مثلث Abc
1. ابدأ بمعلومة معادلة المستقيم AB وهي
$$y = \frac{1}{2} x + 3$$
ونعلم أن الرأس B يقع عند الإحداثي x=8 (معلومة المعطى 1(2)).
2. لإيجاد إحداثيات الرأس B نُعوض 8 في معادلة المستقيم:
$$y = \frac{1}{2} \times 8 + 3 = 4 + 3 = 7$$
إذًا، إحداثيات الرأس B هي $$ (8,7) $$.
3. لإيجاد إحداثيات الرأس A على محور x (y=0)، نضع:
$$0 = \frac{1}{2} x + 3$$
نحل المعادلة:
$$\frac{1}{2} x = -3 \Rightarrow x = -6$$
إذاً إحداثيات الرأس A هي $$ (-6,0) $$.
4. معطى الرأس C هو $$ (14, 0) $$.
5. لإثبات أن الضلع AB يوازي الضلع BC:
- نحسب ميل AB:
$$m_{AB} = \frac{y_{B} - y_{A}}{x_{B} - x_{A}} = \frac{7-0}{8-(-6)} = \frac{7}{14} = \frac{1}{2}$$
- نحسب ميل BC:
$$m_{BC} = \frac{y_{C} - y_{B}}{x_{C} - x_{B}} = \frac{0-7}{14-8} = \frac{-7}{6}$$
ميل BC هو $$-\frac{7}{6}$$ وليس $$\frac{1}{2}$$، ولكن الخطأ في المعطيات أو طبيعة السؤال. بناءً على المعطيات، AB لا يوازي BC (ميلان مختلفان).
6. لحساب معادلة المستقيم EC (معطى أن ميل EC = $$-\frac{1}{2}$$) ونعلم نقطة C:
المعادلة بصيغة الميل ونقطة:
$$y - y_C = m (x - x_C)$$
نعوض:
$$y - 0 = -\frac{1}{2} (x - 14)$$
$$y = -\frac{1}{2} x + 7$$
7. لإيجاد إحداثيات النقطة E على المستقيم AB وEC، نحل نظام المعادلات:
المستقيم AB: $$y = \frac{1}{2} x + 3$$
المستقيم EC: $$y = -\frac{1}{2} x + 7$$
نساوي y:
$$\frac{1}{2} x + 3 = -\frac{1}{2} x + 7$$
نحل:
$$\frac{1}{2} x + \frac{1}{2} x = 7 - 3$$
$$x = 4$$
نحسب y:
$$y = \frac{1}{2} \times 4 + 3 = 2 + 3 = 5$$
إحداثيات النقطة E هي $$ (4,5) $$.
8. لحساب مساحة المثلث EBC:
استخدم قاعدة المساحة للمثلث مع إحداثيات الرؤوس:
مساحة = $$ \frac{1}{2} | x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2) | $$
حيث E = (4,5), B = (8,7), C = (14,0)
نحسب:
$$\frac{1}{2} | 4(7 - 0) + 8(0 - 5) + 14(5 - 7) | = \frac{1}{2} | 4 \times 7 + 8 \times (-5) + 14 \times (-2) | = \frac{1}{2} | 28 - 40 - 28 | = \frac{1}{2} | -40 | = 20$$
9. النقطة F تقع على محور x بحيث قطعة EF توازى المحور y وهذا يعني أن x_F = x_E = 4 والـ y_F = 0 (لأنها على المحور x).
إحداثيات F هي $$ (4, 0) $$.
10. لحساب مساحة الشكل الرباعي FEBC نفكر فيه كمجموع مساحة المثلثين EFC و FBC.
- مساحة المثلث EFC (قاعدة EF وارتفاع FC):
قاعدة EF = المسافة بين E و F:
$$|y_E - y_F| = 5 - 0 = 5$$
الارتفاع FC = المسافة بين F (4,0) و C (14,0):
$$|x_C - x_F| = 14 - 4 = 10$$
مساحة المثلث EFC =
$$ \frac{1}{2} \times 10 \times 5 = 25$$
- مساحة المثلث FBC:
الفكرة: القاعدة BC طولها
$$\sqrt{(14-8)^2 + (0-7)^2} = \sqrt{6^2 + (-7)^2} = \sqrt{36 + 49} = \sqrt{85}$$
لكن لإيجاد المساحة بسهولة نستخدم الإحداثيات مع صيغة المساحة لكن النقاط F، B، C:
F=(4,0), B=(8,7), C=(14,0)
$$ \frac{1}{2} |4(7-0) + 8(0-0) + 14(0-7)| = \frac{1}{2} |28 + 0 - 98| = \frac{1}{2} |-70| = 35$$
11. مساحة الشكل الرباعي FEBC = مساحة EFC + مساحة FBC = 25 + 35 = 60
النتائج النهائية:
- إحداثيات A : $$(-6,0)$$
- إحداثيات B: $$(8,7)$$
- إحداثيات E: $$(4,5)$$
- معادلة المستقيم EC: $$y = -\frac{1}{2} x + 7$$
- مساحة المثلث EBC: $$20$$
- إحداثيات F: $$(4,0)$$
- مساحة الشكل الرباعي FEBC: $$60$$