Pytagoras bevis med speiling og arealbetraktning

Del 2, alle hjelpemidler

Pytagoras bevis med speiling og arealbetraktning

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

I denne oppgaven skal du bevise Pytagoras’ setning.

Den rettvinklede trekanten ABC har sidene a, b og c. La D være fotpunktet til normalen fra C på AB.

Rettvinklet trekant ABC med normal fra C til AB

  • Vi speiler △ABC om AB og får △AEB.
  • Vi speiler △BCD om BC og får △CBF.
  • Vi speiler △CAD om AC og får △ACG.

Trekant ABC med de tre speilte trekantene AEB, CBF og ACG

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Begrunn at trekantene AEB, CBF og ACG er formlike med hverandre.

Vi lar h1, h2 og h3 være høydene i trekantene AEB, CBF og ACG.

Vi setter k=h1c

Figur med høyder h₁, h₂ og h₃ i de speilte trekantene

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Begrunn at h2=k⋅a og h3=k⋅b

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bruk arealbetraktninger og resultatet fra oppgave b) til å bevise Pytagoras’ setning.

Fasit

△AEB∼△CBF∼△ACG (samme vinkelsett {A,B,90°})

h2=k⋅a,h3=k⋅b (følger av formlikheten i a))

a2+b2=c2

LøsningsforslagKI-generert

I den rettvinklede trekanten ABC er vinkel C=90°, så vinkel A+vinkel B=90°.

D er fotpunktet for normalen fra C til AB, og deler ABC i to mindre rettvinklede trekanter △ACD og △BCD.

I △ACD (rett vinkel i D) er vinkel CAD lik vinkel A (felles med △ABC), så

vinkel ACD=90°−vinkel A=vinkel B

I △BCD (rett vinkel i D) er vinkel DBC lik vinkel B, så

vinkel BCD=90°−vinkel B=vinkel A

Dermed har både △ACD og △BCD samme vinkelsett {A,B,90°} som △ABC, altså er

△ABC∼△ACD∼△BCD

Speiling bevarer vinkler og lengder (kongruens), så

△AEB≅△ABC,△CBF≅△CBD,△ACG≅△ACD

Alle tre speilte trekantene har dermed samme vinkelsett {A,B,90°} som hverandre, og er derfor formlike:

△AEB∼△CBF∼△ACG

I formlike trekanter er forholdet mellom høyde og tilhørende grunnlinje det samme i alle trekantene. Høyden h1 hører til grunnlinjen AB=c i △AEB (siden △AEB≅△ABC, og AB er hypotenusen).

Tilsvarende hører h2 til grunnlinjen BC=a i △CBF (siden △CBF≅△CBD, og BC er hypotenusen i △CBD), og h3 hører til grunnlinjen AC=b i △ACG (siden △ACG≅△ACD, og AC er hypotenusen i △ACD).

Siden trekantene er formlike (fra a)), er forholdet høyde/grunnlinje konstant:

h1c=h2a=h3b=k

Dette gir direkte

h2=k⋅aogh3=k⋅b

Fordi D ligger mellom A og B, er

T(△ABC)=T(△ACD)+T(△BCD)

Speiling bevarer areal, så

T(△AEB)=T(△ABC),T(△CBF)=T(△BCD),T(△ACG)=T(△ACD)

Dette gir sammenhengen

T(△AEB)=T(△ACG)+T(△CBF)

Vi bruker arealformelen T=12⋅grunnlinje⋅høyde for hver av de tre trekantene. Fra k=h1/c har vi h1=k⋅c, og fra b) har vi h2=k⋅a og h3=k⋅b:

T(△AEB)=12⋅c⋅h1=12⋅c⋅(k⋅c)=12⋅k⋅c2
T(△CBF)=12⋅a⋅h2=12⋅a⋅(k⋅a)=12⋅k⋅a2
T(△ACG)=12⋅b⋅h3=12⋅b⋅(k⋅b)=12⋅k⋅b2

Setter vi dette inn i T(△AEB)=T(△ACG)+T(△CBF), får vi

12⋅k⋅c2=12⋅k⋅a2+12⋅k⋅b2

Siden h1>0 er k≠0, så vi kan dele begge sider på 12⋅k. CAS bekrefter at dette gir c2 på venstre side og a2+b2 på høyre side:

CAS-bekreftelse av divisjonen med (1/2)k

Dermed er

a2+b2=c2

og Pytagoras’ setning er bevist.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt