איך להוכיח ש – 3,4,5 נקודות נמצאות על היקף מעגל?

בדף זה נסביר שאלות הוכחה בהם מבקשים שנוכיח ש 3 או 4 או 5 נקודות נמצאות על היקף של מעגל יחיד.

כיצד מוכיחים ש 3 נקודות נמצאות על היקף מעגל

יש משפט (המאושר לשימוש בבגרות) האומר:

“דרך 3 נקודות שאינן על ישר אחד עובר מעגל אחד ויחיד”.

המשמעות הבסיסית של משפט זה היא שכל משולש יכול להיחסם על ידי מעגל – משום שקודקודי משולש לעולם לא נמצאים על ישר אחד.

ובנוסף המעגל החוסם את המשולש הוא מעגל יחיד, כלומר לא ניתן למצוא מעגל נוסף ששלושת קודקודי המשולש נמצאים על ההיקף שלו.

למשל עבור המשולש הבא:

יש מעגל אחד ויחיד ששלושת קודקודי המשולש נמצאים על ההיקף שלו:

 

כיצד מוכיחים ש 4 נקודות נמצאות על היקף מעגל

דרך ראשונה

יש משפט האומר:

“מרובע החסום במעגל סכום הזוויות הנגדיות במרובע שווה ל 180”

ויש גם את המשפט ההפוך:

“אם סכום זוויות נגדיות במרובע שווה ל 180 ניתן לחסום את המרובע במעגל”.

שני המשפטים מאושרים לבגרות.

והמשפט השני מאפשר להוכיח ש 4 נקודות נמצאות על היקף מעגל.

כי אם נוכיח שזווית אחת במרובע היא α והזווית שמולו היא:

180 – α

אז ארבעת הנקודות נמצאות על היקף מעגל יחיד.

כלומר אם נוכיח שהמצב שבשרטוט למטה קיים במרובע אז הנקודות A,B,C,D נמצאות על היקף של מעגל אחד ויחיד.

במצב כזה המרובע ניתן לחסימה על ידי מעגל.
במצב כזה המרובע ניתן לחסימה על ידי מעגל.

דרך שנייה

אם הנקודות A,B מגדירות קוטר של מעגל.

אז יש רק מעגל יחיד שהישר AB הוא קוטר שלו.

לא ניתן לשרטט מעגל נוסף שבו הישר AB הוא קוטר.
לא ניתן לשרטט מעגל נוסף שבו הישר AB הוא קוטר.

אם כך נסו להוכיח את השאלה הבאה בעצמכם:

נתון כי:

∠ACB = 90

∠ADB = 90

הוכיחו כי הנקודות A,B,C,D נמצאות על מעגל אחד.

(פתרון השאלה מבוסס על תכונה שהופיעה בבחינת בגרות).

פתרון התרגיל

נחלק את 4 הנקודות לשני המשולשים.

משולש ABC חסום על ידי מעגל יחיד ו BC הוא הקוטר שלו (מכוון שזווית היקפית בת 90 מעלות נשענת על קוטר).

משולש ABD חסום על ידי מעגל יחיד ו BC הוא הקוטר שלו (מכוון שזווית היקפית בת 90 מעלות נשענת על קוטר).

ולכן שני המשולשים חסומים על ידי מעגל יחיד – וגם ארבעת הנקודות

כיצד מוכיחים ש 5 נקודות נמצאות על היקף מעגל

אני לא נתקלתי בשאלה כזו, אבל זו שאלה תאורטית שניתן לחשוב עליה על בסיס מה שלמדנו קודם לכן.

נסו לחשוב בעצמכם על דרכים להוכחה ש 5 נקודות נמצאות על היקף של מעגל יחיד.

(אתם יכולים לבחור את הנתונים שאתם צריכים כדי להוכיח כל הוכחה).

פתרון התרגיל

אפשרות ראשונה

ראשית נגיד שאם עבור 3 נקודות יש מעגל יחיד ששלושת הנקודות נמצאות על ההיקף שלו אז גם עבור 4 נקודות יש מעגל יחיד שארבעת הנקודות נמצאות עליו.

לכן מה שנעשה הוא לקחת 4 נקודות ולהוכיח שהן יוצרות מרובע שניתן לחסום במעגל.

ואז לקחת 4 נקודות אחרות ולהוכיח שהן יוצרות מרובע שניתן לחסום במעגל.

ומכוון שבשני המקרים זה מעגל יחיד שחוסם את המרובע כל 5 הנקודות חסומות על מעגל יחיד.

אפשרות שנייה

אם נתונות 3 זוויות של 90 מעלות שיש להם צלע משותפת מול הזווית מול ה 90 מעלות

אז ניתן לחלק את 5 הנקודות ל 3 משולשים.

להראות שלשלושת המעגלים יש קוטר משותף.

ומכוון שעל קוטר יכול להישען מעגל יחיד אז שלושת המעגלים החוסמים הם מעגל יחיד ו 5 הנקודות נמצאות על מעגל יחיד.

 

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *