عدد محاور تماثل نصف دائره
هناك العديد من المواضيع في الهندسة التي تتطلب معرفة مبادئها، ويتضمن ذلك التعرف على الأشكال المختلفة وكل ما يرتبط بها مثل الدائرة، المربع، والمستطيل، ومنها محاور التماثل المختلفة، وفي هذا السياق سنتعرف على عدد محاور تماثل نصف دائره، حيث ستجد الإجابة المناسبة من خلال السطور التالية.
عدد محاور تماثل نصف دائره
يُعد محور التماثل خطًا مستقيمًا، حيث يقوم بتقسيم الشكل الهندسي إلى نصفين متطابقين ومتماثلين تماما، وبذلك يكون الشكل عبارة عن صورة منعكسة في ذلك الخط المستقيم، وهو نفس الشكل، وبما أن الدائرة لها عدد لا نهائي من الأقطار التي تقسمها إلى نصفين متساويين، وبذلك يكون عدد محاور تماثل نصف دائره هي لا نهائي، أما إذا تحدثنا عن نصف الدائرة، فهي عبارة عن قرص دائري نتج عن اقتسام دائرة كاملة، ولكي ينتج عنها نصفين متماثلين مرة أخرى لا يمكن ذلك إلا بمحور تماثل واحد فقط يقسم الخط المستقيم إلى نصفين.
ما هو نصف الدائرة؟
بعد أن عرفنا أن عدد محاور تماثل نصف دائره هو لا نهائي، يمكن القول أن النصف الدائرة هو الشكل الناتج عن تقسيم الدائرة إلى نصفين بواسطة المحور المتماثل، ويسمى أيضًا نصف قرص، كأنه طبق ورقي دائري مطوي إلى النصف، كما أن نصف الدائرة له خط تماثل ضمن عدد محاور تماثل نصف دائره، والذي يعتبر تناظرًا انعكاسيًا، كما أن قياسها 360 درجة، لذا فإن قوس نصف الدائرة يكون دائمًا 180 درجة.
نصف الدائرة هو شكل ثنائي الأبعاد يتم الحصول عليه عن طريق تقسيم الدائرة إلى نصفين بطول قطرها، وبمعنى آخر هو قوس الدائرة الذي يصل بين طرفي القطر، حيث إن الزاوية التي يشكلها القوس هي °180 درجة على أحد جانبي القطر، وفيما يلي بعض قوانين النصف دائرة:
- مساحة نصف الدائرة:
- πr2 /2
- محيط نصف الدائرة:
- πر
- محيط نصف الدائرة:
- πr + 2r
- الزاوية في نصف الدائرة:
- 90 درجة
- الزاوية المركزية في نصف الدائرة:
- 180 درجة
في الاستخدام الغير تقني، فإن مصطلح “نصف دائرة” يشير أحيانًا إلى منحنى مغلق، ويشمل ذلك قطر القوس من طرف إلى آخر، أو قطر نصف القرص، حيث إنه عبارة عن مساحة هندسية ثنائية الأبعاد تحتوي أيضًا على جميع النقاط الداخلية.
وطِبقا لنظرية طاليس، فإن المثلث المحاط بنصف دائرة له رؤوس عند كل طرف من طرفي نصف الدائرة والرأس الثالث في مكان آخر على نصف الدائرة هو مثلث قائم الزاوية، وأيضًا بزاوية قائمة عند الرأس الثالث، بالإضافة إلى أن جميع عدد محاور تماثل نصف دائره التي تتقاطع بشكل عمودي مع نصف الدائرة تعبر على مركز الدائرة التي تحتوي على نصف الدائرة المحدد.
الوسائل الحسابية
يمكن استخدام نصف الدائرة لإنشاء المتوسط الحسابي والهندسي باستخدام المسطرة والبوصلة، بالنسبة إلى نصف دائرة قطرها a + b، فإن طول نصف قطرها هو الوسط الحسابي لـ a وb (لأن نصف القطر الأول هو نصف القطر الثاني).
يمكن معرفة المتوسط الهندسي بواسطة تقسيم القطر إلى قسمين بطول A وB وربط طرفيهما المشتركين بنصف دائرة بقطعة متعامدة مع القطر، حيث إن طول الجزء الناتج هو المتوسط الهندسي.
كما يمكن إثبات ذلك عبر تطبيق نظرية فيثاغورس على ثلاثة مثلثات قائمة الزاوية متشابهة، وكل مثلث له رؤوس عند النقطة التي يلامس فيها العمودي نصف الدائرة وعند اثنتين من نقاط النهاية الثلاثة للقسمين بطول a وb.
وكذلك؛ يمكن استخدام إنشاء المتوسط الهندسي لتحويل أي مستطيل إلى مربع له نفس المساحة.
تسمى هذه المشكلة تربيع المستطيل، حيث يكون طول ضلع المربع هو المتوسط الهندسي لأطوال أضلاع المستطيل، وعمومًا؛ يتم استخدام هذا كافتراض لطريقة عامة لتحويل أي شكل متعدد الأضلاع إلى نسخة مماثلة لنفسه بمساحة أي شكل متعدد الأضلاع آخر.
القوانين والأمثلة التطبيقية على مساحة ومحيط نصف الدائرة
- مساحة نصف الدائرة= (π×مربع نصف قطر الدائرة)/2
- القانون بالرموز: مساحة نصف الدائرة=(π×نق²)/2
- حيثُ أنّ:
- نق: هو طول نصف قطر الدائرة.
