וקטורים וגאומטריה במרחב
MATH-G12-4U-02

מכפלה סקלרית וגופים במרחב

יחידה זו מפתחת תפיסה מרחבית ומחברת בין גאומטריה במרחב לבין כלי הווקטורים. נפתח בהיכרות עם שני גופי היסוד של התוכנית — המנסרה והפירמידה — ובמונחים שמתארים אותם: בסיס, פאה, מקצוע, אלכסון וגובה, לצד המקרים הפרטיים החשובים (מקבילון, מנסרה ישרה, תיבה, קובייה, ופירמידה ישרה שכל מקצועותיה הצדדיים שווים). לאחר מכן נגדיר את המכפלה הסקלרית של שני וקטורים בגישה הגאומטרית,uv=uvcosα, u \cdot v=|u||v|\cos ⁡\alpha, ונשתמש בה לחישוב אורכים, למציאת הזווית בין וקטורים ולבדיקת ניצבות באמצעות התנאי uv=0u \cdot v=0. נרחיב את רעיון הניצבות למרחב: וקטור (או ישר) מאונך למישור, ונוכיח את התנאי המספיק — אם וקטור מאונך לשני וקטורים לא קולינאריים המגדירים מישור, הוא מאונך למישור כולו, ובפרט מהווה גובה של גוף. לבסוף נחבר את כל הכלים לחישובי אורכים, זוויות, שטחים ונפחים של מנסרות ופירמידות, כולל מציאת הגובה בעזרת משפט פיתגורס, טריגונומטריה ווקטורים. כל התרגילים מספריים (ללא פרמטרים) ומלווים בסרטוט מדויק של הגוף.

4 מיומנויות200 דקות

מיומנויות ביחידה

1

מושגים וגופים במרחב: מנסרה ופירמידה

התלמיד יזהה את חלקי המנסרה והפירמידה (בסיס, פאה, מקצוע, אלכסון, גובה), יבחין בין המקרים הפרטיים (מקבילון, מנסרה ישרה, תיבה, קובייה, פירמידה ישרה), וינתח שייכות של קודקודים, מקצועות ופאות ומצבים הדדיים בעזרתם

היכרות
2

מכפלה סקלרית: זווית בין וקטורים וניצבות

התלמיד יגדיר את המכפלה הסקלרית u·v=|u||v|cos⁡α, יחשב בעזרתה אורכים ושטחים, ימצא את הזווית בין שני וקטורים, ויבדוק ניצבות באמצעות התנאי u·v=0

תרגול
3

ישר/וקטור מאונך למישור ותכונותיו

התלמיד יבין את ההגדרה של וקטור (וישר) מאונך למישור, יוכיח וייישם את התנאי המספיק — וקטור המאונך לשני וקטורים לא קולינאריים של מישור מאונך למישור כולו — ויזהה בעזרתו גובה של גוף

תרגול
4

חישובי אורכים, זוויות, שטחים ונפחים בגופים

התלמיד יחשב נפחים של מנסרות ופירמידות לפי V=שטח בסיס·גובה ו-V=⅓·שטח בסיס·גובה, ימצא את הגובה בעזרת פיתגורס, טריגונומטריה ווקטורים, ויחשב אורכים, זוויות ושטחים נדרשים

אתגר