A hasonlóságról

A középiskola matematika anyagában az első komplexebb, átfogó témakör, amivel meg kell ismerkedned, a hasonlóság. A témakörben nem egy-két összefüggést kell elsajátítanod és alkalmaznod, hanem jóval többet. Ez a gondolkodásodban is minőségi ugrást követel. Nemcsak tudnod kell a nagyobb számú ismeretet, hanem fel kell ismerned, hogy adott kérdésben milyen összefüggések alkalmazhatók és meg kell probálnod alkalmazni őket. Ez egy nagyon nehéz feladat, ami türelmet, biztos tudást, kitartást és több ráfordított időt igényel.
Kicsit könnyítendő a helyzeted, megpróbáltam összegyűjteni a témakörben előkerülő ismereteket
tételek, definíciók, szerkesztési eljárások szerint csoportosítva. Az oldal alján találsz segítséget a tételek bizonyításainak megtanulásához "Gondolatok" címmel, utána pedig a feladatmegoldásban próbálok segíteni, amikor felmerül a kérdés: "Mire gondoljak?"


 


Összefüggések fel
A témakörön belül is kialakíthatók jobban és kevésbé egymáshoz kapcsolódó részek.
  1. Pitagorasz-tétel és megfordítása
  2. Párhuzamos szelők tétele (PSzT) és megfordítása
  3. Háromszög szögfelezője a szemközti oldalt a szomszédos oldalak arányában osztja.

  4. Középpontos hasonlóság tulajdonságai
  5. Hasonlóság (egybevágóság) tulajdonságai
  6. Minden egybevágóság hasonlóság.
  7. Bármely hasonlósági transzformáció előállítható egy középpontos hasonlóság és egybevágóság(ok) szorzataként
  8. Háromszögek hasonlósága (egybevágósága) /alapesetek!/
  9. Síkidomok (sokszögek) hasonlósága (egybevágósága) /több összefüggés is!, tankönyv/
  10. Hasonló síkidomok területe, hasonló testek (kocka) térfogata

  11. Magasságtétel (derékszögű háromszög)
  12. Befogótétel (derékszögű háromszög)
  13. Számtani-mértani közép közötti összefüggés (algebrai, geometriai magyarázat)
  14. Háromszög súlyvonalai egy pontban metszik és harmadolják egymást.
  15. Gondold át a háromszög nevezetes vonalainak tételeit: szögfelező, oldalfelező, magasság
  16. Körhöz húzott érintőszakasz a szelődarabok mértani közepe.
  17. Körhöz húzott szelődarabok szorzata állandó.

  18. Azonos íven nyugvó középponti szög kétszerese a kerületi szögnek. /4 eset!/
  19. Azonos íven nyugvó kerületi szögek egyenlők.
  20. Ellentétes íven nyugvó kerületi szögek 180°-ra egészítik ki egymást.
  21. Húrnégyszög-tétel és megfordítása

 


Definíciók fel
A fent említett tételekben előforduló fogalmak, szintén csoportosítva.

  1. Összemérhető szakaszok

  2. Középpontos hasonlóság
  3. Hasonlósági (egybevágósági) transzformáció
  4. Hasonlósági pont
  5. Transzformációk szorzata
  6. Háromszögek, síkidomok (sokszögek) hasonlósága (egybevágósága)

  7. Mértani (számtani) közép
  8. Körhöz húzott szelődarab

  9. Kerületi és középponti szög (azonos íven nyugvó)
  10. Érintő szárú kerületi szög
  11. Húrnégyszög
  12. Látószög, látószögkörív


Szerkesztési eljárások fel

  1. Szakasz adott arányú osztása.
  2. Hasonló alakzatok (pl. két kör) hasonlósági pontjának megszerkesztése.
  3. Látószögkörív szerkesztés (hegyesszög, derékszög, tompaszög).

 


"Gondolatok" fel

  1. A Pitagorasz, PSzT és a húrnégyszög tétel megfordításának bizonyításában visszajátsszuk a feladatot a tételre. Ekkor csak egy kicsit változtatunk: úgy alakítjuk az ábrát /feltételeket/, hogy az eredeti tételt használhassuk. (Általában is alkalmazható ötlet: vezesd vissza a kérdést a már bizonyított tételre!)
  2. A magasság- és befogótétel igazolásához ugyanazt az ábrát kell felrajzolni, csak egyik esetben a két kisebb háromszöget, másik esetben az eredeti és az egyik kisebb háromszöget tekintjük.
  3. A "háromszög szögfelezői", "oldalfelező merőlegesei" tételek igazolása gyakorlatilag egy forgatókönyv szerint (majdnem szóról-szóra ugyanúgy) történik. A magasságokra vonatkozó tételt pedig visszajátsszuk az oldalfelező merőlegesekre. (Ötlet: egészítsük ki az ábrát!)
  4. Szerkesztéseknél mindig meg kell gondolni, lehet-e, és ha igen hány megoldása a feladatnak. (És miért?) Pl. hasonlósági pontok meghatározásakor szinte mindig két megoldása van a feladatnak! (Lásd két, egymáson kívüli kör esetén.)

