سؤال لتحفيز التفكير الهندسي : تمثيل جداء عددين هندسياً ؟

مرت علي صورة فأثارت لدي فكرة تمثيل عملية الجداء هندسياً ، إلى أن وصلت إلى طريقة ، فخطر لي أن أضعها كسؤال من باب تحفيز التفكير الهندسي والتدرب على التفكير لإيجاد حلول بطرق مختلفة.

سأترك السؤال لمن لهم هواية في مثل هذه المسائل ، وأتوقع أن تكون حلولنا متقاربة مع بعضها.

السؤال :

كلنا يعرف عملية ضرب عددين ، البعض يمكن أن يمثلها جبرياً كمجموع أي تكرار العدد الأول عدد من المرات مساوي للعدد الثاني والمجموع الكلي هو ناتج محصلة عملية الضرب أو الجداء

البعض يمثلها رسماً من خلال تعيين شكل وليكن دائرة ويكررها أفقياً عددا من المرات مساوي للعدد الأول ، ثم يكرر الصف كاملاً عمودياً عدد من المرات مساوي للعدد الثاني والحاصل هو مصفوفة دوائر مجموعها هو ناتج الجداء.

وسؤالنا :

لو كان لديك فقط مسطرة دقيقة وفرجار (بركار ، مِدور) وورقة بيضاء تماماً ،

بهذه الثلاث أدوات كيف يمكن تمثيل عملية جداء عددين والحصول على ناتجهما هندسياً باستخدام هذه الأدوات فقط ؟

سأضع الحل بعد مدة حتى يكون هناك مجال جيد متاح لمن يرغب بالمشاركة.

يرجى الدخول لحسابك أو تسجيل حساب لتستطيع إضافة تعليق
حساب جديد دخول

التعليقات

إليكم الحل :

  • نحدد نقطة تمثل مبدأ الإحداثيات

  • من النقطة نرسم مستقيم أفقي

  • نحدد على المستقيم نقطتين متناظرتين بالنسبة للمركز

  • من كل نقطة نرسم قوس بحيث نحصل على نقطة تقاطعهما من الأعلى ونرسم منه مستقيما يمر بالمركز فيكون عمودي عليه

  • نرقم المحاور

  • نرسم موازيين للمحور الأفقي الأول (بنفس الطريقة السابقة) ارتفاعه 1 والأخر يمثل أحد الرقمين الذين سنضربهما ببعض وليكن 5

  • نرسم مستقيما يمر بالمركز ويقطع المستقيم الأول على بعد يساوي الرقم المضروب الثاني وليكن 3

  • نقطة تقاطع المستقيم مع المستقيم الأفقي العلوي تمثل حاصل عملية الضرب للرقمين وهي 15 أي 3×5=15

أما الصورة التي ألهمتني الفكرة فهي

حيث ما تم في الحل أعلاه هو عملية محاكة للقطعة المستقيمة طولها 3 إلى 5 أضعاف فحصلنا على القطعة الجديدة مكبرة 5 أضعاف لتصبح 15

عندما نغير المستقيم العلوي صعودا ونزولا فإننا نحصل دائما على مضاعفات 3

وإذا حركنا نقطة التقاطع على المستقيم السفلي سنحصل على رقم مكرر 5 مرات

بما أن الرياضيين لا يقبلوا المسألة إلا ببرهان

سأقدم البرهان على ما سبق .

في الشكل التالي ستجدون من خلال نظرية تشابه المثلثات لأنهما قائمان و يشتركان في زاوية

حيث fdb يشابه fac وعليه يكون :

af/df = ca/bd 
| ca | /| bd | = | ad | /| df |
c/b = a/d
c = a*b/1
c = a*b

برهان جيد .

+1

بعد عدة محاولات فاشلة بتقسيم الدائرة الى مثلثات

خرجت بهذي النتيجه

:P

لم أقصد هذه الطريقة فهذه الطريقة التي ذكرتها عندما قلت :

البعض يمثلها رسماً من خلال تعيين شكل وليكن دائرة ويكررها أفقياً عددا من المرات مساوي للعدد الأول ، ثم يكرر الصف كاملاً عمودياً عدد من المرات مساوي للعدد الثاني والحاصل هو مصفوفة دوائر مجموعها هو ناتج الجداء.

