descartesclytie0x/descartes-math-platform
บทที่ 17 ความเท่ากันทุกประการตรงกับหนังสือ ม.2 เล่ม 2 บทที่ 2

17.6 แบบฝึกหัด

ทำในกระดาษก่อน แล้วค่อยใส่คำตอบให้เว็บตรวจ ตอบผิดได้ไม่จำกัดครั้ง ติดจริงๆ ค่อยเปิดคำใบ้ทีละขั้น และเปิดวิธีทำหลังทำเสร็จแล้วเท่านั้น

ข้อ 1 ด้านที่สมนัยกัน

ระดับง่าย

กำหนดให้ △PQR≅△XYZ\triangle PQR \cong \triangle XYZ ด้านใดยาวเท่ากับ QRQR แน่นอน

คำตอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

QQ เป็นตัวที่สองและ RR เป็นตัวที่สามของชื่อแรก ด้านคู่ของ QRQR คือตัวที่สองกับตัวที่สามของชื่อหลัง

ดูวิธีทำ

ประโยค △PQR≅△XYZ\triangle PQR \cong \triangle XYZ บอกว่า PP QQ RR สมนัยกับ XX YY ZZ ตามลำดับ QQ สมนัยกับ YY และ RR สมนัยกับ ZZ ด้าน QRQR จึงสมนัยกับด้าน YZYZ และ QR=YZQR = YZ

ข้อ 2 มุมที่สมนัยกัน

ระดับง่าย

กำหนดให้ △ABC≅△KLM\triangle ABC \cong \triangle KLM ถ้า A^=48∘\hat{A} = 48^\circ และ B^=77∘\hat{B} = 77^\circ จงหาขนาดของ M^\hat{M}

องศา

คำใบ้ขั้นที่ 1

MM อยู่ลำดับที่สามของชื่อหลัง จึงสมนัยกับจุดยอดลำดับที่สามของชื่อแรก

คำใบ้ขั้นที่ 2

มุมภายในของรูปสามเหลี่ยมรวมกันได้ 180∘180^\circ

ดูวิธีทำ

MM สมนัยกับ CC จึงได้ M^=C^\hat{M} = \hat{C} และ C^=180∘−48∘−77∘=55∘\hat{C} = 180^\circ - 48^\circ - 77^\circ = 55^\circ ดังนั้น M^=55∘\hat{M} = 55^\circ

ข้อ 3 ด้านประกอบมุมฉากเท่ากันสองคู่

ระดับกลาง

เครื่องหมายในรูปบอกว่า M^\hat{M} กับ Z^\hat{Z} เป็นมุมฉาก KM=XZKM = XZ และ LM=YZLM = YZ ใช้เงื่อนไขใดสรุปว่า △KLM≅△XYZ\triangle KLM \cong \triangle XYZ ได้ทันทีจากเครื่องหมายในรูป โดยไม่ต้องคำนวณอะไรเพิ่ม

KLMXYZ
คำตอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

รูปบอกว่ามีอะไรเท่ากันบ้าง นับให้ครบ แล้วดูว่ามุมที่เท่ากันอยู่ตรงไหนเทียบกับด้านที่เท่ากัน

ดูวิธีทำ

มุมฉาก M^\hat{M} อยู่ระหว่างด้าน KMKM กับ LMLM เพราะสองด้านนี้มีตัวอักษรร่วมคือ MM ทำนองเดียวกัน Z^\hat{Z} อยู่ระหว่าง XZXZ กับ YZYZ ข้อมูลจึงเป็น ด้าน มุม ด้าน ครบ สรุปได้ด้วย ด.ม.ด.

ส่วน ฉ.ด.ด. ใช้ทันทีไม่ได้ เพราะรูปไม่ได้บอกว่าด้านตรงข้ามมุมฉาก KLKL กับ XYXY ยาวเท่ากัน

ข้อ 4 ข้อมูลที่ยังไม่พอ

ระดับกลาง

ข้อมูลชุดใดสรุปไม่ได้ว่า △ABC≅△DEF\triangle ABC \cong \triangle DEF

คำตอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

แต่ละชุด ดูว่ามุมที่ให้มาอยู่ระหว่างด้านที่ให้มาหรือไม่ หรือด้านอยู่ระหว่างมุมหรือไม่

คำใบ้ขั้นที่ 2

ด้าน ABAB กับ BCBC มีตัวอักษรร่วมคือ BB

ดูวิธีทำ
  • ชุดแรก B^\hat{B} อยู่ระหว่าง ABAB กับ BCBC เป็น ด.ม.ด. สรุปได้
  • ชุดที่สอง มุมในระหว่าง ABAB กับ BCBC คือ B^\hat{B} แต่ที่ให้มาคือ C^\hat{C} เป็น ด.ด.ม. สรุปไม่ได้
  • ชุดที่สาม ABAB อยู่ระหว่าง A^\hat{A} กับ B^\hat{B} เป็น ม.ด.ม. สรุปได้
  • ชุดที่สี่ ABAB อยู่ตรงข้ามมุมฉาก C^\hat{C} จึงเป็นด้านตรงข้ามมุมฉาก และ BCBC เป็นด้านประกอบมุมฉาก เป็น ฉ.ด.ด. สรุปได้

ข้อ 5 หาค่า x จากด้านที่สมนัยกัน

ระดับกลาง

กำหนดให้ △ABC≅△PQR\triangle ABC \cong \triangle PQR โดย AB=2x+3AB = 2x + 3 เซนติเมตร PR=x+11PR = x + 11 เซนติเมตร และ PQ=5x−9PQ = 5x - 9 เซนติเมตร จงหาค่า xx

คำใบ้ขั้นที่ 1

ABAB ใช้ตัวที่หนึ่งกับตัวที่สองของชื่อแรก ด้านคู่ของมันใช้ตัวที่หนึ่งกับตัวที่สองของชื่อหลัง

คำใบ้ขั้นที่ 2

ตั้งสมการ 2x+3=5x−92x + 3 = 5x - 9

ดูวิธีทำ
  1. AA สมนัยกับ PP และ BB สมนัยกับ QQ ด้าน ABAB จึงสมนัยกับ PQPQ ได้ 2x+3=5x−92x + 3 = 5x - 9
  2. ย้ายข้าง 3+9=5x−2x3 + 9 = 5x - 2x ได้ 12=3x12 = 3x จึงได้ x=4x = 4
  3. ตรวจ AB=2(4)+3=11AB = 2(4) + 3 = 11 และ PQ=5(4)−9=11PQ = 5(4) - 9 = 11 ยาวเท่ากันจริง

ส่วน PRPR สมนัยกับ ACAC ซึ่งโจทย์ไม่ได้บอกความยาว จึงยังใช้ตั้งสมการไม่ได้

ข้อ 6 เรียงการพิสูจน์ ด.ม.ด.

ระดับกลาง

ในรูป AB‾\overline{AB} กับ CD‾\overline{CD} ตัดกันที่ OO โดย OA=OBOA = OB และ OC=ODOC = OD จงเรียงขั้นการพิสูจน์ว่า AC=BDAC = BD ให้ถูกลำดับ โดยเรียงข้อมูลสามอย่างตามลำดับ ด้าน มุม ด้าน ของชื่อเงื่อนไข

ABCDO
  1. AO^C=BO^DA\hat{O}C = B\hat{O}D (มุมตรงข้าม)
  2. OC=ODOC = OD (กำหนดให้)
  3. OA=OBOA = OB (กำหนดให้)
  4. AC=BDAC = BD (ด้านคู่ที่สมนัยกันของรูปสามเหลี่ยมที่เท่ากันทุกประการ)
  5. △AOC≅△BOD\triangle AOC \cong \triangle BOD (ด.ม.ด.)

คำใบ้ขั้นที่ 1

ขั้นที่บอกว่ารูปสามเหลี่ยมเท่ากันทุกประการ ต้องมาหลังข้อมูลครบสามอย่าง

คำใบ้ขั้นที่ 2

ด.ม.ด. ให้เขียนมุมไว้ระหว่างด้านสองด้าน

ดูวิธีทำ
  1. OA=OBOA = OB (กำหนดให้)
  2. AO^C=BO^DA\hat{O}C = B\hat{O}D (มุมตรงข้าม)
  3. OC=ODOC = OD (กำหนดให้)
  4. △AOC≅△BOD\triangle AOC \cong \triangle BOD (ด.ม.ด.) โดย AA OO CC สมนัยกับ BB OO DD
  5. AC=BDAC = BD (ด้านคู่ที่สมนัยกันของรูปสามเหลี่ยมที่เท่ากันทุกประการ)

