קיץ 2025 · מועד א
בגרות במתמטיקה, שאלון 571: 8 שאלות, עם פתרון מלא לכל סעיף.
שאלה 4: גיאומטריה אוקלידית

בתצלום מעגל גדול שרדיוסו ומעגל קטן שמרכזו בנקודה ורדיוסו . הנקודה נמצאת על המעגל הגדול. הנקודה היא אחת מנקודות החיתוך של שני המעגלים.
דרך העבירו משיק למעגל הקטן; המשיק חותך את המעגל הגדול בנקודה . הנקודה נמצאת על המעגל הקטן, בתוך המשולש .

הוכיחו כי .
נסרטט לפי הנתונים, ונסמן :
משיק למעגל הקטן בנקודה :
(משיק מאונך לרדיוס בנקודת ההשקה)
הקרן נמצאת בתוך הזווית :
(רדיוסים), ולכן המשולש שווה שוקיים:
סכום הזוויות במשולש :
מש״ל

המשך הקטע חותך את הקטע בנקודה . נתון כי היא אמצע הקטע .
הוכיחו כי הנקודה היא מרכז המעגל הגדול.
נסרטט את המשך הקטע עד הנקודה , אמצע הקטע (נתון):
מסעיף א: , ולכן המשולש ישר זווית והיתר שלו .
הנקודה אמצע היתר, ולכן:
(במשולש ישר זווית התיכון ליתר שווה למחצית היתר)
שלוש הנקודות , , נמצאות על המעגל הגדול (הנקודות , לפי הנתון, והנקודה כי המשיק חותך שם את המעגל הגדול).
הנקודה במרחק שווה משלוש נקודות על המעגל הגדול, ולכן היא מרכז המעגל הגדול. מש״ל
(מכאן גם , והקטע הוא קוטר במעגל הגדול.)

הוכיחו כי .
נסרטט את שני המשולשים, עם מה שהוכח בסעיפים א ו-ב:
מסעיף ב: , ולכן המשולש שווה שוקיים:
הנקודה על הקטע , ולכן:
(סעיף א)
זוויות המשולש :
זוויות המשולש (סעיף א):
לשני המשולשים אותן זוויות, ולכן לפי משפט דמיון ז.ז:
(בהתאמה , , ) מש״ל

נתון: . נסמן ב- את שטח המשולש .
הביעו באמצעות את שטח המשולש .
נסרטט לפי הנתונים (, והמשולש המודגש ששטחו ):
יחס הדמיון מסעיף ג (הצלעות המתאימות , ):
יחס השטחים של משולשים דומים הוא ריבוע יחס הדמיון:
הנקודות , , על ישר אחד, ולכן הקטע מחלק את המשולש לשניים:
נסמן
ולכן
ומכאן
מכאן
ולכן
הנקודה אמצע הקטע , ולכן תיכון במשולש ומחלק אותו לשני משולשים שווי שטח:
