descartesclytie0x/descartes-math-platform
บทที่ 10 ทฤษฎีบทพีทาโกรัสตรงกับหนังสือ ม.2 เล่ม 1 บทที่ 1

10.5 แบบฝึกหัด

ทำในกระดาษก่อน แล้วค่อยใส่คำตอบให้เว็บตรวจ ตอบผิดได้ไม่จำกัดครั้ง ติดจริงๆ ค่อยเปิดคำใบ้ทีละขั้น และเปิดวิธีทำหลังทำเสร็จแล้วเท่านั้น

ข้อ 1 หาด้านตรงข้ามมุมฉาก

ระดับง่าย

รูปสามเหลี่ยมมุมฉากมีด้านประกอบมุมฉากยาว 66 และ 88 เซนติเมตร ด้านตรงข้ามมุมฉากยาวเท่าใด

เซนติเมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

ด้านที่หาเป็นด้านตรงข้ามมุมฉาก ใช้ c2=a2+b2c^2 = a^2 + b^2

ดูวิธีทำ
  1. c2=62+82=36+64=100c^2 = 6^2 + 8^2 = 36 + 64 = 100
  2. 102=10010^2 = 100 จึงได้ c=10c = 10 เซนติเมตร

ชุด 6,8,106, 8, 10 คือ 3,4,53, 4, 5 คูณ 22

ข้อ 2 เขียนสมการให้ถูกด้าน

ระดับง่าย

รูปสามเหลี่ยม PQRPQR มีมุม QQ เป็นมุมฉาก ข้อใดถูกต้องตามทฤษฎีบทพีทาโกรัส

คำตอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

ด้านตรงข้ามมุมฉากคือด้านที่ไม่มีตัว QQ อยู่ในชื่อ

ดูวิธีทำ

มุม QQ เป็นมุมฉาก ด้านที่ไม่มีตัว QQ คือ PRPR จึงเป็นด้านตรงข้ามมุมฉาก และต้องอยู่ข้างหนึ่งของสมการเพียงตัวเดียว ได้ PR2=PQ2+QR2PR^2 = PQ^2 + QR^2

ข้อ 3 หาด้านประกอบมุมฉาก

ระดับง่าย

รูปสามเหลี่ยมมุมฉากมีด้านตรงข้ามมุมฉากยาว 1717 เซนติเมตร และด้านประกอบมุมฉากด้านหนึ่งยาว 88 เซนติเมตร ด้านประกอบมุมฉากอีกด้านยาวเท่าใด

เซนติเมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

ด้านที่ยาว 1717 เซนติเมตรเป็นด้านตรงข้ามมุมฉาก ด้านที่หาจึงต้องสั้นกว่า 1717

คำใบ้ขั้นที่ 2

ด้านที่หายไปเป็นด้านประกอบมุมฉาก ใช้ b2=c2−a2b^2 = c^2 - a^2

ดูวิธีทำ
  1. ด้านที่หาเป็นด้านประกอบมุมฉาก จึงลบ 172−82=289−64=22517^2 - 8^2 = 289 - 64 = 225
  2. 152=22515^2 = 225 ด้านที่หายาว 1515 เซนติเมตร
  3. ตรวจ 1515 สั้นกว่า 1717 ถูกต้อง

ข้อ 4 เรียงการพิสูจน์ด้วยการย้ายชิ้น

ระดับกลาง

เรียงขั้นตอนการพิสูจน์ทฤษฎีบทพีทาโกรัสด้วยการย้ายรูปสามเหลี่ยมในสี่เหลี่ยมจัตุรัสด้าน a+ba + b แบบในหน้า 10.1

  1. กรอบกับรูปสามเหลี่ยมทั้งสี่มีพื้นที่เท่าเดิม พื้นที่ที่เหลือจึงเท่ากัน ได้ c2=a2+b2c^2 = a^2 + b^2
  2. ช่องที่เหลือตรงกลางเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสด้านยาว cc มีพื้นที่ c2c^2
  3. ช่องที่เหลือตอนนี้เป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสด้าน aa กับด้าน bb มีพื้นที่รวม a2+b2a^2 + b^2
  4. ย้ายรูปสามเหลี่ยมทั้งสี่มาจับคู่เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าสองรูปในกรอบเดิม
  5. วาดสี่เหลี่ยมจัตุรัสด้านยาว a+ba + b แล้ววางรูปสามเหลี่ยมมุมฉากที่มีด้านประกอบมุมฉาก aa และ bb สี่รูปไว้ที่มุมทั้งสี่

คำใบ้ขั้นที่ 1

พื้นที่ที่เหลือของการวางแต่ละแบบต้องบอกหลังจากวางรูปสามเหลี่ยมแบบนั้นแล้ว

คำใบ้ขั้นที่ 2

ข้อสรุป c2=a2+b2c^2 = a^2 + b^2 ต้องรู้พื้นที่ที่เหลือของทั้งสองแบบก่อน

ดูวิธีทำ
  1. วาดกรอบสี่เหลี่ยมจัตุรัสด้าน a+ba + b แล้ววางรูปสามเหลี่ยมสี่รูปที่มุม
  2. ช่องตรงกลางมีพื้นที่ c2c^2
  3. ย้ายรูปสามเหลี่ยมมาเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าสองรูป
  4. ช่องที่เหลือมีพื้นที่ a2+b2a^2 + b^2
  5. กรอบเท่าเดิม รูปสามเหลี่ยมเท่าเดิม พื้นที่ที่เหลือจึงเท่ากัน

จะทำการวางแบบที่สองก่อนแบบแรกก็ได้ ขอให้บอกพื้นที่ที่เหลือหลังวางแต่ละแบบ แล้วสรุปเป็นขั้นสุดท้าย

ข้อ 5 ชุดไหนเป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก

ระดับกลาง

ความยาวด้านชุดใดเป็นความยาวด้านของรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก

คำตอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

ยกกำลังสองด้านที่ยาวที่สุด แล้วเทียบกับผลบวกกำลังสองของอีกสองด้าน

ดูวิธีทำ
ด้านผลบวกกำลังสองของด้านสั้นกำลังสองของด้านยาวที่สุด
5,6,75, 6, 725+36=6125 + 36 = 614949
4,5,64, 5, 616+25=4116 + 25 = 413636
8,15,178, 15, 1764+225=28964 + 225 = 289289289
10,24,2510, 24, 25100+576=676100 + 576 = 676625625

มีแค่ 8,15,178, 15, 17 ที่เท่ากัน ตามบทกลับของทฤษฎีบทพีทาโกรัส ชุดนี้จึงเป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก

ข้อ 6 มุมฉากอยู่ที่ไหน

ระดับกลาง

รูปสามเหลี่ยม ABCABC มี AB=20AB = 20 BC=21BC = 21 และ CA=29CA = 29 เซนติเมตร มุมใดเป็นมุมฉาก

คำตอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

ตรวจก่อนว่า 202+21220^2 + 21^2 เท่ากับ 29229^2 หรือไม่

คำใบ้ขั้นที่ 2

มุมฉากอยู่ตรงข้ามด้านที่ยาวที่สุด

ดูวิธีทำ
  1. ด้านที่ยาวที่สุดคือ CA=29CA = 29 ได้ 292=84129^2 = 841
  2. AB2+BC2=400+441=841AB^2 + BC^2 = 400 + 441 = 841 เท่ากัน จึงเป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก
  3. มุมฉากอยู่ตรงข้ามด้าน CACA ด้านนี้ไม่มีตัว BB มุมฉากจึงอยู่ที่มุม BB

ข้อ 7 บันไดติดตั้งแอร์

ระดับกลาง

ช่างติดตั้งแอร์พาดบันไดยาว 2.52.5 เมตรกับผนังห้อง เท้าบันไดห่างจากผนัง 0.70.7 เมตร ยอดบันไดแตะผนังที่ความสูงกี่เมตรจากพื้น

เมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

วาดรูป ผนัง พื้น และบันได บันไดเป็นด้านไหนของรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก

คำใบ้ขั้นที่ 2

ความสูงเป็นด้านประกอบมุมฉาก จึงต้องลบ 2.52−0.722.5^2 - 0.7^2

ดูวิธีทำ
  1. ผนังตั้งฉากกับพื้น บันไดเป็นด้านตรงข้ามมุมฉาก ความสูงเป็นด้านประกอบมุมฉาก
  2. h2=2.52−0.72=6.25−0.49=5.76h^2 = 2.5^2 - 0.7^2 = 6.25 - 0.49 = 5.76
  3. 2.42=5.762.4^2 = 5.76 ยอดบันไดสูง 2.42.4 เมตร

