נוסחת שטח המשולש לפי סינוס
מבוא
עד עכשיו חישבתם שטח משולש בעזרת הנוסחה . אבל פעמים רבות לא נתון לנו הגובה — נתונות שתי צלעות והזווית שביניהן. בשיעור הזה נראה כיצד הטריגונומטריה נותנת לנו כלי ישיר וחזק לחישוב השטח במצב כזה, ונוכיח שהכלי תקף לכל משולש: חד-זווית, ישר-זווית וקהה-זווית.
מטרות השיעור
- להכיר את נוסחת השטח , שבה היא הזווית הכלואה בין הצלעות a ו-b
- להוכיח את הנוסחה עבור משולש חד-זווית
- להוכיח את הנוסחה עבור משולש קהה-זווית, תוך שימוש בזהות
- ליישם את הנוסחה לחישוב שטח, למציאת צלע ולמציאת זווית כלואה — תוך שימוש בערכים מדויקים
הרעיון המרכזי
נוסחת השטח
בכל משולש, אם a ו-b הן שתי צלעות ו- היא הזווית הכלואה ביניהן, אז שטח המשולש הוא:
שלוש דרכים שקולות (כל זוג צלעות עם הזווית שביניהן):
הזווית חייבת להיות כלואה בין שתי הצלעות שאת אורכן הכפלנו — זו הנקודה החשובה ביותר.
למה זה עובד? — ההוכחה למשולש חד-זווית
נתון משולש ABC חד-זווית. נוריד גובה h מהקודקוד C אל הבסיס AB. במשולש ישר-הזווית שנוצר ליד הקודקוד A מתקיים , כלומר . מכאן:
באותו אופן בדיוק, אם נבחר צלעות אחרות, נקבל את הזווית הכלואה ביניהן.
דוגמאות מפורטות
דוגמה 1 — שטח לפי שתי צלעות וזווית חדה
שלב 1 — מזהים את הזווית הכלואה
במשולש ABC נתון: , והזווית . חשבו את שטח המשולש (עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה).
סטייה מותרת: ±0.05
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 2 — הוכחת הנוסחה למשולש קהה-זווית
זו הסיבה שאין צורך בנוסחה נפרדת למשולש קהה-זווית.
שלב 1 — מורידים גובה
דוגמה 3 — שטח עם זווית קהה
שלב 1 — נתונים
במשולש נתונות שתי צלעות שאורכן 3 ו-5, והזווית הכלואה ביניהן היא . חשבו את שטח המשולש (עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה).
סטייה מותרת: ±0.05
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
במשולש שתי צלעות שאורכן 6 ו-8 והזווית הכלואה ביניהן . מהו השטח המדויק של המשולש?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 4 — מהשטח אל זווית כלואה
שימו לב: למשוואה שני פתרונות בין ל-.
שלב 1 — מציבים את הנתון
שטח משולש הוא 27, ושתי הצלעות הכולאות זווית חדה הן 9 ו-12. מצאו את גודל הזווית הכלואה (במעלות).
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 5 — מהשטח אל אורך צלע
שלב 1 — מסמנים
טעויות נפוצות
טעות נפוצה: משתמשים בזווית שאינה כלואה
טעות: עבור צלעות AB, AC משתמשים ב-.
נכון: הזווית הכלואה בין AB ל-AC היא A, ולכן .
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: חושבים שהנוסחה לא עובדת לזווית קהה
הנוסחה נכונה לכל .
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: מבלבלים בין סינוס לקוסינוס
טעות:
נכון:
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: מעגלים מוקדם מדי במקום לשמור על ערך מדויק
מדויק:
מקורב בלבד:
למה זה קורה?
איך מתקנים?
סיכום
מה למדנו?
- שטח משולש לפי שתי צלעות והזווית הכלואה:
- ההוכחה נשענת על הגובה ; היא תקפה למשולש חד-זווית ישירות
- במשולש קהה-זווית משתמשים ב-, ולכן אותה נוסחה עובדת
- אפשר להשתמש בנוסחה גם הפוך: מהשטח למצוא צלע חסרה או זווית כלואה
- שומרים על ערכים מדויקים (כמו ) כשנדרש דיוק
כל הכבוד! עכשיו יש לכם כלי טריגונומטרי ישיר לחישוב שטח משולש.
תרגול נוסף
עברו לתרגול כדי להתאמן על נוסחת שטח המשולש לפי סינוס!