משפט פיתגורס: הוכחות גיאומטריות והוכחות אלגבראיות עם קיפולי נייר

-
-
בחרו נייר 1 ממניפת הצבעים.
-
-
שאלה לדיון: קפלו את הנייר על פי בחירתכם לחצי מהריבוע והוכיחו שהנייר אכן הוא חציו של הריבוע.
-
בשלב זה ניתן לתלמידים לקפל באופן חופשי, ולהסביר מדוע הם חושבים שהקיפול שלהם הוא חציו של הריבוע. ולראות את ההבדלים בין הקיפול של התלמידים.
-
-
הקיפול הבא בנייר 1 ממניפת הצבעים.
-
-
הוראת קיפול: להניח נייר נוסף כשהצד הצבעוני פונה אליכם ולקפל למלבן לבן.
-
-
הוראת קיפול: לקפל את הצלע הארוכה של המלבן אל הצלע המקבילה.
-
-
הוראת קיפול: להפוך לצד השני.
-
-
הוראת קיפול: לקפל לפי הסימון את האלכסון של המלבן, ופיתחו את הקיפולים.
-
-
שאלה לדיון: מהו היחס של שטחי הנייר המקופל, לשטח הריבוע לפני הקיפול.
-
-
שאלה לדיון: האם ניתן לומר ששטחם של המשולש והמלבן ביחד הוא חצי משטחו של הריבוע? הסבירו
-
-
הקיפול הבא בנייר 1 ממניפת הצבעים.
-
-
הוראת קיפול: לקפל בנייר נוסף, צלע לצלע מקבילה ולפתוח.
-
-
הוראת קיפול: לקפל צלע קצרה לצלע מקבילה ולפתוח לריבוע.
-
-
הוראת קיפול: לקפל את שני הקדקודים למשולשים לפי הסימון באנימציה.
-
-
הוראת קיפול: לקפל לפי הסימון את הצלע של המלבן הלבן לצלע המקבילה.
-
-
שאלה לדיון: פיתחו את הקיפולים בנייר אחד בלבד ובחנו, מהו היחס של שטחי הנייר המקופל, לשטח הריבוע לפני הקיפול.
-
-
שאלה לדיון: מה ניתן לומר על האיור שלפניכם?הסבירו
-
-
כל תלמיד יבחר 11 דפים ממניפת הניירות.
-
מומלץ לתת לתלמידים לעבוד בקבוצות עבודה.
-
-
הוראת קיפול: קפלו כך שיתקבלו שני מלבנים שווים בשטחם. (לקפל בכל הניירות).
-
-
הוראת קיפול: קפלו כך שיתקבלו ארבעה ריבועים שווים בשטחם. (לקפל בכל הניירות).
-
-
הוראת קיפול: פיתחו בחזרה למלבן. (לקפל בכל הניירות).
-
-
הוראת קיפול: פיתחו בחזרה לריבוע. (בכל הניירות).
-
-
הוראת קיפול: לקפל כל קדקוד לנקודת מפגש האלכסונים. (לקפל את הקיפול בכל הניירות).
-
-
שאלה לדיון: פיתחו את המשולשים בנייר אחד בלבד, ובחנו, מהו היחס בין השטח של הריבוע הפנימי בצבע לבן הצבעונים.
-
המשולשים הם חצי משטח הריבוע
-
-
תשובה: מצאנו כי מידת השטח של המשולשים הצהובים שווים למידת השטח של הריבוע הפנימי. שטחם של ארבעת המשולשים הצהובים וגם של הריבוע הפנימי הוא חצי משטחו של הריבוע לפני שקיפלנו.
-
הריבוע הפנימי הוא חצי משטחו של הריבוע לפני שקיפלנו.
-
-
הוראת קיפול: לפתוח משולש אחד, כפי שמודגם באנימציה. (בכל 9 הניירות שקיפלנו)
-
-
הוראת קיפול: לקפל כפי שמודגם באנימציה (בכל הניירות שקיפלנו)
-
-
הוראת קיפול: לקפל את המשולש הלבן בנייר אחד בלבד. כפי שמודגם באיור.
-
-
הוראת קיפול: לקפל קדקוד לקדקוד כפי שמודגם באנימציה. (לקפל ב- 9 דפים).
