משפט סווה: ניסוח ודוגמה עם פתרון

בפרסום זה נשקול את אחד המשפטים הקלאסיים של הגיאומטריה האפינית - משפט Ceva, שקיבל שם כזה לכבוד המהנדס האיטלקי ג'ובאני סווה. ננתח גם דוגמה לפתרון הבעיה על מנת לגבש את החומר המוצג.

תוֹכֶן

הצהרת המשפט

משולש נתון א ב ג, שבו כל קודקוד מחובר לנקודה בצד הנגדי.

משפט Cevas: ניסוח ודוגמה עם פתרון

לפיכך, נקבל שלושה קטעים (AA', BB' и CC'), אשר נקראים cevians.

מקטעים אלה מצטלבים בנקודה אחת אם ורק אם מתקיים השוויון הבא:

|ו'| |לֹא'| |CB'| = |לִפנֵי הַסְפִירָה'| |מִשׁמֶרֶת'| |AB'|

ניתן להציג את המשפט גם בצורה זו (נקבע באיזה יחס הנקודות מחלקות את הצלעות):

משפט Cevas: ניסוח ודוגמה עם פתרון

משפט הטריגונומטרי של סווה

משפט Cevas: ניסוח ודוגמה עם פתרון

הערה: כל הפינות מכוונות.

דוגמה לבעיה

משולש נתון א ב ג עם נקודות ל', ב' и ג' בצדדים BC, AC и AB, בהתאמה. קודקודי המשולש מחוברים לנקודות הנתונות, והקטעים הנוצרים עוברים דרך נקודה אחת. יחד עם זאת, הנקודות ל' и ב' נלקח בנקודות האמצע של הצלעות הנגדיות המתאימות. גלה באיזה יחס הנקודה ג' מחלק את הצד AB.

פתרון

בואו נצייר ציור לפי תנאי הבעיה. לנוחיותנו, אנו מאמצים את הסימון הבא:

  • AB' = B'C = a
  • BA' = A'C = ב

משפט Cevas: ניסוח ודוגמה עם פתרון

נותר רק לחבר את היחס בין המקטעים לפי משפט Ceva ולהחליף בו את התווי המקובל:

משפט Cevas: ניסוח ודוגמה עם פתרון

לאחר הפחתת השברים, נקבל:

משפט Cevas: ניסוח ודוגמה עם פתרון

לָכֵן, AC' = C'B, כלומר נקודה ג' מחלק את הצד AB לחצי.

לכן, במשולש שלנו, הקטעים AA', BB' и CC' הם חציונים. לאחר שפתרנו את הבעיה, הוכחנו שהם מצטלבים בנקודה אחת (תקף לכל משולש).

הערה: באמצעות משפט Ceva, ניתן להוכיח שבמשולש בנקודה אחת, חצויים או הגבהים מצטלבים גם הם.

השאירו תגובה