تصویر هندسی جلد
رندو مکس • رایگان

نکات ناب
هندسه

پایهٔ ۱۰ • فصل ۴: تجسم فضایی

نقشهٔ فصل

فصل ۴: تجسم فضایی

این فصل ۲ درس و ۸ نکتهٔ منتخب دارد. ترتیب زیر کمک می‌کند هر فرمول را همراه شرط و دلیلش مرور کنی.

درس‌های این فصل

  1. نقطه، خط و صفحه — پیش‌نیاز: هندسهٔ صفحه، عمود و موازی
  2. تفکر تجسمی و مقاطع — پیش‌نیاز: خط و صفحه، تشابه
بودجه‌بندی پیشنهادی مرور
۵۰ دقیقه
  1. یک دور قضیه‌ها را همراه شرط کاربرد بخوان.
  2. راه‌حل‌ها را با پوشاندن سطر آخر، خودت کامل کن.
  3. دام‌ها را به صورت یک پرسش کوتاه برای خودت بازگو کن.
  4. سنجش‌های ناب را بدون نگاه به پاسخ حل و سپس کنترل کن.
ABA′B′

درس ۱: نقطه، خط و صفحه

پیش‌نیاز: هندسهٔ صفحه، عمود و موازی
نکتهٔ ۱

قضیه را با معنایش به خاطر بسپار

از سه نقطهٔ غیرهم‌خط دقیقاً یک صفحه می‌گذرد. خط عمود بر صفحه، بر هر خطِ صفحه که از پای عمود بگذرد عمود است.

چرا مهم است؟
در فضا، دو خط ممکن است متنافر باشند: نه موازی و نه متقاطع، چون هم‌صفحه نیستند.
نکتهٔ ۲

ردّ پای راه‌حل و خط کمکی

برای نشان‌دادن عمود بودن خط و صفحه، دو خط متقاطعِ ساده در صفحه پیدا یا رسم کن؛ یک خط کافی نیست.

دلیل و مسیر برهان
در مکعب ABCD-A′B′C′D′ ثابت می‌کنیم AA′ بر صفحهٔ ABCD عمود است. وجه‌های ABB′A′ و ADD′A′ مستطیل‌اند؛ پس ضلع‌های مجاورشان در A عمودند و AA′⊥AB و AA′⊥AD. دو خط AB و AD در صفحهٔ ABCD قرار دارند و در A متقاطع‌اند. طبق معیار هندسی عمود بر صفحه، خطی که در محل تقاطع بر دو خط متقاطع یک صفحه عمود باشد، بر آن صفحه عمود است؛ بنابراین AA′⊥(ABCD). در این استدلال فقط ویژگی مستطیل و معیار عمود بر صفحه به کار رفته است.

کاربرد و دام • نقطه، خط و صفحه

پایهٔ ۱۰
نکتهٔ ۳

دامی که جواب را عوض می‌کند

دو خط که در تصویر کاغذ همدیگر را قطع می‌کنند شاید در فضا متنافر باشند. دو یال غیرموازی و بدون رأس مشترک مکعب مثال‌اند.

نمونهٔ کنترل‌شده
در مکعب ABCD-A′B′C′D′، AA′ بر AB و AD عمود است؛ چون AB و AD در صفحه ABCD متقاطع‌اند، AA′⊥(ABCD).
نکتهٔ ۴

سنجش ناب

در مکعب ABCD-A′B′C′D′ توضیح بده چرا AB⊥AD به‌تنهایی ثابت نمی‌کند AB بر صفحهٔ ABCD عمود است؛ سپس با شرط کافی ثابت کن AA′ بر صفحهٔ ABCD عمود است.

پاسخ تشریحی
دو خط AB و AD در صفحهٔ ABCD بر هم عمودند، اما AB خودش در همان صفحه قرار دارد؛ پس عمود بودن بر فقط یک خطِ صفحه کافی نیست. برای AA′، وجه ABB′A′ مستطیل است و AA′⊥AB؛ وجه ADD′A′ نیز مستطیل است و AA′⊥AD. دو خط AB و AD در A متقاطع و هر دو در صفحهٔ ABCD هستند. بنابراین معیار عمود بودن بر دو خط متقاطع صفحه می‌دهد AA′⊥(ABCD).

