Mathematics

خاصية طاليس وحساب المثلثات في المثلث القائم

انشاء هندسيا زاوية علمت القيمة المضبوطة لاحدى نسبها المثلثية

🔊 The teacher reads for you
طُلب منك رسم زاوية لا تعرف قيسها بالدرجة، وكلّ ما تعرفه عنها أنّ جيب تمامها يساوي ⁦4/5⁩، وليست معك منقلة. فكيف تنشئ بالمسطرة والمدور وحدهما زاوية علمت القيمة المضبوطة لإحدى نسبها المثلّثية؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • كتابة نسبة مثلّثية معطاة على شكل كسر مختزل صالح للإنشاء
  • إنشاء زاوية علم جيبها أو جيب تمامها، بالمسطرة والمدور
  • إنشاء زاوية علم ظلّها دون الحاجة إلى المدور
  • التحقّق من صحّة الإنشاء بالحاسبة ثمّ بالمنقلة
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • إنشاء زاوية قائمة، وحمل طول معلوم على نصف مستقيم
  • رسم دائرة معلومة المركز ونصف القطر بالمدور
  • اختزال كسر، وكتابة عدد عشري على شكل كسر
الفكرة كلّها في سطر واحد: النسبة المثلّثية كسر، والكسر عددان، والعددان طولان تحملهما على ورقتك. فما إن تكتب الكسر حتّى يصير الإنشاء رسما لا حسابا.

معارف — أوّل خطوة: النسبة على شكل كسر

النسبة المثلّثية عدد، وكلّ عدد يمكن كتابته على شكل كسر. وهذا الكسر هو مفتاح الإنشاء: بسطه ومقامه هما الطولان اللذان سترسمهما، بعد اختيار وحدة للطول، والسنتيمتر أنسبها.

النسبة المثلّثية مكتوبة على شكل كسر
sin x = pq
sin xجيب الزاوية x، وهو مثال على النسب الثلاثxقيس الزاوية الحادّة المطلوب إنشاؤها، بالدرجةpبسط الكسر، وهو أوّل الطولين(cm)qمقام الكسر، وهو ثاني الطولين(cm)

واختزال الكسر ليس زينة: كلّما صغر العددان صغر الرسم وسهل على الورقة. أمّا إن كانت النسبة عددا عشريا فنكتبه أوّلا على شكل كسر مقامه 10 أو 100، ثمّ نختزل.

انتبه إلى الشرط: الجيب وجيب التمام محصوران بين 0 و 1، فبسط الكسر فيهما أصغر من مقامه دائما. أمّا الظلّ فلا حدّ أعلى له، وقد يكون بسطه أكبر من مقامه دون أيّ مشكل.
شرط الإمكان في الجيب وجيب التمام
0 < p < q

معارف — الإنشاء انطلاقا من الجيب أو من جيب التمام

في الجيب وفي جيب التمام، المقام هو الوتر. والوتر لا يمكن حمله على ضلع من ضلعي الزاوية القائمة، لأنّه يصلهما. فنحمل البسط على أحد الضلعين، ثمّ نرسم بالمدور دائرة نصف قطرها المقام، مركزها طرف الطول الذي رسمناه، فتقطع الضلع الثاني في النقطة الناقصة.

في المثلّث المنشأ: البسط ضلع، والمقام وتر
AC = p , BC = q
ACطول الضلع المقابل للزاوية المطلوبة، أو المجاور لها(cm)BCطول الوتر(cm)
إن كانت النسبة جيبا: البسط ضلع مقابل للزاوية
sin B = pq
Bالرأس الذي عنده الزاوية المنشأة
وإن كانت جيب تمام: البسط ضلع مجاور لها
cos B = pq
cos Bجيب تمام الزاوية المنشأة عند الرأس B

معارف — الإنشاء انطلاقا من الظلّ

في الظلّ لا يدخل الوتر أصلا: البسط والمقام هما ضلعا الزاوية القائمة. فنحمل المقام على أحد الضلعين والبسط على الآخر، ثمّ نصل بين الطرفين بالمسطرة. ولا حاجة هنا إلى المدور.

