المناهج الدراسية
تسجيل الدخول

المناهج الدراسية

الرياضيات التطبيقية — الصف الثاني الثانوي

الوحدة الأولى: الاستاتيكا

0/30

الوحدة الثانية: الهندسة الفراغية والتحليلية

0/30
نص الدرس

المستقيمات والمستويات في الفراغ

الرياضيات التطبيقية — الصف الثاني الثانوي

المستقيمات والمستويات في الفراغ

تعيين المستوى

تعيين المستوى

  1. المستوى سطح مستو لا نهائي الامتداد
  2. يحدد بأحد الطرق الآتية:
  • ثلاث نقط ليست على استقامة واحدة.
  • مستقيم ونقطة لا تقع عليه.
  • مستقيمان متقاطعان.
  • مستقيمان متوازيان ليسا منطبقين.
  • وكل مستقيم يقع في مستوى يقطع أي مستوى آخر في مستقيم واحد، أو يكون موازياً له، إلا إذا انطبق عليه.
المستقيمات والمستويات في الفراغ · 1 / 6
أوضاع المستقيمين في الفراغ

أوضاع المستقيمين في الفراغ

  • في الفراغ يمكن أن يكون مستقيمان في أحد الأوضاع الثلاثة الآتية:
صندوق كرتوني وأعواد على أحرفه تبين المستقيمات والمستويات في الفراغ: متوازية ومتقاطعة ومتخالفة.
صندوق كرتوني وأعواد على أحرفه تبين المستقيمات والمستويات في الفراغ: متوازية ومتقاطعة ومتخالفة.
الوضع التعريف الشرط
متوازيان يقعان في مستوى واحد ولا يلتقيان اتجاهاهما متوازيان
متقاطعان يقعان في مستوى واحد ويلتقيان في نقطة واحدة لهما نقطة مشتركة وحيدة
متخالفان
  • لا يقعان في مستوى واحد
  • ولا يتوازيان ولا يتقاطعان
لا توجد نقطة مشتركة، واتجاهاهما غير متوازيين
  1. ومن المهم أن نتذكر أن المستقيمين المتخالفين لا يمكن أن يُرسما في مستوى واحد
  2. مهما اختلفت الطريقة.
المستقيمات والمستويات في الفراغ · 2 / 6
المستقيم والمستوى، والمستويان

المستقيم والمستوى، والمستويان

تعامد المستقيم مع المستوى

  • يكون المستقيم عمودياً على المستوى إذا كان عمودياً على مستقيمين متقاطعين يقعان في هذا المستوى.
  • ويستخدم هذا الشرط كثيراً في إثبات التعامد، فإذا عمد مستقيم على مستقيمين متقاطعين في مستوى فإنه يعمد المستوى كله.

توازي المستقيم مع المستوى

  1. يكون المستقيم موازياً للمستوى إذا كان موازياً لمستقيم يقع في هذا المستوى
  2. ولا يقع عليه.
  1. المستويان المتوازيان لا يلتقيان مهما امتدا.
  2. المستويان المتقاطعان يلتقيان في مستقيم واحد.

بعد نقطة عن مستوى

  1. بعد النقطة عن المستوى هو طول العمود المرسوم من النقطة إلى المستوى
  2. أي أقصر مسافة بينهما.
المستقيمات والمستويات في الفراغ · 3 / 6
أمثلة محلولة

أمثلة محلولة

  • في المسائل الآتية نستخدم مكعباً طول حرفه 4 سم، وقاعدته المربعة ABCD، والوجه العلوي EFGH، بحيث تكون E فوق A، وF فوق B، وG فوق C، وH فوق D.
  • نضع النقطة A عند نقطة الأصل، فتكون إحداثيات الرؤوس:
  • A(0، 0، 0)، B(4، 0، 0)، C(4، 4، 0)، D(0، 4، 0)، E(0، 0، 4)، G(4، 4، 4).

