רדיוסים של המעגל ולכן הצלעות שוות באורכן. MB=AM ____________________ ________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 32 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א בתרגילים 3 -2מידת הזווית ידועה .בתרגיל 2כי נתון משולש שווה-צלעות ובתרגיל 3כי נתון זוויות מלבן .עובדה זו ,מפשטת את ההוכחה .תרגיל 2דומה מאד לפעילות .3העובדה שנתון משולש שווה-צלעות מקצרת את השרשרת ההיסקית. עמ' .2 205המשולש NOFהוא שווה-צלעות .הקטע SFחוצה את הזווית ∡F והקטע SOחוצה את הזווית .∡O בתרגילים הבאים רשמו תחילה מה נתון ומה צריך להוכיח. הוכיחו כי המשולש SOFשווה-שוקיים. F ( ∡F1 = ∡F2הקטע SFחוצה את הזווית )∡F נתון: O 1 2 1 2 S ( ∡O1 = ∡O2הקטע SOחוצה את הזווית )∡O צריך להוכיחSF = SO : N הוכחה: טענה נימוק ∡F = ∡O = 60º נתון כי NOFהוא שווה-צלעות. 1 1 F O 300 2 2 הקטעים SFו SO -חוצי זווית. O1 F1 אם במשולש יש שתי זוויות שוות אז הצלעות מולן שוות. SF =SO המשולש SOF שווה-שוקיים. מ.ש.ל .3במלבן FARMהקטע MOחוצה את הזווית ∡Mוהקטע ROחוצה את הזווית .∡R A א .הוכיחו כי המשולש MORשווה-שוקיים (.)OM = OR 1 ב .הוכיחו כי המשולש MORישר-זווית. א .נתון: F R O 2 2 1 M ( ∡M1 = ∡M2הקטע MOחוצה את הזווית )∡M ( ∡R1 = ∡R2הקטע ROחוצה את הזווית )∡R צריך להוכיחOM = OR : הוכחה: טענה נימוק ∡M = ∡R = 90º נתון כי FARMהוא מלבן. 1 1 M R 45o 2 2 הקטעים MOו RO -חוצי R2 M2 זויות. זוויות השוות ל .45º OM = OR אם במשולש יש שתי זוויות שוות אז הצלעות מולן שוות. המשולש MORשווה-שוקיים. מ.ש.ל (א) ∡O = 90º חשבון זוויות במשולש .∡O = 180-45-45º :MORמ.ש.ל (ב) ____________________ ________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 33 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א עמ' 205 .4א ABC .משולש שווה-שוקיים ) AD .)AB=ACחוצה זווית הראש T .נקודה מחוץ למשולש ,על הישר החוצה את הזווית ,∡Aמעבר לקדקוד .Aהוכיחו שהמשולש TBCשווה-שוקיים. ב ABC .משולש שווה-שוקיים ) AD .)AB=ACחוצה זווית הראש S .נקודה מחוץ למשולש ,על הישר החוצה את הזווית ,∡Aמעבר לקדקוד .Dהוכיחו שהמשולש SBCשווה-שוקיים. תרגיל 4ניתן ללא סרטוט ,כדי לפתח את המיומנות של קריאת טקסט והבנתו ללא הסרטוט ,והתנסות בסרטוט סקיצה. סעיף א וסעיף ב מציגים למעשה ,שני מקרים אפשריים למיקום הנקודה מחוץ למשולש ועל הישר החוצה את זווית הראש .מומלץ לדון עם התלמידים ,האם יש הבדל בין ההוכחה בסעיף א לבין ההוכחה בסעיף ב. כדאי לקשר בין תרגיל 5לתרגיל . 6השימוש באותו סרטוט אינו מקרי ונועד לחדד את ההבדל בין הנתונים שבשני התרגילים. בתרגיל זה התנאים מ אפשרים חפיפת משולשים על פי צ.ז.צ ,ובתרגיל הבא הנתונים אינם מאפשרים זאת ולכן יש צורך להיעזר במשפט "אם במשולש שוות שתי זוויות אז הצלעות מולן שוות". R .5המשולש ZERשווה-שוקיים .הקטע RMחוצה את ∡R . ∡ZREזווית ראש. T הנקודה Tנמצאת על .RMהוכיחו שהמשולש ZETשווה-שוקיים. Z רעיון לפתרון :חפיפה של המשולשים RTEו RTZ -לפי משפט צ.ז.צ. M E באמצעות הפרש בין זוויות הבסיס של משולש ZERוזוויות שוות בין משולשים חופפים, נוכל להראות כי זוויות במשולש ZETשוות זו לזו ולכן הוא משולש שווה-שוקיים. R .6המשולש ROMשווה-שוקיים .נתון ש ∡R .∡ROT = ∡RMT -זווית ראש. T הוכיחו שהמשולש TOMשווה-שוקיים. O רעיון לפתרון :באמצעות הפרש זוויות .נתון ש ROM -שווה-שוקיים ולכן זוויות הבסיס שוות. M נתון גם ש ∡ROT = ∡RMT -מהפרש זוויות נקבל כי שתי הזוויות של המשולש TOMשוות, ולכן הוא משולש שווה-שוקיים. צפוי שחלק מהתלמידים יוסיפו את הקטע ( RTראו סרטוט) וינסו להוכיח את הטענה על ידי חפיפה R של המשולשים RMTו .ROT -פעולה זו אינה נכונה כיוון שהזוויות השוות נמצאות מול הצלע המשותפת ,ולא ניתן להיעזר בחפיפת משולשים להוכחת הטענה. מהלך ההוכחה דומה להוכחה שבפעילות ,3אלא שבמקום להתבסס על שוויון של חצאי זוויות שוות T O אנחנו מתבססים כאן על הפרש של זוויות שוות. התרגיל נועד לחזור ולדון בשאלה מתי אנו מתבססים על המשפט "אם משולש הוא שווה-שוקיים אז M זוויות הבסיס שלו שוות" ומתי על המשפט "אם במשולש שתי זוויות שוות אז הצלעות מולן שוות". כמו כן ,כדאי לדון בהבדל שבין תרגיל זה לתרגיל הקודם. בתרגיל הקודם היה נתון ש RM -חוצה זווית ,ולכן הנתונים סיפקו את התנאים לחפיפת משולשים על פי צ.ז.צ. ____________________ ________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 34 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א R עמ' 206 .7במשולש שווה-שוקיים QE PQRתיכון לשוק PRו PD -תיכון לשוק .RQ QEו PD -נפגשים בנקודה .Mהוכיחו כי המשולש QMPשווה-שוקיים. D E M מטרת תרגיל 7היא לזמן לתלמידים תרגום של שאלה מילולית לסרטוט .אחרי שלב זה, באמצעות משפט חפיפה צ.ז.צ מוכיחים כי המשולשים PDQו QEP -חופפים Q P ומתוך החפיפה מסיקים שוויון זוויות במשולש .QMP D .8המשולש DAFשווה-שוקיים (.)DA = DF הנקודה Kנמצאת על ,DMהגובה לבסיס. K F א .הוכיחו כי .AM = MFגובה במשולש שווה-שוקיים הוא גם תיכון. M A ב .הוכיחו שהמשולש KAFשווה-שוקיים. רעיון לפתרון :באמצעות משפט חפיפה צ.ז.צ מוכיחים כי המשולשים KFMו KAM -חופפים. .9חשבו את השטח ואת ההיקף של כל המשולשים השווי-שוקיים שלפניכם .