في المثلّث المنشأ: البسط والمقام ضلعا الزاوية القائمة
AC = p , AB = q
ABطول الضلع المجاور للزاوية المطلوبة(cm)
فتُقرأ النسبة على المثلّث مباشرة
tan B = pq
tan Bظلّ الزاوية المنشأة عند الرأس B
الكسر هو الذي يقول لك ماذا ترسم، وبأيّ أداة
النسبة المعلومةما يمثّله بسط الكسرما يمثّله مقام الكسرالأداة اللازمة
الجيبطول الضلع المقابل للزاويةطول الوترالمسطرة والمدور
جيب التمامطول الضلع المجاور للزاويةطول الوترالمسطرة والمدور
الظلّطول الضلع المقابل للزاويةطول الضلع المجاور لهاالمسطرة وحدها
علامة تدلّك على الأداة قبل أن تبدأ: إن كان المطلوب جيبا أو جيب تمام فستحتاج المدور، وإن كان ظلّا فالمسطرة وحدها تكفي. سمّ الأداة في ذهنك قبل أن ترسم أوّل خطّ.

معارف — التحقّق من الإنشاء

الإنشاء لا ينتهي بالرسم: نتحقّق منه مرّتين. أوّلا بالحاسبة، فنعيّن قيس الزاوية التي نسبتها هي الكسر المعطى. ثمّ بالمنقلة على الرسم نفسه، فنقيس الزاوية المنشأة ونقارن. وإذا تقارب القيسان فالإنشاء سليم.

وبعض الزوايا يُعرف قيسها دون حاسبة، فتصلح مراقبة سريعة. فالزاوية التي ظلّها يساوي 1 يتساوى فيها الضلع المقابل والضلع المجاور، فيكون المثلّث قائما ومتقايس الساقين، وزاويتاه الحادّتان متساويتان، فقيس كلّ واحدة 45 درجة.

مراقبة تُحفظ
tan x = 1 ⟹ x = 45°
فرق صغير بين القيس المقروء بالمنقلة والقيس المحسوب بالحاسبة أمر عادي: سمك القلم ودقّة المدور يكفيان لتفسيره. أمّا فرق كبير فيعني خطأ في الإنشاء، وأوّل ما تراجعه هو أيّ طول وضعت على الوتر.

طرائق — ما يجب أن تعرف كيف تفعله

طريقة 1: كيف نحوّل النسبة إلى كسر صالح للإنشاء؟

اكتب العدد على شكل كسر مقامه 10 أو 100 حسب عدد أرقامه بعد الفاصلة، ثمّ اختزل. وأخيرا قارن البسط بالمقام: هذه المقارنة تقول لك هل الكسر يصلح جيبا وجيب تمام، أم لا يصلح إلا ظلّا.

مثال 1: من العدد العشري إلى الكسر، ثمّ إلى طولين

نسبتان معطاتان بعددين عشريّين: جيب تمام يساوي 0,6، وظلّ يساوي 2,5.

🎯المطلوب: اكتب كلّ نسبة على شكل كسر مختزل، ثمّ قل أيّ طولين ترسم في كلّ حالة.

🔹الخطوة 1: كتابة العدد 0,6 كسرا

في العدد 0,6 رقم واحد بعد الفاصلة، فنكتبه كسرا مقامه 10.

0,6 = 610
🔹الخطوة 2: اختزال الكسر الأوّل

ثمّ نختزل بقسمة البسط والمقام على 2.

610 = 35
🔹الخطوة 3: مراقبة الشرط

البسط أصغر من المقام، وهذا شرط لازم لكلّ جيب وجيب تمام: فالكسر صالح.

35 < 1
🔹الخطوة 4: كتابة العدد 2,5 كسرا مختزلا

وفي العدد 2,5 رقم واحد بعد الفاصلة كذلك، فنكتبه كسرا مقامه 10 ثمّ نختزل على 5.

2,5=2510=52
✅النتيجة: الكسران المختزلان

البسط هنا أكبر من المقام، فالكسر لا يصلح جيبا ولا جيب تمام، لكنّه يصلح ظلّا.

0,6 = 35 , 2,5 = 52
في الحالة الأولى ترسم ضلعا طوله 3 سم ووترا طوله 5 سم، وفي الثانية ترسم ضلعي الزاوية القائمة بطولي 5 سم و 2 سم. الكسر وحده هو الذي قال لك ماذا ترسم.

طريقة 2: كيف ننشئ زاوية علم جيب تمامها؟

ابدأ بزاوية قائمة، لأنّ النسب المثلّثية لا تُقرأ إلا في مثلّث قائم. ثمّ احمل البسط على أحد ضلعيها، وارسم بالمدور دائرة نصف قطرها المقام مركزها طرف هذا الطول: الزاوية المطلوبة هي التي عند هذا الطرف.

مثال 2: إنشاء زاوية جيب تمامها ⁦4/5⁩

نريد زاوية حادّة جيب تمامها يساوي ⁦4/5⁩، ووحدة الطول هي السنتيمتر.

🎯المطلوب: أنشئ هذه الزاوية بالمسطرة والمدور دون منقلة، ثمّ تحقّق من إنشائك.

