دليل المساعدة: المسافات والمتباينة المثلثية

المدرسة الإعدادية النموذجية بضفاف البحيرة
فوزي الغربي

النظريات والقواعد والصيغ

أمثلة للمتابعة

نصائح للاستخدام

سلسلة تمارين: المسافات

المدرسة الإعدادية النموذجية بضفاف البحيرة فوزي الغربي
المتباينة المثلثية (2)
تمرين 3

ليكن $ABC$ مثلث و $M$ نقطة داخل هذا المثلث. المستقيم $(AM)$ يقطع $[BC]$ في $I$.

  1. أ) أثبت أن: $IC+IB=BC$ و $IA < IC+CA$.
  2. ب) استنتج أن: $IA+IB < CA+CB$.
  3. أثبت أن: $MA+MB < IA+IB$.
  4. استنتج مما سبق أن: $MA+MB < CA+CB$.
التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

طبق المتباينة المثلثية على المثلثات الصغيرة داخل الشكل الكبير، مثل المثلث $AIC$ والمثلث $BMI$.

📝 الطريقة

لإثبات (ب): ابدأ من المتباينة $IA < IC+CA$ وأضف $IB$ إلى كلا الطرفين.

لإثبات (3): طبق المتباينة المثلثية على المثلث $BMI$ ثم أضف $MA$ إلى كلا الطرفين.

للاستنتاج الأخير (4): اجمع المتراجحتين اللتين أثبتتهما في (ب) و (3).

✅ الحل الكامل

1.أ) بما أن $I \in [BC]$, فإن $IC+IB=BC$. في المثلث $AIC$, حسب المتباينة المثلثية، $IA < IC+CA$.

1.ب) $IA < IC+CA \implies IA+IB < IC+IB+CA \implies IA+IB < BC+CA$.

2. في المثلث $BMI$, لدينا $MB < MI+IB$. بإضافة $MA$ للطرفين: $MA+MB < MA+MI+IB$. وبما أن $MA+MI=IA$, فإن $MA+MB < IA+IB$.

3. لدينا $MA+MB < IA+IB$ و $IA+IB < CA+CB$. إذن، نستنتج أن $MA+MB < CA+CB$.

المتباينة المثلثية والمحيط
تمرين 4

1) أنشئ مثلثًا كيفيًا $ABC$, واختر نقطة $R$ على القطعة $[BC]$.

2) نرمز بـ $p$ لمحيط المثلث $ABC$. أثبت أن $AR < \frac{p}{2}$.

التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

القطعة $[AR]$ تقسم المثلث $ABC$ إلى مثلثين صغيرين. طبق المتباينة المثلثية على كل منهما.

📝 الطريقة

  1. في المثلث $ABR$, اكتب المتباينة المثلثية المتعلقة بالضلع $AR$.
  2. في المثلث $ACR$, اكتب المتباينة المثلثية المتعلقة بالضلع $AR$.
  3. اجمع المتراجحتين اللتين حصلت عليهما طرفًا بطرف.
  4. استخدم حقيقة أن $BR+CR = BC$ لتبسيط النتيجة والوصول إلى المطلوب.

✅ الحل الكامل

في المثلث $ABR$, لدينا $AR < AB + BR$.
في المثلث $ACR$, لدينا $AR < AC + CR$.
بجمع المتراجحتين: $2AR < AB + BR + AC + CR$.
بما أن $R \in [BC]$, فإن $BR+CR = BC$.
إذن، $2AR < AB + AC + BC$.
وبما أن $p = AB+BC+AC$, فإن $2AR < p$, وبالتالي $AR < \frac{p}{2}$.

تحديد مناطق في المستوي
تمرين 5

ليكن $A$ و $B$ نقطتين مختلفتين من المستوي.

  1. أنشئ المجموعة $E_1$ للنقاط $M$ من المستوي بحيث: $AM=AB$.
  2. ارسم المجموعة $E_2$ للنقاط $N$ من المستوي بحيث: $AN=BN$.
  3. لون بالأزرق المجموعة $E_3$ للنقاط $M$ من المستوي بحيث: $AM < BM$ و $AM < AB$.
التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

ما هو المحل الهندسي للنقاط التي لها نفس البعد عن نقطة ثابتة؟ وما هو المحل الهندسي للنقاط المتساوية البعد عن نقطتين؟

📝 الطريقة

1. $E_1$: مجموعة النقاط التي تبعد مسافة ثابتة ($AB$) عن نقطة ثابتة ($A$). هذا تعريف دائرة.