-
-
הוראת קיפול: להכניס לכיס משולש אחד בלבד כפי שמודגם באנימציה (ב-9 ניירות).
-
-
קיבלנו 8 משולשים ישרי זווית קטנים ומשולש אחד גדול. במשולש ישר-זווית, שתי הצלעות היוצרות זווית ישרה נקראות ניצבים והצלע שמול הזווית הישרה נקראת יתר.
-
-
משימה: בידקו עם המשולשים שקיפלתם, ונייר נוסף בצורת ריבוע. האם ניתן להוכיח כי סכום השטח של הריבועים הנבנים על שני הניצבים שווים לשטח של הריבוע הנבנה על היתר?
-
יש 9 משולשים קטנים שהם שמינית מהריבוע הגדול ומשולש אחד שהוא רבע של הריבוע הגדול.
-
-
משימה: האם הוכחתם את משפט פיתגורס עם המשולש הסגול שבתמונה או עם המשולש השחור שבתמונה? הסבירו
-
בדגם זה הוכחת משפט פיתגורס משתמשים במשולש שהוא רבע של הריבוע הגדול ועל הניצבים נמצאים 8 משולשים ששטחם ביחד הוא ריבוע שלם.
-
-
משפט פיתגורס: סכום שטחי הריבועים, הבנויים על הניצבים במשולש ישר-זווית, שווה לשטח הריבוע הבנוי על היתר.
-
כל המשולשים במבנה זה הם משולשים קטנים ושטחם הוא שמינית של הריבוע הגדול.
-
-
הוראת קיפול: בנייר נוסף לקפל צלע לצלע מקבילה ולפתוח כפי שמודגם באנימציה.
-
-
הוראת קיפול: לקפל צלע לצלע מקבילה ולפתוח כפי שמודגם באנימציה.
-
-
הוראת קיפול: לקפל כל צלע לצלע לקן הסימטריה ולפתוח כפי שמודגם באנימציה.
-
-
הוראת קיפול: לסובב את הנייר כפי שמודגם באנימציה.
-
-
הוראת קיפול: לקפל כל צלע לצלע לקו הסימטריה ולפתוח כפי שמודגם באנימציה.
-
-
קיבלנו 16 יחידות שטח של הריבוע הגדול..
-
-
הוראת קיפול: לשרטט את הישרים המודגמים באיור.
-
חשוב שיקחו את הזמן וישרטטו כמו באיור כך שבהמשך יוכלו לתרגל
-
-
הוראת קיפול: כך נראה השרטוט , אנא הקפידו על דיוק בשרטוט.
-
-
שאלה לדיון: מהם שטחי הריבועים הנמצאים בצלעות a ו-b?
-
ניתן לבקש מהם שיצבעו את כמו באיור.
-
-
תשובה1: על הצלע a שטח הריבוע הוא 1 יחידת שטח, ועל צלע b שטח הריבוע הוא 9 יחידות שטח.
-
-
תשובה2: סה”כ סכום השטחים על שני הניצבים הוא 10 יחידות שטח.
-
-
שאלה לדיון:איך נחשב את מספר יחידות השטח של הריבוע על היתר?הסבירו
-
-
שאלה לדיון: מהו שטח הריבוע שצלעו הוא היתר של המשולש שאורכי הניצבים הם 1,3 יחידות אורך? מהו שטח המשולש עם ניצבים 1,3 יחידות אורך?
-
-
תשובה: שטח המשולש 1.5 יחדות שטח. שאלת שטח הריבוע על היתר בהמשך הקיפולים.
-
-
הוראת קיפול: לקפל כפי שמודגם באיור.
-
-
השטח של המשולשים הצבעונים:1.5+1.5+1.5+1.5 = 6 יחידת שטח.
-
-
2X2=(1+1) X (1+1) =4
4 יחידות שטח
המשולשים הצבעונים+ הריבוע הלבן = 6 יחידות שטח+ 4 יחידות שטח = סה”כ 10 יחידות שטח.
-
-
9 יחידות שטח +יחידת שטח אחת = 10 יחידות שטח. לכן
-
-
שאלה לדיון: באיזה אופן אפשר להוכיח כי השטח של הריבועים המסומנים בספרות 3, 2 שווים לשטח של הריבוע המסומן בספרה 4.