จะเริ่มจาก OC=ODOC = OD แล้วจึงเป็นมุม และ OA=OBOA = OB ก็ได้ เพราะยังเป็น ด้าน มุม ด้าน เหมือนเดิม

ข้อ 7 ความกว้างของคลอง

ระดับกลาง

สองเพื่อนอยากรู้ว่าคลองหลังโรงเรียนกว้างเท่าไร ฝั่งตรงข้ามมีต้นไม้ BB อยู่ตรงข้ามจุด AA พอดี โดย AB‾\overline{AB} ตั้งฉากกับริมคลอง เขาเดินตามริมคลองจาก AA ไป 3030 เมตร ปักธงที่ CC เดินต่อไปอีก 3030 เมตรถึง DD แล้วเดินจาก DD ออกห่างจากคลองในแนวตั้งฉากกับริมคลอง จนถึงจุด EE ที่มองไปแล้วเห็นธง CC บังต้นไม้ BB พอดี นับก้าวจาก DD ถึง EE ได้ 3232 ก้าว ก้าวละ 0.60.6 เมตร คลองกว้างกี่เมตร

คลอง30 ม.30 ม.ABCDE
เมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

มองหารูปสามเหลี่ยมสองรูปที่มี CC เป็นจุดยอดร่วม แล้วดูว่ามีมุมอะไรเท่ากันบ้าง

คำใบ้ขั้นที่ 2

△ABC≅△DEC\triangle ABC \cong \triangle DEC แบบ ม.ด.ม. ด้าน ABAB จึงยาวเท่ากับ DEDE

ดูวิธีทำ
  1. BA^C=ED^C=90∘B\hat{A}C = E\hat{D}C = 90^\circ (ทั้งคู่ตั้งฉากกับริมคลอง)
  2. AC=DC=30AC = DC = 30 เมตร (เดินวัดไว้)
  3. AC^B=DC^EA\hat{C}B = D\hat{C}E (มุมตรงข้าม เพราะ BB CC EE อยู่ในแนวเดียวกัน)
  4. ACAC อยู่ระหว่างมุมที่ AA กับมุมที่ CC และ DCDC อยู่ระหว่างมุมที่ DD กับมุมที่ CC จึงได้ △ABC≅△DEC\triangle ABC \cong \triangle DEC (ม.ด.ม.)
  5. AB=DEAB = DE (ด้านคู่ที่สมนัยกัน) และ DE=32×0.6=19.2DE = 32 \times 0.6 = 19.2 เมตร

คลองกว้าง 19.219.2 เมตร

ข้อ 8 เรียงการพิสูจน์ว่าตั้งฉาก

ระดับยาก

กำหนดให้ △ABC\triangle ABC มี AB=ACAB = AC และ DD เป็นจุดกึ่งกลางของ BC‾\overline{BC} จงเรียงขั้นการพิสูจน์ว่า AD‾⊥BC‾\overline{AD} \perp \overline{BC} ให้ถูกลำดับ

ABCD
  1. △ABD≅△ACD\triangle ABD \cong \triangle ACD (ด.ด.ด.)
  2. AD=ADAD = AD (ด้านร่วม)
  3. AD^B=AD^CA\hat{D}B = A\hat{D}C (มุมคู่ที่สมนัยกันของรูปสามเหลี่ยมที่เท่ากันทุกประการ)
  4. BD=CDBD = CD (DD เป็นจุดกึ่งกลางของ BC‾\overline{BC})
  5. AB=ACAB = AC (กำหนดให้)
  6. AD^B+AD^C=180∘A\hat{D}B + A\hat{D}C = 180^\circ จึงได้มุมละ 90∘90^\circ และ AD‾⊥BC‾\overline{AD} \perp \overline{BC}

คำใบ้ขั้นที่ 1

ด.ด.ด. ไม่สนลำดับของด้านสามคู่ แต่ทั้งสามคู่ต้องมาก่อนขั้นที่สรุปว่าเท่ากันทุกประการ