2. $E_2$: مجموعة النقاط المتساوية البعد عن نقطتين ($A$ و $B$). هذا تعريف الموسط العمودي.

3. $E_3$: هي تقاطع منطقتين: المنطقة داخل الدائرة $E_1$ والنصف المستوي الذي يحدده $E_2$ ويحتوي على النقطة $A$.

✅ الحل الكامل

1. $E_1$ هي الدائرة التي مركزها $A$ ونصف قطرها $AB$.

2. $E_2$ هو الموسط العمودي للقطعة $[AB]$.

3. $E_3$ هي المنطقة المكونة من تقاطع الجزء الداخلي للدائرة التي مركزها $A$ ونصف قطرها $AB$، مع نصف المستوي الذي يحدده الموسط العمودي لـ $[AB]$ ويحتوي على النقطة $A$.

الاستقامة وتلوين المناطق
تمرين 6

1) عين ثلاث نقاط $A, B, C$ بحيث: $AB=5cm, AC=8cm$ و $BC=3cm$. ماذا يمكنك أن تقول عن هذه النقاط؟

2) لون الجزء من المستوي حيث تكون النقاط في نفس الوقت أقرب إلى $C$ من $A$ وأبعد من $B$ عن $C$.

التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

للجزء الأول، تحقق من حالة التساوي في المتباينة المثلثية. للجزء الثاني، كل شرط يحدد نصف مستوٍ. ما هي المستقيمات التي تحدد هذه الأنصاف؟

📝 الطريقة

1. قارن أطول مسافة ($AC=8$) بمجموع المسافتين الأخريين ($AB+BC=5+3$).

2. ترجم الشروط: "أقرب إلى $C$ من $A$" يعني $MC < MA$. "أبعد من $B$ عن $C$" يعني $MB > MC$. كل شرط يحدد نصف مستوٍ يفصله الموسط العمودي. قم بتلوين تقاطع المنطقتين.

✅ الحل الكامل

1. بما أن $AB+BC = 5+3=8 = AC$, فإن النقاط $A, B, C$ على استقامة واحدة والترتيب هو $A, B, C$.

2. المنطقة المطلوبة هي تقاطع نصف المستوي المحدد بالموسط العمودي لـ $[AC]$ والذي يحتوي على $C$, مع نصف المستوي المحدد بالموسط العمودي لـ $[BC]$ والذي لا يحتوي على $C$.

تحديد مناطق متداخلة
تمرين 7

ليكن $A$ و $B$ نقطتين بحيث: $AB=4cm$.

  1. ارسم بالأزرق مجموعة النقاط $M$ بحيث: $AM=BM$.
  2. لون بالأزرق مجموعة النقاط $M$ بحيث: $AM
  3. عين نقطة $C$ بحيث: $AC=3cm$ و $BC=5cm$.
  4. لون بالأحمر مجموعة النقاط $M$ بحيث: $BM
  5. خطط مجموعة النقاط $M$ بحيث: $AM
التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

كل شرط من الشروط يحدد إما مستقيمًا (الموسط العمودي) أو منطقة (نصف مستوٍ). المنطقة النهائية هي تقاطع كل هذه المناطق.

📝 الطريقة

1. $AM=BM$ هو الموسط العمودي لـ $[AB]$.

2. $AM

3. استخدم الفرجار لإنشاء النقطة $C$.

4. $BM

5. المنطقة المخططة هي تقاطع المنطقتين الملونتين بالأزرق والأحمر.

✅ الحل الكامل

1. المجموعة هي الموسط العمودي لـ $[AB]$.

2. المنطقة الملونة بالأزرق هي نصف المستوي الذي يحتوي على $A$ ويفصله الموسط العمودي لـ $[AB]$.

3. يتم إنشاء النقطة $C$ بتقاطع دائرتين.

4. المنطقة الملونة بالأحمر هي نصف المستوي الذي يحتوي على $B$ ويفصله الموسط العمودي لـ $[BC]$.

5. المنطقة المخططة هي تقاطع المنطقتين السابقتين.