הסבירו את החישובים. היעזרו במשפט פיתגורס הסרטוטים מוקטנים והמידות המופיעות הן בסנטימטרים. A א. B 10 ב. ג. T E 2.7 1.8 2.2 30 N E 2 Z במידת הצורך דייקו עד שתי ספרות אחרי הנקודה העשרונית. R C AB = BC 18.027 שטח 150 :סמ"ר היקף 66.054 :ס"מ TN = TE 2.2 ; h 1.96 שטח 1.96 :סמ"ר היקף 6.4 :ס"מ ZN = ZE = 2.7 ; h 2.54 שטח 2.29 :סמ"ר היקף 7.2 :ס"מ ____________________ ________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 35 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א בשאלה 10יש אינפורמציה עודפת :אין חשיבות לכך שהנקודה Mהיא אמצע התיכון לבסיס. לאחר הפתרון כדאי לעורר דיון: עמ' 206 האם השתמשנו בכך ש M -אמצע התיכון? -לא השתמשנו. מה נוכל להסיק מכך? -שגם אם Mנקודה אחרת על התיכון לבסיס המשולש הוא שווה-שוקיים. .10המשולש DAGשווה-שוקיים ( .)AD =AGהנקודה Mהיא אמצע התיכון לבסיס. הוכיחו שהמשולש DMGשווה-שוקיים. A הצעה לפתרון :ניעזר במשפט שבמשולש שווה-שוקיים התיכון לבסיס הוא גם חוצה זווית הראש ונוכיח את חפיפת המשולשים AMGו .AMD -לחילופין נוכל לסמן את אמצע M הבסיס ,להיעזר במשפט שבמשולש שווה-שוקיים התיכון לבסיס הוא גם גובה ובסיס ולהתבסס על חפיפת המשולשים PMGו.PMD - G P D ____________________ ________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 36 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א דלתון – מדריך למורה הדלתון נבחר כמרובע הראשון שנלמד במסגרת שיעורי הגאומטריה בכיתה ט ,כי הוראת הדלתון פשוטה מבחינה היסקית, מאפשרת שימוש וחיזוק של ידע שנלמד בכיתות ז ו -ח ונושא הדלתון חדש יחסית לתלמידים .הרעיון בהוראת הגאומטריה בכיתה ט ,הוא לפתח בצורה הדרגתית את מיומנויות ההיסק וכתיבת ההוכחה .לכן ,בפרק זה נמנע מהוכחות מורכבות ומרובות שלבים או הוכחות בדרך השלילה שאליהן נגיע בשלב מאוחר יותר של ההוראה .לעומת זאת ,יעשה שימוש רב בידע שנרכש בכיתה ח בנושא חפיפת משולשים ,משולש שווה-שוקיים ,שוויון קטעים ,שוויון זוויות ,זוויות קדקודיות ,זוויות צמודות וכן תוצאות הנובעות מתכונות הדלתון .סדר ההוראה מכתיב שימוש רב בחפיפת משולשים ובשאר הנושאים שהוזכרו קודם לכן ,כיוון שהתלמידים טרם למדו את תכונות המרובעים האחרים כדוגמת הריבוע ואינם יכולים לעשות שימוש בתכונות אלו בהוכחות. מרבית ההוכחות מבוססות על חפיפת משולשים ,ולכן במדריך למורה נציין את רעיון ההוכחה ולא נפרט את הדרך בה אנו מצפים מהתלמידים לכתוב את ההוכחה .פרק זה הוא הזדמנות מצוינת לתרגול דרכי כתיבת הוכחה ,כי ההוכחות עצמן הן מיידיות. בפרק הדלתון נעסוק גם בקישוריות בין אלגברה לבין גאומטריה על ידי שילוב תרגילים בנושא הדלתון ומערכת צירים. תרגילים אלו יתבססו על נושאים שנלמדו בכיתה ח כמו שימוש במערכת צירים ופונקציה קווית .כמו כן ,קישוריות זו תתרום לזריעת זרעים ראשונים להוראת גאומטריה אנליטית בעתיד .בדרך הוראה מדורגת זו ,אנו מאמינים כי יותר תלמידים יצליחו וייהנו מלימודי הגאומטריה בהמשך. שיקול נוסף לפתיחה עם הוראת הדלתון קשור לפרק העוקב ,פרק בניות באמצעות סרגל ומחוגה .בפרק זה חלק גדול מהשיקולים וההצדקות קשור בתכונות הדלתון. פרק הדלתון נפתח בהגדרה של דלתון .ההגדרה שנבחרה היא :דלתון הוא מרובע שלו שני זוגות זרים של צלעות סמוכות השוות זו לזו .ההגדרה מתייחסת רק לצלעות הדלתון .זאת בהבדל מהגדרות שהיו נהוגות בעבר ,כגון :דלתון הוא מרובע המורכב משני משולשים שווה-שוקיים בעלי בסיס משותף .ההגדרה האחרונה ,כוללת בתוכה את האלכסון המשני של הדלתון שאיננו צלע של המרובע ולכן אנו נמנעים מלהשתמש בהגדרה זו. כדאי להתעכב על מרכיבי הגדרת הדלתון .למשל ,מדוע נדרשים שני זוגות צלעות סמוכות שוות זו לזו .כדאי לבקש מהתלמידים לתת דוגמה למרובע שבו יש זוג אחד של צלעות סמוכות שוות ואיננו דלתון. נקודה נוספת חשובה להתייחסות בהקשר להגדרת הדלתון הוא המושג "זרים" הכלול בהגדרה ,ודורש הבהרה לתלמידים. מה המשמעות זרים ומדוע יש לציין שני זוגות זרים? הדוגמה הבאה יכולה לחדד נקודה זו: בדוגמה יש שני זוגות של צלעות סמוכות השוות זו לזו ובכל זאת המרובע איננו דלתון. תרגילים מתאימים לעורר דיון על ההגדרה של הדלתון ולשרש תפיסות שגויות הינם תרגילים .2 -1תרגיל 1מכיל דוגמאות ואי דוגמאות לדלתון ומציף נקודות חשובות להתייחסות ,כגון המקרה של ריבוע .תרגיל ,2עושה שימוש במשפט הפוך למשולש שווה-שוקיים. לפני פעילות 1וכחלק מהחזרה על הגדרות מוכרות לתלמידים מלימודים קודמים ,ישנה גם התייחסות לדלתון קמור ודלתון קעור .בדומה להגדרת מצולע קמור ומצולע קעור ,גם כאן אנו בוחרים בהגדרה המתבססת על האלכסונים ,האומרת כי דלתון קמור הינו מרובע שכל אלכסוניו הם פנימיים .הגדרה זו מאפשרת בדיקה קלה מאוד. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 37 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א לפתיחת נושא הדלתון ישנן שתי אפשרויות: אפשרות ראשונה היא ללמד לפי סדר הפעילויות המופיעות בספר בהתאם לשיקולים וההנחיות שיוצגו מיד לכל פעילות. אפשרות שנייה ,מתאימה להוראה בכיתות חזקות ,היא לפתוח בפעילות בה נתון מרובע בעל שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות ,והתלמידים צריכים לנסות ולגלות כמה שיותר תכונות של המרובע. דלתון הוא מרובע שלו שני זוגות זרים של צלעות סמוכות השוות זו לזו. קדקוד ראש אלכסון ראשי קדקוד הנמצא בין שתי צלעות שוות נקרא קדקוד ראש. הזווית שנוצרת בין שתי צלעות שוות נקראת זווית הראש. הזוויות בשני הקדקודים האחרים נקראות זוויות צד. אלכסון משני האלכסון המחבר את קדקודי הראש נקרא אלכסון ראשי. האלכסון האחר נקרא אלכסון משני. קדקוד ראש כשמעבירים את האלכסון המשני נוצרים שני משולשים שווי-שוקיים. כל זוג צלעות שוות הן שוקיים באחד המשולשים ,והאלכסון המשני הוא בסיס משותף של שני המשולשים. דלתון שהוא מרובע קמור (כל אלכסוניו פנימיים) נקרא דלתון קמור. בדלתון קמור האלכסונים הם פנימיים .לכן שני המשולשים השווי-שוקיים נמצאים משני צדי האלכסון המשני. דלתון שאינו קמור נקרא דלתון קעור .בדלתון קעור האלכסון המשני חיצוני. בדלתון קעור המשולשים השווי-שוקיים נמצאים בצד אחד דלתון קעור דלתון קמור של האלכסון המשני. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 38 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א פעילות – 1נחקור את תכונות הדלתון – עמ' 208 – 207 מטרת פעילות 1היא לחקור את תכונות הדלתון ולהשתמש בידע שנרכש בכיתה ח בנושא חפיפת משולשים .ההוכחות בפעילות 1הן בסיסיות ,מובנות ומדורגות ולכן מהוות חזרה ותרגול .השאלות המנחות מחדדות מה נתון ומה צריך להוכיח. בפעילות 1ישנה הזדמנות להוכיח את המשפט בדלתון זוויות הצד שוות זו לזו ,בשתי דרכים שונות. הערה חשובה שמתווספת לפעילות ,1שתכונות של דלתון קמור ,שזוויות הצד שוות זו לזו ושהאלכסון הראשי חוצה את זוויות הרא ש ,נכונות גם לדלתון קעור .אנו מאפשרים לתלמידים להוכיח זאת בתרגיל .9 בתרגיל 10אנו מאפשרים לתלמידים להוכיח כי הישר שעליו מונח האלכסון הראשי חוצה את האלכסון המשני וגם מאונך לו. תכונה הדומה לתכונה שמצאנו בדלתון קמור. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 39 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א עבור כל מרובע נבנה "תעודת זה ות" שתכיל את הגדרת המרובע הספציפי ואת תכונותיו .כך התלמידים יוכלו בכל פעם לחזור אל "תעודת הזהות" ולהיזכר בתכונות המרובע. A תכונות של דלתון: L הגדרה: P N O .1 אלכסוני הדלתון מאונכים זה לזה. .2 האלכסון הראשי של דלתון חוצה את זוויות הראש. .3 האלכסון הראשי של דלתון חוצה את האלכסון המשני. .4 בדלתון זוויות הצד שוות זו לזו. דלתון הוא מרובע שלו שני זוגות זרים של צלעות סמוכות השוות זו לזו. פעילות – 2סימטריה בדלתון – עמ' 209 בפעילות ,2זו הפעם הראשונה שאנו עושים שימוש במושג הסימטריה בכיתה ט .נחזור ונדגים אותו גם בפרק המקבילית, טרפז שווה-שוקיים ,מלבן וריבוע .הסימטריה הינה דרך המאפשרת לא לזנוח את השיקולים הבלתי פורמאליים ולאפשר לתלמידים להסתייע בהם כחלק מהחשיבה הראשונית בבניית הוכחות לוגיות או כחלק מתהליך הפנמה של תכונות המרובעים .הסימטריה שאנו מזהים בסרטוט כולו או בחלקים בתוכו מהווים רמז קדם-היסקי ,לדרך שבה כדאי לבחור להוכיח באופן פורמלי .נשים לב ,שכמעט כל הוכחה במסגרת פרק הדלתון נשענת על הסימטריה שבו .כיוון שלא הגדרנו סימטריה בדרך פורמלית לא נשתמש בסימטריה ככלי להוכחת טענות ,אלא רק להסבר לא פורמלי כמו בשלב הקדם דדוקטיבי .למשל ,להוכחת תכונות שנוח לנו להצדיק מטעמי סימטריה ,נחפש חפיפת משולשים או תכונות של משולשים שווי-שוקיים. לאור נקודה זו ,חשוב מאוד לדון עם התלמידים על ההבדל בין המחשה באמצעות קיפולי נייר לבין הוכחות של תכונות הדלתון כפי שנעשה בפעילות .1 המושג סימטריה מוצג בהקשר לאלכסון הראשי של הדלתון המחלק אותו לשני משולשים חופפים .המובן הבסיסי של ציר סימטריה שיקופית הוא קו קיפול :אם נקפל את הדלתון לאורך קו זה יכסה החלק האחד את החלק השני במדויק .זוהי גם המשמעות של חפיפה .כדאי להזכיר ולקשר לתלמידים משמעות זו של חפיפה ,כפי שהכירו אותה בכיתה ז. מתוך הבנת התלמידים את משמעות החפיפה נרצה כי יסיקו תכונות נוספות המודגמות על ידי ציר הסימטריה והן :חציית זוויות הראש של הדלתון ,חציית האלכסון המשני. בפעילות אנו מתייחסים גם לקיפול לאורך האלכסון המשני ,במטרה להמחיש שלא תמיד נקבל ציר סימטריה בעת הקיפול לאורך האלכסונים ,כפי שקיבלנו בקיפול לאורך האלכסון הראשי .העדר החפיפה בין המשולשים בולט מאוד בקיפולי נייר. מטרת סעיף ז היא להראות כי האלכסונים מאונכים זה לזה. ניתן להדגים את הסימטריה באמצעות שני יישומונים .בישומון הראשון רואים איך לכל נקודה על צלע של הדלתון יש נקודה סימטרית על צלע אחרת .היישומון השני מדגיש בדרך אחרת את הסימטריה בדלתון ,על ידי שיקוף משולש בצלעו וקבלת דלתון .בישומון ניתן לשנות את המשולש ולראות שבכל המקרים מתקבל דלתון .אפשר גם לשקף את המשולש בצלע אחרת. חשוב לשקף את הדלתון בצלע אחת בכל פעם. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 40 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א פעילות – 2סימטריה בדלתון לפעילות זו שני יישומונים באתר בפעילות זו נחקור את הסימטריה בדלתון .עקבו אחר ההנחיות הבאות: א .סרטטו משולש על דף נייר לבן. ב .קפלו את המשולש לאורך אחת הצלעות ,כך שהסרטוט יהיה בצד החיצוני של הקיפול. ג .גזרו את הדף המקופל על-פי שתי הצלעות של המשולש שאינן מקופלות .פתחו את הקיפול. הסבירו מדוע קיבלתם דלתון. ד .קו הקיפול הוא האלכסון הראשי של הדלתון .כיצד מדגים הקיפול את תכונות האלכסון הראשי? א ג ב ד דלתון הוא צורה סימטרית. האלכסון הראשי הוא ציר סימטריה של הדלתון. כל אחד מ המשולשים משני צדי האלכסון הראשי הוא תמונת ראי של המשולש השני. האלכסון הראשי מחלק את הדלתון לשני משולשים חופפים. ה .אילו תכונות נוספות של הדלתון מודגמות על-ידי הקיפול? נזכור ,כי מעוין הוא מרובע שצלעותיו שוות זו לזו ולכן הוא סוג של דלתון. ו .קפלו את הדלתון לאורך האלכסון המשני. בדלתון שאיננו מעוין האלכסון המשני איננו ציר סימטריה - המשולשים שנוצרים משני צדי האלכסון המשני אינם חופפים ואינם מכסים זה את זה בעת הקיפול. ז .נקפל את הדלתון גם לאורך האלכסון הראשי. אילו תכונות של הדלתון ניתן לראות היטב באמצעות קיפול זה? ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 41 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א פעילות – 3הוכחה מול המחשה – עמ' 210 מטרת פעילות 3היא לעסוק בניסוחים מתמטיים שקולים ומשמעותם .זוהי התשתית הראשונית של מיומנויות ההיסק בגאומטריה של התלמידים .עליהם לדעת שטענה מתייחסת לכמת "כל" גם במקרים שהמילה "כל" איננה מופיע בטענה .להלן דוגמאות שניתן לרשום אותן ללא הכמת "כל" והמשמעות זהה (אם נמחוק את המילה כל ,המשמעות תשמר): בכל דלתון האלכסון הראשי חוצה את זוויות הראש. האלכסון הראשי מחלק כל דלתון לשני משולשים חופפים. האלכסון המשני מחלק כל דלתון לשני משולשים שווי-שוקיים. באופן דומה נלמד את התלמידים כי גם הניסוח אם ...אז ...שקול לניסוח קודם: אם מרובע הוא דלתון קמור אז האלכסון הראשי חוצה את זוויות הראש. הניסוח האחרון מאפשר לנו לזהות בקלות ,מה נתון ומה צריך להוכיח ,כפי שדנו בפעם הראשונה בנושא בפעילות – 3נתונים ומסקנות ,עמ' .194נחזור לדוגמה שהופיעה בפעילות 3וממחישה זאת: כל משפט בגאומטריה מכיל אוסף של נתונים (או הנחות) ומסקנה שנובעת מהנתונים .