🔹الخطوة 1: زاوية قائمة رأسها A

النسب المثلّثية لا تُعرَّف إلا في مثلّث قائم، فالخطوة الأولى هي رسم الزاوية القائمة.

A = 90°
Aرأس الزاوية القائمة في المثلّث المنشأ
🔹الخطوة 2: الضلع المجاور، وهو البسط

البسط 4 هو طول الضلع المجاور للزاوية المطلوبة، فنحمله على أحد ضلعي الزاوية القائمة انطلاقا من A، ونسمّي طرفه B.

AB = 4 cm
🔹الخطوة 3: الوتر بالمدور، وهو المقام

والمقام 5 هو طول الوتر، والوتر ينطلق من B. فنرسم بالمدور دائرة مركزها B ونصف قطرها 5 سم، فتقطع الضلع الثاني في نقطة نسمّيها C.

BC = 5 cm
🔹الخطوة 4: قراءة النسبة على المثلّث

وفي المثلّث القائم في A، الضلع المجاور للزاوية عند B هو الطول الأوّل، والوتر هو الطول الثاني: فالنسبة هي المطلوبة بالضبط.

cos B=ABBC=45
✅النتيجة: الزاوية المنشأة عند الرأس B

وللتحقّق نعود بالحاسبة من النسبة إلى الزاوية، فنجد 36,87 درجة. ثمّ نضع المنقلة على الرسم فنقرأ قيسا قريبا من 37 درجة.

cos B = 45 ⟹ B ≈ 37°
لا تحمل المقام على ضلع من ضلعي الزاوية القائمة: المقام هنا وتر، والوتر يصل الضلعين ولا يقع على أحدهما. هذا أوّل خطأ يقع فيه التلاميذ في هذا الإنشاء.
القوس المتقطّع هو أثر المدور: لا يُمحى، فهو الذي يثبت أنّ الوتر يساوي 5 سم بالضبط.

طريقة 3: كيف ننشئ زاوية علم جيبها؟

الطريق هو نفسه، ولا يتغيّر إلا موضع البسط: في جيب التمام كان البسط ضلعا مجاورا للزاوية المطلوبة، وفي الجيب يصير ضلعا مقابلا لها. فالزاوية المنشأة ليست عند نفس الرأس.

مثال 3: إنشاء زاوية جيبها ⁦2/5⁩

نريد زاوية حادّة جيبها يساوي ⁦2/5⁩، ووحدة الطول هي السنتيمتر.

🎯المطلوب: أنشئ هذه الزاوية دون منقلة، ثمّ تحقّق بالحاسبة من قيسها.

🔹الخطوة 1: زاوية قائمة رأسها O

نبدأ كالعادة بزاوية قائمة، ونسمّي رأسها O.

O = 90°
Oرأس الزاوية القائمة في هذا الإنشاء
🔹الخطوة 2: الضلع المقابل، وهو البسط

البسط 2 هو هنا طول الضلع المقابل للزاوية المطلوبة، فنحمله على أحد ضلعي الزاوية القائمة انطلاقا من O، ونسمّي طرفه A.

OA = 2 cm
OAطول الضلع المقابل للزاوية المنشأة(cm)
🔹الخطوة 3: الوتر بالمدور، وهو المقام

والمقام 5 هو طول الوتر، والوتر ينطلق من A. فنرسم بالمدور دائرة مركزها A ونصف قطرها 5 سم، فتقطع الضلع الثاني في نقطة نسمّيها B.

AB = 5 cm
🔹الخطوة 4: قراءة النسبة على المثلّث

وفي المثلّث القائم في O، الضلع المقابل للزاوية عند B هو الطول الأوّل، والوتر هو الطول الثاني.

sin B=OAAB=25
✅النتيجة: الزاوية المنشأة عند الرأس B

وبالحاسبة نعود من النسبة إلى الزاوية فنجد 23,58 درجة، أي 24 درجة بالتدوير إلى الوحدة. ثمّ نراقب بالمنقلة على الرسم.

sin B = 25 ⟹ B ≈ 24°
انتبه إلى الرأس: الزاوية المنشأة ليست عند رأس الزاوية القائمة ولا عند طرف الطول الأوّل، بل عند النقطة التي قطعت فيها الدائرة الضلع الثاني. سمّها قبل أن تتابع.
قارن هذا الرسم بسابقه: الطولان لم يتغيّرا موضعا بالصدفة، بل لأنّ البسط صار ضلعا مقابلا بعد أن كان مجاورا.

