علوم وفضاء

رسم مثلث من زاويتين وضلع غير محصور: أوجد زاوية الطرف الآخر

مثلث المثال: أ=30° وج=90°، والضلع أ ب=6 سم؛ زاوية ب المحسوبة 60°.
المعطى عند ج؛ نحسب ب قبل رسم شعاعها.

من أ وج والضلع أ ب، أوجد زاوية ب قبل نسخها. [1][2] سنفحص أثر تبديل موضع الزاوية بمثال.

حدد الضلع وأسماء الزوايا قبل البدء

نبدأ بزاويتين مرسومتين أ وج وقطعة أ ب؛ نهمل أطوال أذرع الزاويتين. [1]

الضلع أ ب ليس الوصلة بين رأسي الزاويتين أ وج؛ الوصلة بينهما هي أ ج. [2]

في تطبيقنا الزاوية المرسومة أ قياسها 30°، والمرسومة ج قياسها 90°، والقطعة المعطاة طولها 6 سم. نكتب هذه البيانات في ثلاث خانات بأسمائها. لا ننقل ذراع الزاوية المرسومة ج إلى موضع ضلع ب ج لمجرد أنه يبدو قريبًا من الطول 6.

نحتاج ضلعًا موجبًا وزاويتين موجبتين مجموعهما أقل من 180°، حتى تبقى للثالثة قيمة موجبة. فهذا ناتج جمع الزوايا الداخلية إلى 180°. [2] في اختبار مستقل أ=110° وج=70°، نجد ب=180°−180°=0°، فلا نبدأ أقواس إنشاء مثلث ذي مساحة بهذه القيم.

انسخ زاوية أ ثم أنشئ زاوية ب

انسخ القطعة أ ب بطولها، والزاوية أ عند أ. [1]

لنسخ الزاوية ارسم قوسًا يقطع ضلعَيها، وانقل القوس بالفتحة نفسها إلى الرأس الجديد. انقل المسافة بين نقطتي القطع لتحديد نقطة على القوس الجديد، ثم ارسم الشعاع من الرأس خلالها. [3]

عند أ ضع ج مجاورة لأ نحو امتداد ب أ. المتبقي إلى الامتداد هو ب؛ انسخه عند ب على جهة شعاع أ نفسها. [1]

في المثال: 30°+90°=120°، والمتبقي حتى الزاوية المستقيمة 180° هو 60°. نسجل ب=60° قبل رسم الشعاع الثاني. الحساب يراجع الإنشاء؛ المعطيات هنا زاويتان مرسومتان قابلتان للنسخ، وليس مطلوبًا إنشاء أي قيمة عددية عامة من الصفر.

تقاطع الشعاعين وفحص إحداثيات المثال

من أ=(0،0) نجعل أ ب باتجاه س الموجب، وطوله 6 سم، فتكون ب=(6،0). شعاع أ يصنع 30° مع أ ب في أعلى الرسم، ومعادلته ص=س/√3، س≥0. من ب يقاس 60° من الشعاع ب أ المتجه يسارًا إلى داخل المثلث؛ اتجاهه من المحور الموجب 120°، ومعادلته ص=√3(6−س)، س≤6.

عند التقاطع س/√3=√3(6−س). نضرب في √3 فنحصل على س=18−3س؛ إذن س=4.5، وص=4.5/√3=1.5√3. هذه النقطة ج تقع على الشعاعين لأن 4.5 بين 0 و6؛ لا نكتفي بتقاطع امتدادي خطين في جهة مخالفة. الإحداثيات في هذا المثال بالسم.

من ج إلى أ المتجه (−4.5،−1.5√3)، ومن ج إلى ب المتجه (1.5،−1.5√3). حاصل ضربهما الداخلي −6.75+6.75=0، فيؤكد الزاوية القائمة عند ج. مربعا طولي أ ج وب ج هما 20.25+6.75=27 و2.25+6.75=9؛ إذن أ ج=3√3 سم وب ج=3 سم.

نفحص طول الضلع المنسوخ: مربع أ ب=36، وهو مجموع 27 و9 في المثال. ولو رسمنا النسخة أسفل أ ب بدل أعلاه، تعطي معادلاتنا ج=(4.5،−1.5√3) مع بقاء الأطوال؛ تغيير جهة الرسم لا يبرر نقل اسم ج إلى رأس ب.

ماذا يحدث إن نسخت زاوية ج إلى ب؟

نحافظ في المقارنة على أ=(0،0) وب=(6،0)، وعلى الشعاع ذي الزاوية 30° من أ. لكننا نضع عند ب زاوية 90°، فيكون الشعاع من ب رأسيًا إلى أعلى، س=6. تقاطعه بشعاع أ عند ج′=(6،2√3) سم. هذا مثلث قابل للرسم، لكنه ليس مثلث البيانات المطلوبة.

زاويتا أ وب في الرسم الثاني 30° و90°؛ لذا زاوية ج′=180°−30°−90°=60°. المطلوب عند ج كان 90°، وهو الآن عند ب. من ج′ إلى أ وب المتجهان (−6،−2√3) و(0،−2√3)، وحاصل ضربهما 12، فلا زاوية قائمة عند ج′.

في هذا الرسم الخاطئ أ ج′=√(36+12)=4√3 سم، وب ج′=2√3 سم. وفي الصحيح أ ج=3√3 سم وب ج=3 سم. وجود ضلع أ ب ذي الطول الصحيح وحده لا يكفي لقبول الرسم، لأن موضع الزاويتين جزء من البيانات.

قبل إنهاء العمل راجع الخانات الثلاث الأولى: أ ب=6 سم، زاوية أ=30°، زاوية ج=90°. افحص أيضًا خانة ب=60° التي حسبناها. اكتب القياس بجانب اسم رأسه، وأبق ج وج′ مختلفتين في مقارنة المثال، حتى لا تختلط نتيجة الإنشاء ببديلها.

مثلث أزرق صحيح ومثلث برتقالي يضع الزاوية القائمة عند ب، فيتغير الرأس الثالث من ج إلى ج′.
مقارنة أصلية: الطول أ ب ثابت، لكن نقل الزاوية يغير بقية البيانات.
الرسم في مثالنازاوية بالنقطة العليا
الصحيح60°ج=(4.5،1.5√3) سم؛ زاويتها 90°
نسخ زاوية ج إلى ب90°ج′=(6،2√3) سم؛ زاويتها 60°

للتوسع: الفرجار الهندسي واستخداماته.

المراجع

  1. Math Open Reference
  2. Math Open Reference
  3. Math Open Reference

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.