תנאי דמיון במשולשים
מבוא
מה נלמד היום?
- התלמיד יוכל להגדיר מהם משולשים דומים ומהו יחס הדמיון
- התלמיד יוכל לזהות משולשים דומים באמצעות תנאי זז (AA)
- התלמיד יוכל לזהות משולשים דומים באמצעות תנאי צזצ (SAS)
- התלמיד יוכל לזהות משולשים דומים באמצעות תנאי צצצ (SSS)
- התלמיד יוכל להוכיח דמיון בין משולשים בצורה מסודרת
שני משולשים נקראים דומים אם הם בעלי אותה צורה — כלומר אותן זוויות — אך לא בהכרח אותו גודל. במשולשים דומים, הצלעות המתאימות נמצאות ביחס קבוע שנקרא יחס הדמיון k.
סימון: (סדר הקודקודים חשוב! הוא מציין את ההתאמה).
הרעיון המרכזי
שלושת תנאי הדמיון
הגדרת דמיון: שני משולשים דומים אם כל הזוויות המתאימות שוות וכל הצלעות המתאימות ביחס קבוע k.
תנאי 1 — זז (AA): אם שתי זוויות במשולש אחד שוות לשתי זוויות במשולש השני — המשולשים דומים. (מספיק שתי זוויות כי השלישית נקבעת מ-180°.)
תנאי 2 — צזצ (SAS): אם יחס שתי צלעות במשולש אחד שווה ליחס שתי הצלעות המתאימות במשולש השני, והזווית הכלואה ביניהן שווה — המשולשים דומים.
תנאי 3 — צצצ (SSS): אם יחסי שלוש הצלעות שווים — המשולשים דומים.
דוגמאות מפורטות
דוגמה 1: זיהוי דמיון לפי זז (AA) — מקרה בסיסי
הוכיחו ש-△ABC ∼ △DEF כאשר ו-
נתון: ,
הוכחה: שני זוגות זוויות שוות — מתקיים תנאי זז.
הערה: הזווית השלישית נקבעת אוטומטית: .
מה נתון?
נכון או לא: אם שתי זוויות במשולש אחד שוות לשתי זוויות במשולש אחר, אז המשולשים בהכרח דומים.
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
במשולש . במשולש מצאו את ∠F כדי שהמשולשים יהיו דומים לפי זז (AA).
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 2: זז (AA) עם ישרים מקבילים
במשולש ABC, הישר DE מקביל ל-BC (D על AB, E על AC). הוכיחו ש-△ADE ∼ △ABC.
נתון:
הוכחה:
- (משותפת)
- (מתאימות, )
לכן לפי זז.
תוצאה חשובה:
מה נתון?
במשולש ABC ובמשולש DEF נתון: ו-. לפי איזה תנאי דמיון המשולשים דומים?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
נתון: במשולש ABC הישר DE מקביל לצלע BC כך ש-D על AB ו-E על AC. לפי איזה תנאי △ADE ∼ △ABC?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 3: דמיון לפי צזצ (SAS)
במשולש . במשולש . הוכיחו דמיון.
חישוב:
היחסים שווים, והזווית הכלואה .
חשוב: הזווית חייבת להיות הכלואה בין שתי הצלעות שביחס!
מה נתון?
במשולש . במשולש . האם המשולשים דומים? אם כן — לפי איזה תנאי?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
במשולש ABC ובמשולש PQR נתון: אבל . האם ניתן לקבוע שהמשולשים דומים?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 4: דמיון לפי צצצ (SSS)
במשולש . במשולש . הוכיחו דמיון.
כל שלושת יחסי הצלעות המתאימות שווים — דמיון לפי צצצ.
טיפ: סדרו את הצלעות מהקטנה לגדולה בכל משולש כדי למצוא את ההתאמה הנכונה.
שלב 1 — יחס ראשון
במשולש . במשולש . האם המשולשים דומים? אם כן — לפי איזה תנאי?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
נכון או לא: אם שני משולשים חופפים, אז הם בהכרח גם דומים.
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 5: גובה במשולש ישר-זווית
במשולש ישר-זווית , הגובה CD ליתר AB. הוכיחו ש-△ACD ∼ △ABC.
הוכחה:
- — משותפת
לפי זז:
תוצאה: הגובה ליתר במשולש ישר-זווית יוצר שלושה זוגות משולשים דומים!
מה נתון?
במשולש ישר-זווית הגובה CD יוצר שני משולשים: ACD ו-BCD. מדוע המשולשים ACD ו-ABC דומים?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
נתון משולש ABC שבו . הגובה מ-A לצלע BC חותך אותה בנקודה D. כמה זוגות משולשים דומים נוצרים?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 6: דמיון בטרפז
בטרפז ABCD (AB ∥ CD), האלכסונים נחתכים בנקודה O. הוכיחו ש-△AOB ∼ △COD.
:
- (קודקודיות)
- (מתחלפות, )
לכן לפי זז.
מה נתון?
דוגמה 7: משפט תאלס ההפוך
במשולש ABC, D על AB ו-E על AC. נתון: . הוכיחו ש-DE ∥ BC.
