☰ خطة العام · الرياضيات (بالعربية)

نظرية فيثاغورس

الأسبوع 9 · Pythagoras' theorem and its converse: finding sides and classifying triangles · 3 دروس
1

نظرية فيثاغورس: إيجاد ضلع مجهول في مثلث قائم الزاوية

Mathematics Prep 2 Term 1, Unit 3, Lesson 2
Goalأستخدم ⁦c² = a² + b²⁩ لإيجاد الوتر أو أحد الضلعين القائمين، وأحل مسائل بسيطة على مثلثين قائمين أو سلّم.
New words
الوتر · الضلع المقابل للزاوية القائمة؛ وهو أطول ضلعالضلعان القائمان · الضلعان اللذان يكوّنان الزاوية القائمةنظرية فيثاغورس · ⁦c² = a² + b²⁩ حيث c هو الوترالجذر التربيعي · يعكس التربيع: ⁦√٢٥‎ = ٥‎⁩
Explanation

في المثلث القائم الزاوية يساوي مربع الوتر مجموع مربعي الضلعين الآخرين: ⁦c² = a² + b²⁩. ويبين الرسم ذلك في المثلث ⁦٣‎-٤‎-٥‎⁩: مساحتا المربعين على الضلعين القائمين ٩ و١٦ و⁦٩‎ + ١٦‎ = ٢٥‎⁩ هو المربع المرسوم على الوتر. لإيجاد الوتر نجمع مربعي الضلعين القائمين ونأخذ الجذر التربيعي: الضلعان ٦ و٨ يعطيان ⁦c² = ٣٦‎ + ٦٤‎ = ١٠٠‎⁩ إذن ⁦c = ١٠‎⁩. ولإيجاد ضلع قائم نطرح: ⁦b² = c² − a²⁩. وإذا لم يكن الناتج عددًا صحيحًا تركناه على صورة جذر (الضلعان ٤ و٥ يعطيان ⁦c = √٤١‎⁩) ولا نستخدم الآلة الحاسبة إلا إذا طلبت المسألة كسرًا عشريًا. وانتبه: ⁦c² = ١٠٠‎⁩ ليس الطول بعد؛ الطول ⁦c = ١٠‎⁩. والوتر أطول ضلع دائمًا فهو أكبر من الضلعين القائمين.

⁦٩‎⁩⁦١٦‎⁩⁦٢٥‎⁩ABC
Worked examples
⁦٨‎⁩⁦٦‎⁩⁦c⁩ABC
أوجد الوتر إذا كان الضلعان القائمان ٦ سم و٨ سم. ⁦c² = ٦‎² + ٨‎² = ٣٦‎ + ٦٤‎ = ١٠٠‎⁩ إذن ⁦c = ١٠‎⁩ سم. والآن أوجد ضلعًا قائمًا: الوتر ١٣ سم وأحد الضلعين ٥ سم. ⁦b² = ١٣‎² − ٥‎² = ١٦٩‎ − ٢٥‎ = ١٤٤‎⁩ إذن ⁦b = ١٢‎⁩ سم.
⁦h⁩⁦٣‎⁩⁦٥‎⁩ABC
سلّم طوله ٥ م يستند إلى حائط وقدمه تبعد ٣ م عن الحائط. إلى أي ارتفاع يصل؟ السلّم هو الوتر: ⁦h² = ٥‎² − ٣‎² = ٢٥‎ − ٩‎ = ١٦‎⁩ إذن ⁦h = ٤‎⁩ م.
مثلثان قائما الزاوية لهما ضلع مشترك. في ⁦Δ ABC⁩ الزاوية القائمة عند B و⁦AB = ٣‎⁩ و⁦BC = ٤‎⁩ إذن ⁦AC = ٥‎⁩. وفي ⁦Δ ACD⁩ الزاوية القائمة عند C و⁦CD = ١٢‎⁩. فيكون ⁦AD² = ٥‎² + ١٢‎² = ١٦٩‎⁩ إذن ⁦AD = ١٣‎⁩. ولإيجاد مساحة مثلث قائم وتره ١٧ وأحد ضلعيه ٨ نحتاج الضلع الآخر: ⁦√(٢٨٩‎ − ٦٤‎) = ١٥‎⁩ فالمساحة ⁦½ × ٨‎ × ١٥‎ = ٦٠‎⁩.
Class activity

حبل ٣-٤-٥. اعمل عقدًا على حبل عند ٣ و٤ و٥ مسافات متساوية (مثلًا ٣٠ سم لكل مسافة) واربط الطرفين لتكوّن مثلثًا. افحص الزاوية المقابلة لأطول ضلع بركن كتاب. هل هي قائمة؟

Practice
1
أوجد وتر مثلث قائم الزاوية ضلعاه القائمان ٩ و١٢.
2
الوتر ٢٥ وأحد الضلعين القائمين ٧. أوجد الضلع الآخر.
3
أوجد الوتر إذا كان الضلعان ٤ و٥. اترك الناتج على صورة جذر.
4
سلّم طوله ٢٫٥ م وقدمه تبعد ١٫٥ م عن الحائط. إلى أي ارتفاع يصل؟
5
تقول مريم إن وتر الضلعين ٦ و٨ يساوي ١٠٠. ماذا نسيت؟