طريقة 4: كيف ننشئ زاوية علم ظلّها؟

هنا لا وتر في النسبة، فلا حاجة إلى المدور. احمل المقام على أحد ضلعي الزاوية القائمة والبسط على الضلع الآخر، ثمّ صل بين الطرفين بالمسطرة: المثلّث يتمّ من نفسه.

مثال 4: إنشاء زاوية ظلّها ⁦5/2⁩، دون مدور

نريد زاوية حادّة ظلّها يساوي ⁦5/2⁩، ووحدة الطول هي السنتيمتر.

🎯المطلوب: أنشئ هذه الزاوية، ثمّ بيّن لماذا لم تحتج المدور في هذا الإنشاء.

🔹الخطوة 1: زاوية قائمة رأسها R

نبدأ بزاوية قائمة، ونسمّي رأسها R.

R = 90°
Rرأس الزاوية القائمة في هذا الإنشاء
🔹الخطوة 2: الضلع المجاور، وهو المقام

المقام 2 هو طول الضلع المجاور للزاوية المطلوبة، فنحمله على أحد الضلعين انطلاقا من R، ونسمّي طرفه S.

RS = 2 cm
RSطول الضلع المجاور للزاوية المنشأة(cm)
🔹الخطوة 3: الضلع المقابل، وهو البسط

والبسط 5 هو طول الضلع المقابل لها، فنحمله على الضلع الثاني انطلاقا من R، ونسمّي طرفه T.

RT = 5 cm
RTطول الضلع المقابل للزاوية المنشأة(cm)Sالرأس الذي عنده الزاوية المنشأة
🔹الخطوة 4: قراءة النسبة على المثلّث

ثمّ نصل بين S و T بالمسطرة، فيتمّ المثلّث القائم في R، والزاوية المطلوبة عند S.

tan S=RTRS=52
✅النتيجة: الزاوية المنشأة عند الرأس S

وبالحاسبة نجد أنّ قيسها يقارب 68,20 درجة، أي 68 درجة بالتدوير إلى الوحدة. وهي أكبر من 45 درجة، وهذا منتظر لأنّ ظلّها أكبر من 1.

tan S = 52 ⟹ S ≈ 68°
لم نحتج المدور لأنّ الظلّ لا يستعمل الوتر: الطولان المعطيان محمولان مباشرة على ضلعي الزاوية القائمة، ولم يبق إلا وصلهما. هذه هي كلّ الفروق بين الإنشاءين.
لا أثر لمدور في هذا الرسم: هذه أوضح علامة على أنّ النسبة المعطاة كانت ظلّا، لا جيبا ولا جيب تمام.
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في سؤال إنشاء: «أنشئ زاوية x حيث ⁦cos x = 4/5⁩»، أو «حيث ⁦tan x = 3/2⁩»، ثمّ «تحقّق من الإنشاء». ثلاثة عناصر جاهزة: ① النسبة كسر: اكتبها كسرا مختزلا ⁦p/q⁩ بعد اختيار وحدة للطول ② الإنشاء: ارسم زاوية قائمة ؛ في الجيب أو جيب التمام يكون البسط طول ضلع والمقام طول الوتر، ويُرسم الوتر بالمدوّر ؛ وفي الظلّ يكون البسط والمقام ضلعي الزاوية القائمة، ولا حاجة إلى المدوّر ③ التحقّق مرّتين: بالحاسبة من قيس الزاوية، ثمّ بالمنقلة على رسمك. ⛔ والخطأ الشائع: وضع الطول الخاطئ على الوتر ؛ في الجيب وجيب التمام المقام هو الوتر دائما، والبسط أصغر منه لأنّ النسبة محصورة بين 0 و 1. وخطأ ثانٍ: الحكم بخطأ الإنشاء من فرق صغير بين المنقلة والحاسبة ؛ الفرق الصغير عاديّ يفسّره سمك القلم، والكبير هو الذي يدلّ على خطأ.
خلاصة: لإنشاء زاوية علمت القيمة المضبوطة لإحدى نسبها المثلّثية، اكتب النسبة على شكل كسر مختزل بعد اختيار وحدة للطول. ثمّ ارسم زاوية قائمة. فإن كانت النسبة جيبا أو جيب تمام، فالبسط طول ضلع والمقام طول الوتر، ويُرسم الوتر بالمدور. وإن كانت ظلّا، فالبسط والمقام هما ضلعا الزاوية القائمة، ولا حاجة إلى المدور. وفي كلّ الحالات تحقّق مرّتين: بالحاسبة من قيس الزاوية، ثمّ بالمنقلة على رسمك.

Page 1/9

© Madrassati — a lesson written by Madrassati · madrassati.net