ORTAÖĞRETİM GEOMETRİ 9 KOMİSYON DEVLET K‹TAPLARI ÜÇÜNCÜ BASKI .............................., 2012 M‹LLÎ E⁄‹T‹M BAKANLI⁄I YAYINLARI...............................................................: 4940 DERS K‹TAPLARI D‹Z‹S‹.....................................................................................: 1489 12.?.Y.0002.4061 Her hakkı saklıdır ve Millî Eğitim Bakanlığına aittir. Kitabın metin, soru ve şekilleri kısmen de olsa hiçbir surette alınıp yayımlanamaz. EDİTÖR Prof. Dr. Hüseyin ALKAN DİL UZMANI Nuray YILMAZ PROGRAM GELİŞTİRME UZMANI Didem AKBULUT ÖLÇME DEĞERLENDİRME UZMANI Zekeriya ALTINTAŞ REHBERLİK UZMANI Esen GÜVEN GÖRSEL TASARIM UZMANI Rabia DALGIÇ EKİCİ ISBN: 978-975-11-3457-8 Millî Eğitim Bakanlığı Talim Terbiye Kurulu Baflkanl›¤›n›n 30.07.2010 gün ve 78 say›l› kararı ile ders kitab› olarak kabul edilmifl, Destek Hizmetleri Genel Müdürlüğünün 19.03.2012 gün ve 3398 say›l› yaz›s› ile üçüncü defa 218.181 adet bas›lm›flt›r. ÖN SÖZ Matematiksel birçok kavramı temsil eden örnekleri yaşadığımız ortamda, doğrudan görme şansımız olmaz. O nedenle kavram örneklemesinde daha çok benzetişim yolunun izlenmesi yeğlenir. Buna karşılık, fizik, kimya ve biyoloji bilim dallarında olduğu gibi geometrik kavramların çoğu ile günlük yaşamda karşılaşılır. Örneğin, evimizde, bahçemizde, yürüdüğümüz yolda, okuduğumuz okulda, gezilerimizde, doğru, eğri, üçgen, dörtgen, prizma, küre ve diğer geometrik şekil örneklerine rastlanır. Çünkü onlar günlük yaşamın ayrılmaz birer parçalarıdırlar. Belki bu nedenle öğrenciler, okulda geometrik kavramlarla ilk karşılaştıklarında çok sıkıntı çekmez ve yadırgamazlar. En azından örneğin, fonksiyon, limit, türev gibi kavramlarla karşılaştıklarında düştükleri sıkıntılı duruma düşmezler. Başka bir deyişle öğrenci geometri ve geometrik kavramlara, cebirsel kavramlara oranla daha alışkındır ve bu öğrenme amaçlı kullanılabilir. Geometrik kavramların önemli bir başka özellikleri de görsel yapılarının oluşudur. Yani aynı anda birden çok duyuyu etkilemeleridir. Kuşkusuz bu durum, onların daha kolay algılanması, işlenmesi ve anlamlandırılmasında büyük ölçüde olumlu ve kolaylaştırıcı katkı sağlar. Buna rağmen genel olarak matematiksel kavramların öğrenilmesinde izlenmesi önerilen yol, geometrik kavramların öğrenilmesi sürecinde de izlenebilir. Başka bir deyişle matematiksel kavramlar oluşturulurken aşağıdaki basamakların izlenmesi önerilir: ÖN ÖĞRENMELERİN KULLANIMI GÜNLÜK YAŞAM GÖZLEMLERİ DİĞER KAVRAMLARLA İLİŞKİLENDİRME Aynı basamaklar izlenerek geometrik kavramlar oluşturulabilir. Ancak, belki geometri kavramları oluşturur ve öğrenirken ilk basamak olarak günlük yaşam gözlemlerinin kullanılması düşünülebilir. Bu, ön öğrenmeleri kullanma ya da diğer kavramlarla ilişkilendirme basamaklarının kullanılmaması anlamını taşımaz. Geometri öğrenirken özellikle, aşağıda sunulan boyut artışının ne denli önemli olduğu unutulmamalıdır. TEK BOYUTTAN İKİ BOYUTA ÇOK BOYUTA Bunun anlamı doğrudan düzlemsel geometrik şekillere ve düzlemsel şekilden üç boyutlu yapılara geçiş demektir. Başka bir deyişle uzunluktan alana ve alandan hacme geçiş yolunun izlenmesidir. Bu geçişlerin doğru yapılması bir yandan bireyin ufkunu genişletirken öte yandan hayal etme ve yaratıcı olma yönünü geliştirebilir. O nedenle lütfen geometri öğrenirken hafızanızı değil hayal gücünüzü ve yaratıcı yönünüzü kullanınız. Prof. Dr. Hüseyin ALKAN VII ORGANİZASYON ŞEMASI Konu başlığı Bir matematiksel kavramı ya da bilgiyi oluşturmak için yapılan çalışmalar Etkinlik basamakları Etkinlik sonuç basamağı Matematiksel bilgi ya da kavrama ait bilgi notu Matematiksel kavram ya da bilgiyle ilgili çözümlü örnek Matematiksel kavram ya da bilgi ile ilgili ön öğrenmeleri hatırlatma kutusu Kavramları ya da bilgileri pekiştirme veya ölçme aracı Ünite ile ilgili kavramları ya da bilgileri pekiştirme ve ölçme aracı Proje başlığı VIII İÇİNDEKİLER 1. ÜNİTE : TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ NOKTA, DOĞRU, DÜZLEM VE UZAY .................................................................... 2 KOORDİNAT DOĞRUSU ........................................................................................ 8 KOORDİNAT DÜZLEMİ .......................................................................................... 16 VEKTÖR ................................................................................................................. 20 AÇI .......................................................................................................................... 26 DOĞRU DENKLEMLERİ ........................................................................................ 36 EĞİM ....................................................................................................................... 38 2. ÜNİTE : ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR ÇOKGENLER ......................................................................................................... 49 ÇOKGENDE AÇILAR............................................................................................... 51 KARE VE DİKDÖRTGEN ........................................................................................ 54 EŞKENAR DÖRTGEN VE PARALELKENAR.......................................................... 56 İKİZKENAR YAMUK ................................................................................................ 57 DİK YAMUK ............................................................................................................. 58 DÜZGÜN ÇOKGEN ................................................................................................ 60 ÇOKGENDE ÇEVRE VE ÇOKGENSEL BÖLGELERDE ALAN .............................. 64 ÜÇGENLERDE EŞLİK ............................................................................................ 78 DÜZLEMDE DÖNÜŞÜMLER .................................................................................. 87 DÜZLEMDE KAPLAMALAR ................................................................................... 88 ÜÇGENLERDE BENZERLİK .................................................................................. 92 3. ÜNİTE : DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER İZOMETRİK VE ORTOGRAFİK ÇİZİMLER ............................................................ 111 DİK PRİZMA VE DİK PİRAMİT ............................................................................... 120 DİK PRİZMALARIN VE DİK PİRAMİTLERİN YÜZEY ALANLARI ........................... 128 DİK PRİZMALARIN VE DİK PİRAMİTLERİN HACİMLERİ ..................................... 143 4. ÜNİTE : ÇEMBER VE DAİRE ÇEMBER VE ÇEMBERDE AÇI ............................................................................... 152 DAİRE VE DAİRE DİLİMİ ........................................................................................ 161 5. ÜNİTE : DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE DİK DAİRESEL SİLİNDİRİN YÜZEY ALANI VE HACMİ ......................................... 169 DİK DAİRESEL KONİNİN YÜZEY ALANI VE HACMİ ............................................. 180 KÜRENİN YÜZEY ALANI VE HACMİ ..................................................................... 189 ÜNİTE SONU SORULARININ CEVAPLARI ........................................................... 198 SÖZLÜK .................................................................................................................. 199 KAYNAKÇA ............................................................................................................. 201 İZOMETRİK KÂĞIT ................................................................................................. 202 IX TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ 1. ÜNİTE TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ + + + + Nokta, Doğru, Doğru Parçası, Işın, Düzlem ve Uzay Kavramları Koordinat Doğrusu ve Uygulamaları Düzlemde Dik Koordinat Sistemi ve Uygulamaları Analitik Düzlemde Vektör, Vektörlerde Toplama ve Vektörün Gerçek Sayı ile Çarpım İşlemleri + Açı, Açı Ölçüsü ve Uygulamaları + Analitik Düzlemde Bir Doğrunun Denklemleri ve Uygulamaları Ufuk çizgisinin hangi geometrik yapıya model olabileceğini tartışınız. 1 1. ÜNİTE NOKTA, DOĞRU, DÜZLEM VE UZAY Yandaki resmi inceleyiniz. Voleybol sahasının çizgilerini bir kroki ile gösteriniz. Her iki takım oyuncularının kendi sahalarındaki konumunu bu kroki üzerinde işaretleyiniz. Kroki üzerinde oyuncuların konumunu hangi işaret ile gösterdiniz? Mavi formalı voleybol oyuncularından file önündeki üç oyuncunun birbirine göre konumları için ne söyleyebilirsiniz? 1 Harita üzerindeki işaretleri inceleyiniz. Bu işaretlerin neyi gösterdiğini söyleyiniz. Kullanılan farklı işaretler gibi nokta modeli olan örnekler veriniz. İzmir ile Uşak şehirlerinin yerlerini belirten noktaları bir cetvel yardımıyla birleştiriniz. Oluşan bu çizgiyi her iki yöne sınırsızca uzattığınızda elde ettiğiniz doğru modeline günlük hayattan örnekler veriniz. Harita üzerinde belirtilen yerleşim merkezlerinden hangilerinin bu doğru üzerinde bulunduğunu hangilerinin bulunmadığını söyleyiniz. İki şehrin cetvel ile birleştirilmesinin farklı biçimde olup olamayacağını tartışınız. Aynı doğru üzerinde bulunan noktaları nasıl adlandırdığınızı hatırlayınız. 2 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ Nokta, herhangi bir büyüklüğü olmayan ve yer belirten geometrik terimdir. Büyük harflerle isimlendirilir. A noktası, A biçiminde gösterilir. Doğru, düz ve uzunluğu sürekli iki yöne sınırsız uzatılabilen, kalınlığı bulunmayan geometrik terimdir. Doğrular, üzerinde bulunan iki nokta ile ya da seçilen küçük harflerle ifade edilir. A B d AB d doğrusu Aynı doğru üzerinde bulunan noktalara doğrusal (doğrudaş) noktalar denir. Nokta olarak iz, doğru olarak düz çizgi modeli kullanılır. Aşağıdaki resimlerde nokta ve doğru modellerini belirleyelim. ÇÖZÜM: Bir futbol sahasında penaltı atışı için topun konulduğu yer bir nokta modelidir. Gergin bir elektrik teli doğruya; tel üzerindeki kuşlar da doğrusal noktalara model olarak alınabilir. 2 A B Verilen AB nda, A noktasının solunda kalan noktaları silelim. A B şeklinde oluşan yeni yapıya ne ad verildiğini hatırlayınız. 3 1. ÜNİTE Her iki geometrik kavram için belli bir uzunluktan söz edilebilir mi? B noktasının sağında kalan noktaları silelim. A B şeklinde oluşan yeni yapının hangi isimle anıldığını söyleyiniz ve ölçülebilir olup olmadığını tartışınız. Bir doğru üzerinde alınan herhangi iki noktanın sınırladığı geometrik şekle ne ad verilir? Bir doğrunun bir noktasından başlayıp düz olarak sürekli tek yöne uzatılabilen uzunluğu sınırsız, kalınlığı bulunmayan geometrik terime ışın denir. Bir doğrunun herhangi bir parçasına doğru parçası denir. [AB] nın uzunluğu |AB| olarak ifade edilir. Yandaki resimde yıldızların hangi geometrik kavrama model olabileceğini söyleyelim. Büyük ayı takım yıldızını oluştururken hangi geometrik yapıyı kullanacağımızı bulalım. ÇÖZÜM: Yandaki resimde de görüldüğü gibi yıldızlar noktaya modeldir. Büyük ayıyı oluştururken kullandığımız geometrik yapı ise doğru parçasıdır. 4 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ Yandaki resimlerde ışın ve doğru parçası modellerini belirleyelim. ÇÖZÜM: Açık bir el fenerinden çıkan ışık demetinin her bir ögesi bir ışın modeli oluşturur. Kalem, gergin bir ip parçası, cetvel doğru parçasına örnek olarak verilebilir. 3 Futbol, voleybol, basketbol sahalarını ve yazı tahtasını her yöne sınırsızca genişlettiğinizi varsayınız. Aynı varsayımı masanın yüzeyi ya da bir binanın cephesi için de düşününüz. Verilen ve benzer olarak seçilebilecek örneklerin kaç boyutlu olduğunu ve geometrinin hangi temel kavramını hatırlattığını söyleyiniz. A D Şimdi de yandaki gibi bir kâğıt üzerinde A, B, C, D ve E noktaları alınız. B E C 1. Şekil 5 1. ÜNİTE A Bu kâğıdı yandaki şekildeki gibi katlayınız. B C D E Noktaların 1 ve 2. şekildeki durumlarını karşılaştırınız. 2. Şekil Katlanmış kâğıdın arasına 3. şekildeki gibi bir kalem yerleştiriniz. Kalemin üzerinde bulunan H noktası kâğıdın hangi yüzeyine aittir? H Aynı biçimde sınıfınızın tabanına, duvarına ve tavanına ait olmayan noktaların yerini düşününüz. 3. Şekil Bu noktaların hepsini içeren geometrik yapıyı söyleyiniz. Düzlem uzunluğu ve genişliği, düz ve sınırsız genişletilebilen fakat kalınlığı bulunmayan geometrik terim olarak ele alınır. Düzlem olarak paralelkenarsal bölge modeli kullanılır. Tüm noktalar kümesine uzay denir. R K Y X M Z L T D C A Sınıfınızdaki iki duvar ve zeminin birleştiği yer, yandaki şekilde modellenmiştir. Bu modelde işaretlenen noktalardan düzlemsel olan veya olmayan bazı noktaları bulalım. B E ÇÖZÜM: X, Y, Z ve T aynı düzlemde olduğu için düzlemseldir. A, C ve D aynı düzlemde olduğu için düzlemseldir. M, R ve K aynı düzlemde olduğu için düzlemseldir. Bu noktaların dışında da düzlemsel noktalar vardır. X, Y, Z ve K aynı düzlemde olmadıklarından düzlemsel değildir. 6 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ NELER ÖĞRENDİK? TERİM AÇIKLAMA NOKTA Boyutsuzdur. DOĞRU İki yöne sınırsızca uzayan düz çizgidir. A B A B İSİMLENDİRME A Noktası AB veya d doğrusu d Bir boyutludur. Belli bir noktadan bir yöne doğru sınırsızca uzatılan çizgidir. IŞIN Bir doğrunun herhangi iki noktası ile sınırlı parçasıdır. DOĞRU PARÇASI A [AB B [AB] Uzunluğu ölçülebilir ve [AB] nın uzunluğu |AB| ile gösterilir. Her yöne sınırsızca genişletilen düz yüzeydir. DÜZLEM P Düzlemi İki boyutludur.Paralelkenarsal bölge ile gösterilir. P Uzunluğu, genişliği ve yüksekliği sınırsızca genişletilen, bütün noktaları içinde bulunduran bir yapıdır. UZAY 1. Aşağıdaki şekli inceleyiniz. Doğruları, ışınları, doğru parçalarını isimlendiriniz. Doğrusal noktaları belirtiniz. E3 Uzayı 3. H G E d3 d1 G A A E B C F D H D F GÖSTERİM A C B d2 2. Farklı dört düzlemi; a) Bir ortak doğruları olacak, b) Bir tek ortak noktaları olacak, c) Hiç ortak noktaları olmayacak, ç) Dördünün ortak noktası olmayacak ve dört farklı doğruda kesişecek biçimde çiziniz. Yukarıdaki şekilde işaretlenen A, B, C, D, E, F, G, H noktaları bir dik prizmanın köşeleridir. Buna göre aşağıdakilerden hangileri doğrudur, neden? a) B, C, G, F düzlemseldir. b) E, F, C, G düzlemseldir. c) E, A, C, G düzlemseldir. ç) C, D, E, F düzlemseldir. d) A, B, C doğrusaldır. 7 1. ÜNİTE KOORDİNAT DOĞRUSU 4 Asansör kabinindeki düğmeleri incelediğinizde her katın bir sayı ile eşlendiğini hatırlayınız. Genellikle zemin kat “0” ile, zeminin altındaki katlar negatif, üst katlar ise pozitif sayılarla eşlenir. Benzer yaklaşımla -4, -2, -1, 0, 1, 3 sayılarını d doğrusu üzerinde seçeceğiniz noktalarla eşleyiniz. Bu eşlemede pozitif sayıları hangi yöne, negatif sayıları hangi yöne yerleştirdiniz? Bunun için hangi noktadan faydalandınız? Eğer, −3 ve −5 sayılarını aynı doğru üzerinde birer noktaya eşlemek isterseniz nelere dikkat edersiniz? Tüm tam sayıların bir doğru üzerindeki noktalarla eşlenip eşlenemeyeceğini tartışınız. Tüm gerçek sayıların bir doğru üzerindeki noktalarla eşlenip eşlenemeyeceğini tartışınız. Gerçek sayıların, bir doğrunun noktaları ile bire bir eşlenmesi ile oluşturulan sayı doğrusuna koordinat doğrusu, “0” sayısına karşılık gelen noktaya da başlangıç noktası (orijin) denir. Başlangıç noktasının bir tarafı pozitif diğer tarafı negatif yön olarak alınır. Herhangi bir noktaya karşılık gelen gerçek sayıya bu noktanın koordinatı adı verilir. Buna göre, A −2 B −1 0 C 1 2 x 3 x doğrusu üzerindeki A, B, C noktaları koordinatlarıyla beraber A(−2), B(0) ve C(3) olarak ifade edilir. 3 −2, − , 0, 1 ve 2 sayılarını aşağıdaki d doğrusu üzerinde bazı noktalar ile 2 eşleyelim. 8 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ ÇÖZÜM: −2 − 3 2 0 1 2 d 5 Aşağıda verilen koordinat doğrusu üzerindeki noktaların başlangıç noktasına olan uzaklıklarını söyleyiniz. D(−4) C(−2) O(0) A(3) B(6) A noktasının koordinatı ile orijine olan uzaklığını karşılaştırınız. C noktasının koordinatı ile orijine olan uzaklığını karşılaştırınız. Yaptığınız çalışma size hangi kavramı hatırlatmaktadır? A ile B noktaları arasındaki uzaklığı söyleyiniz. A ile B noktalarının koordinatlar farkını bulunuz. D ile C noktaları arasındaki uzaklığı söyleyiniz. D ile C noktalarının koordinatları farkını bulunuz. A ile C noktaları arasındaki uzaklığı söyleyiniz. A ile C noktalarının koordinatları farkını bulunuz. C ile D, O ile A, O ile C ve A ile B noktaları arasıdaki uzaklıkları bulunuz ve karşılaştırınız. İki nokta arasındaki uzaklığı, bu noktaların koordinatları farkını ve mutlak değer kavramını ilişkilendirerek bir kural oluşturunuz. Bir a gerçek sayısının, koordinat doğrusu üzerinde eşlendiği noktanın başlangıç noktasına olan uzaklığına a sayısının mutlak değeri denir ve |a| ile gösterilir. a, b ∈ R olmak üzere, i) |a| ≥ 0 ii) a ≥ 0 ise |a| = a a ≤ 0 ise |a| = −a iii) |a−b| = |b−a| dır. Koordinatları A(a) ve B(b) olan iki nokta arasındaki uzaklık, d(A,B) olarak ifade edilir ve aşağıdaki gibi hesaplanır: d(A,B) = |b−a| Uzunluğu eşit olan doğru parçalarına eş doğru parçaları denir. 9 1. ÜNİTE Koordinat doğrusu üzerinde A ve B noktalarının koordinatları A(−1) ve B(4) olarak veriliyor. Bu iki nokta arasındaki uzaklığı bulalım. ÇÖZÜM: A ile B arasındaki uzaklık :|4−(−1)| = | 4+1| = |5| =5br dir. A B C D E F G H K −4 −3 −2 −1 0 1 2 3 4 x Yukarıda verilen x koordinat doğrusu üzerindeki [AD], [CE], [FK], [BC], [DF], [HK], [CF] ve [EF] dan eş olanları gruplandıralım. ÇÖZÜM: 1. grup: [AD], [CF] ve [FK] 2. grup: [CE] ve [DF] 3. grup: [BC], [HK] ve [EF] |a−3|+|11−a| toplamının alabileceği en büyük değeri bulalım. ÇÖZÜM: Mutlak değer ifadesinin iki nokta arasındaki uzaklık anlamına geldiğinden hareketle 3 a 11 x çizelim. Buradan |a−3|+|11−a| nın alabileceği en büyük değeri |11−3|=8 olarak buluruz. 10 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ 6 Hava sıcaklığındaki 5 oC lik değişim için termometredeki sıvının hareketini tartışınız. Yukarıdaki şekilde aynı doğrusal yol üzerinde bulunan üç şehir A, B ve C noktalarıyla gösterilmiştir. |BC|=36km ve |CA|=|AB| dır. Buna göre, A dan hareket eden bir aracın 18 km sonra hangi şehirde olacağını tartışınız. Tartışmalarınız sonucunda yukarıda verilen her iki problemin yanıtının bilinebilmesi için gereken bilgiyi söyleyiniz. Şimdi iki hava yolu şirketinin D ve E şehirleri arasında x ve y uçakları ile karşılıklı uçtuğunu varsayınız. x uçağının D den kalkıp E şehrine varması olayında uçuşun başlangıç ve bitiş noktaları hangileridir? İkinci hava yolu şirketinin uçuşu için bu noktaları belirleyiniz. İki uçuşu karşılaştırınız. Uçuşları ifade etmeniz gerekirse hangi şekil veya sembol ile ifade edersiniz? Bir hareketin yönünün, başlangıç ve bitiş noktalarının niçin önemli olduğunu tartışınız. Tartışmalarınızdan hareketle aşağıdaki koordinat doğrusunda verilen koordinatlara göre, verilen çizelgedeki noktalı yerleri örneklere uygun biçimde doldurunuz. M L K H A B C D E F G −4 −3 −2 −1 0 1 2 3 4 5 6 x 11 1. ÜNİTE Başlangıç Noktası Bitim Noktası Uzunluğu Gösterimi B E 3 br BE B K 3 br BK H B ..... ..... E C ..... ..... C F ..... ..... G D ..... ..... K A ..... ..... B H ..... ..... Uzunlukları eşit olan doğru parçalarını gruplandırınız. Gruplarda bulunan doğru parçalarından yönleri aynı olanları küme içinde yazınız. Yönü aynı olan eş doğru parçalarına eş yönlü doğru parçaları, eş yönlü doğru parçalarının kümesine de vektör denir. Bu küme, elemanlarından herhangi biri ile temsil edilir. |PM| = |RS| = |TK| olmak üzere, P M S R x K T PM, RS ve TK eş yönlü doğru parçaları PM ile temsil edilebilir. A B C D E F G H K L Yukarıdaki koordinat doğrusundaki vektörleri yazalım. ÇÖZÜM: Bu vektörler BD, FE, HF ve HM dür. 12 M N x TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ 7 H G F E O A B C D −4 −3 −2 −1 0 1 2 3 4 x Koordinat doğrusu üzerinde uzunluğu 1 br olan birkaç vektör işaretleyiniz. Başlangıç noktası orijin olan bazı vektörler yazınız. Yazdığınız bu vektörlerin başka hangi vektörleri temsil ettiklerini bulunuz. FA , OC, AD vektörlerinin uzunluklarını ve yönlerini karşılaştırınız. OF, CA, DB vektörlerinin uzunluklarını ve yönlerini karşılaştırınız. Uzunlukları ve yönleri aynı olan vektörlerin kümesini temsil edebilecek bir vektör seçmek istenirse nelere dikkat edilir? Tartışınız. Uzunluğu 1 birim olan vektöre birim vektör, başlangıç noktası orijinde olan OA ne A noktasının yer vektörü denir. Bir AB vektörünün boyu, bu vektörün temsil ettiği herhangi bir yönlü doğru parçasının uzunluğuna eşittir ve |AB| ile gösterilir. Koordinat doğrusu üzerinde A(x) ve B(y) noktaları veriliyor. A ve B noktalarının belirttiği vektör, birim vektör ve x+y=11 ise x ve y nin alabileceği değerleri bulalım. ÇÖZÜM: Birim vektör AB veya BA olabilir. Bu durumda |x-y|=1 dir. O hâlde, x − y = −1⎫ x−y =1 ⎫ x=5 x=6 veya ⎬⇒ ⎬⇒ dır. y=6 y=5 x + y = 11⎭ x + y = 11⎭ 8 x A(a) x koordinat doğrusu üzerinde C(c) B(b) | AC | = k (k > 0) | CB | 13 1. ÜNİTE şartına uyan C noktasının koordinatını a, b ve k cinsinden bulmaya çalışalım. Edindiğimiz bilgilere göre AC ve nu | AC |= | c − a | olarak yazabiliriz. Sizler de |CB| nu yazınız. Aşağıdaki noktalı yerleri uygun biçimde doldurunuz. | AC | = k | CB | ⇒ | c−a| =k ......... c−a =k ........ ⇒ ⇒ c= .......... olur. .......... Benzer yaklaşımla, A(a) B(b) x C(c) x koordinat doğrusu üzerinde | AC | = k (k ≠ 1) | BC | şartına uyan C noktasının koordinatını a, b ve k cinsinden bulunuz. Her iki durumda C noktasının [AB] na göre konumunu karşılaştırınız. A(a), B(b) ve C(c) olmak üzere [AB] nı | AC | = k olacak biçimde; | CB | a + kb , 1+ k a − kb Dıştan bölen C noktasının koordinatı: c = dır. 1− k Özel olarak, [AB] nı k=1 olacak biçimde içten bölen bir C noktası, [AB] nın orta noktasıdır. İçten bölen C noktasının koordinatı: c = A(2) C(c) B(5) x | AC | Yukarıdaki x koordinat doğrusu üzerinde verilen A, B ve C noktaları için = 2 | CB | olacak biçimde alınan C noktasının koordinatlarını bulalım. ÇÖZÜM: |AC| = c−2 ve |CB| = 5−c ⇒ ⇒ c = 4 bulunur. ⇒ 3c = 12 14 | AC | c − 2 = = 2 ⇒ c−2 = 10−2c | CB | 5 − c TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ D(4) C Yandaki şekilde koordinatları verilen nokta | AC | 1 | DC | 1 lar için = ve = oranları verilmiştir. | CB | 2 | CE | 3 B(x) A(1) E(12) Buna göre B noktasının koordinatı olan x i bulalım. ÇÖZÜM: y−4 1 | DC | 1 = ⇒y=6 = ⇒ 12 −y 3 | CE | 3 ve 1. Koordinat doğrusunda N(3x−5) ve M(6x−30) noktaları arasındaki uzaklık 55br ve B(2x-3) verildiğine göre en kısa |BM| nu bulunuz. 2. Koordinat doğrusu üzerinde B noktasının koordinatı 2 dir. |AB|=5 br olacak biçimde alınan A noktasının koordinatının alabileceği değerler kaçtır? ifadesinin eşitini bulunuz. 4. Ağrı Dağı’nın zirvesi deniz seviyesinin 5137 metre üzerinde, Lut Gölü’nün dibi ise deniz seviyesinin 422 metre altında olduğuna göre; a) Bu iki uç nokta arasındaki fark kaç metredir? b) Bu problemde, başlangıç noktası olarak nereyi aldınız? 5. B(0) C(4) 6. A(-3) B(1) D(5) C(3) E(7) Yukarıda koordinat doğrusunda A, B, C, D ve E noktaları verilmiştir. AB, DE ve DC lerinin uzunluğunu bulunuz. 7. A B Yukarıdaki koordinat doğrusu üzerinde verilen A ve B noktalarının koordinatları A(x) ve B(3) tür. |AB|=7 olduğuna göre x değeri kaçtır? 3. a < b < 0 < c olduğuna göre, | a −b|+|b− c| − | −a | − | c | A(-4) 6 −1 1 | AC | 1 = ⇒ x = 16 bulunur. = ⇒ x−6 2 | CB | 2 E(7) Yukarıdaki koordinat doğrusunda koordinatlarıyla birlikte A, B, C ve E noktaları verilmiştir. |AB|, |AC|, |BE| ve |AE| uzunluklarını bulunuz. 8. A(2) C(x) B(7) Yukarıdaki koordinat doğrusu üzerinde ve | AC | 3 olacak rilen A, B, C noktaları için = | CB | 2 biçimde alınan C noktasının koordinatı olan x değeri kaçtır? 9. Bir kâğıda -10 ve +10 aralığını kapsayacak biçimde bir koordinat doğrusu çiziniz. Daha sonra bu koordinat doğrusunu K(-3) ve M(5) noktalarından kesin. Oluşan [KM] doğru parçasını tam ortadan ikiye katlayın. Buna göre orta noktanın koordinatını bulunuz. 15 1. ÜNİTE 10. 11. B(6) D(3) G(10) E A(x) C(4) B(4) C(5) K(8) L F(5) A(1) Yukarıdaki doğrular üzerinde noktalar veril| GE | | AL | | DC | | KF | 3 = ve miştir. = ise | GF | | AB | | CE | | FL | 2 Yukarıdaki koordinat doğrusu üzerinde ve | AC | rilen A, B ve C noktaları için = 3 olacak | BC | biçimde alınan A noktasının koordinatı olan x değeri kaçtır? oranı kaçtır? KOORDİNAT DÜZLEMİ Satranç tahtasındaki siyah atın bulunduğu yeri belirtiniz. Sinema salonundaki boş koltukların yerlerini söyleyiniz. Yapacağınız belirlemelerde yanılma payınız var mıdır? 9 B A −4 −3 −2 x −1 0 1 2 3 4 5 6 A noktasının yerini söyleyiniz. B noktasının yerini tam olarak söyleyip söyleyemeyeceğinizi tartışınız. Düzlemde bir koordinat doğrusu üzerinde olmayan bir B noktasının yerini tam olarak belirlemek için neye ihtiyaç duyulacağını düşününüz. Yukarıdaki sayı doğrusuna, O(0) noktasında dik kesişecek biçimde bir sayı doğrusu daha çiziniz. Şimdi B noktasının yerini söyleyiniz. 16 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ Düzlemde herhangi bir noktanın konumunu tam olarak belirlemek için kaç koordinat doğrusuna ihtiyaç vardır? Analitik düzlemde E noktasının yeri E(2,1) olarak verilmiştir. Sizler de A, B ve P noktalarının yerlerini yazınız. y 6 5 B P 4 Başlangıç noktaları orijinde olan eksenler üzerinde 1br uzunluğundaki e1 ve e2 vektörlerini göz önüne alarak; 3 2 E(2,1) 1 e2 A x −3 −2 −1 O e1 1 2 3 4 5 6 7 −1 −2 OA ve OB nü çiziniz ve bu vektörleri sırasıyla e1 ve e2 ile ilişkilendiriniz. OP nü çiziniz ve bu vektörü OA ve OB ile ilişkilendirip e1 ve e2 vektörleri cinsinden yazılıp yazılamayacağını tartışınız. −3 −4 Analitik düzlemde herhangi bir noktanın e1 ve e2 vektörleri ile ilişkisini, herhangi bir vektörün de e1 ve e2 cinsinden yazılıp yazılamayacağını tartışınız. y 5 4 3 2 1 A −5 −4 −3 −2 −1 O O noktasında dik kesişen iki koordinat doğrusunun oluşturduğu yapıya dik koordinat sistemi, bu sistemin belirttiği düzleme analitik düzlem ve O noktasına da orijin denir. B 1 2 3 4 5 −1 −2 −3 −4 −5 x Koordinat sistemini oluşturan doğrulardan yatay olanına x ekseni (apsisler ekseni) düşey olanına y ekseni (ordinatlar ekseni) adı verilir. A(x,y) gösteriminde, x, A noktasının apsisini; y, A noktasının ordinatı belirtir. (x,y) ise A noktasının koordinatları olarak adlandırılır. Koordinat sistemi {0, e1, e2} ile de gösterilir. Düzlemde herhangi bir [AB] doğru parçasını içten veya dıştan bölen bir C noktasının apsisi A ve B noktalarının apsislerinden, ordinatı ise A ve B noktalarının ordinatlarından yararlanarak hesaplanır. 17 1. ÜNİTE Analitik düzlemde A(-2,1) ve B(7,13) noktaları ile verilen [AB] nı içten bölen C noktası | AC | = 2 dir. Buna göre C(x0, y0) noktasının koordinatlarını bulalım. için | CB | ÇÖZÜM: −2 + 2.7 x0 = | AC | 1+ 2 =2 ⇒ | CB | x0 = 4 1+ 2.13 1+ 2 bulunur. y0 = 9 y0 = Doğrusal hareket eden bir karınca A noktasında bulduğu yemi yuvasına götürmek istiyor. B noktasına vardığında yuvasına kadar alacağı yol, geldiği yolun yarı-sına eşit olduğuna göre karıncanın yuvasının hangi renkle gösterilen noktada olduğunu bula-lım. B A ÇÖZÜM: y 6 O A Karıncanın yürüdüğü zemin üzerinde koordinat eksenlerini çizelim. A noktasını orijin kabul edersek B(8,6) olur. Karıncanın yuvasını Y(x0,y0) alalım. | AY | Buna göre k= = 3 tür. | BY | B 8 x 0 − 3.8 −24 = = 12 ve 1− 3 −2 0 − 3.6 −18 y0 = = = 9 bulunur. 1− 3 −2 x0 = O hâlde karıncanın yuvası sarı renk ile gösterilen Y(12,9) noktasıdır. 18 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ 1. 6. y y 5 4 3 2 1 5 A 4 B 3 G E 2 D C1 R S H −5 −4 −3 −2 −1 0 1 2 3 4 5 −1 K N L −2 −3 P M −4 −5 F −5 −4 −3 −2 −1 0 1 2 3 4 5 −1 −2 −3 −4 −5 x Koordinatları A(2,4), B(4,2), C(-2,-3), D(-3,-2), E(-2,3), F(3,-2), G(5,0), H(-2,0), K(0,3), L(0,-2) olan noktaları yukarıdaki analitik düzlemde işaretleyiniz. x Yukarıdaki analitik düzlemde işaretlenmiş A, B, C, D, E, F, G, H, K, L, M, N, P, R ve S noktalarının koordinatlarını belirtiniz. 7. 2. y y B(8,9) B(-1,8) C A(−1,2) C A(1,2) B Yukarıdaki şekilde verilen analitik düzlemde A(−1,2) noktası veriliyor. a) Apsis ve ordinat eksenlerini çiziniz. b) B noktasının koordinatlarını bulunuz. 1. Şekil | AC | 4 = | CB | 3 x 2. Şekil | BC | 5 = | CA | 2 y y B(5,4) C(x,y) C(x,y) B(1,2) A(1,2) 3.a) x eksenindeki noktaların ordinatı kaçtır? b) y eksenindeki noktaların apsisi kaçtır? c) Eksenler üzerindeki noktaların koordinatlarıyla ilgili bir genelleme yapınız. 4.A(m, m-n) noktası analitik düzlemde ikinci bölgede olduğuna göre B(mn, n-m) noktası hangi bölgededir? 5. Dördüncü bölgedeki A(a+1,b+7) noktasının x eksenine uzaklığı 4br, y eksenine uzaklığı 3br ise a+b kaçtır? A(6,1) x x x A(4,-1) 3. Şekil | AC | = 3 | BC | 4. Şekil | BC | 5 = | CA | 2 Yukarıda [AB] nı 1 ve 2. şekilde içten; 3 ve 4. şekilde dıştan bölen C noktasının hangi oranda böldüğü şekil altında verilmiştir. Her bir şekil için C noktasının koordinatlarını bulunuz. 19 1. ÜNİTE VEKTÖR 10 Analitik düzlemde, OA yönlü doğru parçası, x ve y eksenlerindeki değişimi göz önüne alınarak (2,1) bileşenleri ile gösterilmiştir. y 5 F L D 4 3 E 2 e1 −3 H K 6 −2 C −1 O B M G A(2,1) 1 e2 1 2 3 4 5 6 −1 J −2 7 x Bu gösterimi, OA yönlü doğru parçasının başlangıç ve bitiş noktası ile ilişkilendiriniz. Bu ilişkiyi düşünerek OC yönlü doğru parçasının nasıl gösterileceğini tartışınız. Yönlü doğru parçalarının gösterimi için bir genelleme yapmaya çalışınız. Z OA, EF ve LK yönlü doğru parçalarının bileşenlerini karşılaştırınız. −4 OA, EF ve LK yönlü doğru parçalarının T R N uzunluklarını Pisagor bağıntısını kullanarak bulunuz ve karşılaştırınız. Bu üç yönlü doğru parçasının bir temsilciyle gösterilip gösterilemeyeceğini ve eğer gösterilebiliyorsa bunun hangisi olacağını tartışınız. Benzer yaklaşımla, önceki sayfada bulunan analitik düzlemde bir temsilciyle gösterilebilecek yönlü doğru parçalarını gruplayınız. Bu temsilcilere ne ad verildiğini hatırlayınız. P −3 S MN ve PR yönlü doğru parçalarını bileşenleri ile yazınız. MN ve PR yönlü doğru parçalarının birbirleri cinsinden yazılıp yazılamayacağını tartışınız. Herhangi iki yönlü doğru parçasının hangi durumda birbiri cinsinden yazılıp yazılamayacağını tartışınız. A(x1 , y1) ve B(x2 , y2) olmak üzere AB yönlü doğru parçası, bileşenleri olan (x2−x1 , y2−y1) ikilisi ile ifade edilir. Bileşenleri aynı olan yönlü doğru parçalarının kümesine vektör, bu kümenin herhangi bir elemanına da bu vektörün doğrultusu, başlangıç noktası koordinat sisteminin orijininde olan OP vektörüne P noktasının yer vektörü denir. Başlangıç ve bitim noktası aynı olan AA vektörüne sıfır vektörü denir. Sıfır vektörü 0=(0,0) biçiminde gösterilir. Bir vektörün uzunluğu, başlangıç ve bitim noktaları arası uzaklıktır. Uzunluğu 1 birim olan vektöre birim vektör denir. Doğrultuları aynı olan vektörler birbirinin gerçek sayı katı cinsinden yazılabilir. 20 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ Yandaki analitik düzlemde a, b, c, d ve f ü ve K noktası verilmiştir. Vektörlerin bileşenlerini yazalım ve y a b d f g c O x a) Uzunlukları aynı yönleri farklı, b) Uzunlukları farklı yönleri aynı, c) Doğrultuları farklı vektörleri belirtelim. d nün yer vektörünü ve sıfır vektörünü yazalım. K ÇÖZÜM: a=(2,4), b=(2,4), c=(−2,−4), d=(−1,−2), f=(−1,−2), g=(2,2) a) a ile c, b ile c uzunlukları aynı yönleri farklı vektörlerdir. b) d ile c, f ile c uzunlukları farklı yönleri aynı vektörlerdir. c) g ile diğer vektörlerin doğrultuları farklıdır. d nün yer vektörü f dür. KK=(0,0) sıfır vektörüdür. 11 Antalya’dan kalkan bir uçağın Diyarbakır aktarmasıyla Kars’a ulaştığını, başka bir uçağın Antalya’dan kalkıp direkt Kars’a uçtuğunu düşünelim. Her iki uçuşun başlangıç ve bitiş noktalarını karşılaştırınız. Bu iki uçuşu aşağıdaki analitik düzleme taşıyalım. y 4 OK nü OD ve DK ile ilişkilendiriniz. K OK, OD ve DK bileşenlerini bulunuz ve OK nün bileşenleri ile OD ve DK nün bileşenleri arasında ilişki kurunuz. 2 D O 5 7 x Toplanan iki vektörün bileşenleri ile toplam vektörünün bileşenleri arasında bir genelleme yapınız. 21 1. ÜNİTE Herhangi iki vektör u=(u1,u2) ve v=(v1,v2) olmak üzere u+ v =(u1+v1,u2+v2) dir. Akış doğrultusu, yönü ve şiddeti u=(−3,3) vektörü ile temsil edilen nehrin kıyısında duran Şenol A noktasındadır. Şenol’un hareketinin doğrultusu, yönü ve hızı v=(−2,−2) vektörü ile temsil edildiğine göre, Şenol’un nehrin karşı kıyısına çıktığında hangi noktada olacağını bulalım. y A x ÇÖZÜM: Nehrin akış hızından etkilenen Şenol’un aldığı yolu veren toplam vektörü u+v = (−3+(−2), 3+(−2))=(−5,1)= t olur. y B A Bulunduğu konum olan A(6,4) itibaren t kadar yüzeceğinden Şenol B(1,5) noktasında olur. x 12 Aşağıdaki çizelgelerde verilen noktalı yerleri doldurunuz. Çizelgelerin altındaki soruları cevaplayınız. u v u + v (2 , 1) (−5 , 4) (−3 , 5) (−4 , 3) (−2 , 7) (..... , .....) (−7 , 4) (−2 , 4) (..... , .....) (−5 , −3) (2 , 8) (..... , .....) (2010 , 2009) (0 , 2) (.......... , ..........) İki vektörün toplamı bir vektör müdür? Tartışınız. 22 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ u v u + v v + u (3 , 2) (4 , 7) (3+4 , 2+7) = (7 , 9) (4+3 , 7+2) = (7 , 9) (5 , 1) (2 , 3) (..... , .....) (..... , .....) = (..... , .....) (−3 , 4) (9 , −2) (..... , .....) (..... , .....) = (..... , .....) (−1 , −1) (−3 , 4) (..... , .....) (..... , .....) = (..... , .....) u + v ile v + u nun bileşenlerini karşılaştırınız. u v w ( u+v )+ w u +(v + w) (4 , 1) (2 , 3) (6 , 5) (6 , 4) + (6 , 5) = (12 , 9) (4 , 1) + (8 , 8) = (12 , 9) (−2 , −3) (1 , 5) (9 , −7) (... , ...) + (... , ...) = (... , ...) (... , ...) + (... , ...) = (... , ...) (5 , -3) (4 , −4) (2 , −2) (... , ...) + (... , ...) = (... , ...) (... , ...) + (... , ...) = (... , ...) (−2 , 4) (−6 , −5) (−3, , 0) (... , ...) + (... , ...) = (... , ...) (... , ...) + (... , ...) = (... , ...) (u + v )+ w ile u + (v+ w) nun bileşenlerini karşılaştırınız. u 0 u + 0 0 + u (3 , 5) (0 , 0) (3+0 , 5+0) = (3 , 5) (0+3 , 0+5) = (3 , 5) (−2 , −3) (0 , 0) (..... , .....) = (..... , .....) (..... , .....) = (..... , .....) (4 , −1) (0 , 0) (..... , .....) = (..... , .....) (..... , .....) = (..... , .....) (−2 , 7) (0 , 0) (..... , .....) = (..... , .....) (..... , .....) = (..... , .....) u + 0 ile 0 + u nun bileşenlerini karşılaştırınız. u v u +v v+ u (2 , 3) (−2 , −3) (2−2 , 3−3) = (0 , 0) (−2+2 , −3+3) = (0 , 0) (−1 , 4) (1 , −4) (..... , .....) (..... , .....) = (..... , .....) (5 , −6) (−5 , 6) (..... , .....) (..... , .....) = (..... , .....) (−7 , −8) (7 , 8) (..... , .....) (..... , .....) = (..... , .....) u + v ile v + u yu karşılaştırınız. u ile v arasında bir bağıntı kurmaya çalışınız. Her bir çizelgeyi değerlendirerek vektörlerin toplama işlemine göre; kapalılık, değişme, birleşme, birim (etkisiz) eleman ve ters eleman özellikleriyle ilgili çıkarımlarda bulunmaya çalışınız. 23 1. ÜNİTE u, v ve w herhangi üç vektör olmak üzere, u+ v yine bir vektördür. u + v = v+ u (u+ v)+ w = v +(u+ w) u+ 0 = 0+ u u+ v = v + u = 0 (Toplama işleminin kapalılık özellliği) (Toplama işleminin değişme özelliği) (Toplama işleminin birleşme özelliği) (0 vektörü toplama işleminin birim (etkisiz) elemanıdır.) (v vektörü u vektörünün toplamaya göre tersidir. v=−u ) u + ( v + w) = (12,10) ve u + w = (5,2) ise v nü bulalım. ÇÖZÜM: u + ( v + w) = u + ( w + v) u + ( w + v) = (u + w )+ v (5,2) + v = (12,10) v = (12,10) − (5,2) v = (7,8) (Değişme özelliği) (Birleşme özelliği) 13 u = (3,4) vektörü için aşağıda verilen çizelgedeki noktalı yerleri örneğe uygun biçimde doldurunuz. u + u =(3 , 4) + (3 , 4) = (6 , 8) 2. u = 2(3 , 4) = (2.3 , 2.4) = (6 , 8) u + u + u=............................... 3. u =.............................................. ⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩ u + u + u + u=......................... 4. u =.............................................. u + ...+ u = .............................. k. u =.............................................. k tane Yaptığınız işlemlerden sonra aynı satırdaki sonuçları karşılaştırınız. k = −1 ise k. u vektörünün bileşenlerindeki değişimi söyleyiniz. −1.u ile −u nü karşılaştırınız. 24 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ Şimdi de aşağıda verilen çizelgedeki noktalı yerleri doldurunuz. u v −v u +(−v) (3 , 2) (4 , 8) (−4 , −8) (3+(−4) , 2+(−8)) = (−1 , −6) (5 , 7) (2 , 1) (..... , .....) (.......... , ..........) = (..... , .....) (−2 , −4) (−3 , −5) (..... , .....) (.......... , ..........) = (..... , .....) (−1 , 4) (5 , −9) (..... , .....) (.......... , ..........) = (..... , .....) Çizelgede verilen u ve v vektörlerinin bileşenleri arasında fark işlemi yaparak aynı sonuçları elde etmeye çalışınız. k ∈ R ve u =(u1 , u2) ve v=(v1 , v2) herhangi iki vektör olmak üzere; k.u = k.(u1 , u2) = (k.u1 , k.u2) , u − v = u + (−v) dir. u=(m−k,−4), v=(5,m+2k) dir. v nün 2 katının toplamaya göre tersi u olduğuna göre m ve k değerlerini bulalım. ÇÖZÜM: u+2v= 0 ⇒ (m−k,−4) + 2(5,m+2k)=(0,0) ⇒ (m−k,−4) + (10,2m+4k)=(0,0) ⇒ m−k+10=0 ve −4+2m+4k=0 ⇒ m=−6 ve k=4 bulunur. 1. Aşağıdaki analitik düzlemde verilen vektörlerin bileşenlerini bulunuz. y d e c b 2. Aşağıdaki analitik düzlemde verilen vektörlerin yer vektörlerini çiziniz ve bileşenleri ile ifade ediniz. y b a a O k f g d e O x h c x h f g k 25 1. ÜNİTE 3. A(2,1), B(1,4), C(-2,3) ve D(6,18) noktaları veriliyor. AB ve CD vektörlerinin uzunluklarını bulunuz. 9. Aşağıdaki analitik düzlemde verilen vektörlerin uzunluklarını bulunuz. 4. u=(2,1), v=(1,4), a=(−3,−5), b=(−2,4), x=(4,7), y=(5,6), p=(−1,3), q=(−4,2) vektörleri için u+v, a+b, x−y ve p−q lerini bulunuz. 5. A(1,5), B(−2 , 0), C(3,−1) noktaları veriliyor. AB + BC toplam vektörü ile AC vektörünün bileşenlerini bulunuz. Bulduğunuz sonuçları karşılaştırınız. 6. a=(−1,2) vektörü için a+ b= 0 olacak şekilde b vektörünü bulunuz. 7. a = (2,5) ve b =(6 , m) vektörleri için 2a+kb=0 ise k+m kaçtır? 8. a =(−4,12), b =(2,−1) ve c=(−2,3) leri için a=xb+yc eşitliğini sağlayan x ve y gerçek sayılarını bulunuz. b a c e d f 10. u =(3,1), v =(−1 , 4) ve t =(12,−5) vektörleri için; a) 2u+3v=w ise w nü bulunuz. b) 3u+kv=t olacak biçimde k ∈ R bulunuz. AÇI Resimleri inceleyiniz. Resimlerdeki ortak yanları bulmaya çalışınız. Daha sonra aşağıdaki sorulara karşılık bulunuz. Birinci resimdeki kişinin görebileceği ve göremeyeceği cisimleri belirtiniz. Neden göremeyeceğini tartışınız. İkinci resimdeki kalecinin serbest atışta baraj kurdururken neleri göz önüne alacağını tartışınız. Üçüncü resimde görülen saatteki akrep ve yelkovanın konumu için neler söylenebileceğini düşününüz. 26 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ 14 A C B r=1br Yanda yarıçapı 1br olan birim çember üzerinde köşesi çemberin merkezinde olan [OA ve [OB larının birleşimiyle oluşan açıyı inceleyelim. Birim çemberde 1br lik yay uzunluğu ve bu yayı gören açının ölçüsü 1 radyan olmak üzere, çemberin tamamını gören açının radyan cinsinden ölçüsünü bulunuz. O Birim çemberin uzunluğu 360 eş parçaya ayırıldığında 1 parçayı gören merkez açının 1 derece olduğunu göz önüne alarak çemberin tamamını gören açının kaç derece olduğunu söyleyiniz. Bir yayı gören açının ölçüsü hem radyan hem de derece cinsinden ifade edilebildiğine göre radyan ve derece arasında bir bağıntı kurmaya çalışınız. A Yandaki çember üzerinde A noktasından B noktasına giderken izlenen yön ile B noktasından A noktasına giderken izlenen yönü karşılaştırınız. Bu yönler ile yayı gören merkez açıyı ilişkilendiriniz. O B Bu yönleri saat yönü ile ilişkilendiriniz. Düzlemde sabit bir noktadan 1br uzaklıktaki noktaların geometrik yerine birim çember denir. Yanda oluşturulan şekil iki ışının birleşimidir. Bu şekle açı denir. P Açıyı oluşturan RT ve RP ışınlarına açının kenarları ve ortak olan R ye açının köşesi adı verilir. Şekildeki açı PRT, TRP veya R gösterimleR rinden biri ile ifade edilir. T Yandaki şekilde görüldüğü gibi köşesi birim çemberin A merkezinde bulunan açı, çember üzerinde 1 br uzunluğunda yay ayır=1br rıyorsa bu yaya 1 radyan denir. Açının birim çemberi kestiği noktalar 1br arasındaki yay uzunluğuna da açının radyan cinsinden ölçüsü adı veriα O lir. Birim çemberin çevre uzunluğunu 360 eş parçaya ayırarak her B bir parçayı gören merkez açının ölçüsüne 1 derece denir ve 10 biçiα = 1 radyan minde gösterilir. 27 1. ÜNİTE Aynı açının derece cinsinden ölçüsü D, radyan cinsinden ölçüsü R olmak üzere, D R = dir. 0 180 π Herhangi bir açının bir kenarından diğer kenarına saat yönünün ters yönünde gidildiğinde, açı pozitif yönlü, saat yönü ile aynı yönde gidildiğinde açı negatif yönlüdür, denir. Bu durum aşağıdaki şekillerde olduğu gibi verilir: B A B C Pozitif Yön C Negatif Yön Yandaki C, K, L ve M noktalarının ABC na ait olup olmadığını A bulalım. L K B C A ÇÖZÜM : C noktası [BC üzerinde olduğu için L noktası ise [BA üzerinde olduğu için ABC na aittir. M K ve M noktaları ABC nı oluşturan ışınlar üzerinde olmadığından ABC na ait değildir. π Şekilde verilen AOB nın radyan cinsinden ölçüsü m(AOB)= 4 olduğuna göre ACB uzunluğunu bulalım. A r= 8cm O C ÇÖZÜM: B Çemberin çevresinin 2πr = 2π.8 = 16π olmasından yola çıkabiliriz. Orantı özelliklerinden; 16π cm ise 2π radyanlık merkez açı π radyanlık merkez açı x cm olur 4 ----------------------------------------------------------------π bağıntısı bulunur ve buradan, x.2π = .16π ise x = 2π elde edilir. 4 28 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ Yukarıdaki resimlerde değirmende suyun çarkı döndürmesi, musluğun açılıp kapatılması, şişe kapağının açılıp kapatılması ile otomobilin hızlanma ve yavaşlama anındaki hız ibresinin hareket yönünü belirleyelim. ÇÖZÜM: Suyun çarkı döndürme hareketi soldan bakıldığında negatif yönlüdür. Musluğun açılması pozitif, kapatılması negatif yönlüdür. Şişe kapağının açılması pozitif, kapatılması negatif yönlüdür. Araba hızlanırken ibre yönü negatif, yavaşlarken pozitif yönlüdür. 15 Şekildeki birim çember üzerinde alınan P(x,y) noktasıyla O ve C noktalarının oluşturduğu POC dik üçgeninde cos θ ve sin θ değerlerini hesaplayınız. y 1 P(x,y) S θ −1 C O x 1 Hesapladığınız sin θ ve cos θ koordinatları ile ilişkilendiriniz. değerlerini P noktasının −1 Şimdi de OP nü uzatalım. y y=1 B 1 K(k,1) [OP nın, x=1 doğrusunu kestiği nokta T(1,t) ve y=1 doğrusunu kestiği nokta K(k,1) olsun. θ T(1,t) S P θ A θ O C 1 x=1 x TOA dik üçgeninde tanθ değerini, KOB dik üçgeninde cot θ değerini hesaplayınız. x=1 ve y=1 doğrusunu cot θ ve tanθ değerleriyle ilişkilendiriniz. 29 1. ÜNİTE y x ekseni ile pozitif yönde θ açısı yapacak biçimde birim çember üzerinde seçilen bir P(x,y) noktası için, cos θ = x ve sinθ = y y=1 1 B kotanjant ekseni olur. [OP nin x=1 doğrusu ile kesiştiği nokta T(1,t) ve y=1 doğrusu ile kesiştiği nokta K(k,1) ise K(k,1) t s P T(1,t) =1 r kosinüs ekseni θ O sinüs C 1 k x tanjant ekseni ekseni x=1 tanθ = t ve cotθ = k olur. Bu yüzden x eksenine (y=0 doğrusuna) kosinüs ekseni, y eksenine (x=0 doğrusuna) sinüs ekseni, y=1 doğrusuna kotanjant ekseni, x=1 doğrusuna tanjant ekseni adı verilir. Geniş açıların trigonometrik oranları için bu açıların bütünler açılarının trigonometrik oranları bulunur. Geniş açının; Sinüs yerine bütünlerinin sinüsü, Kosinüsü yerine bütünlerinin kosinüsünün −1 katı, Tanjantı yerine bütünlerinin tanjantının −1 katı, Kotanjantı yerine bütünlerinin kotanjantının −1 katı alınır. Yandaki şekilde birim çember üzerinde x ekseni ile pozitif yönde 120o lik açı yapan bir y K P − 3 −1 2 3 3 2 liyor. Bu çizimden faydalanarak cos 1200 , sin1200, tan1200 ve cot1200 değerlerini bulalım. 120o L −1 1 3 P(− , ) noktası işaretlenerek OP doğrusu çizi2 2 1 O 1 60o x ÇÖZÜM: −1 − 3 30o cos1200 = − cos 600 = − T sin1200 = sin600 = tan1200 = − tan600 = − 3 30 ve 1 2 3 2 cot1200 = − cot 600 = − 3 3 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ sin1500 + cos1200 .tan1350 oranını hesaplayalım. sin300 − cos 600 .cot1350 ÇÖZÜM: 1 , 1 , sin1200 = − cos 600 = − tan1350 = − tan450 = −1 2 2 1 1 + (− )(−1) 0 0 0 sin150 + cos120 .tan135 2 cot1350 = − cot 450 = −1 ⇒ = 1 bulunur. =2 1 1 sin300 − cos 600 .cot1350 − (−1) 2 2 sin1500 = sin300 = 16 A C B E D β F α Yanda birbirine paralel d1 ve d2 doğruları ile bunları kesen k doğrusu verilmiştir. m(CFG)= α ve m(ACD)= β dir. k G d1 Birim kareleri kullanarak α ve β değerlerini karşılaştırınız. d2 CFG ve ACD nın birbiri ile ilişkisini kullanarak ACB, BCF, DCF, CFE, EFH ve GFH açılarını α ile ilişkilendiriniz. H kurunuz. Birbirine paralel d1 ve d2 doğrularının k keseni ile oluşturdukları açılar arasında ilişki D E F By z G x t A b a c d DAC ile EAB ters açıdır. a = c DAE ile CAB ters açıdır. b = d k C H d1 d2 d1 // d2 ise; DAC ile ABH yöndeş açılardır. a = x DAE ile ABF yöndeş açılardır. b = y CAB ile HBG yöndeş açılardır. d = t EAB ile FBG yöndeş açılardır. c = z 31 1. ÜNİTE EAB ile FBA karşı durumlu açılardır. c+y=180o CAB ile HBA karşı durumlu açılardır. d+x= 180o EAB ile ABH iç ters açılardır. c=x DAC ile FBG dış ters açılardır. a = z Yandaki şekilde [AE//[CD dir. m(EAB)=5x, m(ABC)=2x ve m(BCD)=1200 olduğuna göre x in kaç derece olduğunu bulalım. A E 5x D C 120 CAB ile ABF iç ters açılardır. d=y DAE ile HBG dış ters açılardır. b = t 0 2x B ÇÖZÜM: A E 5x [CD//[BF çizelim. D C 1200 m(CBF)=600 m(EAB)=m(ABF) 2x 60 0 F B d3 x−10 3x+10 32 5x = 2x + 600 ise x = 200 bulunur. Yandaki şekilde verilenlere göre x değerini bulalım. d4 3x+10 3x+10 (BCD ile karşı durumlu) (İç ters açılar) d1 d2 ÇÖZÜM: İç ters durumundaki açıların ölçülerinin eşit olması kesilen doğruların paralel olmasıyla mümkün olacağından d1//d2 ve d3//d4 tür. 3x+10 + x−10 = 180 (d1//d2) x=45 tir. TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ Yandaki şekilde aynı renkli doğru parçaları birbirine paraleldir. Verilenlere göre x+2y toplamını bulalım. 5x 11y ÇÖZÜM: 4x−7 d3 19y-7 Yandaki trabzan resminde d1//d2 ve d3//d4 tür. m(ABC)=3y, m(CBD)=720, m(BDE)=x0, m(DFG)=3z+180 olduğuna göre x, y ve z değerlerini bulalım. d4 G F ÇÖZÜM: d1 A x+720=1800 x=1080=3y x=1080=3z+180 B D C d2 E x=1080 y=360 z=300 (Karşı durumlu açılar) (Yöndeş açılar) (Yöndeş açılar) bulunur. Yandaki şekilde ışık bir sıvının içine kırılarak girmekte, tabandaki aynadan yansımakta ve sonra da sıvıyı terk etmektedir. Buna göre x i bulalım. x 550 5x=19y−7 (İç ters açı) 11y=4x−7 (İç ters açı) x=10 ve y=3 bulunur. x+2y=10+2.3 = 16 olur. 400 ÇÖZÜM: K L A C KC ⊥ AT çizelim. Işık aynaya geldiği açı ile yansıyacağından T m(ABE)= m(CBD) E B D 33 1. ÜNİTE m(ABE)+ m(ABC)+ m(CBD)=1800 m(ABE)+ 400+ m(CBD)=1800 ⇒ m(ABE)=m(CBD)=700 dir. m(CBD)= m(BCA)=700 (Yöndeş açı) Işık aynı açıyla yüzeye ulaşacağından m(LCT)=550 olur. m(KCL)=900 − m(LCT) = 900 − 550 = 350 olur. x = m(BCA) + m(ACK) + m(KCL) = 700 + 900 + 350 = 1950 bulunur. 1. Analitik düzlemde merkezi M(-3, 4) ve yarıçapı 2 br olan çemberi çiziniz. 2. ....... 900 0 ....... 120 ....... 1450 ....... 1500 60 0 ....... 450 ....... 4. Tümler iki açıdan birinin ölçüsü, diğerinin ölçüsünün 3 katından 10 eksik olduğuna göre bu açının bütünlerinin ölçüsü kaç derecedir? 5. Bir açının bütünleyeninin ölçüsünün yarısı, tümlerinin ölçüsünün 3 katından 200 eksiktir. Bu açının ölçüsünü bulunuz. 300 ....... 6. 3300 ....... 3150 ....... 3000 ....... ....... 2100 ....... 2250 ....... 2400 0 270 ....... a) Yukarıdaki çember üzerinde derece cinsinden verilmiş açıların radyan cinsinden karşılığını yanlarındaki noktalı yerlere yazınız. b) Ölçüsü 8π radyan olan açının derece cin3 sinden değerini bulunuz. 3. k A C B A, B, C noktaları doğrusal olmak üzere 3.m(ABD)=2.m(DBE) ve m(EBC)= 1 m(EBA) 2 ise m(DBE) kaç derecedir? 7. K L N M P R E T C Şekildeki BAC ile k doğrusunun kesişimini bulunuz. 34 E B D A D 00 ....... ....... 1800 Şekilde [KM // [PR dir. m(LKM) = (3x-25)0, m(RPT)=(2x+15)0, m(KNP)=700 ise m(RPN) kaç derecedir? TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ 8. , cos 3π , tan 1500 ve cot 1350 nin 4 değerlerini bulunuz. 11. A B 300 C y x G D radyanlık açı arasında kalan dar açının E 700 200 F ölçüsü kaç radyandır? [AB // [FG dir. Şekilde verilenlere göre x−y farkını bulunuz. 13. A F 9. B A B G 7π radyanlık açı ile 9 12. Birim çemberde 5y 2y C D Yandaki şekilde A, B, C ve D doğrusal noktalar, [BF // [CE, m(ECD)=6x, m(CBG)=2y, m(FBG)=5y ve y=2x ise m(ECB) nü hesaplayınız. G F C E E [AB // [CD // [EF, [AG] // [CE], m(BAG)=700 , m(AGE)=3.m(GEF) olduğuna göre m(ECD) nin ölçüsünü bulunuz. 6x D 10. x0 14. A C 200 1000 250 300 500 350 700 B x a E b D Yukarıdaki şekilde verilenlere göre x kaçtır? [BA // [DE dir. a+b=2900 olduğuna göre x kaçtır? 35 1. ÜNİTE DOĞRU DENKLEMLERİ 17 y Yandaki şekilde A(4,3) noktasından geçen, üzerinde değişken bir B(x,y) noktası olan AB doğrusunun denklemini yazmaya çalışalım. B(x,y) 3 AB nün yer vektörünü bulunuz. Bu yer vektörünü aynı doğrultudaki u = (2,3) ve k gerçek sayısı ile ilişkilendiriniz. A(4,3) u O Bulduğunuz eşitliği bileşenler cinsinden yazınız. Eşitliğin her iki yanındaki vektörlerin bileşenlerini 2 4 karşılıklı olarak eşitleyip x ve y değişkenlerini k cinsinden yazmaya çalışınız. k değerini kullanarak x ve y arasında bir bağıntı kurmaya çalışınız. x Genel olarak düzlemde bir A(x1,y1) noktasından geçen ve yer vektörü u = (u1,u2 ) olan doğrunun, vektörel denklemi: (x-x1,y-y1 ) = k. (u1, u2) doğrultman vektörü : u = (u1,u2 ) parametrik denklemi : x = x1+u1.k y = y1+u2.k y y B(x,y) A(x1,y1) y1 u2 u O u1 x1 x x şeklinde verilir. Parametrik denklemden elde edilen k değerleri eşitlenerek doğrunun kapalı formdaki denklemi a,b,c ∈ R olmak üzere, ax + by + c = 0 biçiminde yazılır. Düzlemde (2,-3) noktasından geçen doğrunun vektörel denklemi (x−2,y+3)=k(1,4) olarak verilmiştir. Bu doğrunun doğrultman vektörünü, k parametresine bağlı parametrik denklemini ve kapalı formdaki denklemini bulalım. 36 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ ÇÖZÜM: Doğrultman vektörü : u(1,4) tür. (x−2,y+3)=(k,4k) ⇒ x−2=k x=k+2 Parametrik denklem : x=k+2 y=4k−3 ve ve y+3=4k y=4k−3 x−2=k olduğundan y=4k+3 ⇒ y=4(x−2)−3 ⇒ kapalı formdaki denklem: 4x−y−11=0 Düzlemde bir doğrunun parametrik denklemi x=−2k+5, y=7k−3 olarak verilmiştir. Bu doğrunun vektörel denklemini, doğrultman vektörünü ve kapalı formdaki denklemini bulalım. ÇÖZÜM: x = −2k + 5⎫ −2k = x − 5⎫ ⎬ ⇒ (x − 5,y + 3) = (−2k,7k) ⎬⇒ y = 7k − 3 ⎭ 7k = y + 3 ⎭ Vektörel denklem : (x−5,y+3)=k(−2,7) Doğrultman vektörü : u(−2,7) x−5 x−5 ) ⇒ 7x + 2y + 41= 0 kapalı formdaki denkolur. y + 3 = 7( −2k = x − 5 ⇒ k = −2 −2 lemi bulunur. Düzlemde bir doğru kapalı formda 4x−3y−2=0 olarak verilmiştir. Bu doğrunun doğrultman vektörünü, vektörel denklemini ve k parametresine bağlı parametrik denklemini bulalım. ÇÖZÜM: 1 x− 4x − 2 3y 4x − 2 y tür. 2 4x − 2 = 3y ⇒ = ⇒ =y⇒ = 3 3 3 3 4 1 x− y 1 2 = = k ⇒ x − = 3k ve y = 4k olduğundan Doğrultman vektörü : u = (3,4) tür. 3 4 2 Parametrik denklem : x = 3k + 1 dir. (x − ,y) = (3k,4k) olduğundan 2 2 1 y = 4k Vektörel denklem 1 : (x − ,y) = k(3,4) olarak bulunur. 2 37 1. ÜNİTE 1. Düzlemde A(−5,1) noktasından geçen doğrunun vektörel denklemi, 2. Düzlemde, bir doğrunun parametrik denklemi, x = 3 + 4k y = −1 + 5k olarak verilmiştir. Bu doğrunun vektörel denklemini, üzerindeki herhangi bir noktasını, doğrultman vektörünü, kapalı formdaki denklemini bulunuz. (x+5 , y−1) = k. (3 , 2) olarak verilmiştir. Bu denklemden faydalanarak doğrunun doğrultman vektörünü, k ∈ R olmak üzere k parametresine bağlı parametrik denklemini, kapalı formdaki denklemini bulunuz. Doğru B(−8,m) noktasından geçerse m değeri kaç olur? 3. Düzlemde, bir doğru kapalı formda 3x−5y+12=0 olarak verilmiştir. Bu doğrunun vektörel denklemini, doğrultman vektörünü ve k ∈ R olmak üzere k parametresine bağlı parametrik denklemini bulunuz. EĞİM A noktasındaki Kaan, AC yolunu, B noktasındaki Miray da BC yolunu, kullanarak C noktasına tırmanacaktır. İkisinin de tırmanışlarda aldığı yolu hesaplayınız. Kaan ve Miray’dan hangisi tırmanışlarda daha çok zorlanmıştır? Bu zorluğun sebebi sizce ne olabilir? Buradaki olayı daha önce öğrendiğiniz hangi kavram ile ilişkilendirebilirsiniz? 18 y C 6 B 3 A O 38 Yandaki analitik düzlemde bir d doğrusu, A, B ve C noktaları doğru üzerinde olmak üzere A, B, C, D ve E noktaları işaretlenmiştir. d doğrusu x ekseni ile pozitif yönde θo lik açı yaptığına göre; d 3 D θ 7 E 11 x d doğrusu üzerinde alınan A, B ve C noktalarının koordinatlarını yazınız. ABD ve ACE dik üçgenlerinden tanθ değerlerini bulunuz. TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ A, B, C noktalarının herhangi ikisinin ordinatlarındaki değişimin apsislerdeki değişme oranı ile bulduğunuz tanθ değerini ilişkilendiriniz. Bir doğrunun x ekseni ile pozitif yönde yaptığı açının tanjantı, doğru üzerinde seçilen herhangi iki noktanın ordinatlarındaki değişimin, apsislerindeki değişime oranıdır. Bu orana doğrunun eğimi denir ve eğim m ile gösterilir. Doğrunun, x ekseni ile pozitif yönde yaptığı açı θo ise eğim, m = tanθ olarak ifade edilir. Doğru üzerinde seçilen noktalar değişse de eğimde değişiklik olmaz. y B 3 1 birim 2 θ A 1 birim θ 3 birim C O −3 d x 3 3 birim Yanda verilen koordinat düzlemindeki d doğrusunun üzerinde bulunan A ve B noktalarının koordinatları A(3,2) ve B(6,3) tür. Buna göre d doğrusunun eğimini bulalım. 6 ÇÖZÜM: m = tanθ = | BC | 1 = olur. | AC | 3 HATIRLATMA 90 < θ < 180 ve θ + β = 180 ise tanθ = tan(180 − β) = − tanβ Yanda verilen koordinat düzlemindeki d doğrusunun üzerinde bulunan A ve B noktalarının koordinatları A(-1,2) ve B(-3,3) tür. Buna göre d doğrusunun eğimini bulalım. y B 1 birim C β θ 3 1 birim 2 ÇÖZÜM: 2 birim A β 2 birim −3 θ −1 O 3 x d m = tanθ = tan(180 − β) = − tanβ = − | BC | 1 =− 2 | CA | olur. 39 1. ÜNİTE İzmir’den Trabzon’a giden bir uçak Ordu üzerinde alçalmaya başlıyor. Ordu üzerindeyken uçak 8000m yüksekliktedir.Ordu’nun Trabzon’a uzaklığı 180km olduğuna göre Trabzon’a uzaklığı 135km olan Giresun üzerinde, uçağın kaç metre yükseklikte olacağını bulalım. A 8000m B x C 45km Ordu Giresun 135km Trabzon ÇÖZÜM : Uçak aynı doğrultuda alçaldığından dolayı mCA=mCB ise, 8 x ⇒ x=6km=6000m olur. = 180 135 19 y Analitik düzlemde A(3,1) ve B(5,2) noktalarından geçen d doğrusunun eğimini bulunuz. d D(x,y) y B(5,2) 2 A(3,1) 1 E(x,2) θ C(5,1) θ O Şimdi de aynı doğru üzerinde değişken bir D(x,y) noktası seçerek eğimi, B ve D noktalarının koordinatlarını kullanarak bulunuz. θ 3 5 x x mAB ve mBD lerini ilişkilendirip x ve y arasında bir bağıntı kurunuz. İki noktası bilinen doğrunun kapalı formdaki denklemini veren bir bağıntı bulmaya çalışınız. 40 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ y D(x,y) y C(x2,y2) y2 y1 O Yandaki düzlemde verildiği gibi x ekseni ile pozitif yönde θ açısı yapan ve B(x1,y1), C(x2,y2) ve D(x , y) noktalarından geçen d doğrusu için, d B(x1,y1) θ θ y−y2 x−x1 y2−y1 tanθ = x2−x1 θ x2 x1 x x y − y 2 y 2 − y1 = =m x − x 2 x 2 − x1 olur. Yukarıdaki eşitlikte orantı özellikleri kullanılarak, x − x2 y − y2 = (Üzerindeki iki noktası bilinen doğru denklemi) y 2 − y1 x 2 − x1 y − y 2 = m(x − x 2 ) (Eğimi ve üzerindeki bir noktası bilinen doğru denklemi) eşitliklerine ulaşılır. Doğrunun denklemi, y − y 2 = m(x − x 2 ) eşitliğinde dağılma özelliği kullanılarak, y = mx − mx 2 + y 2 ( −mx 2 + y 2 = n olmak üzere ) biçiminde de yazılabilir. y = mx + n A(1,4) noktasından geçen ve eğimi −3 olan doğrunun denklemini yazalım. ÇÖZÜM: y−y1=m(x−x1) ⇒ y−4=−3(x−1) ⇒ y=−3x+7 bulunur. Koordinat düzleminde K(4,6) ve L(7,8) noktalarından geçen doğru denklemini bulalım. ÇÖZÜM: x−7 y −8 = 7−4 8−6 ⇒ x−7 y −8 ⇒ = 2 3 2x−14 = 3y−24 ⇒ 2x−3y+10 = 0 olarak bulunur. Ayrıca bu doğrunun eğimi: m = − 3y = 2x +10 ⇒ y = 2 2 = tür. Bu doğruyu −3 3 2 10 biçiminde de ifade edebiliriz. x+ 3 3 41 1. ÜNİTE 20 Kapalı formdaki denklemleri d1 : −x + 2y − 2 = 0 ve d2 : x − 2y − 4 = 0 olan doğruların aşağıdaki grafiklerini inceleyelim. y Denklemlerden faydalanarak her iki doğrunun eğimlerini bulunuz ve karşılaştırınız. d1 d2 x O Eğimlerden faydalanarak doğruların x ekseni ile pozitif yönde yaptığı açıların ölçüleri için ne söyleyebilirsiniz? Açı ölçülerinden faydalanarak doğruların grafiklerinin birbirine göre durumları için ne söyleyebilirsiniz? Eğimleri eşit olan iki doğrunun birbirlerine göre konumunu tartışınız. Şimdi de kapalı formdaki denklemleri d2 y d1 : 2x + 3y − 6 = 0 d2 : −3x + 2y + 3 = 0 R K β O θ P yazınız. α M L x d1 olan doğruların yandaki grafiklerini inceleyelim. Denklemlerden faydalanarak her iki doğrunun eğimini bulunuz. d2 doğrusunun eğiminden tanβ değerini, d1 doğrusunun eğiminden tanα değerini tanα ve tanθ değerlerini ilişkilendiriniz. HATIRLATMA C b A c a B A ile C tümler açılar ise tan A = a c tanC = c a dır. tanθ ve tanβ değerlerinden ve hatırlatmadan faydalanarak m(LKM) nü bulunuz. d1 ve d2 doğrularının grafiklerinin birbirine göre durumu için ne söyleyebilirsiniz? d1 ve d2 doğrularının eğimleri çarpımını bulunuz. Eğimleri çarpımı −1 olan doğruların birbirlerine göre durumunu tartışınız. 42 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ Düzlemde iki doğrunun eğimleri eşit ise doğrular birbirine paraleldir. Bu durum, m1=m2 ⇔ d1 // d2 biçiminde ifade edilir. Düzlemde iki doğrunun eğimleri çarpımı −1 ise doğrular birbirine diktir. Bu durum, m1 . m2 = −1 ⇔ d1 ⊥ d2 biçiminde ifade edilir. x−2y+4=0 doğrusuna paralel olan ve A(1,−3) noktasından geçen doğrunun denklemini bulalım. ÇÖZÜM: 1 d1: x−2y+4=0 ⇒ m1= − 1 = 1 dir. m1=m2= olduğundan, 2 −2 2 1 ⇒ d2: y−(−3)= (x−1) d2: x−2y−7=0 bulunur. 2 x−2y−1=0 doğrusuna dik olan (k−1)x+y−n=0 doğrusu A(2,−1) noktasından geçmektedir. Buna göre k.n değerini hesaplayalım. ÇÖZÜM: d1: x−2y−1=0 ⇒ m1 = 1 ve d1 ⊥ d2 olduğundan m1.m2=−1 ⇒ m2=−2 2 d2: (k−1)x+y−n=0 ⇒ m2= − k −1 ⇒ −2 =−(k−1) ⇒ k=3 ve A(2,−1) doğrusunu sağlar. 1 d2: 2x+y−n=0 ⇒ 2(2)−1−n=0 ⇒ n=3 bulunur. O hâlde, k.n = 3.3 = 9 dur. 21 d1 : 2x - 3y + 5 = 0 d2 : 4x - 6y + 7 = 0 denklem sistemini oluşturan kapalı formda verilmiş d1 ve d2 doğrularının grafiklerini çiziniz. Bu doğruların grafiklerinin birbirine göre konumları için ne söylenebilir? Doğru denklemlerindeki x değişkeninin kat sayılarının oranını, y değişkeninin kat sayılarının oranını ve sabit terimlerin oranını karşılaştırınız. Bu oranlarla doğruların grafiklerinin birbirine göre durumunu karşılaştırınız. 43 1. ÜNİTE d1 : 3x - 4y + 7 = 0 d2 : 6x - 8y + 14 = 0 denklem sistemini oluşturan kapalı formda verilmiş d1 ve d2 doğrularının grafiklerini çiziniz. Bu doğruların grafiklerinin birbirine göre konumları için ne söylenebilir? Doğru denklemlerindeki x değişkeninin kat sayılarının oranını, y değişkeninin kat sayılarının oranını ve sabit terimlerin oranını karşılaştırınız. Bu oranlarla doğruların grafiklerinin birbirine göre durumunu karşılaştırınız. d1 : x + 3y - 5 = 0 d2 : 4x - 2y + 6 = 0 denklem sistemini oluşturan kapalı formda verilmiş d1 ve d2 doğrularının grafiklerini çiziniz. Bu doğruların grafiklerinin birbirine göre konumları için ne söylenebilir? Doğru denklemlerindeki x değişkeninin kat sayılarının oranını, y değişkeninin kat sayılarının oranını ve sabit terimlerin oranını karşılaştırınız. . Bu oranlarla doğruların grafiklerinin birbirine göre durumunu karşılaştırınız. Düzlemde, a1, a2, b1, b2 , c1 ve c2 ∈ R olmak üzere kapalı formları d1 : a1x + b1y + c1 = 0 d2 : a2x + b2y + c2 = 0 olan doğrular için; i) a1 b1 c1 ise d1 ile d2 paralel, = ≠ a 2 b2 c 2 ii) a1 b1 c1 = = ise d1 ile d2 çakışık ve a 2 b2 c 2 a1 b1 iii) a ≠ b ise d1 ile d2 bir noktada kesişir. 2 2 (a−3)x+10y+4=0 ve (b−5)x−5y−7=0 doğrularının birbirine göre paralel olması için a ile b arasındaki bağıntıyı yazalım. ÇÖZÜM: a − 3 10 4 = ≠ b − 5 −5 7 44 ⇒ a − 3 = −2b +10 ⇒ a = −2b +13 olur. TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ (1−k)x+3y+m−2=0 doğrusu ile 8x−4y+3k−1=0 doğrusu çakışık ise m+k toplamının kaç olduğunu bulalım. ÇÖZÜM: 24 = −4 + 4k 1− k 3 m − 2 ⎫ = = ⎬ ⇒ 60 = −4m + 8 8 −4 3k −1 ⎭ ⇒ k=7 ⎫ ⎬ ⇒ m= −13⎭ ⇒ m + k = −6 bulunur. 2x−3y−5=0 ve 4x+my+11=0 doğruları bir noktada kesişiyorsa m nin hangi değeri alamayacağını bulalım. ÇÖZÜM: 2 −3 ≠ 4 m ⇒ 2m ≠ −12 ⇒ m ≠ −6 1. P(2,5) noktasından geçen u = (3,4) vektörüne paralel olan doğrunun, vektörel, parametrik ve kapalı formdaki denklemlerini yazınız. 2. Parametrik denklemi x=−3+2t ve y=1−3t olan doğrunun vektörel denklemini, doğrultman vektörünü ve kapalı formdaki denklemini yazınız. 3. Kapalı formdaki denklemi −x+3y−17=0 olan doğru P(−5,m) noktasından geçtiğine göre bu doğrunun vektörel denklemini, doğrultman vektörünü ve parametrik denklemini yazınız. 4. A(5,10) ve B(−3,4) noktalarından geçen doğruyu çiziniz. Bu doğrunun denklemini yazınız. Eğimini söyleyiniz. olur. 5. A(3,2) noktasından geçen ve eğimi −4 olan doğrunun denklemini yazınız. 6.Aşağıdaki seçeneklerde koordinatları verilen A ve B noktalarından geçen her bir doğrunun varsa eğimlerini bulunuz. a) A(1,2), B(3,5) b) A(0,0), B(−2,3) c) A(−1,4), B(−3,4) ç) A(−3,7), B(−3,14) 7. 2x − 3y + 4 = 0 ile 6x − ky + 9 = 0 doğrularının paralel olması için k kaç olmalıdır? 8. 4x − 8y + 11 = 0 doğrusu kx − 5y + 6 = 0 doğrusuna dik ise k kaçtır? 9. 3x − 4y + 5 = 0 ve −4x − 3y + 10 = 0 doğrularının kesiştiği noktadan geçen ve −2x + y + 3 = 0 doğrusuna paralel olan doğrunun denklemini yazınız. 45 1. ÜNİTE 10. Yukarıdaki şekilde de verildiği gibi analitik düzlemde x eksenini A(4,0) ve y eksenini B(0,−2) noktasında kesen d1 doğrusu C(0,3) noktasından geçen d2 doğrusuna diktir. d2 doğrusunun denklemini yazınız. y d2 3 d1 4 x −2 11. 4x − 6y + 9 = 0 doğrusu ile mx + ny − 7=0 doğruları çakışık ise m+n kaçtır? 12. Aşağıda grafikleri verilen doğrulardan hangisinin eğiminin pozitif, hangisinin eğiminin negatif, hangisinin eğiminin sıfır olduğunu ve hangisinin eğiminin olmadığını noktalı yerlere yazınız. d y y y y d d d x ...................... x ...................... x ...................... x ...................... ÜNİTE SONU ÖLÇME SORULARI 1. Sabit bir noktaya eşit uzaklıkta bulunan noktalar; a) Koordinat doğrusunda, b) Koordinat düzleminde, c) Uzayda ne belirtir? 2. Köşelerinin koordinatları A(−2,5), B(4,1) ve C(−2,3) olan ABC üçgenindeki [BC] nın orta noktasını başlangıç noktası, A köşesini de bitiş noktası kabul eden vektörün bileşenleri aşağıdakilerden hangisidir? A) (−4,0) B) (−3,3) C) (0,3) D) (2,−1) E) (−2,0) 3. Bileşenleri (−3,3) ve ( 2 3,2 ) olan iki yer vektörü arasındaki açı kaç derecedir? A) 750 B) 900 C) 1050 D) 1350 E) 1500 4. A(m+1,n+5) ve B(−2+n,m−2) noktalarından geçen doğrunun, a) Eğiminin sıfır olması için b) Eğiminin olmaması için m ve n arasındaki bağıntıyı bulunuz. 5. (k−1)y+(p+3)x+c=0 doğru denkleminde k yi bulmak için aşağıdakilerden hangisini ya da hangilerini bilmek yeterlidir? I) Doğru, x eksenine paraleldir. II) Doğru, y eksenine paraleldir. III) c nin değerini A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) Hiçbiri 46 TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ 6. −(2k+2)x+(k−5)y+t=0 denklemi ile verilen doğrunun x ekseni ile saat yönünün tersi yönünde geniş açı yaptığına göre k tam sayılarının toplamı kaçtır? B) 9 C) 10 D) 14 E) 15 A) 0 7. Yandaki şekilde verilen 6 noktadan kaç doğru geçer? A) 6 B) 7 C) 8 D) 9 E) 10 8. Aşağıdaki noktalı yerleri uygun biçimde doldurunuz. Düzlemde bir noktanın x eksenine uzaklığı, bu noktanın ...................... Düzlemde bir noktanın y eksenine uzaklığı, bu noktanın ...................... 9.A(−1,4), B(k,−2) ve C(5,−8) noktaları doğrusal ise k kaçtır? A) 0 B)1 C)2 D)3 E)4 10. Köşelerinin koordinatları A(−1,5), B(−2,1) ve C(6,3) olan ABC üçgeninin BC kenarına ait yüksekliği taşıyan doğrunun denklemi aşağıdakilerden hangisidir? A) y=−4x+1 B) y=x−4 C) y=4x+9 D) y=−4x−9 E) y=9x+1 11. Köşelerinin koordinatları A(-1,6), B(1,-2) ve C(5,4) olan ABC üçgenindeki BC kenarına ait kenarortayı taşıyan doğrunun denklemi aşağıdakilerden hangisidir? A) 3x+7y−19=0 B) 4x−5y−29=0 C) 3x−7y+19=0 D) 5x+4y+29=0 E) 5x+4y−19=0 12. Taksimetresi açılış ücreti olarak 2,3TL yazan ve her 100m de 20Krş artan taksi ile yolculuk yapılacaktır. Gidilen yol x(metre) ve ödenen ücret y(TL) ile gösterilirse; a) İki değişken arasındaki denklemi yazınız. b) Eğimin ne anlama geldiğini söyleyiniz. c) 5km lik yolculuk için kaç TL ödeneceğini hesaplayınız. 13. Parametrik denklemi x=2+3k ve y=1−2k bağıntılarıyla verilen doğrunun; a) Vektörel denklemini, b) Doğrultman vektörünü, c) Kapalı formunu yazınız. 14. u=(3,−2), v=(−4,5) ve w=(−15,24) veriliyor. xu + yv = w eşitliği sağlandığına göre y−x kaçtır? A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) 4 15. Analitik düzlemde [AB] nın uç noktalarının koordinatları A(−2,2) ve B(5,9) dur. [AB] nı | CA | 3 = oranında içten bölen C noktasının koordinatları aşağıdakilerden hangisidir? | CB | 4 A) (3,4) B)(4,3) C)(5,1) D)(1,5) E)(3,7) 16. u=(3,−4) ve w=(−7,8) vektörleri veriliyor. −5u + 4v = w eşitliğini sağlayan v aşağıdakilerden hangisidir? A) (1,2) B)(2,−3) C)(3,−2) D)(−2,3) E)(1,−3) 47 2. ÜNİTE ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR + + + + + Çokgenler, Çokgenlerin İç ve Dış Açıları Ölçüleri Çokgenlerin Çevreleri ve Çokgensel Bölgelerin Alanları Üçgenlerde Eşlik Teoremleri Düzlemde Dönüşümler ve Çokgenlerle Kaplama Üçgenlerde Benzerlik Teoremleri Doğada var olan cisimlere ait geometrik şekiller üzerinde düşününüz. ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR ÇOKGENLER Yandaki şekilleri inceleyiniz. Birleştirilmiş doğru parçalarının birinin uç noktasından başlayarak tekrar başladığınız noktaya ulaşmanın geometrik anlamını tartışınız. Deniz yıldızı ve kırık metredeki ortak ve farklı yanları tartışınız. 1 Yandaki resimde görülen harflerle belirtilen arazilerin geometrik şekillerini inceleyiniz. Sınır sayılarını karşılaştırınız. Benzer şekilleri oluşturmak için en az kaç sınır gerekir? Doğru parçalarının uç uca eklenmesiyle oluşturulan kapalı şekle ne ad verildiğini söyleyiniz. n ≥ 3 ve n ∈ N olmak üzere aynı düzlemde ardışık üç tanesi doğrusal olmayan A1, A2 , ...., An noktalarının oluşturduğu [A1 A2], [A2 A3], ..., [An-1 An], [An A1] doğru parçalarının birleşim kümesine çokgen adı verilir. A1, A2, ..., An noktalarına çokgenin köşeleri, [A1 A2], [A2 A3], ..., [An-1 An], [An A1] doğru parçalarına çokgenin kenarları denir. A E iç bölge B C dış bölge D P 49 2. ÜNİTE Aşağıdaki şekillerden çokgen olanların, altındaki kutuların içine işareti koyunuz. Nedenlerini açıklayınız. 2 Aşağıdaki çokgenleri inceleyiniz. 1. Şekil 2. Şekil 3. Şekil 4. Şekil 5. Şekil Bu çokgenlerin her birinin iç bölgesinde alacağınız herhangi iki noktadan geçen doğru parçaları çiziniz. Hangi şekillerde, çizilebilen tüm doğru parçalarının her noktası şeklin içinde kalır? İçinde kalanlar ile kalmayanları gruplandırınız. Bir doğru parçası ile bir çokgenin birbirlerine göre durumunu göz önüne alarak çokgenleri nasıl sınıflandırırsınız? Çokgenin iç bölgesinde seçilen herhangi iki noktayı birleştiren doğru parçası daima çokgenin iç bölgesinde kalıyorsa bu çokgene dışbükey çokgen denir. Tersi oluştuğu zaman bu çokgene içbükey çokgen denir. 50 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR ÇOKGENDE AÇILAR 3 Aşağıdaki ABC üçgenini inceleyiniz. ABC nin B ve C köşelerinden geçen d1 doğrusunu çiziniz. K d2 A noktasından geçen d1 doğrusuna paralel olan başka bir d2 doğrusu çiziniz. y A P z y N x B noktasındaki ABC ile iç ters olan açıyı d2 doğrusu üzerinde işaretleyiniz. d1 L C noktasındaki ACB ile iç ters olan açıyı d2 doğrusu üzerinde işaretleyiniz. z y B C M ABC nin iç açılarının ölçüleri toplamı ile A köşesinde oluşan PAB, BAC ve CAN açılarının ölçüleri toplamını karşılaştırınız. m(ABL) nü y cinsinden, m(ACM) nü z cinsinden ve m(KAC) nü y ve z cinsinden yazınız. ABC nin dış açılarının ölçüleri toplamı olan m(ABL) + m(ACM) + m(KAC) toplamını bulunuz. ABC nde B ve C köşelerindeki iç açıların ölçülerinin toplamı ile A köşesindeki dış açının ölçüsünü ilişkilendiriniz. Üç kenarlı çokgene üçgen denir. Aşağıda verilen üçgen örneği, ABC üçgeni olarak isimlendirilir ve ABC diye gösterilir. [AB], [BC] ve [AC] na ABC nin kenarları; A, B ve C noktalarına da üçgenin köşeleri adı verilir. Aşağıdaki şekillerde üçgenin iç ve dış açıları gösterilmiştir. Herhangi bir üçgende bir köşedeki iç açı ile dış açı bütünlerdir. A D A A C E C B ABC B B C ABC, ACB ve BAC iç açılar F DAC, BCF ve ABE dış açılar (B, A, D; E, B, C ve A, C, F doğrusal ) 51 2. ÜNİTE Herhangi bir üçgendeki iç açıların ölçüleri toplamı 1800 ve dış açıların ölçüleri toplamı 3600 dir. Bir üçgenin herhangi bir dış açısının ölçüsü, kendisine komşu olmayan iki iç açının ölçüleri toplamına eşittir. Bir ABC nde iç açıların ölçüleri arasında 3.m(ABC)=2.m(BCA)=6.m(BAC) bağıntısı vardır. Buna göre en büyük iç açının ölçüsünü bulalım. ÇÖZÜM : Bağıntıdaki kat sayılardan m(BAC)=k ise m(ABC)=2k ve m(BCA)=3k olur. m(BAC) + m(ABC) + m(BCA) = 1800 ⇒ k + 2k + 3k = 1800 ⇒ k = 300 bulunur. En büyük ölçüsü m(BCA) = 3k = 900 dir. y içç açının ç Yandaki şekilde verilen üçgendeki m(ACF)=x açısının ölçüsünü bulalım. D 110 0 A ÇÖZÜM: Üçgende dış açıların ölçüleri toplamı 3600 olduğundan x B 1200 C 1100 + 1200 + x = 3600 x = 1300 dir. F E 4 Bir çokgende ardışık iki köşeyi birleştiren doğru parçasına kenar, ardışık olmayan köşeleri birleştiren doğru parçasına köşegen dediğinizi hatırlayınız. Aşağıda verilen her bir çokgende bir köşeden çizilen köşegenleri inceleyiniz. D C E D C E A B A B D F C A B Her bir çokgenin kenar sayısı ile bir köşesinden çizilen köşegen sayısını ilişkilendiriniz. 52 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR Bir köşeden çizilen köşegenler ile çokgenin kaç farklı üçgene ayrıldığını görünüz. Farklı üçgenlerin sayısı ile çokgenin kenar sayısı arasında nasıl bir ilişki olduğunu araştırınız. Üçgenin iç açılarının ölçüleri toplamından yola çıkarak herhangi bir çokgenin iç açılarının ölçüleri toplamı ile ilgili bir kural oluşturmaya çalışınız. Ulaştığınız sonucun genel olup olmadığını tartışınız. Dörtgende iç açıların ölçüleri toplamı : (4 − 2). 1800 = 3600 dir. Beşgende iç açıların ölçüleri toplamı : (5 − 2). 1800 = 5400 dir. Altıgende iç açıların ölçüleri toplamı : (6 − 2). 1800 = 7200 dir. n kenarlı bir çokgende iç açıların ölçüleri toplamı : (n − 2). 1800 Altıgenin iç açılarının ölçüleri toplamını bulalım. E ÇÖZÜM: D F F C A B E D 1 2 3 C 4 A B Altıgenin bir köşesinden çizilen köşegen sayısının 3 olduğunu söyleyebiliriz. Bu sayı, kenar sayısından 3 çıkarılarak da bulunabilir. 6−3=3 Bu köşegenler ile altıgen dört farklı üçgene ayrılır. Üçgen sayısı, kenar sayısından iki çıkarılarak da bulunabilir. 6−2=4 Altıgende iç açıların ölçüleri toplamı (6 - 2).1800 = 4. 1800 = 7200 olur. Bir çokgende ardışık iki iç açının ölçüsü 1400 ve 1600 dir. Diğer açıların ölçüleri birbirine eşit ve 1500 olan bu çokgenin kaç kenarlı olduğunu bulalım. ÇÖZÜM: Çokgen n kenarlı olsun. İç açılarının ölçüleri toplamından (n−2).1800 = 1400 + 1600 + (n−2). 1500 n = 12 bulunur. 53 2. ÜNİTE KARE VE DİKDÖRTGEN 5 Aşağıda verilen ABCD karesini ve KLMN dikdörtgenini inceleyiniz. D 4 br C N 5 br M 4 br K B A L Karede ve dikdörtgende köşelerdeki iç açıların ve dış açıların ölçülerini bulunuz ve karşılaştırınız. Kare ve dikdörtgenin kenar uzunluklarını karşılaştırınız ve farklılıklarını belirtiniz. D C N M B K L O A Pisagor bağıntsından yararlanarak her bir dörtgendeki köşegen uzunluklarını bulunuz ve karşılaştırınız. DAB ninde m(ADB) ile m(ABD) nü bulunuz. DAC ninde m(DAC) ile m(ACD) nü bulunuz. Bu sonuçlardan yararlanarak m(AOD) nü hesaplayınız. Kare ve dikdörtgende köşegen uzunlukları ve köşegenler arasındaki açı ölçüleri için bir genelleme yapmaya çalışınız. Karenin ve dikdörtgenin her bir iç açısı ve her bir dış açısının ölçüsü 900 dir. Karede köşegenlerin uzunlukları eşit ve köşegenler birbirine diktir. Dikdörtgende köşegen uzunlukları eşittir. 54 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR D Yandaki şekilde ABCD kare, BCE eşkenar üçgendir. Verilenleri kullanarak m(EAD) nü bulalım. C E A ÇÖZÜM: m(ABC) = 900 (Kare) m(EBC) = 600 (Eşkenar üçgen) B m(ABE) = 900 + 600 = 1500 D C m(EAB) = m(BEA) = 150 (İkizkenar üçgen) E m(EAD) = 900 − 150 = 750 bulunur. 600 A B D C A B D C Yandaki şekilde ABCD kare; A, B ve E noktaları doğrusal ve |AE| = |BD| olduğuna göre m(AEC) nü bulalım. E ÇÖZÜM: [AC] köşegenini çizelim. |AC| = |BD| 4 45 A (Köşegen uzunlukları eşit) 0 B E 0 0 m(AEC) = 180 − 45 2 (AEC ikizkenar üçgen) = 67,50 bulunur. 55 2. ÜNİTE EŞKENAR DÖRTGEN VE PARALELKENAR 6 T P T P S D C R A B S D B A R C Karedeki T ve R köşelerini, dikdörtgendeki D ve B köşelerini bir kırık metrenin bağlantı yerleri gibi düşünerek birbirine doğru bastırdığınızı düşününüz. Elde edilen yeni şekilleri PRST eşkenar dörtgeni ve ABCD paralelkenarı ile ilişkilendiriniz. Eşkenar dörtgenin ve paralelkenarın kenar uzunluklarının değişip değişmediğini tartışınız. Eşkenar dörtgende T ile R ve P ile S köşelerindeki iç açıların, paralelkenarda da A ile C ve B ile D köşelerindeki iç açıların ölçülerini karşılaştırınız. Her iki şekilde ard arda gelen açıların ölçüleri toplamının ne olabileceğini söyleyiniz. T P S D A R C Yanda PRST eşkenar dörtgeninin ve ABCD paralelkenarının köşegenleri çizilmiştir. Şekilleri inceleyiniz. B PRS ni kenar uzunluklarına göre isimlendiriniz. RPS ve RSP nın iç ters açılarını işaretleyiniz. Benzer çalışmaları TRS için yapınız. O Eşkenar dörtgende köşegenlerin aynı zamanda açıortayları olduğunu göz önüne alarak köşegenlerin kesiştiği noktada oluşan açıyı bulunuz. R P Benzer yaklaşımla paralelkenarda köşegenler arasındaki açının ölçüsü bulunup bulunamayacağını tartışınız. Eşkenar dörtgende köşegenler arasındaki açının ölçüsü için bir genelleme yapmaya çalışınız. T S Eşkenar dörtgende köşegenler açıortaydır ve köşegenler arasındaki açı 900 dir. 56 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR D C Yanda verilen ABCD eşkenar dörtgeninde m(CAB) = 200 olarak verilmektedir. m(ADC) = x değerini hesaplayalım. 200 B A D C 200 ADC ikizkenar üçgen olduğu için , 200 200 A ÇÖZÜM: Eşkenar dörtgende köşegenler ile oluşan CAB ile ACD iç ters açılardır. m(CAB) = m(ACD) B x + 200 + 200 = 1800 ise x = 1400 bulunur. İKİZKENAR YAMUK Ressamlar, resimlerine derinlik vermek için perspektif kullanırlar. Kaçış Noktası Perspektif çizimlerinde zemine dik olan doğrular birbirine paralel gibi kalırken yatay doğrular devam ettikçe belli bir noktada (Kaçış Noktası) buluşur görüntüsü verirler. (Kaybolunan Nokta) Yukarıdaki resmin perspektif kullanılarak yapılan çiziminde oluşan KLMN dörtgenini inceleyiniz. Bu dörtgende birbirine paralel olan kenarlar ile uzunlukları eşit olan kenarları söyleyebilir misiniz? 7 Aşağıda verilen ikizkenar üçgeni inceleyiniz. AB ve AC kenarlarını D ve E noktalarında kesen ve d1 doğrusuna paralel olan bir d2 doğrusu çizelim. A A D d2 E d1 B C d1 B C 57 2. ÜNİTE ABC ve ACB ile yöndeş olan açıları söyleyiniz. ABC ve ACB ile karşı durumlu olan açıları söyleyiniz. ADE nin ikizkenar üçgen olduğunu göz önüne alarak |BD| ile |EC| nu karşılaştırınız. BCED dörtgeninde paralel olan kenarları belirtiniz. BCED dörtgeni size ilköğretimde öğrendiğiniz hangi dörtgeni hatırlatmaktadır? D Yan kenarlarının uzunluğu birbirine eşit olan yamuğa ikizkenar yamuk denir. Paralel olan kenarlara yamuğun tabanları adı verilir. İkizkenar yamukta; bir yan kenarla tabanların oluşturduğu açılar bütünler, (m(ABC)+ m(BCD)=1800 ve m(BAD)+ m(ADC)=1800) ve taban açıları birbirine eşittir. (m(DAB) = m(CBA) ve m(ADC) = m(BCD) ) C A B Yandaki resimde görülen basketbol sahasında ikizkenar yamuk biçimindeki boyalı alan üzerinde m(DAB)=x ve m(DCB)=x+400 olduğuna göre x i bulalım. D A C B ÇÖZÜM: ABCD bir ikizkenar yamuk olduğundan m(CBA) = m(DAB) = x tir. m(DCB) + m(CBA) = 1800 ise x + 400 + x = 1800 ise x=700 bulunur. DİK YAMUK 8 Bir sonraki sayfada solda verilen dik üçgeni inceleyelim. AB ve AC kenarlarını D ve E noktalarında kesen, d1 doğrusuna paralel olan bir d2 doğrusu çizelim. 58 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR A A D d1 E d1 d1 C B B C DBC ve ECB ile yöndeş olan açıları söyleyiniz. DBC ve ECB ile karşı durumlu olan açıları söyleyiniz. BCED dörtgeninde paralel olan kenarları belirtiniz. BCED dörtgeninde paralel olan kenarlara dik olan kenarı yazınız. BCED dörtgeninde paralel olmayan kenar uzunluklarını karşılaştırınız. BCED dörtgenini açı ve kenarlarını göz önünde bulundurarak isimlendirmeye çalışınız. D C Yan kenarlarından biri tabanlarına dik olan yamuğa dik yamuk denir. Yandaki şekilde verilen ABCD dörtgeni dik yamuktur. B A Yanda verilen ABCD dik yamuğunun yan kenarı üzerine BEFC karesi çizilmiştir. m(DCF) = 1200 ise m(ABC) nü bulalım. F D 1200 C E ÇÖZÜM: x A B m(ABC) = x olsun. m(DCB) = 180 − x olur. (Dik yamuk) C noktasında oluşan açılar toplamı 3600 olacağından, m(DCB) + m(BCF) + m(DCF) = 3600 (1800 − x) + 900 + 1200 = 3600 x = 300 bulunur. 59 2. ÜNİTE DÜZGÜN ÇOKGEN 9 C D M N U E T H S V B A K L G F P R 1. Resim C N D M U E T H S V 0 0 A B K L F G P R 2. Resim 1 ve 2. resimlerdeki kenar sayıları aynı olan çokgenleri kendi aralarında karşılaştırınız. 2. resimdeki tüm kenar uzunlukları ve iç açılarının ölçüleri birbirine eşit olan çokgenlerin ortak ve farklı yönlerini tartışınız. 2. resimdeki beşgeni inceleyiniz. Beşgenin iç açılarının ölçüleri toplamından faydalanarak her D bir iç açısının ölçüsünü bulunuz. Köşelerde oluşan bütünler açılardan faydalanarak her bir dış E H açının ölçüsünü bulunuz. Bu dış açıların ölçüleri toplamını hesaplayınız. Benzer basamakları izleyerek 2. resimdeki altıgenin, bir G F iç açısının ölçüsünü, bir dış açısının ölçüsünü ve dış açıların ölçüleri toplamını bulunuz. Bulduğunuz sonuçlardan genellemeler yapmaya çalışınız. Kenar uzunlukları birbirine ve açılarının ölçüleri birbirine eşit olan çokgenlere düzgün çokgenler denir. Düzgün beşgende 3600 (5 − 2).1800 = 720 dir. bir iç açının ölçüsü = 1080 ve bir dış açının ölçüsü 5 5 Düzgün altıgende (6 − 2).1800 3600 bir iç açının ölçüsü = 1200 bir dış açısının ölçüsü = 600 dir. 6 6 60 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR n kenarlı bir düzgün çokgende 0 bir iç açının ölçüsü (n − 2).180 = 1200 bir dış açısının ölçüsü 360 dir. n n Eşkenar dörtgenin düzgün çokgen olup olmadığını inceleyelim. ÇÖZÜM: Tüm kenar uzunlukları birbirine eşit olmasına rağmen iç açılarının ölçüleri birbirine eşit olmadığından eşkenar dörtgen düzgün çokgen değildir. Yandaki şekilde ABCDE düzgün beşgen, BGFC kare olarak verilmektedir. m(BGA) nü bulalım. D E C F B A x G ÇÖZÜM : |AB| = |BC| (Düzgün beşgen) |BG| = |BC| (Kare) |AB| = |BG| ve ABG ikizkenar üçgendir. m(BGA) = x olsun. m(BAG) = x olur. m(ABG) = 180 − 2x (İkizkenar üçgen) B noktasında oluşan açılar toplamı 3600 olacağından, m(ABC) + m(CBG) + m(ABG) = 3600 1080 + 900 + (1800−2x) = 3600 x = 90 bulunur. Bir dış açısının ölçüsünün 3 katı bir iç açısının ölçüsünün iki katına eşit olan çokgenin kaç kenarlı olduğunu bulalım. ÇÖZÜM: Çokgenin iç açısının ölçüsü x, dış açısının ölçüsü y olsun. 3 3 3y = 2x ise x = y yazılabilir. x + y = 1800 ise y + y = 1800 2 0 2 ve y = 72 olur. x y Kenar sayısı = 3600 = 5 ⇒ çokgen 5 kenarlıdır. 720 61 2. ÜNİTE 1. Aşağıdaki çizelgede verilen özelliklerden uygun olanları çokgenin altındaki kutucuğa X işareti koyarak belirleyiniz. PARALELKENAR DİKDÖRTGEN KARE İKİZKENAR YAMUK EŞKENAR DÖRTGEN Tüm iç açılarının ölçüleri eşittir. Tüm kenar uzunlukları eşittir. Ardışık açılar bütünlerdir. Köşegenler açıortaydır. Karşılıklı kenarlar eşittir. Köşegen uzunlukları birbirine eşittir 2. 7. C 300 F A α D 1100 E D x 1200 B 700 G A Yandaki ABCD dörtgeninde [AD] // [BC], m(DCA)=300, m(CDA)=1100 ve |AB|=|BC| ise m(ABC)=x kaç derecedir? 3. B C Yukarıdaki şekilde |BC|=|DC|, |DE|=|EC|, m(ABC)=700 ve m(DEC)=1200 ise m(CAF) kaç derecedir? 8. A E D G 3x D B 700 F 150 E C F 0 8x B 2x A 750 C Şekilde verilen açı ölçülerine göre x değerini hesaplayınız. ADEFG düzgün beşgendir. A, D, B noktaları ve A, G, C noktaları doğrusaldır. Buna göre | BE | + | FC | oranı kaçtır? | DG| 9. B 4. Bir düzgün çokgende bir iç açısının ölçüsü, dış açısının ölçüsünün 5 katı olduğuna göre düzgün çokgen kaç kenarlıdır? 5. Bir üçgende dış açıların ölçüleri 2x+100, 4x−100 ve 3x0 ise bu üçgenin en küçük iç açısının ölçüsünü bulunuz. 6. Bir düzgün altıgenin en uzun köşegen uzunluğu bir kenarın kaç katıdır? 62 G A C 200 D E F Şekilde ABCDEF... düzgün bir çokgendir. A, B, G ve F, E, G noktaları doğrusaldır. m(BGE)=200 ise düzgün çokgen kaç kenarlıdır? ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR 14. 10. A C D 600 600 O 800 x E B C B A D Yukarıdaki şekilde E, B, C ve D noktaları doğrusaldır. m(BAC)=600 ve 5.m(ABC)=7.m(ACB) ise m(ACD) nü bulunuz. ABCD paralelkenarında m(CDB)=600, m(COB)=800 olduğuna göre m(BAC)=x ise x kaç derecedir? 15. D 11. C 1500 x 400 D C x B A 1200 A 750 B ABCD dörtgeninde dış açıların ölçüleri 1200, 750, x ve 400 dir. x kaç derecedir? ABCD yamuğunda [DC] // [AB] dir. m(CBD) = m(DBA) , m(DCB) = 1500 ve |AD| = |DC| ise m(ADB) = x kaç derecedir? 16. C D 200 E 12. A y 600 B A Yukarıdaki şekilde ABCD kare, |BE| = |AB|, m(ECD) = 200 ve m(CBE) = y ise y kaçtır? 17. C x 250 1200 D B C D 0 Yukarıdaki dörtgende m(BAD) = 60 , m(ADC) = 250 ve m(BCD) = 1200 ise m(ABC) = x kaç derecedir? 300 B A 13. K D C ABCD dik yamuk, m(DCA) = m(ACB) ise m(DAC) ölçüsünü bulunuz. 18. C D 2x+100 0 100 A B ABCD karesinde A, C ve K noktaları doğrusaldır. |AC|=|BK| olduğuna göre m(CBK) kaç derecedir? A 8x+ B ABCD eşkenar dörtgeninde m(DCA) = 2x+100 ve m(ABC)= 8x+1000 ise x kaçtır? 63 2. ÜNİTE ÇOKGENDE ÇEVRE VE ÇOKGENSEL BÖLGELERDE ALAN Yukarıdaki resimleri inceleyiniz. Tarım yapılacak bir tarlanın, pulun zarf üzerine yapıştığı bölgenin, cam ile kaplanacak sehpanın, boyanacak bir binanın duvarının, satın alınacak bir halının büyüklüğünü nasıl ifade edersiniz? 10 −1 1 cm −1 0 0 1 cm 1 2 1 cm 2 1 −1 1. Şekil 1 cm2 1 cm 0 1 cm 1 2 2.Şekil Yukarıdaki şekilleri inceleyiniz. 1 cm ile 1 cm2 nin kullanım alanlarını tartışınız. 2. şeklin çevresinin (etrafının) uzunluğunun kaç cm olduğunu bulunuz. Aşağıda verilen her şeklin alanının kaç tane 1cm2 lik karelerden oluştuğunu noktalı yerlere yazınız. A D 1 br K 1 br B P T R S 1 br C L .............. 1. Şekil 64 N M .............. 2. Şekil .............. 3. Şekil ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR 1. şekilde bulduğunuz alanı |AB| ve |BC| ile, 2. şekilde bulduğunuz alanı |KL| ve |LM| ile, 3. şekilde bulduğunuz alanı |PR| ve |RS| ile ilişkilendiriniz. 1. şeklin çevre uzunluğunu bulunuz ve bu uzunluğu |AB| ve |BC| ile, 2. şeklin çevre uzunluğunu bulunuz ve bu uzunluğu |LM| ile, 3. şeklin çevre uzunluğunu bulunuz ve bu uzunluğu |PR| ve |RS| ile ilişkilendiriniz. Kare ve dikdörtgenin çevre uzunluğu ve alan bağıntıları ile ilgili bir genelleme yapmaya çalışınız. Kenar uzunluğu 1br olan karesel bölgenin alanı 1br2 dir. Bir çokgensel bölgenin alanı bu 1br2 lik karelerden oluşur. Dolayısıyla a, b ∈ R+ olmak üzere bir kenar uzunluğu a br olan karesel bölgenin alanı a.a = a2 br2, ardışık iki kenar uzunluğu a ve b br olan dikdörtgensel bölgenin alanı a.b br2 olarak belirlenir. A A(ABCD) = a.a = a2 br2 a br B N D a br M A(KLMN) = a.b br2 a br C b br K L Ayrıca, kare ve dikdörtgende köşegenler, aşağıdaki şekillerde gösterildiği gibi karesel bölgeyi ve dikdörtgensel bölgeyi birbirine eş dik üçgensel bölgelere ayırır. A D D A A S S B A B C D C A C D A M M B C B C C Bir karenin çevresi bir kenar uzunluğunun 4 katı ve bir dikdörtgenin çevresi ardışık iki kenar uzunluğunun toplamının 2 katı olur. Bu durumda yukarıdaki kare ve dikdörtgenin çevreleri için, Ç(ABCD) = 4a br Ç(KLMN) = 2.(a+b) br eşitlikleri kullanılabilir. 65 2. ÜNİTE 11 M N 1 br C D A B E K L P Yukarıdaki her iki şekilde de zemindeki karelerin kenar uzunluğu 1 birimdir. BCE ve LMP nde Pisagor bağıntısından faydalanarak |BC| ve |LM| nu bulunuz. ABCD ve KLMN paralelkenarlarında çevre uzunluklarını hesaplayınız. Paralelkenarda çevre uzunluğu ile kenarlar arasındaki bağıntıyı tartışınız. ABCD ve KLMN paralelkenarlarının sınırladığı iç bölgenin kaç br2 olduğunu bulmaya çalışınız. KLMN paralelkenarsal bölgesinin alanını hesaplarken birim M N karelerin sayısını bulmak zor olabilir. Bunun yerine başka bir yöntem geliştirilebilir mi? KLMN paralelkenarından kesilen KPN ile MLR ni karşılaştırınız. Her iki üçgenin aynı olduğunu görünüz. K PRMN dikdörtgensel bölgenin alanı kaç br2 dir? P R L KLMN paralelkenarsal bölgenin alanı ile PRMN dikdörtgensel bölgenin alanı için ne söylenebilir? D C a br hb b br K ha A H D B C 9 cm 4 cm 3 cm A 66 H B Herhangi bir paralelkenarsal bölgenin alanı, bir kenar uzunluğu ile bu kenara ait yükseklik uzunluğunun çarpımına eşittir. Bu durum aşağıdaki şekilde, A(ABCD) = a. ha = b. hb biçiminde verilir. ABCD paralelkenarının çevresi ise, Ç(ABCD) = 2. (|AB| + |BC|) = 2. (a + b) eşitliği ile tanımlanır. Yandaki şekilde verilen ABCD paralelkenarında |DC| = 9cm, |DH| = 4cm, |AH| = 3cm ve [DH] ⊥ [AB] dir.Buna göre paralelkenarsal bölgenin alanını ve çevre uzunluğunu bulalım. ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR D ÇÖZÜM: ABCD paralelkenarsal bölgesinin alanı HTCD dikdörtgensel bölgesinin alanına eşittir. O hâlde, A(ABCD) = A(HTCD) = 4. 9 = 36 cm2 olur. Bu kez, ABCD paralelkenarının çevresini bulmak için AHD de Pisagor bağıntısını uygulayarak |AD|=5 cm olduğunu bulmamız gerekir. Buradan çevre tanımına göre, Ç(ABCD) = 2. (5 + 9) = 2. 14 = 28 cm bulunur. C 9 cm 4 cm A 3 cm H B T 12 C D ha br ha br A H a br B K Paralelkenarsal bölgenin alanının a.ha olduğunu biliyoruz. Kağıttan yapılmış bu paralelkenarsal bölgeyi BD köşegeni boyunca ikiye ayırınız. AD kenarı, BC kenarının üzerine ve AB kenarı DC kenarının üzerine gelecek biçimde üst üste koyunuz. Her iki parçanın alanını karşılaştırınız. Paralelkenarsal bölgeden köşegen ile ayrılan ABD ve BCD üçgensel bölgelerinin alanını, ABCD paralelkenarsal bölgesinin alanı ile ilişkilendiriniz. A A b ha ha b c hb C a hc hb C a D c B hc B Yandaki şekillerde verilen ABC üçgensel bölgelerinin alanı, C 5 cm A(ABC) = a.ha b.hb c.hc = = 2 2 2 çevresi, Ç(ABC) = a + b + c olarak bulunur. Yandaki şekilde verilen ABCD paralelkenarında |DC|=5cm, |CH|=4cm ve [CH] ⊥ [AH] dir. Buna göre ABD üçgensel bölgesinin alanını hesaplayalım. 4 cm ÇÖZÜM : A B H ABD üçgensel bölgesinin alanı, ABCD paralelkenarsal bölgesinin alanının yarısına eşittir. O hâlde, 1 5. 4 = 10 br2 bulunur. A(ABD) = 1 . A(ABCD) = 2 2 67 2. ÜNİTE Yandaki şekilde |AB| = c = 3 cm, |CH| = hc = 4 cm ve [CH] ⊥ [AH] dir. Buna göre ABC üçgensel bölgesinin alanını bulalım. C hc=4 cm ÇÖZÜM: A c=3 cm H B A(ABC) = 1. c.hc 3.4 = = 6 cm2 bulunur. 2 2 4. D A 450 4 2 F A E 18 C B C ABC üçgeninde m(BAC)=450, |AB|= 4 2 cm ve |AC|=18cm ise A(ABC) kaç cm2 dir? B ABCD dörtgeninde |AC| = 4 cm, | DE | A(ACD)=10cm2 ve A(ABC)=12cm2 ise | BF | oranı kaçtır? 2. 5. D E A d1 A B B 12 cm D C 9 cm ABC üçgeninde |AB| = |AD| =10cm, |DC|=9cm ve |BD|=12cm ise ADC üçgensel bölgesinin çevresini ve alanını bulunuz. C d2 Şekilde d1 // d2 olduğuna göre A(DBC), A(ABC), A(EBC) arasında nasıl bir ilişki vardır? 6. 3. D C E C G B D A A H B ABC üçgeninde [CH] ⊥ [AB], |CD|=8cm, |AB|=10 cm ise ADBC dörtgensel bölgesinin alanı kaç cm2 dir? 68 F ABCD dikdörtgeninde E ∈ [DC], 5|FG|=3|AB| ve A(ABCD)=60 br2 ise A(FEG) kaç br2 dir? ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR 7. 11. C D D C E E B A B A ABCD karesinde 6|AE|=|AC| , |AD|= 3 2 cm ise ADE üçgensel bölgesinin çevresini ve alanını bulunuz. ABCD kare, BEC eşkenar üçgendir. A(BEC)=100 3 cm2 ise ABCD dörtgensel bölgesinin çevresini ve alanını bulunuz. 12. E D 8. D C 2 5 12 8 A E A B C ABCD karesinde |DE|=|EC|, |EB|= 2 5 cm ise Ç(ABCD) kaç cm dir? 13. B C D ABCD dörtgeninde [AD] ⊥ [DC], |DE|=4|EB| ise A(ABC) kaç br2 dir? E 9. A A P ABCD karesinde A(BEC)=30 cm2 ve A(ABCD)=169cm2 ise ABECD beşgeninin çevresi kaç cm dir? 14. R S T U B L K B C D C 7 ABC üçgeninde |BL| = |LK| = |KC|, |AP| = |PR| = |RS| = |ST| = |TU| = |UC| ise A(KSU) oranını bulunuz. A(ABC) A B 4 E ABCD dikdörtgeninde |AE|=4cm, |BC|=7cm, m(DCE)=m(BCE) ise |AB| kaç cm dir? 10. D F C 15. D 12 C 15 E A E B ABCD dikdörtgeninde |AE|=1cm, |ED|=2cm, |DF|=3cm, |FC|=5cm ise A(BEF) kaç cm2 dir? A 20 B ABCD dikdörtgeninde |AB|=20cm, |AD|=15cm, |EC|=12cm ise |AE| kaç cm dir? 69 2. ÜNİTE 16. 18. C D A B E A ABCD paralelkenarında 4|EB|=3|DC|, A(AED)=16 cm2 ise A(BCD) kaç cm2 dir? P D K R S L T U C B ABCD paralelkenarında |AK|=|KL|=|LB|, |DP|=|PR|=|RS|=|ST|=|TU| = |UC| ise A(DAK) oranını bulunuz. A(RUB) 13 D N A M C L O K B Baklava dilimlerinin belirttiği çokgensel bölgeleri yorumlayınız. Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi ABCD dikdörtgeninin kenar orta noktaları K, L, M ve N olarak isimlendirilmiştir. [KL], [LM], [MN] ve [NK] doğru parçalarını çizerek ve uç uca birleştirerek KLMN eşkenar dörtgenini oluşturalım. Oluşan eşkenar dörtgenin köşegenleri olan [MK] ile [NL] nın kesim noktası O noktası olsun. Meydana gelen AKON, KBLO, OLCM ve NOMD dikdörtgensel bölgelerinin alanlarını ve bu alanların toplamını ABCD dikdörtgensel bölgesinin alanı ile karşılaştırınız. M D C S S AKON, KBLO, OLCM ve NOMD dikdörtgenlerinde köşegenler (eşkenar dörtgenin kenarları) bu dikdörtgensel bölgeleri eşit alanlı (S) dik üçgensel bölgelere ayırmaktadır. ABCD dikdörtgeninin [AB] kenarı ile KLMN eşkenar dörtgeninin [NL] köşegenini karşılaştırınız. N L ABCD dikdörtgeninin [BC] kenarı ile KLMN eşkenar dörtgeO ninin [MK] köşegenini karşılaştırınız. S S ABCD dikdörtgensel bölgesinin alanını KLMN eşkenar dörtgeninin köşegen uzunluklarını kullanarak bulunuz. S KLMN eşkenar dörtgensel bölgesinin alanını, ABCD dikdörtS gensel bölgesinin alanı ile ilişkilendiriniz. A B |NL|= e ve |MK| = f alındığında KLMN eşkenar dörtgensel K bölgesinin alanını veren bir bağıntı oluşturunuz. Bu bağıntının her eşkenar dörtgensel bölgesinin alanı için geçerli olup olmadığını tartışınız. S 70 S ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR a D C e a f a A a O B ha Bir kenarının uzunluğu a, |CH| = ha, |DB| = e ve |AC| = f olarak verilen eşkenar dörtgende A(ABCD) = a.ha br2 veya A(ABCD) = e.f br2 2 Ç(ABCD) = 4a br H bağıntıları ile verilir. Yandaki ABCD eşkenar dörtgeninde |DB|=10cm ve |AC|=24cm dir. Buna göre ABCD eşkenar dörtgensel bölgesinin alanını ve çevre uzunluğunu bulalım. C D O B ÇÖZÜM: A(ABCD) = A 10.24 = 120 cm2 bulunur. 2 [AC] ve [BD] köşegenleri birbirini dik ortaladığından |AO|=12cm ve |BO|=5cm olur. BOA dik üçgeninde Pisagor bağıntısından, |AB|2 = |AO|2 + |OB|2 =122 + 52=169 ⇒ |AB| = 13cm dir. Buradan da, Ç(ABCD) = 4. 13 = 52 cm bulunur. 14 D C c M b d A N a B K L Yukarıdaki resimde kanun üzerinde siyah renkle belirtilen dörtgeni inceleyiniz. Birim karelerden oluşan zemin üzerine çizilmiş ABCD ve KLMN dik yamuklarının kenar uzunluklarını bulunuz. ABCD ve KLMN yamuklarının kenar uzunluklarını karşılaştırınız. Birbiri ile aynı olan ABCD ve KLMN dik yamuklarını aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi birleştirelim. 71 2. ÜNİTE C c D d L b b A K a M B a d c N D c C L d a K d b A a BM c N Oluşan ANKD dikdörtgensel bölgesinin alanını bulunuz. Bulunan ANKD dikdörtgensel bölgesinin alanı ile ABCD dik yamuksal bölgesinin alanını karşılaştırınız. ANKD dikdörtgeninde |AN|, ABCD dik yamuğundaki hangi kenar uzunluklarının toplamına eşit olur? ABCD dik yamuksal bölgesinin alanını, ANKD dikdörtgensel bölgesinin alan bağıntısından faydalanarak, A(ANKD) | AN | .| AD | | AN | | AB | + | CD | = = .| AD |= .| AD | A(ABCD) = 2 2 2 2 biçiminde yazabiliriz. Sizler de bu bağıntıyı a, b, c, d cinsinden yazınız. c D C b h A B a D 4 cm Yandaki ABCD dik yamuğunda |AD|=8cm, |AB|=10cm ve |DC|=4cm dir. Buna göre ABCD dik yamuksal bölgesinin çevresini ve alanını bulalım. C 8 cm A D 8 cm A B 10 cm 4 cm ÇÖZÜM: C 8 cm 4 cm H Şekildeki gibi kenar uzunlukları a, b, c ve h birim olan dik yamuksal bölgenin çevresi, Ç(ABCD) = (a + b + c + h) br alanı, (a + c).h 2 A(ABCD) = br dir. 2 6 cm B Yandaki şekilde, CHB nde Pisagor bağıntısından, |BC| = 10 cm bulunur. Ç(ABCD) = |AB| + |BC| + |CD| + |AD| = 10 + 10 + 4 + 8 = 32 cm bulunur. A(ABCD) = 72 (10 + 4).8 = 56 cm2 olur. 2 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR 15 c D b A M b ha H N C a B K L Yukarıdaki resimde otomobilin arka camı üzerinde kırmızı renkle belirtilen dörtgenin özelliklerini inceleyiniz. Birim karelerden oluşan zemin üzerine çizilmiş ABCD ve KLMN ikizkenar yamuklarının kenar uzunluklarını bulunuz. ABCD ve KLMN ikizkenar yamuklarının kenar uzunluklarını karşılaştırınız. ABCD ikizkenar yamuğunun yüksekliği için ne söyleyebilirsiniz? ABCD ikizkenar yamuğunun çevresini bulunuz. ABCD ikizkenar yamuğu ile eş olan KLMN ikizkenar yamuğunu aşağıdaki şekilde olduğu gibi ters çevirerek birleştiriniz. D C c D K b b b a L b b ha A H B a c M N A c K a b b ha H C L a B M c N Oluşan ANKD dörtgeninin özelliklerini inceleyiniz. Oluşan paralelkenarsal bölgenin alanı ile ABCD ikizkenar yamuksal bölgesinin alanını karşılaştırınız. Oluşan paralelkenarın kenar uzunluklarını ve yükseklik uzunluğunu kullanarak alan bağıntısını oluşturunuz. ABCD ikizkenar yamuksal bölgesinin alan bağıntısını taban uzunlukları ve yükseklik uzunluğu cinsinden bulunuz. D c C Herhangi bir ikizkenar yamuğun çevresi kenar uzunluklarının toplamına eşittir. b b h A a B İkizkenar yamuksal bölgenin alanı ise taban uzunlukları toplamının yükseklik uzunluğu ile çarpımının yarısına eşit olur. 73 2. ÜNİTE Bu durum kenar uzunlukları sırasıyla a, b, c, b ve yüksekliği h ile ifade edilen ikizkenar yamuksal bir bölge için, (a + c).h 2 Ç(ABCD) = (a+2b+c) br ve A(ABCD) = br biçiminde ifade edilir. 2 6 cm D Yandaki ABCD ikizkenar yamuğunda |AH| = 3cm, |DH| = 4 cm ve |DC|= 6 cm dir. ABCD ikizkenar yamuksal bölgesinin çevresini ve alanını bulalım. C 4 cm A 6 cm D ÇÖZÜM: C noktasından [AB] ⊥ [CK] olacak biçimde [CK] çizelim. ABCD ikizkenar yamuk olduğundan |AH| = |KB| = 3 cm, |DC| = |HK| = 6 cm dir. Pisagor bağıntısından faydalanarak, |AD| = |BC| = 5 cm olur. O hâlde, Ç(ABCD) = |AB| + |BC| + |CD| + |DA| = 12 + 5 + 6 + 5 = 28 cm bulunur. (| AB | + | DC |).| DH| (12 + 6).4 = = 36 cm2 bulunur. A(ABCD) = 2 2 B 3 cm H C 4 cm A 3 cm H 6 cm K 3 cm B 16 E D N M P F C O1 A O2 B K L 1. Şekil 2.Şekil Yukarıda 1 ve 2. şekilde köşeleri O1 ve O2 merkezli çemberler üzerinde bulunan ABCDEF düzgün altıgeni ile KLMNP düzgün beşgeni verilmektedir. Çizimleri inceleyiniz. E O1 F A 74 Yandaki şekilde görüldüğü gibi O1 noktasını altıgenin köşelerine birleştirelim. D C B |O1A|, |O1B|, |O1C|, |O1D|, |O1E| ve |O1F| uzunluklarını karşılaştırınız. İlköğretim 6. sınıf matematik dersinde öğrendiğiniz eş üçgenlerin özelliklerini hatırlayarak köşeleri O1 noktası olan DO1C, DO1E, EO1F, FO1A, AO1B, ve BO1C açılarının ölçülerini karşılaştırınız. ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR Açıların ölçülerini inceleyerek AO1B, BO1C, CO1D, DO1E, EO1F ve FO1A üçgenlerini karşılaştırınız. ABCDEF düzgün altıgensel bölgenin alanını, altıgeni oluşturan üçgensel bölgelerin alanları ile ilişkilendiriniz. Düzgün altıgensel bölgenin çevre uzunluğu ve alanı için genellemelerde bulununuz. Benzer çalışmaları yandaki şekildeki gibi O2 noktasını KLMNP düzgün beşgeninin köşelerini birleştirerek yapınız. N M P O2 L K E a a D a a N F a a A a M P C O2 a a a a a a O1 K B a a L Yandaki şekillerde verildiği gibi herhangi bir düzgün altıgensel bölgenin alanı, altı tane eşkenar üçgensel bölgenin alanından; çevresi ise bir kenar uzunluğunun altı katından oluşur. Benzer düşünce ile, Herhangi bir düzgün beşgensel bölgenin alanı, beş tane ikizkenar üçgensel bölgenin alanından; çevresi ise bir kenar uzunluğunun 5 katından oluşur. Bu durum, a2 3 ) br2 A(ABCDEF) = 6. (ABO1) = 6.( A(KLMNP) = 5. (KLO2) br2 4 Ç(ABCDEF) = 6. |AB| = 6a br olarak ifade edilir. E Yandaki şekilde verilen ABCDEF düzgün altıgeninde |AB|=5cm ise düzgün altıgensel bölgenin çevre uzunluğunu ve alanını bulalım. D F Ç(KLMNP) = 5. |KL| C A 5 cm B ÇÖZÜM : A(ABCDEF) = 6. A(OAB) olduğunu görmüştük. Eşkenar üçgende h yükseklik uzunluğu Pisagor bağıntısından yararlanarak, 75 2. ÜNİTE E D 5 52 = ( )2 + h2 olur. 2 O O F 5 3 cm 2 300 300 C h 600 600 A h= ⇒ B A B H A(ABCDEF) = 6. A(OAB) = 6. 5. A(OAB) = tür. 5 3 2 = 25 3 2 4 cm3 75 25 3= 3 cm2 2 4 Ç(ABCDEF) = 6.5 = 30 cm bulunur. Yandaki şekilde köşeleri O merkezli çember üzerinde olan ABCDE düzgün beşgeninde [OH] ⊥ [AB], |AB|=x ve |OH|=y dir. Buna göre düzgün beşgensel bölgenin alanını x ve y, çevresini x cinsinden bulalım. D x E x C O y ÇÖZÜM: H A B Ç(ABCDE) = 5. |AB| = 5x br x E A(ABCDE) = 5. A(AOB) x.y = 5. 2 O D x C 360 360 O y B A A = 540 540 B H x 1. 5xy 2 br 2 2. D 4 cm D C 6 cm 13 cm 3 cm C 5 cm 600 A B ABCD dik yamuğunda |AD|=6 cm, |DC|=4cm ve m(DAB) = 600 ise A(ABCD) kaç cm2 dir? 76 A B ABCD dik yamuğunda |AD|=13 cm, |DC|=3cm ve |BC|=5cm ise A(ABCD) kaç cm2 dir? ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR 3. Köşegen uzunlukları 16cm ve 30cm olan eşkenar dörtgensel bölgenin çevresini ve alanını bulunuz. Bir kenarına ait yüksekliğinin uzunluğunu bulunuz. 8. Alanı 96 3 cm2 olan düzgün altıgenin bir kenar uzunluğu kaç cm dir? 9. 4. Bir kenar uzunluğu 10cm ve alanı 96cm2 olan eşkenar dörtgende köşegen uzunlukları toplamı kaç cm dir? C D E F A B 5. 2 cm D C 4 cm A B ABCD dik yamuğunda |DC|=2cm, |AD|=4cm ve |AB|=|BC| ise ABCD yamuksal bölgenin alanını ve çevresini bulunuz. ABCD dikdörtgensel bölgeden kenar uzunluğu 4 cm olan eşkenar üçgensel bölgeler çıkarılıyor. |EF| = 4 3 cm ise kalan şeklin alanını ve çevresini bulunuz. 10. D C E 6. C D A 2 cm F y x E 1 cm A B ABCD dikdörtgen A(CDEF) = 5 , |EA| =1cm, A(ABFE) 3 B ABCD ikizkenar yamuğunda [AE] açıortay ve [BC] ⊥ [AE] dir. |DC|=5cm ve A(ABCD)= 66 3 cm2 ise Ç(ABCD) kaç cm dir? 11. |CF|=2cm, |DE|=y cm, |BF|=x cm ise xy çarpımını bulunuz. E D F C 7. D A C 8 cm A 9 cm E B ABCDEF düzgün altıgeninde |AB|=4cm ise A(ABCDEF) kaç cm2 dir? B ABCD ikizkenar yamuk, [DC] // [AB] , [CE] ⊥ [AB], |AE|=9cm, |CD|=8cm ise A(ABCD) kaç cm2 dir? 77 2. ÜNİTE ÜÇGENLERDE EŞLİK Resimleri inceleyiniz. Her bir resimdeki nesnelerin ortak ve farklı yanlarını belirleyiniz. Aralarındaki ilişkiyi görmeye çalışınız. 17 1. Resim 2. Resim 3. Resim Yukarıdaki her bir resimde verilen geometrik şekilleri kendi aralarında karşılaştırınız. Aşağıda verilen üçgenin aynısını yanındaki boşluğa çiziniz. A B C Çizdiğiniz üçgen ile ABC nin açı ölçülerini ve kenar uzunluklarını karşılaştırınız. Birbirinin aynısı olan üçgenlerin kenar uzunlukları ve açı ölçüleri için bir genelleme yapınız. 78 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR Herhangi iki ABC ve DEF için |AB| = |DE| A ≅ D |AC| = |DF| ve B ≅ E |BC| = |EF| C ≅ F koşulları sağlanıyorsa bu iki üçgene eş üçgenler denir ve ABC ≅ DEF biçiminde ifade edilir. Bu durum yandaki gibi gösterilir: A D α x b c β B y θ a e f z d C E F Aşağıda verilen üçgenlerden hangilerinin birbirine eş olduğunu bulalım. A P K 300 600 300 6 cm 6 cm 3 3 cm 3 3 cm 600 B 3 cm 600 C L 3 cm M R 6 cm 6 cm 600 600 6 cm T ÇÖZÜM : ABC ile KLM birbirine eştir. Çünkü; |BC|=|LM|=3cm |AC|=|KM|=6cm ve |AB|=|KL|= 3 3 cm eşitlikleri vardır. m(A) = m(K) = 300, m(B) = m(L) = 300, m(C) = m(M) = 300 18 A B C D E F Yandaki şekilde |AB|=|DE|, |BC|=|EF| ve m(ABC)=m(DEF) olarak verilmektedir. A ile C ve D ile F noktalarını birleştirerek oluşturulan ABC ve DEF ni ilişkilendiriniz. Üçgenlerdeki |AC| ile |DF| uzunluklarını karşılaştırınız. m(BAC) ile m(EDF) ve m(BCA) ile m(EFD) nü karşılaştırınız. ABC ile DEF nin eş olup olmadığını belirleyiniz. 79 2. ÜNİTE Herhangi iki üçgenin ardışık iki kenar uzunlukları ve bu kenarların aralarında kalan açıların ölçüleri birbirine eşit ise bu üçgenler birbirine eştir denir. Bu durum ABC ve DEF için, |AB| = |DE| A D |BC| = |EF| ve m(ABC) = m(DEF) ise ABC ≅ DEF B F C E biçiminde ifade edilir. Üçgenlerin eşliğinin bu şekilde ortaya konulmasına Kenar Açı Kenar eşlik aksiyomu (K. A. K.) denir. Aşağıda verilen üçgenlerden hangilerinin birbirine eş olduğunu bulalım. F K 400 D A 6 cm 5 cm 5 cm 5 cm M 6 cm 500 400 6 cm B C E L ÇÖZÜM: Çizimleri incelediğimizde |AB|=|MK|=5cm, |BC|=|KL|=6cm ve m(ABC)=m(MKL)=400 g eşitliklerini görürüz. Buradan da ABC ile MKL eştir. Paralelkenarda bir köşegenin ayırdığı üçgenlerin eşlik durumunu inceleyelim. ÇÖZÜM : D A 80 C B ABCD paralelkenarının BD köşegenini çizelim. Elde edilen şekilde, |AD|=|BC|, |AB|=|DE| ve m(DAB)=m(BCD) ise DAB ≅ BCD olur. Buradan; köşegen, paralelkenarı iki eş üçgene ayırır, çıkarımını yapabiliriz. ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR 19 |AB|=6cm olarak verilmektedir. 6 cm A B İletki yardımı ile köşesi A noktası ve ölçüsü 600 olan CAB nı çizelim. Şimdi de köşesi B noktası ve ölçüsü 300 olan KBA nı çizelim. [AC] ve [BK] nı uzatarak L noktasında kesiştirelim. Oluşan LAB ni inceleyiniz. L C L C K 600 600 6 cm A B A a b 600 300 6 cm B A 300 6 cm Dar açıları 300 ve 600 olan LAB nde b ve a kenar uzunluklarını bulunuz. Yanda uzunluğu 6cm olan [DE] nı kullanarak; Köşesi D noktası ve ölçüsü 600 olan NDE nı çiziniz. Köşesi E noktası ve ölçüsü 300 olan FED nı çiziniz. [DN] ve [EF] nı uzatarak M noktasında kesiştiriniz. Oluşan MDE nde |MD| ve |ME| nu hesaplayınız. D 6 cm E Yaptığınız çalışmalardan sonra LAB ile MDE nin eşliğini sorgulayınız. Herhangi iki üçgenin karşılıklı ikişer açıları eş ve bu açıların ortak kenar uzunlukları da eşit ise üçgenler eştir. A ABC ve DEF için; D m(ABC)=m(DEF), |BC| = |EF| ve m(ACB)=m(DFE) B C E F ise ABC ≅ DEF tir. Üçgenlerin bu şekilde eşliğinin ortaya konmasına Açı Kenar Açı (A. K. A.) eşlik teoremi denir. 81 2. ÜNİTE Aşağıda verilen üçgenlerden hangilerinin eş olduğunu bulalım. K A D E 400 500 C M 700 4 cm 700 700 4 cm 40 F 0 4 cm L B ÇÖZÜM: Bu üçgenlerden DFE ile LMK eştir. Çünkü, m(E ( DF)) = m(K ( LM), |DF|=|LM| ve m(EFD) = m(KML) dır. 20 D A B C H E F K Birim karelerden oluşan zemin üzerine çizilmiş ABC ve DEF ni inceleyiniz. Pisagor bağıntısından faydalanarak |AB|, |AC|, |DE| ve |DF| nu bulunuz. ABH nden tan(B) ile DEK nden tan(E)nin eşitlerini yazarak B ile E nı karşılaştırınız. AHC nden tan(C) ile DKF nden tan(F)nin eşitlerini yazarak C ile F nı karşılaştırınız. Üçgende iç açıların ölçüleri toplamını kullanarak A ile D larının arasındaki ilişkiyi söyleyiniz. Karşılıklı üçer kenar uzunluğu eşit olan üçgenlerin karşılıklı açılarının ölçülerini tartışınız. Üçgenlerin karşılıklı üçer kenar uzunluğunun eşit olması ile üçgenlerin eşliğini sorgulayınız. Aşağıdaki üçgenleri karşılaştırınız. D A 1 cm 600 600 2 cm 30 B 4 cm 2 cm 3 cm 0 C 300 E 2 3 cm Açıların eşliği ile üçgenlerin eşliği arasında ilişki kurunuz. 82 F ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR Herhangi iki üçgenin karşılıklı üç kenar uzunluğu birbirine eşitse bu üçgenler eştir. A ABC ve DEF için, D |AB| = |DE| |BC| = |EF| |AC| = |DF| B F C E ise ABC ≅ DEF tir. Üçgenlerin eşliğinin bu şekilde ortaya konmasına Kenar Kenar Kenar (K.K.K) eşlik teoremi denir. Aşağıda verilen üçgenlerden hangilerinin eş olduğunu bulalım. K A 8 cm L M 7 cm C E 6 cm 8 cm 7 cm B 8 cm D 7 cm 6 cm F 9 cm ÇÖZÜM : |AB|=|MK|, |AC|=|ML| ve |BC|=|KL| olduğundan ABC ≅ MKL dir. 21 A D E B F C Yukarıda verilen ABC ve DEF nin kenar uzunluklarını birim kareleri kullanarak bulunuz. m(C) ile m(F) nü karşılaştırınız. Bu üçgenlerin eşliği için ne söyleyebilirsiniz? İki üçgenin eş olabilmesi için iki kenar uzunluğu ile herhangi birer açılarının aynı ölçüde olmasının yeterli olup olmadığını tartışınız. İkişer kenar uzunlukları eşit iki üçgenin eş olabilmesi için hangi şartların gerekli olduğunu tartışınız. Karşılıklı ikişer kenar uzunluğu eşit olan üçgenler çiziniz. Bunların eş olma şartlarını sorgulayınız. 