בדוגמה שלנו: אם שני משולשים שווים בהתאמה בשתי צלעות ובזווית שביניהן אז המשולשים חופפים. מסקנה נתונים בכל פעם שנרצה להוכיח משפט או טענה נרשום תחילה את הנתונים ואת המסקנות אותן רוצים להוכיח. כדי להוכיח משפט יש להראות באופן לוגי שהמסקנה נובעת מהנתונים. מטרת סעיף ג של הפעילות היא לחדד שנית את ההבנה שגם כאשר המילה "לכל" איננה נכללת בניסוח הטענה ,משמעותה של הטענה זהה .המשמעות של הטענה "אלכסוני הדלתון מאונכים זה לזה" היא שלא קיים דלתון שאלכסוניו אינם מאונכים זה לזה. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 42 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א תרגילים – עמ' 214 - 210 מטרת תרגיל 1היא לחדד את ההגדרה ותכונות הדלתון וליצור אבחנה בין דלתון קעור לדלתון קמור באמצעות האלכסונים. נשים לב ,כי לכל דוגמה יש מטרה לחדד היבט אחר של הגדרת הדלתון. עמ' .1 210קבעו לגבי כל אחד מן המרובעים הבאים ,האם ניתן להסיק מהנתונים שהוא דלתון ונמקו את קביעתכם. אם המרובע הוא דלתון ציינו ,אם הוא דלתון קמור או דלתון קעור. ב. א. ד. ג. ה. 45 45 27 27 דלתון קעור - ישנם שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות. יש אלכסון חיצוני. ו. דלתון קמור - מעוין הוא דלתון כי יש לו שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות .הוא קמור כי האלכסונים בו פנימיים. דלתון קעור - לא ניתן להסיק שהמרובע הוא דלתון - ישנם שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות. יש אלכסון חיצוני. יש רק זוג אחד של צלעות סמוכות שוות. ז. דלתון קמור - ניתן להוכיח לפי ז.צ.ז שהאלכסון מחלק את המרובע לשני משולשים חופפים. מהחפיפה נסיק שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות. ח. ט. 45 45 דלתון קמור - חשוב להתעכב עם התלמידים על ההסבר מדוע ריבוע הוא גם דלתון. לא ניתן להסיק שהמרובע הוא דלתון. לא ניתן להסיק שהמרובע הוא דלתון - שני הזוגות של הצלעות השוות אינן סמוכות. קיבלנו מקבילית. ישנם שני זוגות של צלעות סמוכות שוות ,אך הם אינם זרים. דלתון קעור - ניתן להוכיח לפי צ.ז.צ שהאלכסון מחלק את המרובע לשני משולשים חופפים ולהסיק שקיימים שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 43 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א מטרת תרגיל 2דומה למטרת תרגיל 1והיא לחדד את הגדרת הדלתון ותכונותיו .ההתייחסות בתרגיל זה היא לעובדה שכאשר מעבירים את האלכסון המשני בדלתון ,נוצרים שני משולשים שווי-שוקיים. בתרגיל 2נעשה שימוש במשפט ההפוך שנלמד בפרק משולש שווה-שוקיים :אם למשולש יש שתי זוויות שוות ,אז הצלעות מולן שוות זו לזו ,ולכן הוא משולש שווה-שוקיים. עמ' 211 .2בכל אחד מהסעיפים הבאים ,קבעו אם המרובע ABCDדלתון. D B A C א . A ג. ב . ד . D 55 D 60 60 55 A D 55 B 40 B 40 A 60 55 C דלתון – בעזרת המשפט ההפוך נוכיח כי יש שני משולשים שווי-שוקיים שהאלכסון המשני הוא בסיס משותף לשניהם. 60 C C דלתון – בעזרת חישוב זוויות במשולש ישר-זווית ומשפט הפוך, נוכיח כי יש שני משולשים שווי- שוקיים שהאלכסון המשני הוא בסיס משותף לשניהם. B דלתון – לפי הזוויות הנתונות נסיק כי יש לנו שני משולשים שווי-צלעות, שהאלכסון המשני משותף להן. לא דלתון – מחישוב זוויות, נראה כי אין זוג זוויות נגדיות שוות. ∡B = 110ºו. ∡D =125º - ∡A = 60ºו.∡C =55º - בדלתון זוויות הצד שוות זו לזו. ניתן גם להראות שאין שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות. מקרה זה מובא כדי להדגיש שלא כל מרובע שניתן לחלק לשני משולשים שווי-שוקיים הוא דלתון. A .3המרובע ABCDהוא דלתון (.)BC = DC ,AB = AD K נתון.AG = AK : G B D צ"ל :המרובע AGCKהוא דלתון. לתרגיל זה ניתן להציג יותר מדרך פתרון אחת .נציג כאן פתרון ללא בניית עזר ועם בניית עזר. C רעיון הפתרון ללא בניית עזר ∆KDC ∆GBC :לפי משפט חפיפה צ.ז.צ .זוג צלעות הדלתון ,BC = DCזוויות הצד של הדלתון וחיסור קטעים שווים נתונים (זוג צלעות הדלתון והנתון) נקבל .KD = GB רעיון הפתרון עם בניית עזר: נעביר את האלכסון הראשי של הדלתון ונוכיח ∆GAC ∆KACלפי משפט צ.ז.צ . מתוך החפיפה נסיק כי .GC = KCקיבלנו שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות במרובע AGCKולכן הוא דלתון. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 44 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א מטרת תרגיל ,4להבחין בין שאלות עם הכמת "כל" לבין שאלות עם הכמת "קיים" .כדי להצדיק טענה עם הכמת "כל" נדרשת הוכחה כללית ואילו לשם הפרכה מספיקה דוגמה יחידה .בטענות עם הכמת "קיים" המצב הפוך .כדי להוכיחן נדרשת דוגמת קיום יחידה ואילו כדי להפריכן יש צורך בהוכחה כללית .בשלב זה של הלמידה ,אנחנו מתרכזים בכמת "כל". אנחנו מציגים טענות עם הכמת "כל" לצד טענות עם הכמת "קיים" כדי לחדד את ההבדל בסוג ההצדקה הנדרש. עמ' 211 .4לפניכם זוגות של טענות .הוכיחו או הפריכו את הטענות. )1 א .האם בכל דלתון יש זוג צלעות שהן שוות זו לזו ומאונכות זו לזו? לא .בדלתון משמאל אין זוג צלעות שהן שוות זו לזו ומאונכות זו לזו. ב .האם קיים דלתון עם זוג צלעות שהן שוות זו לזו ומאונכות זו לזו? כן ,בדלתון משמאל יש זוג צלעות שהן שוות זו לזו ומאונכות זו לזו. )2 א .האם בכל דלתון כל הצלעות שוות זו לזו? לא .בשתי הדוגמאות בשאלה הראשונה ,למשל ,לא כל הצלעות שוות זו לזו. ב .האם קיים דלתון שבו כל הצלעות שוות זו לזו? כן ,כל מעוין הוא דלתון שכל צלעותיו שוות זו לזו .נדגיש שכדי לענות על השאלה מספיק להראות מעוין אחד. )3 א .האם בכל דלתון כל הזוויות שוות זו לזו? לא .בשתי הדוגמאות בשאלה הראשונה ,למשל ,לא כל הזוויות שוות זו לזו. ב .האם קיים דלתון שבו כל הזוויות שוות זו לזו? כן ,כל מלבן הוא דלתון שכל זוויותיו שוות זו לזו .חשוב לציין שבשביל לענות על השאלה די להראות דוגמה אחת. )4 א .האם בכל משולש שווה-שוקיים זוויות הבסיס חדות? כן .אילו זוויות הבסיס היו ישרות או קהות אז סכום הזוויות היה עולה על 180מעלות ב .