คำใบ้ขั้นที่ 2

จะแบ่ง 180∘180^\circ เป็นมุมละ 90∘90^\circ ได้ ต้องรู้ก่อนว่าสองมุมนั้นเท่ากัน

ดูวิธีทำ
  1. AB=ACAB = AC (กำหนดให้)
  2. BD=CDBD = CD (DD เป็นจุดกึ่งกลางของ BC‾\overline{BC})
  3. AD=ADAD = AD (ด้านร่วม)
  4. △ABD≅△ACD\triangle ABD \cong \triangle ACD (ด.ด.ด.)
  5. AD^B=AD^CA\hat{D}B = A\hat{D}C (มุมคู่ที่สมนัยกันของรูปสามเหลี่ยมที่เท่ากันทุกประการ)
  6. สองมุมนี้รวมกันเป็นมุมตรง 180∘180^\circ และเท่ากัน จึงเป็นมุมละ 90∘90^\circ ได้ AD‾⊥BC‾\overline{AD} \perp \overline{BC}

สามขั้นแรกสลับกันได้ทุกแบบ เพราะ ด.ด.ด. ใช้ด้านสามคู่โดยไม่มีมุมคั่น

ข้อ 9 ลวดยึดเสาธง

ระดับยาก

เสาธงของโรงเรียนตั้งฉากกับพื้นที่จุด BB ใช้ลวดสองเส้นยาวเส้นละ 1010 เมตรยึดเสาไว้ ปลายบนของลวดทั้งสองผูกที่จุด AA บนเสา ซึ่งสูงจากพื้น 88 เมตร ปลายล่างตอกหมุดลงพื้นที่ CC และ DD คนละข้างของเสา โดย CC BB และ DD อยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน หมุด CC กับ DD อยู่ห่างกันกี่เมตร

10 ม.10 ม.8 ม.ABCD
เมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

△ABC\triangle ABC กับ △ABD\triangle ABD เป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก มีด้านตรงข้ามมุมฉากยาวเท่ากัน และใช้ด้าน ABAB ร่วมกัน

คำใบ้ขั้นที่ 2

หา BCBC ด้วยทฤษฎีบทพีทาโกรัส แล้วใช้ว่า BD=BCBD = BC

ดูวิธีทำ
  1. AB^C=AB^D=90∘A\hat{B}C = A\hat{B}D = 90^\circ เพราะเสาตั้งฉากกับพื้น
  2. AC=AD=10AC = AD = 10 เมตร เป็นด้านตรงข้ามมุมฉากของทั้งสองรูป
  3. AB=ABAB = AB เป็นด้านร่วม และเป็นด้านประกอบมุมฉาก
  4. จึงได้ △ABC≅△ABD\triangle ABC \cong \triangle ABD (ฉ.ด.ด.) และ BC=BDBC = BD
  5. BC=102−82=36=6BC = \sqrt{10^2 - 8^2} = \sqrt{36} = 6 เมตร
  6. CD=BC+BD=6+6=12CD = BC + BD = 6 + 6 = 12 เมตร

ข้อ 10 มุมสองคู่กับด้านนอกระหว่าง

ระดับกลาง

กำหนดให้ A^=D^=42∘\hat A = \hat D = 42^\circ B^=E^=73∘\hat B = \hat E = 73^\circ และ AC=DF=12AC = DF = 12 เซนติเมตร ข้อใดอธิบายได้ตรงกับข้อมูลที่กำหนด

คำตอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

จับคู่ AA กับ DD BB กับ EE และ CC กับ FF ก่อน

คำใบ้ขั้นที่ 2

ด้าน ACAC อยู่ตรงข้ามมุม BB ไม่ใช่ด้านในระหว่างมุม AA กับ BB

ดูวิธีทำ

ด้าน ACAC กับ DFDF สมนัยกันและอยู่ตรงข้ามมุม BB กับ EE ซึ่งมีขนาดเท่ากัน จึงใช้ ม.ม.ด. ได้

ถ้าจะตรวจผ่าน ม.ด.ม. ให้หามุม CC กับ FF ก่อน ได้เท่ากับ 180∘−42∘−73∘=65∘180^\circ - 42^\circ - 73^\circ = 65^\circ แล้วใช้มุม AA ด้าน ACAC มุม CC เทียบกับมุม DD ด้าน DFDF มุม FF