مثال (1): وضع مستقيمين

  1. بيّن وضع المستقيمين AB وEH.
  2. الحل:
  1. المستقيم AB يمر بالنقط (t، 0، 0)، والمستقيم EH يمر بالنقط (0، s، 4).
  2. لو تقاطعا لوجدنا نقطة مشتركة، ولكن الإحداثي الثالث (ع) لأي نقطة على AB يساوي صفراً، وعلى EH يساوي 4، فلا توجد نقطة مشتركة.
  3. اتجاه AB هو (1، 0، 0)، واتجاه EH هو (0، 1، 0)، وليسا متوازيين.
  4. إذن المستقيمان متخالفان.

مثال (2): تعامد مستقيم على مستوى

  1. أثبت أن AE عمودي على المستوى ABCD.
  2. الحل:
  1. المستقيم AE رأسي، واتجاهه (0، 0، 4).
  2. AB و AD مستقيمان متقاطعان في المستوى ABCD، واتجاههما (4، 0، 0) و(0، 4، 0).
  3. AE ⊥ AB لأن حاصل الضرب القياسي للاتجاهين = 0، وكذلك AE ⊥ AD.
  4. إذن AE عمودي على المستوى ABCD، وبعد E عن المستوى هو طول AE = 4 سم.

مثال (3): طول القطر الفراغي

  1. أوجد طول القطر AG.
  2. الحل:
  • AG = √((4 − 0)2 + (4 − 0)2 + (4 − 0)2) = √48 = 4√3 ≈ 6.93 سم.

مثال (4): زاوية ميل القطر على المستوى الأفقي

  1. أوجد زاوية ميل القطر AG على المستوى ABCD.
  2. الحل:
  1. G تقع فوق C تماماً، لذلك المسقط القائم لـ AG على المستوى ABCD هو AC.
  2. طول AC = √(42 + 42) = 4√2 سم.
  3. ظا θ = CG ÷ AC = 4 ÷ (4√2) = 1 ÷ √2 ≈ 0.7071.
  4. ومنها θ ≈ 35.26°.
  5. جا θ = 4 ÷ (4√3) = 1 ÷ √3، وهو ما يتفق مع المثلث القائم.
المستقيمات والمستويات في الفراغ · 4 / 6
أخطاء شائعة

أخطاء شائعة

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
الخطأ
  • الحكم على مستقيمين بأنهما متوازيان لأنهما لا يتقاطعان في الرسم. الصواب: المستقيمان المتخالفان لا يتقاطعان ولا يتوازيان
  • ولذلك يجب التحقق من وقوعهما في مستوى واحد
الحكممستقيمينبأنهمامتوازيان
الخطأالاكتفاء بعمودية مستقيم على مستقيم واحد في المستوى لإثبات أنه عمودي على المستوى. الصواب: يجب أن يكون المستقيم عمودياً على مستقيمين متقاطعين في المستوىالاكتفاءبعموديةمستقيمواحد
الخطأاعتبار الزاوية بين القطر والمستوى هي الزاوية بين القطر وحرف الجسم. الصواب: الزاوية المطلوبة هي زاوية القطر مع مسقطه القائم على المستوىاعتبارالزاويةالقطروالمستوى
الخطأ
  • استخدام طول الحرف بدلاً من طول القطر في الحساب. الصواب: القطر الفراغي للمكعب يساوي الحرف × √3
  • وليس الحرف نفسه
  • ولا ضعفه
استخدامالحرفبدلاالقطر
المستقيمات والمستويات في الفراغ · 5 / 6
ملخص الدرس

ملخص الدرس

  • المستوى يتعين بثلاث نقط غير مستقيمة، أو بمستقيم ونقطة خارجه، أو بمستقيمين متقاطعين، أو بمستقيمين متوازيين.
  • المستقيمان في الفراغ متوازيان، أو متقاطعان، أو متخالفان.
  • المستقيم العمودي على مستقيمين متقاطعين في مستوى يكون عمودياً على المستوى كله.
  • بعد النقطة عن المستوى هو طول العمود الساقط عليه، وهو أقصر مسافة.
  • القطر الفراغي للمكعب الذي حرفه a يساوي a√3، وزاوية ميله على القاعدة تحقق جا θ = 1 ÷ √3 في مكعب حرفه 4 سم.
المستقيمات والمستويات في الفراغ · 6 / 6