بينما المقصود هو التمثيل الهندسي أي باستخدام الهندسة التحليلية من مستقيمات وأقواس وتقاطعات وقياسها

لاحظ لا يوجد لدينا منقلة (مسطرة زوايا) لهذا يجب أن نعتمد على الفرجار في إنشاء المستقيمات المتعامدة وكذلك ستستخدم الفرجار مع المسطرة لإنشاء أقواس بأنصاف قطر معلومة

ضننت انه من ضمن المعطيات دائرة

سأسهل المهمة قليلاً :

سؤال مرحلي :

من نقطة ما كيف نستطيع رسم مستقيم أفقي وآخر عمودي عليه تماماً ، باستخدام المسطرة والفرجار فقط .

الجواب سيكون المرحلة الأولى لرسم محوري الإحداثيات

قرأت طريقتك و قد أعجبتني

و لكن في حال كانت الأعداد كبيرة , هل هناك طريقة لحلها بشكل سهل .؟

مثلا : 25 × 60

و لكن بشكل عام الطريقة جميلة و مبتكرة , و حتى لو افترضنا ان هناك من وصل إليها قبلك , فيكفيك أنك قد وصلت لها أيضا ^_*

الغاية ليست استخدمها للعمليات الحسابية فلدينا الآلة الحاسبة تقوم بذلك ツ

وإنما الغاية هي الربط بين الجبر والهندسة بالنسبة لعملية ضرب الأعداد

كما يمكنك الاطلاع على البرهان فقد أضفته للتو

بالأمس شاهدت فيديو يشرح معضلة تربيع الدائرة ، و في بداية الشرح تطرق لكيفية تمثيل بعض العمليات هندسيا : الجمع و الطرق و الضرب و القسمة و حتى الجذر .

ما أعجبني هو أنك أنت قد توصلت لنفس الطريقة ( تمثيل الضرب هندسيا ) دون أن تعرف الطريقة المتبعة مسبقا .

هذا الفيديو :

( إبدأ من الثانية 57 )

أخ أحمد لم أفهم تحديدا ماذا تقصد بجداء عددين

هل تقصد ضرب شعاعين في معلم متعامد ومتجانس مركزه O أي لو وضعنا نقطتين A و B نضرب الشعاع OA في الشعاع OB

هل هذا ما تقصده

لا أخي وإنما قصدت بها عملية الضرب العادية يعني ضرب أو جداء الأرقام كأن نقول 5 × 3 = 15 وهكذا

ماقصدته هو كيف يمكن أن نقوم بعملية ضرب أي عددين هندسيا باستخدام المسطرة والفرجار فقط

فهمتك هناك حل بسيط لا أدري إن كان هو تريد الوصول إليه

ضرب 5 * 3

نرسم قطعة مستقيمة واحدة طولها 5

ثم نرسم حامل القطعة المستقيمة التي طولها 5 أي نرسكم مستقيم طويل يمر على القطعة المستقيمة

نأخذ الفرجار ونقيس به القطعة التي رسمناها والتي طولها 5

ثم نرسم دائرة من حد القطعة المستقيمة فتقطع المستقيم الطويل الذي رسمناه ثم من نقطة التقاطع نرسم دائرة أخرى فتقطع المستقيم في نقطة ثانية موالية بعدها نأخذ المسطرة ونقيس الطول من بداية القطعة المستقيمة إلى نقطة التقاطع الثانية مع المستقيم فنجد نتيجة الضرب 15

لكن لا أعتقد أنه يصح إطلاق عبارة جداء ضرب عددين هندسيا على هذه الطريقة لأن العبارة هذه لها معنى آخر

الطريقة صحيحة ولكن ليست مثاليا ، افرض لدينا عددين كبيرين فهل ستكرر العملية كل هذا العدد من المرات

الطريقة التي أقصدها قد لا تتعدى الست خطوات بغض النظر عن قيمة الأعداد

تمثيل العمليات الجبرية هندسياً أمر شائع ومنه تمثيل عملية تربيع العدد بمربع طول ضلعه العدد ومنه يتم تمثيل علاقة فيثاغورث كمثلثات