درس ۲: تفکر تجسمی و مقاطع

پیش‌نیاز: خط و صفحه، تشابه
نکتهٔ ۵

قضیه را با معنایش به خاطر بسپار

اگر صفحهٔ برش موازی قاعده از درون یک منشور بگذرد، مقطع با قاعده هم‌نهشت است. اگر چنین صفحه‌ای یال‌های جانبی هرم را در نقطه‌هایی میان رأس و قاعده قطع کند، مقطع با قاعده مشابه است. شرط عبور از درون جسم، مقطع نقطه‌ای یا نبودِ مقطع را کنار می‌گذارد.

چرا مهم است؟
مقطع یک جسم با صفحه، مجموعهٔ نقاط مشترک آن‌هاست؛ شکل مقطع به جهت صفحه بستگی دارد.
نکتهٔ ۶

ردّ پای راه‌حل و خط کمکی

برای مقطع، ابتدا رد صفحه را روی هر وجه بیاب و فقط نقاطی را وصل کن که روی یک وجه مشترک‌اند.

دلیل و مسیر برهان
در هرم، صفحهٔ موازی قاعده روی هر یال جانبی نقطه‌ای با نسبت یکسان می‌سازد؛ تالس در وجه‌ها نسبت طول‌های متناظر را برابر می‌کند، پس زوایا و نسبت اضلاع مقطع با قاعده مطابق و دو چندضلعی مشابه‌اند.

کاربرد و دام • تفکر تجسمی و مقاطع

پایهٔ ۱۰
نکتهٔ ۷

دامی که جواب را عوض می‌کند

هر سه نقطه روی یال‌ها الزاماً مقطع مثلثی نمی‌دهند؛ اگر یکی با دو تای دیگر روی وجه مشترک نباشد، باید نقاط برخورد بیشتری پیدا کرد.

نمونهٔ کنترل‌شده
در هرمی با ارتفاع ۱۲، مقطع موازی قاعده در فاصله ۴ از رأس است؛ ضریب طول ۴/۱۲=۱/۳ و نسبت مساحت مقطع به قاعده ۱/۹ است.
نکتهٔ ۸

سنجش ناب

مکعبی با طول یال a داریم. صفحه‌ای سه یال خارج‌شونده از یک رأس را در فاصلهٔ مشترک t از آن رأس می‌بُرد، به شرط ۰<t≤a. شکل و طول ضلع مقطع را تعیین کن.

پاسخ تشریحی
سه نقطهٔ برخورد دوبه‌دو روی یک وجه مشترک‌اند، پس اتصال آن‌ها مقطع مثلثی می‌سازد. در هر وجه، دو ضلع قائمِ طول t داریم؛ بنابراین فاصلهٔ هر دو نقطه با فیثاغورس t√۲ است. هر سه ضلع برابرند و مقطع مثلث متساوی‌الاضلاع با ضلع t√۲ است. شرط t>۰ تباهی سه نقطه در رأس را حذف می‌کند؛ t≤a نیز نقاط را روی یال‌های مکعب نگه می‌دارد.
جمع‌بندی فصل

حالا خودت را بسنج

هر گزاره را با شرط کاربرد و یک دلیل کوتاه برای خودت توضیح بده؛ بعد فقط نکته‌هایی را دوباره بخوان که هنوز در توضیحشان مکث می‌کنی.

□ شرط اصلی «نقطه، خط و صفحه» را می‌توانم پیش از فرمول بگویم.
□ شرط اصلی «تفکر تجسمی و مقاطع» را می‌توانم پیش از فرمول بگویم.

اگر لازم شد، سریع برگرد

یک یادآوری از رندو

از ظاهر شکل، تساوی یا توازی نتیجه نگیر. دادهٔ صورت سؤال یا قضیه‌ای که شرط‌هایش برقرار است باید هر نتیجه را پشتیبانی کند.

جزوه رایگان و نکات ناب رندو مکس

این صفحه برای جست‌وجوی «جزوه هندسه دهم فصل ۴»، «نکات ناب هندسه» و مرور سریع کنکور و امتحان نهایی آماده شده است.