ו- משותפת → לפי צזצ.
מהדמיון: → .
מה נתון?
דוגמה 8: בעיה מורכבת — שני שלבי דמיון
במשולש ABC, הנקודות M ו-N הן אמצעי AB ו-AC בהתאמה. הוכיחו ש-MN ∥ BC וש-.
, משותפת → (צזצ).
מסקנה כפולה:
- →
- →
זהו משפט קו האמצע במשולש!
מה נתון?
נכון או לא: כל שני משולשים שווי-צלעות הם דומים זה לזה.
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
נכון או לא: אם שני משולשים דומים, אז הם בהכרח גם חופפים.
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
טעויות נפוצות
טעות נפוצה: מבלבלים בין דמיון לחפיפה
טעות: "אם △ABC ∼ △DEF אז AB = DE"
נכון: אומר ש-, אבל k לא חייב להיות 1.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: שוכחים את סדר הקודקודים
טעות: כתבו כש-A מתאים ל-E.
נכון: אם , , צריך לכתוב .
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: חושבים שצריך לבדוק שלוש זוויות בתנאי זז
טעות: "צריך לוודא שגם "
נכון: אם ו-, אז אוטומטית .
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: בתנאי צזצ — שוכחים שהזווית חייבת להיות הכלואה
טעות: ו- → דמיון צזצ
נכון: אינה הזווית בין AB ו-BC! צריך (הזווית הכלואה).
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: מערבבים בין תנאי חפיפה לתנאי דמיון
טעות: "צצז — שתי צלעות ביחס וזווית → דמיון"
נכון: אין תנאי דמיון "צצז"! בדמיון: זז (AA), צזצ (SAS — זווית כלואה), צצצ (SSS).
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: לא מזהים זוויות שוות מתכונות גאומטריות
טעות: "אין נתון על זוויות — אי אפשר להוכיח דמיון לפי זז"
נכון: גם בלי נתון ישיר, מקבילים → זוויות מתחלפות/מתאימות; אלכסונים → זוויות קודקודיות; זווית משותפת קיימת תמיד כשלמשולשים קודקוד משותף.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: חושבים שכל שני משולשים ישרי-זווית הם דומים
טעות: → דמיון
נכון: צריך גם זוג שני! ו- → אז כן דמיון לפי זז.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: חושבים שדמיון שוויון צלעות
דוגמה: משולש עם צלעות 3, 4, 5 דומה למשולש עם צלעות 6, 8, 10 (יחס k = 2), אבל הם לא חופפים.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: לא בודקים שהיחסים בין הצלעות הם באותו סדר
טעות:
נכון: יש לוודא שמשווים צלעות מתאימות (מול זוויות שוות, או לפי סדר הקודקודים).
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: מניחים שאם שני משולשים דומים, אז הגבהים שווים
טעות: "△ABC ∼ △DEF עם k = 2, לכן הגובה ל-AB = הגובה ל-DE"
נכון: גובה ל-AB = k × גובה ל-DE = 2 × גובה ל-DE.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: חושבים שכל שני משולשים שווי-שוקיים הם דומים
נכון: כל שני משולשים שווי-צלעות הם דומים (כי כל הזוויות 60°). אבל שווי-שוקיים — רק אם זווית הראש שווה.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: שוכחים ש-'יחס צלעות' בצצצ צריך להיות יחס אחיד
טעות: אבל → "דמיון צצצ"
נכון: — היחסים לא שווים, אין דמיון לפי צצצ!
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: בעיה עם כיוון היחס
טעות: ,
נכון: אם אז צריך (לא !). או: .
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: מסיקים שאם שני יחסי צלעות שווים — המשולשים דומים
טעות: → "דמיון!"
נכון: צריך גם (הזווית הכלואה). בלי זה — אין בסיס לדמיון.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: חושבים שדמיון עובד רק עם 'מספרים יפים'
דוגמה: — יחס דמיון לגיטימי!
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: שוכחים לציין את תנאי הדמיון בהוכחה
חסר: "∠A = ∠D ו-∠B = ∠E → △ABC ∼ △DEF"
מלא: "∠A = ∠D ו-∠B = ∠E → △ABC ∼ △DEF לפי זז (AA)"
למה זה קורה?
איך מתקנים?
סיכום
סיכום תנאי הדמיון
| תנאי | מה צריך? | דוגמה אופיינית |
|---|---|---|
| זז (AA) | שתי זוגות זוויות שוות | ישרים מקבילים, זוויות קודקודיות |
| צזצ (SAS) | יחס שתי צלעות שווה + זווית כלואה שווה | חלוקת צלעות ביחס נתון |
| צצצ (SSS) | שלושת יחסי הצלעות שווים | משולשים עם כל הצלעות ידועות |
כללים חשובים:
- סדר הקודקודים בסימון הדמיון מציין את ההתאמה
- דמיון שומר על זוויות (שוות) ומשנה צלעות (ביחס k)
- חפיפה = דמיון עם k = 1
- תמיד ציינו לפי איזה תנאי המשולשים דומים