ชุด 0.7,2.4,2.50.7, 2.4, 2.5 คือ 7,24,257, 24, 25 หารด้วย 1010

ข้อ 8 ทางลัดในสวนสาธารณะ

ระดับกลาง

สนามหญ้าในสวนสาธารณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ากว้าง 2424 เมตร ยาว 7070 เมตร เดินจากมุมหนึ่งไปมุมตรงข้ามโดยตัดสนามตามแนวเส้นทแยงมุม จะเดินน้อยกว่าเดินตามขอบสนามสองด้านกี่เมตร

เมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

เส้นทแยงมุมของสนามเป็นด้านตรงข้ามมุมฉาก

คำใบ้ขั้นที่ 2

หาความยาวเส้นทแยงมุมก่อน แล้วเทียบกับการเดินตามขอบสองด้าน

ดูวิธีทำ
  1. เส้นทแยงมุม dd เป็นด้านตรงข้ามมุมฉาก d2=242+702=576+4,900=5,476d^2 = 24^2 + 70^2 = 576 + 4{,}900 = 5{,}476
  2. 742=5,47674^2 = 5{,}476 เส้นทแยงมุมยาว 7474 เมตร
  3. เดินตามขอบ 24+70=9424 + 70 = 94 เมตร
  4. ตัดสนามเดินน้อยกว่า 94−74=2094 - 74 = 20 เมตร

ข้อ 9 ระยะระหว่างจุดบนระนาบพิกัด

ระดับกลาง

จงหาระยะระหว่างจุด P(2,−3)P(2, -3) กับจุด Q(7,9)Q(7, 9)

หน่วย

คำใบ้ขั้นที่ 1

ลากเส้นแนวนอนผ่าน PP กับเส้นแนวตั้งผ่าน QQ ให้พบกันเป็นมุมฉาก

คำใบ้ขั้นที่ 2

ระยะแนวนอนคือ 7−27 - 2 ระยะแนวตั้งคือ 9−(−3)9 - (-3)

ดูวิธีทำ
  1. เส้นแนวนอนผ่าน PP กับเส้นแนวตั้งผ่าน QQ พบกันที่ (7,−3)(7, -3) เป็นมุมฉาก
  2. ระยะแนวนอน 7−2=57 - 2 = 5 หน่วย ระยะแนวตั้ง 9−(−3)=129 - (-3) = 12 หน่วย
  3. PQ2=52+122=25+144=169PQ^2 = 5^2 + 12^2 = 25 + 144 = 169 ได้ PQ=13PQ = 13 หน่วย

ข้อ 10 ความสูงของหลังคาจั่ว

ระดับยาก

ด้านหน้าของหลังคาจั่วเป็นรูปสามเหลี่ยมหน้าจั่ว ฐานกว้าง 88 เมตร ขอบหลังคาสองข้างยาวข้างละ 66 เมตร ยอดจั่วสูงจากฐานประมาณกี่เมตร ใช้เครื่องคิดเลขและตอบเป็นทศนิยมสองตำแหน่ง

เมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

ลากเส้นจากยอดจั่วตั้งฉากลงมาที่ฐาน เส้นนี้แบ่งฐานเป็นสองส่วนเท่ากัน

คำใบ้ขั้นที่ 2

ในรูปสามเหลี่ยมมุมฉากที่ได้ ขอบหลังคา 66 เมตรเป็นด้านตรงข้ามมุมฉาก ฐานยาว 44 เมตร

คำใบ้ขั้นที่ 3

ได้ความสูงยกกำลังสองแล้ว ใช้เครื่องคิดเลขหารากที่สอง

ดูวิธีทำ
  1. ลากเส้นจากยอดจั่วตั้งฉากลงมาที่ฐาน แบ่งฐาน 88 เมตรเป็นสองส่วน ส่วนละ 44 เมตร
  2. ในรูปสามเหลี่ยมมุมฉากที่ได้ ขอบหลังคา 66 เมตรเป็นด้านตรงข้ามมุมฉาก จึงลบ h2=62−42=36−16=20h^2 = 6^2 - 4^2 = 36 - 16 = 20
  3. 42=164^2 = 16 กับ 52=255^2 = 25 ดังนั้น hh อยู่ระหว่าง 44 กับ 55
  4. เครื่องคิดเลขให้ 20=4.4721…\sqrt{20} = 4.4721\ldots ยอดจั่วสูงประมาณ 4.474.47 เมตร

เรื่องรากที่สองอย่าง 20\sqrt{20} จะเรียนละเอียดในบทที่ 11