 


"Mire gondoljak?" fel
Csak akkor tudsz feladatmegoldásra vállalkozni, ha tisztában vagy az "elméleti" kérdésekkel. (Tulajdonképpen ezek olyan feladatok, amikre sűrűn hivatkozunk a későbbiekben.) Az elméletet úgy célszerű megtanulni, hogy amikor kimondod a tétel nevét, magad előtt lásd a hozzá készített ábrát. Így a feladatmegoldás során könnyebben fogod felismerni, mit is kell alkalmazni.

A feladatban szereplő feltétel vagy erre
következtetünk
Eszedbe jut róla

Általános kérdés: Látsz-e az ábrán derékszöget? Tudnál-e kialakítani?
derékszög, merőleges, magasság Pitagorasz-tétel
szakaszok négyzetösszege Pitagorasz-tétel (ha sok szakasz -> többször)
Pitagorasz-tétel alakíts ki derékszögű háromszöget (esetleg többet)
alakíts ki derékszöget rajzolj be magasságot, húzz merőlegest (pl. érintő-sugár)
hol van a derékszögű csúcs? szerkessz Thalesz-kört (90°-os látószögkörívet)
kör és egy átmérője a kör bármely pontját összekötve a végpontokkal, derékszögű háromszöget kapunk
 
Általános kérdés: Látsz-e az ábrán szöget párhuzamos egyenesekkel? Tudnál-e csinálni ilyet?
párhuzamos egyenesek adottak párhuzamos szelők tétele
párhuzamos szelők tétele bizonyos arányok egyenlők
arányok adottak
(pl. osztópontok formájában)
párhuzamos szelők tétel megfordítása
PSzT megfordítása bizonyos egyenesek párhuzamosak
arányokra kérdez PSzT + keress megfelelő párhuzamos egyeneseket
párhuzamosokra kérdez
(pl. trapéz-e adott négyszög)
egy szög szárain vannak (kialakíthatók) megfelelő arányok?


Általános kérdés: Szerepelnek érintő körök? Szerepelnek kör és érintő egyenes?
egymást érintő körök az érintési pont és a középpontok egy egyenesen vannak
kör és érintő egyenes
  • külső pontból körhöz húzott érintő szakaszok egyenlők
  • érintési pontba húzott sugár merőleges az érintőre
  • sokszögbe írt kör a sokszög minden oldala érintője a körnek
    érintősokszög a sokszög minden oldala érintője a körnek


    Általános kérdés: Látsz hasonló háromszögeket? Tudnál-e készíteni?
    azonos szögek (egyenlő szakaszok) hasonló (egybevágó) háromszögek
    mértani közép magasságtétel (befogótétel, hasonló háromszögek)
    arányok hasonló háromszögek (befogótétel, magasságtétel)
    szakasz(ok) négyzete(i)
    (nem összeadva, pl. arányaik)
    befogótétel (magasságtétel, hasonló háromszögek)
    Megjegyzés. A "mértani közép" forma (magasságtétel) négyzetre emeléssel átalakítható "négyzetes" formára (befogótétel), az pedig keresztbe osztással "arány" formára (hasonló háromszögek, PSzT). Így ezt a három dolgot célszerű együtt kezelni a feladatmegoldások során. Ha az egyik nem jön be, meg kell próbálkozni egy azonos átalakítás után a másikkal. (Az osztás és a négyzetgyökvonás nem okozhat gondot, mert mindig szakaszok hosszaival, azaz pozitív számokkal dolgozunk.)
    magasságtételt akarod használni? keress derékszögű háromszöget a megfelelő adatokkal! (magasság, átfogóra eső vetületek)
    befogótételt szeretnéd használni? keress derékszögű háromszöget a megfelelő adatokkal! (befogó, átfogó, átfogóra eső vetület)
    hasonló háromszögekre van szükség? Olvasd el még egyszer a kérdést! Melyik szakaszok arányaira van szükséged? A szakaszok sokat segítenek a háromszögek kiválasztásában. Ha megvagy, keress egyenlő szögeket!
     
    Általános kérdés: Szerepel kör a feladatban? Vannak-e pontok a körön?
    pontok a körön, húrok a körben
  • kerületi-középponti szögek közti összefüggés
  • azonos íven nyugvó kerületi szögek közti összefüggés
  • körhúrok és érintő érintő szárú kerületi szög (4. eset!)
    4 pont egy körön húrnégyszög
    húrnégyszög(-e?) húrnégyszög tétel
    négyszög, két szemközti szöge 90° húrnégyszög

    Trembeczki Csaba, 2001-2007.

    Ha téged érdekelnek a fentiek, akkor ajánlom figyelmedbe ezeket a lapokat is!
    Kattints ide, ha minden érdekel!