-
-
משימה: צרו משולש כפי שמופיע באיור, כך שאורכי הצלעות של המשולש הם:5+3+4.האם תוכלו ליצור משולשים נוספים עם הניירות שיש לכם?
-
ניתן ליצור עם הניירות שלושה משולשים: 5+3+4, 6+8+10, 10+6+8
-
-
משימה: כתבו משוואה המקשרת את אורכי הניצבים במשולש הלבן והיתר של המשולש הלבן.
-
-
הוכחה ראשונה של BHASKARA מהמאה 12 הודו
-
-
-
-
James Garfield
נשיא 20 ארה”ב
1831-1881
-
-
הוכחה: James Garfield
נשיא 20 ארה”ב
1831-1881.
-
-
שטח ריבוע גדול= cxc=c^2
שטחים של 4 משולשים=xab/24= 2ab
שטח הריבוע הקטן=(b-a)(b-a)=a^(2 )+ab2- b^2
c^2=2ab+ b^(2 )-2ab+a^(2 )
a^(2 )+b^2 = c^
-
-
הוכחה אלגבראית של שילוב גיאומטרי ואלגבראי במשפט פיתגורס.
-
-
משולש מצרי על ידי קיפול
משולש ABF יחס 3:4:5
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
משימת סיכום : לקפל את הנייר בדרכים שונות על מנת להוכיח מדוע הקיפול נותן חצי משטח הריבוע הנתון.
-
.
-
-
כל אחד מהמשולשים שקיפלתם, יכול לשמש כסימניה לספר.
- מטרות הפעילות
- התלמידים יתנסו ויכירו את היחס של הנייר המקופל לנייר לפני הקיפול.התלמידים יכירו והתנסו במשפט פיתגורס על ידי פירוק והרכבה.
- שם הדגם
סימניות לספרים.
- רצף מומלץ
זוויות:
עכבר (הכנה לשיעור ייצוג ויזואלי של הזווית) 1/3
עיגול (הכנה לשיעור ייצוג ויזואלי של הזווית) 2/3
מידת הסיבוב (הכנה לשיעור ייצוג ויזואלי של הזווית) 3/3
פירוק והרכבה משני משולשים, מארבעה משולשים ומטרפזים ישרי זווית ומציאת הזווית הנסתרת.
מיון משולשים (על פי אורכי הצלעות וסוגי הזוויו) לחטיבה.
ישרים מקבילים ומאונכים, ביסוס הידע מהיסודי:
ישרים מאונכים – דג שוחה (כהכנה לשיעורים בנושא ישרים מקבילים)
ישרים מקבילים ומאונכים – 2/2 – דגם השמלה
זוויות מתאימות ומתחלפות:
.זוויות מתאימות ומתחלפות בין ישרים מקבילים.
תרגול בנושא זוויות- ישרים מקבילים- ישרים מאונכים.
גופים:
מיון גופים- פאונים -מנסרות -תיבות לחטיבה
גופים – תיבות ומנסרה מרובעת לחטיבה
גופים- מעטפת מנסרות לחטיבה (מנסרה מרובעת, מחומשת, משושה)
מרובעים:
גובה, תיכון וחוצה זווית במשולשים.
גובה, תיכון וחוצה זווית במשולש שווה שוקיים.
מרובעים- פירוק והרכבה, מעוין, ריבוע, מקבילית ודלתון.
- על השיעור
התלמידים יכירו והתנסו בפירוק והרכבה במשפט פיתגורס ויכירו הוכחות גיאומטריות והוכחות אלגבראיות עם קיפולי נייר
- ידע נדרש
משולש ישר זווית, גובה במשולשים ויחס של שטחים.
- ציוני דרך
משולש ישר זווית: מושגים: ניצב, יתר
משפטים נלווים:
– משפט פיתגורס: במשולש ישר זווית סכום ריבועי הניצבים שווה לריבוע היתר.
– שני משולשים ישרי זווית שלהם ניצב שווה ויתר שווה חופפים זה לזה.
קישור לתכנית הלימודים
- חומרים
שישה דפי אוריגאמי צבעונים וארבעה ניירות משובצים לכל תלמיד.