האם קיים משולש שווה-שוקיים עם זוויות בסיס חדות? כן .המשולש משמאל הוא דוגמה למשולש שווה-שוקיים עם זווית בסיס חדות. סעיף )3הובא במיוחד כדי לאפשר דיון עם התלמידים שאם התשובה לסעיף א היא כן ,התשובה לסעיף ב חייבת אף היא להיות כן ,שהרי זו המשמעות של הכמת "כל". ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 45 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א עמ' 211 )5 א .האם בכל דלתון זוויות הצד ישרות? לא .בדלתונים בשאלה הראשונה זוויות הצד אינן ישרות. ב .האם קיים דלתון שבו זוויות הצד ישרות? כן .בדלתון משמאל זוויות הצד ישרות. )6 א .מה משותף לכל הטענות בסעיפי א ,בכל זוג טענות? בכל הטענות המופיעות בסעיף הראשון של כל שאלה מופיע הכמת "כל" .הטענות מתייחסות לכל האיברים של קבוצה אינסופית (כל הדלתונים ,כל המשולשים השווי-שוקיים) .כיוון שאי אפשר לבדוק את כל הדוגמאות של קבוצה אינסופית יש לספק הוכחה כללית .כדי להראות שהטענה לא מתקיימת לכל איברי הקבוצה ,מספיק להביא דוגמה נגדית אחת. ב .מה משותף לכל הטענות בסעיפי ב ,בכל זוג טענות? כל הטענות בסעיף השני של כל שאלה הן טענות קיום .כדי להוכיחן עלינו לספק דוגמת קיום ,וכדי להפריכן עלינו לספק הוכחה שלא ניתן להביא דוגמה מתאימה. C עמ' .5 212נתון - GCKL :ריבוע. B G F .LB = LF הוכיחו - BCFL :דלתון. K L נוכיח ∆GBL ∆KFLלפי המשפט על משולשים ישרי-זווית השווים בניצב ויתר. מתוך החפיפה נסיק כי .GB = FKנתון גם - GC = CKצלעות הריבוע ומחיסור קטעים שווים נקבל .CF = BC קיבלנו שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות במרובע BCFLולכן הוא דלתון. ניתן לתת שאלה נוספת ,על אותו סרטוט אלא שהפעם נתון כי CF = BCוצריך להוכיח כי BCFLהוא דלתון. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 46 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א עמ' .6 212 אייל בנה עפיפון שצורתו דלתון ) .) AD=CD ,BC =ABכדי לקשט את העפיפון שלו אייל B מדד מקצות האלכסון ACשני קטעים שווים באורך 5ס"מ = .AL = MC אייל חיבר את הנקודות Lו M -עם קודקודי הדלתון Bו( D -ראו סרטוט). o C L M A אייל צבע את המרובע החדש ב BMDL -בצבע וטען שגם הוא דלתון. האם אייל צודק? הוכיחו את תשובתכם. D אייל צודק .רעיון ההוכחה: דרך א :הוכחה על ידי חפיפה של שני משולשים ישרי-זווית ∆BLO ∆BMOו ∆DLO ∆DMO -השווים בשני ניצביהם. דרך ב :האלכסון הראשי בדלתון חוצה את האלכסון המשני .שמרנו על תכונה זו כאשר הורדנו קטעים שווים באורכם מקטעים שווים .שמרנו גם על תכונות המאונכות של האלכסונים. לפי המשפט אם במשולש גובה הוא תיכון ,אז המשולש הוא שווה-שוקיים .נקבל שני משולשים שווה-שוקיים ולכן גם נקבל שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות. .7 L איילת בנתה עפיפון שצורתו דלתון ) .) BL=UL ,BE =UEכדי לקשט את העפיפון שלה היא מדדה מקצוות שני האלכסונים בדלתון קטעים שווים של 8ס"מ. T U .LT = AU = RE = BS = 8 S A B איילת חיברה בין ארבעת הנקודות S, T, A, Rשסימנה (ראו סרטוט). א .איילת טוענת שהצורה החדשה STAR :היא דלתון. R האם איילת צודקת? הוכיחו את תשובתכם. E איילת צודקת .רעיון ההוכחה :כמו בתרגיל .6 בתשובה לסעיף א יש כבר רמז לסעיף ב. ב .בועז טוען שכדי לסרטט דלתון מספיק לסמן ארבע נקודות A .ו S -במרחקים שווים מקודקודי Bו U -של הדלתון, כפי שסימנה איילת ,אבל הנקודות Rו T -יכולות להיות במרחקים שונים מהקדקודים Lו E -של הדלתון. האם בועז צודק? הוכיחו את תשובתכם. בועז צודק .ניתן לבקש מהתלמידים לנסות לסרטט ,למשל ,את המרובע LSEA :ולבחון האם הוא דלתון? בדרך הבנייה אותה מציע בועז ,אנו כל הזמן שומרים על קיום המשפט :אם במשולש גובה הוא תיכון ,אז המשולש הוא שווה-שוקיים .ולכן תמיד נקבל שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 47 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א E עמ' .8 212 NETהוא משולש שווה-שוקיים (.)NE = ET 1 2 - EAחוצה זווית ראש AR .ו AC -מאונכים לשוקי המשולש .ΔNET הוכיחו כי: C א.ΔNAR ≅ ΔTAC . R T ב .המרובע RACEהוא דלתון. A N הרעיון לפתרון: א .נוכיח ΔNAR ≅ ΔTACלפי משפט ז.צ.ז .התלמידים צריכים לזכור את תכונות משולש שווה-שוקיים ,שחוצה זווית הראש הוא גם תיכון .כמו כן ,כדאי להסב את תשומת לב התלמידים כי מהקיום של שני זוגות של זוויות שוות בהתאמה נוכל להוכיח שגם הזוויות הנותרות שוות זו לזו .לכן נוכל להוכיח חפיפת משולשים לפי ז.צ.ז. ב. מתוך החפיפה נסיק כי - EN = ET .RA = ACנתון ומחיסור קטעים שווים נקבל .ER = ECקיבלנו שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות במרובע RACEולכן הוא דלתון. מטרתם של תרגילים 9ו 10 -היא לבחון את תכונות הדלתון הקמור בדלתון קעור .בשני התרגילים מתבססים על אותו סרטוט .בתרגיל 9מוכיחים כי שתי תכונות שמתקיימות בדלתון קמור ,ומתקיימות גם בדלתון קעור: האלכסון הראשי חוצה את זוויות הראש וזוויות הצד שוות זו לזו בתרגיל 10מוכיחים כי בדלתון קעור ,הישר ,עליו מונח האלכסון הראשי ,חוצה את האלכסון המשני ומאונך לו ,בדומה לתכונות של דלתון קמור .כדאי לסייע לתלמידים לזהות את האלכסון המשני שחיצוני לדלתון בהיותו דלתון קעור. עמ' .9 213 - ORENדלתון קעור ( .) ER = NE ,ON = OR 1 2 א .הוכיחו כי .∡ONE = ∡ORE ב .הוכיחו כי .∡O1 = ∡O2 קטעים שנמצאים על ישרים מאונכים, נחשבים מאונכים זה לזה ,גם אם אין להם נקודה משותפת. הרעיון להוכחת סעיפי א ו-ב יחד :נוכיח ∆ONE ∆OREלפי משפט צ.צ.צ .נתון שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות בדלתון וצלע משותפת .מתוך החפיפה נסיק כי ∡ONE = ∡OREוגם ,∡O1 = ∡O2זוויות מתאימות במשולשים חופפים. בתרגיל ,9הוכחנו שתי תכונות שמתקיימות בדלתון קמור ,ומתקיימות גם בדלתון קעור: האלכסון הראשי חוצה את זוויות הראש וזוויות הצד שוות זו לזו. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 48 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א עמ' .10 213 תרגיל זה הוא המשך של תרגיל .9תוכלו להתייחס להוכחות שנעשו בתרגיל 9 כנתונים של תרגיל זה. נאריך את האלכסון OEמעבר ל E -ונסמן ב T -את נקודת המפגש של המשך האלכסון הראשי עם האלכסון המשני. הוכיחו: א.NT = TR . ב.OT NR . הרעיון לפתרון: א. ( ON =ORצלעות סמוכות שוות בדלתון .)ORENלכן המשולש NORשווה-שוקיים .הוכחנו בתרגיל 9סעיף ב OEחוצה זווית הראש ולכן גם תיכון .מכאן .TR = NT ב. מאותם נימוקים שבסעיף א ,חוצה זווית הראש במשולש שווה -שוקיים הינו גם גובה במשולש. נשים לב ,כי בתרגיל 10הוכחנו כי בדלתון קעור ,הישר עליו מונח האלכסון הראשי ,חוצה את האלכסון המשני ומאונך לו, בדומה לתכונות של דלתון קמור. .11 - LAMPריבוע. A .∡P1 = ∡P2 AP R L C 1 2 .RC הוכיחו LRCP :דלתון. M הרעיון לפתרון :נוכיח ∆LRP ∆CRPלפי משפט ז.צ.ז .מתוך החפיפה נסיק כי LR = RCוכן P .CP = LP קיבלנו שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות במרובע LRCPולכן הוא דלתון. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 49 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א עמ' .12 214לפניכם רשימת טענות .קבעו לגבי כל טענה אם היא נכונה ונמקו. א .אלכסוני הדלתון מאונכים זה לזה .נכון. ב .מרובע שאלכסוניו מאונכים זה לזה הוא דלתון .לא נכון .להלן דוגמה נגדית אפשרית: ג. ריבוע הוא דלתון .נכון. ד .דלתון הוא ריבוע .לא נכון .ריבוע הוא דלתון מיוחד .קיימים דלתונים רבים שאינם ריבוע. ה .אין דלתון שהוא ריבוע .לא נכון. ו. אם במרובע יש שני זוגות של צלעות סמוכות שוות ,אזי המרובע הוא דלתון .לא נכון .הזוגות צריכים להיות זרים. להלן ,דוגמה נגדית בה יש שני זוגות של צלעות סמוכות שוות, אך לא שני זוגות זרים ולכן לא המרובע איננו דלתון. תרגיל 13הינו תרגיל בו הסרטוט אינו שלם ועל התלמידים להשלימו ולהיזכר במשמעות המושג אנך אמצעי לקטע. לתרגיל זה יישומון באתר B P .13אמצע הקטע .ABהישר mהוא אנך אמצעי לקטע .AB G הנקודות Gו F -נמצאות על הישר .m P הוכיחו כי AFBGדלתון. m F A הרעיון לפתרון: התלמידים צריכים להכיר את מושג אנך אמצעי שטומן בתוכו שתי תכונות :היותו אנך והיותו חוצה קטע .קיבלנו מרובע בו האלכסונים מאונכים זה לזה ואחד האלכסונים חוצה את האלכסון האחר ולכן הוא דלתון .גם במשולש AGBוגם במשולש AFBיש תיכון שהוא גם גובה ולכן שני המשולשים שווי-שוקיים. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 50 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א עמ' 214 .14נתון - ABCD :ריבוע. .DK = DL A B הוכיחו: א.AL = KC . ב - KMLD .דלתון. C ג - ABCM .דלתון. M K L D הרעיון לפתרון: א .נוכיח ∆ADL ∆CDKלפי משפט צ.ז.צ .מתוך החפיפה נסיק כי .AL = KC A B ב .נוכיח ∆LMC ∆KMAלפי משפט ז.צ.ז לצורך ההוכחה נעזר בשוויון זוויות הנובע מהחפיפה מסעיף א (ראו סימון בסרטוט) וגם בשוויון הזוויות הצמודות .מתוך החפיפה נסיק כי KM = ML .קיבלנו שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות במרובע KMLDולכן הוא דלתון. ג. נתון – ABCDריבוע ,לכן .CB =ABמחפיפת המשולשים ∆LMC ∆KMAניתן להסיק כי .MC = AMקיבלנו שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות במרובע ABCMולכן הוא דלתון. C M K L D יש לשים לב ,כי התלמידים עדיין לא למדו את תכונות אלכסוני הריבוע ולכן לא יכולים להשתמש בתכונות אלו בהוכחה. כיצד נזהה שמרובע הוא דלתון? כדי להוכיח שמרובע הוא דלתון ,נשתמש במשפטי חפיפת משולשים שלמדנו. בעזרתם נוכל להוכיח ,שיש למרובע שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות ,או לזהות במרובע שני משולשים שווי-שוקיים שהאלכסון המשני הוא בסיס משותף לשניהם. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 51 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א פעילות – 4שטח דלתון – עמ' 215 מטרת פעילות 4להציג דרכים שונות לחישוב שטח דלתון על סמך ידע קודם של התלמידים או להוכיח אותן. בפעילות זו ,בעת ההוכחה נדרשת טכניקה אלגברית. לפעילות זו יש יישומון מתאים באתר. במשולש NAPהגובה לצלע NPהוא ,KAמדוע? בדלתון ,האלכסונים מאונכים זה לזה לכן נוכל לחשב: SPINA = 2 SNAP = 2 ½ NP KA = 2 ½ NP a = ½ NP 2a = ½ NP IA האלכסון הראשי חוצה את האלכסון המשני חוקי החילוף והקיבוץ בכפל ראינו כי בדלתון השטח שווה למחצית מכפלת האלכסונים .הדלתון והמעוין שניהם מרובעים שאלכסוניהם מאונכים זה לזה. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 52 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א מטרת פעילות 5היא להכליל ולהוכיח את המשפט של שטח מרובע שווה למחצית מכפלת אלכסוניו. פעילות – 5הקשר בין אלכסונים מאונכים לשטח מרובע – עמ' 216 נוכיח משפט: שטח מרובע שאלכסוניו מאונכים זה לזה שווה למחצית המכפלה של אלכסוני המרובע C נתון :אלכסוניו של המרובע CTLDמאונכים זה לזה. צ"לSCTLD = ½ TD CL : הוכחה: y האלכסון TDמחלק את האלכסון CLלשני חלקים שאחד מהם, המסומן ב ,x -הוא הגובה לצלע TDבמשולש TLDוהשני, המסומן ב ,y -הוא הגובה לצלע TDבמשולש .CTD D T x L נחשב את שטח המרובע CTLDכסכום שני המשולשים LTDו: CTD - SCTLD = SLTD + SCTD = ½ TD x + ½ TD y = ½ TD(x + y) = ½ TD CL מ.ש.ל x + y = CL תרגילים – עמ' 220 - 216 עמ' 216 M N .15במרובע MNOPהאלכסונים מאונכים זה לזה ונפגשים בנקודה .T T P נתון 4 :ס"מ = 3 ,∡MNT = 45 ,PTס"מ = 10.4 ,MTס"מ = .PO חשבו את שטח המרובע ואת היקפו. במידת הצורך דייקו עד 2ספרות אחרי הנקודה העשרונית. O מטרת תרגיל 15להדגים חישוב שטח באמצעות המשפט :שטח מרובע שאלכסוניו מאונכים זה לזה שווה למחצית המכפלה של אלכסוני המרובע .