علوم وفضاء

رسم مربع من ضلع: اختر تقاطع الأقواس الآخر

مربع ضلع 8 سم: دائرتان مركزاهما أ وج تتقاطعان عند ب الموجودة ود الجديدة.
فتحة الأضلاع ثابتة؛ نحدد الرأس الرابع الجديد.

أقم عمودًا عند طرف الضلع، ثم انقل طوله لإكمال المربع. [1][2]

ابدأ بضلع وأنشئ العمود عند طرفه

المربع له أربعة أضلاع متساوية وأربع زوايا قائمة. [3]

نختار ضلعًا 8 سم ونضع أ=(0،0)، وب=(8،0) سم. الضلع موجب، والنقطتان مختلفتان. سنرسم بقية المربع فوق الخط الأفقي، ونسمي الرؤوس أ ثم ب ثم ج ثم د حول حدوده. هذه تسمية للمثال وليست أمرًا بتحديد اتجاه أفقي ثابت لكل مربع.

مد الخط بعد ب، وضع علامتين على جانبيها، ثم من العلامتين بقوسين متساويين حدد هـ. ارسم ب هـ؛ هذا عمود على أ ب. [1]

في المثال نختار العلامتين ع=(6،0) وق=(10،0)، كل منهما على بعد 2 سم من ب. بقوسين نصف قطرهما 3 سم يصبح التقاطع العلوي هـ=(8،√5)، لأن مربع البعد الرأسي 3²−2²=5. خط ب هـ رأسي في هذا النموذج، لكنه لا ينتهي تلقائيًا عند طول ضلع المربع.

انقل طول الضلع لتحديد ج ود

بفتحة أ ب حدد ج على العمود من ب. قوسان من أ وج بالفتحة نفسها يحددان د؛ صلها بأ وج. [1]

في مثالنا فتحة نقل الأضلاع 8 سم. من ب=(8،0) على العمود العلوي نحصل على ج=(8،8). هـ كانت عند √5≈2.236 سم فوق ب؛ فهي علامة اتجاه فقط. إذا وصلت أ بهـ بوصفها ج فقد نقلت نقطة البناء إلى اسم رأس قبل تحقيق طول 8 سم.

نرسم من أ دائرة نصف قطرها 8 سم، ومن ج دائرة بالفتحة نفسها. لأن أ ب=ج ب=8 سم، تقع ب على الدائرتين بالفعل. إذن مجرد العثور على تقاطع بين القوسين لا يثبت أنه رأس جديد؛ نسمي د=(0،8)، وهي التقاطع الآخر في مثالنا.

يظهر د إلى يسار ج وأعلى أ. وصل ج بد يعطي ضلعًا أفقيًا 8 سم، ووصل د بأ يعطي ضلعًا رأسيًا 8 سم. نحتفظ بعلامة ب ظاهرة حتى نميز الرأس الموجود من النقطة الجديدة، ونراجع ترتيب أ ب ج د قبل إغلاق الحدود.

احسب التقاطعين بدل التخمين من الصورة

لنكتب إحداثيي نقطة التقاطع (س،ص). دائرة أ تحقق س²+ص²=64، ودائرة ج تحقق (س−8)²+(ص−8)²=64. طرح المعادلة الأولى من الثانية يعطي −16س−16ص+128=0، ومنه س+ص=8.

نعوض ص=8−س في المعادلة الأولى: س²+(8−س)²=64. بفك الأقواس نجد 2س²−16س=0، أي س(س−8)=0. إذا س=0 كانت ص=8، فنحصل على د. وإذا س=8 كانت ص=0، فنحصل على ب. ليس وجود ب مصادفة أو عيبًا في الفرجار؛ الأطوال السابقة جعلتها على الدائرتين.

في الرؤوس أ=(0،0)، ب=(8،0)، ج=(8،8)، د=(0،8)، يكون مربع كل ضلع 64. المتجهان أ ب=(8،0) وأ د=(0،8) متعامدان لأن حاصل ضربهما الداخلي صفر؛ وبقية الأضلاع أفقية أو رأسية أيضًا. لذلك نجد أربع زوايا قائمة في النموذج.

مربع القطر أ ج=8²+8²=128، وكذلك مربع ب د=(−8)²+8²=128؛ كل منهما 8√2 سم. منتصف كل قطر (4،4) سم. هذه مراجعة مستقلة للرسم الصحيح، مع الاحتفاظ بالجذر في الحساب؛ التقريب 8√2≈11.314 سم يصلح للقراءة ولا يحل محل القيمة الدقيقة.

التقاطع الموجود لا يعطي رأسًا رابعًا

لو سمينا التقاطع ب باسم د′، أصبح د′=(8،0). تحقق أ د′=8 سم وج د′=8 سم، لكن د′ وب نقطة واحدة. الحد المسمى أ ب ج د′ يعود من ج إلى ب على الضلع نفسه، ثم من ب إلى أ؛ فلا يصنع أربعة رؤوس متميزة ولا مساحة مربع.

هذا مثال على أن فحص طولَي القطعتين الجديدتين وحده أضعف من فحص الرؤوس والترتيب. في الحالة الصحيحة نكتب د=(0،8)، ونتأكد أنها تختلف عن أ وب وج. ثم تتبع أ→ب→ج→د→أ حول الحدود، بدل الرجوع من ج إلى ب مرة ثانية.

لضلع عام ل>0، نضع أ=(0،0)، ب=(ل،0)، ج=(ل،ل). دائرتا أ وج بنصف قطر ل تعطيان س+ص=ل، ثم س(س−ل)=0. الحل الجديد د=(0،ل)، والحل الموجود ب=(ل،0). إذا ل=0 اندمجت الرؤوس جميعًا، فلا نستعمل طولًا صفريًا في الإنشاء.

سجل المثال: الفتحة المساعدة الأولى 3 سم من ع وق؛ فتحة نقل الأضلاع 8 سم من أ وب وج؛ هـ علامة عند √5 فوق ب؛ د=(0،8) رأس جديد. لكل رقم مهمة ومركز مختلفان. يمكنك إضافة خانة للقياس على الورق بجانب أطوال الأضلاع والقطرين؛ الصور على الشاشة ليست قياسًا بالمسطرة على الورقة.

المربع الصحيح بأربعة رؤوس، ومقارنة تعيد ب باسم د′؛ الأطوال الجديدة 8 سم لكن الرأس مكرر.
فحص المسافتين لا يعوض تكرار الرأس في المثال.
التقاطع المختار في المثالأ إلى التقاطع؛ ج إلى التقاطعنتيجة إغلاق الحدود
د=(0،8)8 سم؛ 8 سممربع بأربعة رؤوس مختلفة
ب=(8،0) باسم د′8 سم؛ 8 سمإعادة رأس موجود؛ انعدام المساحة

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.