- π: الثابت باي، وقيمته تساوي 3.14، 22/7.
أمثلة متنوعة على حساب مساحة نصف الدائرة
- مثال 1: أوجد مساحة نصف دائرة نصف قطرها 5 سم.، علمًا أن 22/7 = π؟
- الحل:
- بالتعويض لقيمة نق والتي تساوي 5 سم في قانون مساحة نصف الدائرة = (π×نق²)/2
- إذًا؛ فإن مساحة نصف الدائرة= (22/7×5²)/2= 39.29 سم².
- الحل:
- مثال 1: أوجد مساحة نصف دائرة نصف قطرها 5 سم.، علمًا أن 22/7 = π؟
- مثال 2: أوجد مساحة نصف دائرة نصف قطرها 15 سم.
- الحل:
- بالتعويض لقيمة “نق” والتي تساوي 20 سم في قانون مساحة نصف الدائرة =(π×نق²)/2
- إذًا؛ فإن مساحة نصف الدائرة= (3.14×20²)/2= 628 سم².
- مثال 3: المثلث أ ب جـ هو مثلث قائم الزاوية عند النقطة أ، والوتر (ب جـ) لهذا المثلث هو قطر نصف الدائرة الملامس له، وطول الضلع أ ب يساوي 5 سم، وطول الضلع أ جـ= 6 سم، ما هو حساب مساحة نصف دائرة؟
- الحل:
- إيجاد طول الوتر باستخدام قانون فيثاغورس للمثلث القائم الزاوية، الوتر = الجذر التربيعيّ (الضلع الأول²+ الضلع الثاني²) = الجذر التربيعيّ (²5+ ²6)= الجذر التربيعيّ (25+36)= الجذر التربيعيّ 61√= 7.8 سم
- وبما أنّ الوتر = قطر الدائرة (ق) = 7.8 سم، فيُمكن إيجاد نق بقسمة القطر (ق) على 2، لينتج أن: نق= ½ق = 7.8/2= 3.9 سم.
- تعويض قيمة نق في قانون مساحة نصف الدائرة =(π×نق²)/2، ومنه مساحة نصف الدائرة= (3.14×3.9²)/2= 23.8 سم²
- مثال 4: قطر نصف الدائرة يساوي 10 سم، ما هو محيط سطح الدائرة المنحني؟، حِل باستخدام (π = 22/7)
- الحل:
- معطى: قطر الدائرة هو 10 سم
- نصف القطر = 10/2 سم، بما أن قانون محيط السطح المنحني لنصف الدائرة = ½ × 2 πr
- إذًا؛ بالتعويض = ½ × 2 × 22/7 × 10/2 = 15.7 سم
- مثال 5: أوجد محيط نصف الدائرة، علمًا أن نصف قطر الدائرة 5 سم؟
- الحل:
- بالتعويض قيمة “نق” وهي 5 سم في قانون محيط نصف الدائرة= نق×(π+2)، إذًا؛ فإن نصف الدائرة=2(3.14+5)= 16.28 سم.
- مثال 6: قطع خط مستقيم دائرة إلى نصفين متساويين، ونصف قطرها يساوي 11 سم، ما هو محيط كل نصف من الدائرة؟ (π=22/7)
- الحل:
- بما أن محيط نصف الدائرة الأول = محيط نصف الدائرة الثاني؛ وذلك لأن نصفي الدائرة متطابقان.
- إذًا؛ بتعويض قيمة نق في قانون محيط نصف الدائرة لإيجاد المحيط، وبذلك فإن محيط نصف الدائرة= نق(π+2)، إذًا؛ محيط نصف الدائرة= 11(22/7+2)=26.6 سم.
- مثال 7: نصف قطر الدائرة يساوي 250 سم، أوجد محيط نصفها.
- الحل:
- بالتعويض قيمة نق وهي 250 سم في قانون محيط نصف الدائرة= نق×(π+2)، إذًا؛ فإن محيط نصف الدائرة= 250(3.14+2)=1,285.7سم.
- مثال 8: ما هو محيط نافذة على شكل نصف الدائرية، علمًا أن نصف قطرها يساوي 50 سم؟
- الحل:
- بتعويض قيمة نق التي تساوي 50 سم في قانون محيط نصف الدائرة=نق×(π+2)، إذًا فإن محيط نصف الدائرة= 50(3.14+2)=257.1 سم.
الأسئلة الشائعة
نعرض لكم فيما يلي بعض الأسئلة الشائعة التي تخص موضوع عدد محاور تماثل نصف دائره، لنكن بذلك قد وافيناكم بكافة تفاصيل موضوعنا لليوم.
كم عدد محاور تماثل الدائرة؟
عدد لا نهائي من محاور التماثل.
كم عدد محاور تماثل الشكل السداسي؟
6 محاور تماثل.
كم عدد محاور تماثل المثلث؟
إذا كان المثلث متساوي الأضلاع فإنه يحتوي على 3 محاور تماثل.
في النهاية، هكذا قد شرحنا لكم كافة المعلومات حول عدد محاور تماثل نصف دائره، مع توضيح القوانين والأمثلة المتعلقة بهذا الأمر.
المصادر
الوسوم
- عدد محاور تماثل نصف دائره
- محاور تماثل نصف دائرة
- تماثل نصف دائرة
- خطوط تماثل
- الأشكال الهندسية
- الهندسة الإعدادية
- الرياضيات
- الدائرة
- نصف الدائرة
- تماثل الأشكال
- درس التماثل