בנוסף ,התרגיל משלב תזכורת למשפט פיתגורס שנלמד בכיתה ח. יש לשים לב ,כי אין מדובר פה בדלתון. משולש MTNהינו משולש שווה-שוקיים ,לכן 3ס"מ = .NT = MTולכן 7 ,ס"מ = NP בעזרת משפט פיתגורס נמצא את אורך הקטע: 9.6ס"מ = . OTולכן 12.6 ,ס"מ = MO שטח המרובע הוא 44.1 :סמ"ר; היקף המרובע 29.69 :ס"מ. בעזרת משפט פיתגורס נמצא את אורכי הצלעות החסרות: 4.24ס"מ = 5 ; MNס"מ = 10.05 ; MPס"מ = NO ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 53 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א תרגיל 16הוא ללא סרטוט .התלמידים צריכים להסיק מן הכתוב מיהו האלכסון הראשי ,מיהו האלכסון המשני. סעיף ב ,מחדד את הנקודה כי מהנתונים לא ניתן להסיק מיהו האלכסון המשני ומיהו האלכסון הראשי ולכן קיימות כמה אפשרויות רבות כפי שמודגם בהמשך .הנתונים מכתיבים שהדלתון הינו דלתון קמור בלבד ,בשל הדרישה שהאלכסונים יפגשו בנקודה .F עמ' 216 .16בדלתון PONGהאלכסונים נפגשים בנקודה .F נתון .PN OG :שטח המרובע 30סמ"ר 20 .ס"מ = .PN א .חשבו את אורך האלכסון 3 .OGס"מ = OG ב .הסבירו מדוע הנתונים אינם מאפשרים לדעת מהו אורך הקטע .PF (הראו שקיימת יותר מאפשרות אחת). נתוני השאלה מאפשרים לסרטט אינסוף דלתונים ,כאן מודגמים ארבעה מהם .בפרק הבניות נתעמק יותר במצבים בהם הנתונים מאפשרים לסרטט יותר מאשר דלתון אחד .כאן מוצגות שתי דוגמאות בהן PNהוא האלכסון הראשי ושתי דוגמאות בהן OGהאלכסון הראשי. . O F N O P F N G P G O O F N N P F P G G אם PNאלכסון ראשי אז הנקודה Fיכולה להיות כל נקודה על האלכסון ולכן אי אפשר למצוא את אורך הקטע .PF אם PNאלכסון משני אז הנקודה Fהיא אמצע האלכסון PNומכאן 10ס"מ = .PF כדאי לשים לב שהנתונים המספריים מאפשרים לסרטט גם דלתון קעור ,אך הנתון "האלכסונים נפגשים בנקודה "F מבטיח שכאן מדובר בדלתון קמור. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 54 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א P Q עמ' PQRT .17 217דלתון M .PQ = PT .נקודת מפגש האלכסונים. 3 45 M 60 T נתון 3 ,∡MQR = 60 ,∡PQM = 45 :ס"מ = .TM חשבו את שטח הדלתון ואת היקפו. R האלכסון הראשי חוצה את האלכסון המשני ולכן 3 ,ס"מ = .MQ = TM המשולש MQPהינו משולש שווה-שוקיים ,לכן 3ס"מ = .PM = MQלפי משפט פיתגורס 4.24 ,ס"מ .PQ= PT המשולש TQRשווה-צלעות בעזרת משפט פיתגורס במשולש MQRנמצא את אורך הקטע 5.196 :MRס"מ .MR ומכאן 9.7 ,ס"מ . PR שטח הדלתון 24.59 :סמ"ר היקף הדלתון 20.48 :ס"מ = .2PQ + 2RQ EFGH .18דלתון P .FG = EF .נקודת מפגש האלכסונים 10 .ס"מ = .EGשטח הדלתון 40סמ"ר. א .מה אורך האלכסון 8 ? FHס"מ = ; FH ב .האם ניתן לדעת על פי הנתונים מהו אורך הקטע ? FPבמידה וכן -חשבו. במידה ולא -נמקו .אין לנו מספיק מידע על האלכסון הראשי. ג .האם ניתן לדעת על פי הנתונים מהו אורך הקטע .EPבמידה וכן -חשבו. כן ,כי האלכסון הראשי חוצה את האלכסון המשני ולכן 5 ,ס"מ = ; EP במידה ולא -נמקו. סרטוט מוקטן למקרה א: RKLM .19דלתון. 13 12 נתון 13 :ס"מ = 20 ;RK = RMס"מ = 24 ;LK = LMס"מ = .KM 16 חשבו את שטח הדלתון: א .במקרה שהדלתון קמור .בעזרת משפט פיתגורס נמצא כי 12ס"מ = 16 ; KOס"מ = ; OL 12 5 13 שטח הדלתון 252 :סמ"ר ב .במקרה שהדלתון קעור .ניתן לחשב בכמה דרכים שונות ,לאחר שיש לנו את הנתונים מסעיף א. דרך א :נפחית פעמיים את שטח המשולש הקטן משטח הדלתון הקמור ונקבל 132סמ"ר. דרך ב :נמצא את אורך האלכסון הראשי ( 11ס"מ) על-ידי הפחתה פעמים של גובה המשולש הקטן ונחשב את שטח הדלתון. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 55 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א עמ' 217 FROG .20דלתון N .GF = GO .נקודת מפגש האלכסונים. נתון 20 :ס"מ = 8 ,NRס"מ = 17 ,GNס"מ = .GF חשבו את שטח הדלתון ואת היקפו. בעזרת משפט פיתגורס נמצא כי 15ס"מ = ; NFולכן 30 ,ס"מ = ; OF שטח הדלתון 420 :סמ"ר; בעזרת משפט פיתגורס נמצא כי 25ס"מ = ; FR היקף הדלתון 84 :ס"מ. A עמ' 218 ABCD .21דלתון קמור ששטחו 84סמ"ר.CB = CD . Pנקודת מפגש האלכסונים 10 .ס"מ = 12 ,BCס"מ = .BD D הוכיחו כי .AD AB B P AC 12 נחשב תחילה את אורך האלכסון 84 AC 14 : AC 2 C ממשפט פיתגורס במשולש DPCנקבל 8ס"מ = PCולכן 6ס"מ = .AP המשולש ADPישר-זווית ושווה-שוקיים ולכן.∡DAP = 45 , האלכסון הראשי בדלתון חוצה את זווית הראש ומכאן .∡DAB = 90 במילים אחרות.AD AB : .22בדלתון )EH = EL ,OH = OL( OHELהאלכסונים נפגשים בנקודה .T נתון 10 ,OH HE :ס"מ = .∡E = 60 ,HE א .חשבו את מידות הזוויות.∡OEL ,∡LOE ,∡OLT : ;∡OLT = 30 ;∡LOE = 60 ∡OEL = 30 ב .הוכיחו כי .OTL LTEלמשולשים 3זוגות של זוויות מתאימות שוות.90 º ,60º ,30º : ג .חשבו את אורכי הקטעים HLE .TE ,OE ,OT :משולש שווה-צלעות .מכאן 10 = HL = LE ,ס"מ = .HE O ד .חשבו את שטח הדלתון (במידת הצורך דייקו עד שתי ספרות אחרי הנקודה העשרונית). L שטח הדלתון הוא 68.3 :סמ"ר T H ה .חשבו את היקף הדלתון (במידת הצורך דייקו עד שתי ספרות אחרי הנקודה העשרונית). היקף הדלתון הוא34.14 :ס"מ .2HE + 2HO E ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 56 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א תרגילים 23ו 24 -יוצרים קישור לתלמידים בין לימודי האלגברה ללימודי הגאומטריה והכנה ללימודי גאומטריה אנליטית. עמ' 218 .23הנקודות ) (0,4ו (2,0) -הן קדקודים סמוכים של דלתון. א .מצאו שיעורים של עוד שתי נקודות שיכולות להיות שני הקדקודים האחרים. דוגמאות: )(2,8); (3,4 או )(2,5); (4, 4 כמה דלתונים שונים אפשר למצוא? נמקו. קיימים אינסוף דלתונים אפשריים. נתבונן למשל בדוגמה הימנית .במקום הנקודה ) (0,-2אפשר לבחור כקדקוד כל נקודה אחרת על ציר ה ,y -למעט ראשית הצירים (כדי שלא ייוצר משולש) .באופן דומה נוכל ליצור אינסוף דלתונים גם מכל אחת הדוגמאות האחרות. יכול להיות שאחד התלמידים יציע לסרטט אלכסון ראשי שאינו מקביל לאף אחד מהצירים .זו אפשרות נכונה ,למרות שאין לתלמידים כלים למצו א את הקדקודים האחרים בדרך זו ,כל עוד אינם מכירים תכונות של ישרים מאונכים. לפעילות זו יש דף להקרנה והדגמה בשני נוסחים: שקף להקרנת השאלה ,עם דלתון שאפשר לשנות את שיעורי קדקודיו באמצעות הוורד (באמצעות כלי לעריכת נקודות). לשם כך נדרשת מיומנות בעבודה עם כלי הסרטוט של הוורד .שקף זה מופיע באתר הקורס בשם "הזיזו את הנקודות כך שהצורה תישאר דלתון". שקף (מופיע בעמוד הבא) עם הגדלה של השאלה .ניתן להקרינו על לוח לבן ולאפשר לתלמידים להשלים את הדלתון במערכת הצירים ב .האם תיתכנה שתי נקודות כאלה שאינן על הצירים? הסבירו. כן ,לדוגמה(2,8); (3,4) : ג .מורן הציעה את הנקודות ) (0,-4ו .(-2,0) -האם המרובע של מורן הוא דלתון? כן ,הוא דלתון מיוחד שנקרא מעוין. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 57 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א 8 6 4 2 6 4 2 -2 -4 -6 -2 -4 -6 -8 סרטטו דלתון שהנקודות המסומנות הן קדקודים סמוכים שלו שקף לשאלה , 23עמ' 218 ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 58 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א עמ' 219 .24הנקודות ) (0,3ו (4,4) -הן קדקודים סמוכים של דלתון. א. מצאו שיעורים של עוד שתי נקודות שיכולות להיות שני הקדקודים האחרים של הדלתון אם ידוע שהאלכסון הראשי הוא על ציר ה y -וסרטטו את הדלתון במחברת. אם האלכסון הראשי על ציר yנדאג שהוא יחצה את האלכסון המשני ולכן, הקדקוד השני של האלכסון המשני יהיה ) . (-4,4הקדקוד הרביעי יכול להיות בנקודות שונות ,לדוגמה(0,18) : ב. מהו אורך האלכסון המשני בדלתון שלכם? אורך האלכסון המשני 8יחידות אורך. ג. מהו שטח הדלתון שלכם? מטרת סעיף ג ,לחדד את ההבדל בין התשובה לסעיף ג לתשובה לסעיף ב .בסעיף ב לכל בחירה של התלמידים ,אורך האלכסון המשני יהיה זהה ,אבל תלמידים שונים יסרטטו דלתונים שונים, בה תאם לבחירה של אורך האלכסון הראשי ,שאין עליו מגבלה ולכן השטחים יהיו שונים .במקרה של הדוגמה שנבחרה לתרגיל זה בסעיף א שטח הדלתון יהיה 60יחידות שטח. אם נבחר נקודה אחרת כמו ) (0,6השטח ישתנה ל 12 -יחידות שטח. ד. מה היקף הדלתון שלכם? ההיקף תלוי אף הוא בב חירה של התלמידים באורך האלכסון הראשי .לכן גם לסעיף זה נקבל תשובות שונות .נעזר במשפט פיתגורס לחישוב הצלעות של הדלתון .לפי נתוני סעיף א 43.16 -יחידות אורך. בתרגיל 25נדגיש את סדרת ההיסקים המתקבלת :מרובע הוא דלתון ,בכל מרובע סכום הזוויות הפנימיות הוא 360סכום הזוויות הפנימיות בדלתון הוא .360º ישנה דרך נוספת והיא כמובן לחלק את הדלתון לשני משולשים ,אך חשוב שהתלמידים יבינו שאין בכך צורך. .25מהו סכום הזוויות של דלתון? הוכיחו. התשובה של אור: למדנו שסכום הזוויות במרובע הוא .360דלתון הוא מרובע ולכן סכום הזוויות שלו הוא .360 התשובה של עמית :סכום הזוויות בדלתון הוא בדיוק סכום הזוויות של שני משולשים ולכן הוא שווה ל.360 - ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 59 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א נסו להוכיח ללא חישוב מידת הזוויות. בתרגיל 26אנו משתמשים בידע שלמדנו בפרק על מצולעים. עמ' 219 H SHARON .26משושה משוכלל .הוכיחו כי SAONדלתון. A נתון :משושה משוכלל. ;NO = SN צ"ל: S AO = SA N R O הוכחה: טענה נימוק NS = NO נתון משושה משוכלל. ∡SHA = ∡ARO זוויות פנימיות במשושה משוכלל שוות זו OR = AR = SH = HA נתון משושה משוכלל. ∆SHA ∆ARO לפי צ.ז.צ AO = SA צלעות מתאימות בין משולשים חופפים. SAONדלתון שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות. לזו. מ.ש.ל תרגיל 27דורש שלבי היסק אחדים ולכן מתאים בשלב זה רק לתלמידים מצטיינים .כדאי לזהות את הדלתונים משיקולי סימטריה ורק אחר כך לחפש שוויונות בדרך לחפיפת משולשים A עמ' .27 220בדלתון )BC = DC ,AB = AD( ABCD BEו DF -חוצים בהתאמה את ∡Bו∡D - E ונחתכים בנקודה .G G D צ"ל: א .ABE ADF .ז.צ.ז ( ∡Aמשותפת ∡ABE ∡ADF ,AB=AD ,חצאי זוויות שוות) F B C ב .DGE BGF .ז.צ.ז ( ∡GED =∡GFBצמודות לזוויות שוות ED=FD ,הפרשי קטעים שווים, ∡ADF = ∡ABEחצאי זוויות שוות) ג .המרובע AFGEהוא דלתון .מחפיפה ב נובע שוויון הצלעות הדרושות. ד .מצאו בסרטוט שני דלתונים נוספים והוכיחו לגבי כל אחד מהם שהוא דלתון BGDC .וBADG - ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 60 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א עמ' .28 220הוכיחו או הפריכו: A א .מרובע שאחד מאלכסוניו מחלק אותו לשני משולשים שווי-שוקיים הוא דלתון. D 55 לא נכון .אפשר לסרטט מרובע שמורכב משני זוגות של משולשים שווי-שוקיים 55 דומים כמו בסרטוט .מקרה זה מובא כאן ובתרגיל 2עמ' ,211כדי להדגיש שלא כל מרובע שניתן לחלק לשני משולשים שווי-שוקיים הוא דלתון. B 55 55 C ב .מרובע שאחד מאלכסוניו מאונך לאלכסון השני הוא דלתון. לא נכון .יש דוגמאות נגדיות רבות .לדוגמה: ג. מרובע שאחד מאלכסוניו הוא אנך אמצעי לאלכסון השני הוא דלתון. נכון .במקרה זה האלכסון מחלק את הדלתון לשני משולשים ,שבכל אחד מהם התיכון הוא גם גובה .מכאן שלמרובע שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות ולכן הוא דלתון. ד .מרובע שמורכב משני זוגות של משולשים חופפים הוא דלתון. לא נכון .כל מקבילית מהווה דוגמה נגדית לטענה. ה. מרובע שאלכסון שלו חוצה שתיים מזוויותיו הוא דלתון. נכון .במקרה זה האלכסון הראשי מחלק את הדלתון לשני משולשים חופפים ,ומהחפיפה נסיק את קיומם של שני זוגות זרים של צלעות סמוכות שוות. .29האם קיים? א. דלתון שהזווית בין אלכסוניו היא בת ? 45 לא קיים .למדנו שאלכסוני הדלתון מאונכים זה לזה. למרות שהשאלה לכאורה פשוטה ,חשוב לעסוק בה כדי להדגיש שוב ושוב שלא תיתכן דוגמה נגדית לטענה תקפה. ב. דלתון עם שלוש זוויות חדות? כן ,לדוגמה: ג. דלתון עם ארבע זוויות חדות? לא .לא קיים אף מרובע עם ארבע זוויות חדות. ד. דלתון עם ארבע זוויות ישרות? כן ,ריבוע הוא דלתון. ____________________________________________________________________________________________________________ © כל הזכויות שמורות "אפשר גם אחרת" 61 מדריך למורה לכיתה ט -ספר אפור ,חלק א
© Copyright 2024