83 2. ÜNİTE İki kenar uzunluğu ve bu kenarlar arasında olmayan bir açısının ölçüsü verilen üçgene eş olacak şekilde bir üçgen çizilmek istenirse çizilebilecek üçgen bir tane değildir. Çizilmesi istenen üçgeni net bir şekilde belirlemek için verilen iki kenarın oluşturduğu açının ölçüsünün bilinmesi gerekir. A, B ve C doğrusal noktalar olmak üzere zemindeki birim kareler üzerine çizilmiş ADC ile BDC nin eşliğini araştıralım. A B C D ÇÖZÜM: |AD| = |BD| (Birim kareler kullanılarak Pisagor bağıntısı) |DC| = |DC| (Ortak kenar) m(DCA)= m(DCB) (Ortak açı) Eşitliklerine rağmen ADC ile BDC eş değildir. Çünkü m(ADC) ≠ m(BDC) dir. ş ğ 1. ABC ikizkenar üçgeninde A tepe açısı olarak verilmiştir. A nın açıortayı aynı zamanda tabana ait kenarortayı ve yüksekliği belirtir. Bunu göstermek için verilen eşitliklerin gerekçelerini yanlarında bulunan noktalı yerlere yazınız. A B C |AB|=|AC| m(BAH)=m(CAH)= α |AH|=|AH| O hâlde, BAH ≅ CAH A α α β β B H C ..................................................... ..................................................... ..................................................... ..................................................... Dolayısıyla |BH|=|CH| ⇒ [AH] kenarortaydır. m(HBA) = m(HCA) = β ..................................................... 0 ve ABC de iç açıları toplamından, 2α + 2β = 1800 ⇒ α + β = 90 m(BHA) = m(CHA) = 900 ..................................................... ⇒ [AH] yüksekliktir. 84 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR Benzer yaklaşımla bir ikizkenar üçgende; a) Tabana ait kenarortayın hem tabana ait yükseklik hem de tepe açısının açıortayı olduğunu, b) Tabana ait yüksekliğin de hem tepe açısının açıortayı hem de tabana ait kenarortay olduğunu gösteriniz. 2. Tepe noktası A olan bir ABC nde [AB] kenarının orta noktasından geçen ve [BC] kenarına paralel olan doğrunun [AC] kenarını da orta noktasından keser, önermesini ispatlayabiliriz. Verilen eşitliklerin gerekçelerini yanlarında bulunan noktalı yerlere yazınız. Bu orta noktalar arası uzaklık ile [BC] nu ilişkilendiriniz. A d B C A θ D α d β E β α α K θ β B C |BD| = |CK| C noktasından AB kenarına paralel ve d doğrusunu K noktasında kesen [CK çizelim. m(ABC) = m(ADE) = α ........................................ m(ADE) = m(DKC) = α ........................................ β m(BCE) = m(DEA) = ........................................ m(DEA) = m(CEK) = β ........................................ m(DAE) = m(ECK) = θ ............................... ......... ........................................ ADE ≅ CKE ........................................ Dolayısıyla |AE| = |EC| ise E noktası [AC] nın orta noktasıdır. |DE| = |EK| |DE| + |EK|=|DK|=|BC| 1 |DE| = |BC| 2 ...................................... ...................................... ...................................... 3. m(A)=900 olan ABC dik üçgeninde, hipotenüse ait kenarortayın uzunluğu hipotenüs uzunluğunun yarısına eşittir. Verilen eşitliklerin gerekçelerini yanlarında bulunan noktalı yerlere yazınız. D noktasıdan AB kenarına paralel ve noktasında kesen [DT çizelim. A T B D C m(BAC) = m(DTC) = 900 |AT| = |TC| ADC ikizkenar üçgen |AD| = |DC| |AD| = 1 |BC| 2 AC kenarını T ........................................ ........................................ ........................................ ........................................ ........................................ 85 2. ÜNİTE 4. Bir kenar uzunluğu a br olan eşkenar üçgende BC kenarına ait kenarortayı çiziniz. İkizkenar üçgen için yaptıklarınızı kullanarak çizdiğiniz kenarortayın, A nın açıortayı ve BC kenarına ait yükseklik olduğunu gösteriniz. Oluşan dik üçgenlerden birini seçerek yükseklik uzunluğunu a cinsinden bulunuz. Seçtiğiniz dik üçgendeki açı ölçüleri ile kenar uzunluklarını ilişkilendirerek kenar uzunlukları arasında genellemeler yapınız. Eşkenar üçgensel bölgenin alanını a cinsinden belirleyiniz. A 600 a a 600 600 B C a 5. ABC ≅ FED verilmektedir. D A 800 F |AB|=2x-7 ve |EF|=x+1 olduğuna göre x kaçtır? 400 B C E 6. Bir düzlem içinde bir doğru parçasının orta dikmesi üzerindeki her noktanın, bu doğru parçasının uç noktalarından eşit uzaklıkta olduğunu gösteriniz. 7. ABC ≅ DEF ise aşağıdaki ifadelerin doğru ya da yanlış olduklarını noktalı yerlere belirtiniz. a) ABC ≅ FED ..................... ≅ b) CAB FDE ..................... ≅ c) BAC EDF ..................... ç) m(CBA) = m(FED) ..................... d) m(BCA) = m(EDF) ..................... e) |AB| = |DE| ..................... f) |AC| = |EF| ..................... 8. 9. D C T B A ABCD dik yamuğunda |AB|=|BC|=12 cm, |AT|=5cm olduğuna göre |AD| kaç cm dir? 10. D A E C B A B B, C, E noktaları doğrusal, m(DBC)=m(ABC), m(DCE)=m(ACE), |BD|=3x−8 ve |AB|=x−2 olduğuna göre |DB| kaç birimdir? 86 D E C ABC nde |AB|=|AC| ve |BD|=|EC| dir. ADE nin ikizkenar üçgen olduğunu gösteriniz. ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR 11. 13. D C D C 15 8 A B E A A, E, B noktaları doğrusal, m(DAE)=m(DEC)=m(EBC)=900, |DE|=|EC|, |AD|=15cm ve |BC|=8cm olduğuna göre |AB| kaç cm dir? 12. A E C B D Yandaki şekilde m(BAD)=m(CAE), |AB|=|AE|, |AD|=|AC|, |BC|=x+3 cm, |DE|=2x−1 cm olduğuna göre x kaç cm dir? K L B ABCD ikizkenar yamuğunda [DK] ⊥ [AB], [CL] ⊥ [AB] olduğuna göre ADK ve BCL nin eş olduğunu gösteriniz. Geometri, zekâyı aydınlatır ve aklı doğru yola sokar. Onun bütün kanıtları açık ve düzenlidir. Çok iyi düzenlendiğinden geometrik mantık yürütmeye hata girmesi neredeyse imkânsızdır. Bu nedenle sürekli geometriye başvuran bir aklın hataya düşmesi çok nadirdir. Buna göre de geometri bilen kişi zekâ kazanır. Eflatun’un kapısında aşağıdaki sözlerin yazılı olduğu nakledilir: “Geometrici olmayan evimize giremez!” İbn Haldun (1332 - 1406) DÜZLEMDE DÖNÜŞÜMLER Yandaki resimlerde; Kelebek ile dağ resmindeki ortak yanları, Bir geminin dümeni ile dönme dolabın hareketini, Fermuarın dişleri ile havlu kenarındaki motiflerin birbirine göre konumlarını ve Yolda kalan bir arabanın itilmesi ile salyangozun yer değiştirmesini inceleyiniz. İlköğretim bilgilerinizden yararlanarak yansıma, dönme, öteleme ve ötelemeli yansıma dönüşümlerini resimlerle ilişkilendiriniz. 87 2. ÜNİTE DÜZLEMDE KAPLAMALAR 22 A B 2. Resim 1. Resim Yukarıdaki resimleri inceleyiniz. Her bir resmin oluşmasında kaç farklı geometrik şekil kullanılmıştır? Her bir resmin oluşmasında hangi dönüşümler kullanılmıştır? A ve B köşelerinin etrafında oluşan açıların ölçüleri toplamı kaç derecedir? Bu toplamın farklı değerleri için resimlerde oluşabilecek durumları tartışınız. Bir düzlemsel bölge bir veya daha fazla figürle örtüldüğünde figürlerin birleştiği bir köşede oluşan açıların ölçüleri toplamı için bir genellemede bulunmaya çalışınız. Bir düzlemsel bölge boşluk kalmayacak ve figürler üst üste gelmeyecek biçimde yansıma, dönme, öteleme ve ötelemeli yansıma dönüşümleri yardımıyla bir figür kullanılarak örtülüyorsa buna düzgün kaplama, birden fazla figür yardımıyla örtülüyorsa yarı düzgün kaplama denir. Kaplamaların herhangi bir köşesinde oluşan açıların ölçüleri toplamı 3600 dir. Aşağıda verilen eşkenar üçgensel figüre K noktası etrafında dönme dönüşümü uygulayarak ABCDEF düzgün altıgensel bölgesini kaplayalım. E D K F C A 88 B ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR ÇÖZÜM : Düzgün altıgensel bölge aşağıdaki gibi kaplanır. E D K F C A B Bir kenar uzunluğu 1br olan eşkenar üçgen, kare ve düzgün altıgenlerden yarı düzgün kaplama oluşturalım. ÇÖZÜM: Bu figürlerle aşağıdaki yarı düzgün kaplama oluşturulur. Bir düzlemsel bölgenin, düzgün beşgensel figür kullanılarak düzgün kaplanıp kaplanamayacağını araştıralım. ÇÖZÜM: Düzgün beşgende bir iç açının ölçüsü 1080 olduğundan bir köşede oluşan açıların ölçüleri toplamı 3x108=3240 dir. Bu nedenle düzgün beşgensel bölge ile düzgün kaplama yapılamaz. D A C B Yanda verilen karenin DC kenarının orta noktasını kesen şekildeki gibi bir eğri çizelim. Bu eğri yardımıyla bir motif oluşturup kaplama yapalım. ÇÖZÜM : Verilen eğriyi sırasıyla C, B ve A köşeleri etrafında 900 döndürelim. Daha sonra oluşan şekildeki kareye ait kenarları silelim. 89 2. ÜNİTE D C D C D C A B A B A B Şimdi de oluşturduğumuz figüre dönüşümler yaparak aşağıdaki kaplamayı meydana getirelim. Bu kez de döndürme ve ötelemeyle başka bir kaplama yapalım. 1. İlk Figür 2. Dönme 3. 5. Yansıma 6. 9. Kaplama 7. 8. 4. İkinci Figür Bu çalışma ünlü ressam ve grafik sanatçısı Escher(Eşer)’in geliştirdiği teknik ile yapılmıştır. 90 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR 1. 4. Yandaki şekle dönüşümler yaparak kaplama oluşturmaya çalışınız. 5. Yukarıdaki resimlerdeki ayak izleri ve kilidi açan anahtarın hareketi hangi dönüşümlere örnektir? 2. Yukarıdaki dikdörtgensel bölgeyi düzgün beşgen yardımıyla düzgün kaplamaya çalışınız. 6. Dönüşümleri kullanarak logo, rozet vb. özgün tasarımlar oluşturmaya çalışınız. 7. Kaleydeskop, içine bakıldığında renkli desenler görülen bir cihazdır. Bu desenler ışığın yansımasıyla elde edilir ve dürbün hareket ettirildikçe sürekli değişir. Televizyonda kamera hilesi olarak kullanılan “bulanıklaştırma efekti” olarak da teknolojik kullanımı yaygındır. Yukarıdaki kaleydeskop ile yapılan şekilde hangi dönüşümler vardır? 3. Yukarıdaki dikdörtgensel bölgeyi seçeceğiniz figürle düzgün kaplama yapınız. Yukarıdaki dikdörtgensel bölgeyi seçeceğiniz figürlerle yarı düzgün kaplama yapınız. 8. Yukarıdaki düzgün altıgensel bölgeyi seçeceğiniz figürlerle yarı düzgün kaplama yapınız. 91 2. ÜNİTE ÜÇGENLERDE BENZERLİK Yanda verilen resimleri inceleyiniz. 1. resimdeki köpek kulübesi ile kulübenin kapısında hangi çokgen kullanılmıştır? Bu çokgenlerin ortak ve farklı yanlarını söyleyiniz. 2. resimde verilen 1276 yılında Kayseri’de Alaaddin Keykubat’ın kızı Şah Cihan Hatun için yaptırılan Döner Kümbet ile İstanbul Miniatürk’teki modelini karşılaştırınız. Elde ettiğiniz ğ sonuçları tartışınız. 1. Resim 2. Resim 23 K 600 A 6 cm 600 3 cm 2 cm 1 cm 300 300 B 3 C cm L 3 3 M cm Yukarıda açı ölçüleri ve kenar uzunlukları verilen ABC ile KLM ni inceleyiniz. Her iki üçgende de eşit ölçülere sahip açıları eşleştiriniz. Eşit açıların karşılarındaki kenar uzunluklarını karşılaştırınız. Bu kez açı ölçüleri 300 , 600 ve 900 olan aşağıdaki üçgenleri inceleyiniz. S P D 600 10 cm 600 600 4 cm 8 cm 4 cm 2 cm 5 cm 2 3 cm 300 300 300 E F Q 4 3 cm R T 5 3 cm V İlköğretim 8. sınıfta öğrendiğiniz bilgilerden faydalanarak çizilen üçgenlerin ABC ne benzer üçgenler olup olmadığını tartışınız. 92 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR D A e f b c a B E C F d Yapılan çalışmalardan yukarıdaki ABC ve DEF nde k ∈ R olmak üzere, m(A) = m(D) m(B) = m(E) m(C) = m(F) ve |AB| = k. |DE| |AC| = k. |DF| |BC| = k. |EF| şartları sağlanıyorsa DEF, ABC ne benzerdir ve ABC DEF yazılır. k gerçek sayısına da benzerlik oranı adı verilir. Buna göre ABC DEF ise karşılıklı kenarları arasında | AB | | AC | | BC | = = =k | DE | | DF | | EF | orantısı yazılır. M A 12 br 4 br x br B 6 br L C 6 br K 9 br Yukarıdaki şekilde benzer üçgenler verilmiştir. Verilen kenar uzunluklarına göre |AB|=x değerini bulalım. ÇÖZÜM: İşaretlenen açılardan yazılabilir. Buradan, | AB | | AC | | BC | = = | ML | | MK | | LK | ABC MLK ⇒ x 4 6 = = 12 6 9 ⇒ 6x = 48 ⇒ x = 8 br olarak bulunur. 93 2. ÜNİTE 24 A K A H E D h d1 K E D H h h h d2 d2 C B d1 C B Yukarıda verilen üçgende d1//d2 alındığında A(BED) ile A(CED) ni karşılaştırınız. A A K H h2 h1 d1 E D d1 E D d2 d2 C B ABC nde d1//d2 olması durumunda A(BED) A(ADE) C B = A(CED) A(ADE) orantısı yazılabilir. Buradan alan formülleri yazılarak, | BD | | EC | = | AD | | AE | orantısı elde edilir. Orantı özelliği kullanılarak, | AD | | AE | = | BD | | EC | orantısına ulaşılır. d3//d4 ve d5//d6 olmak üzere aşağıda verilen üçgenlerdeki benzer oranları yazmaya çalışınız. K d3 d6 d4 E L N P D d5 N F R T Bir üçgende bir kenara çizilen paralel bir doğru diğer kenarları hangi oranlarda böler? 94 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR Yandaki şekilde verildiği gibi bir ABC nde [DE]//[BC] olmak üzere, A | AD | | AE | = | BD | | CE | d1 E D d2 orantısı vardır. Matematikte bu eşitliğe Temel Orantı Teoremi adı verilir. C B Yandaki şekilde [DE] // [BC] , |BD| = 6 cm, |AE| = 3 cm ve |EC| = 9 cm ise |AD|=x değerini bulalım. A x 3 E D 9 6 C B ÇÖZÜM: Temel orantı teoreminden, | AD | | AE | x 3 = ⇒ = | BD | | EC | 6 9 x = 2 cm bulunur. 25 600 300 4 cm B 600 300 C F 8 cm E D A 600 300 B 4 cm 600 300 C E 8 cm F Yukarıda 4 cm uzunluğunda [BC] ve 8 cm uzunluğunda [EF] nın uç noktalarından 30 ve 60 lik açılar ölçülerek ABC ve DEF çizilmiştir. Oluşan üçgenleri inceleyiniz. Her iki üçgenin A ve D köşelerindeki açı ölçülerini bulunuz. |AB|, |AC|, |DE| ve |DF| uzunluklarını bulunuz. | AC | | AB | | BC | oranlarını hesaplayarak karşılaştırınız. , ve | DF | | DE | | EF | İkişer açıları eş olan üçgenlerin benzerliğini tartışınız. 0 0 95 2. ÜNİTE D α A α β β E C B F Yukarıdaki ABC ve DEF lerinde olduğu gibi karşılıklı iki açısı birbirine eşit olan üçgenler benzerdir. Bu benzerliğe Açı Açı (A.A.) benzerlik aksiyomu denir. . A Yandaki resimde görülen çatı iskeletinde [AB]//[DC], [AC]//[DE], |DE|=1,5m, |AC|=2m ve |DC|=1,8m ise |AB| nun kaç metre olduğunu bulalım. D B C ÇÖZÜM: [AB]//[DC] ⇒ m(ABC) = m(DCE) [AC]//[DE] ⇒ m(ACB) = m(DEC) (Yöndeş açılar) (Yöndeş açılar) Dolayısıyla A(ABC) A(DEC) (Açı açı benzerliği) O hâlde, x 2 | AB | | AC | = ⇒ = ⇒ x = 2,4m bulunur. 1,8 1,5 | DC | | DE | E A 12 B 96 E x 13 C 24 D Yandaki şekilde [AB] ⊥ [BC], [AC] ⊥ [CE] ve [CD] ⊥ [DE] dir. B, C ve D doğrusal noktalar, |AB|=12cm, |AC|=13 cm ve |CD|=24cm olduğuna göre |CE|=x değerini bulalım. ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR E A α m(ACB)= α ve m(ECD)= β olsun. C köşesinde oluşan açıların ölçüleri toplamı ile üçgende iç açıların ölçüleri toplamının eşitliğinden, β x 12 13 α B ÇÖZÜM : β D 24 C m(BAC)= β ve m(CED)= α olur. Dolayısıyla, ABC CDE (Açı Açı benzerlik teoremi) O hâlde, | AB | | CD | = | AC | | CE | ⇒ 12 13 = ⇒ x = 26 olur. 24 x 26 D A 4 cm 6 cm 8 cm 3 cm B C F E Çizilen ABC ve DEF dik üçgenlerini inceleyiniz. Pisagor bağıntısı kullanarak bilinmeyen kenarları bulunuz. Bu üçgenleri aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi A, D ile çakışacak biçimde dik açıları çakıştırarak üst üste yerleştirelim. A D 4 cm B A 4 cm B C C 4 cm 3 cm E 3 cm 5 cm 10 cm 3 cm F B ve C noktaları bulundukları kenarların orta noktaları olduğu için [BC], [EF] na paralel olur. m(B) ile m(E), m(C) ile m(F) ölçüsünü karşılaştırınız. | BC | oranlarını inceleyiniz ve orantı sabitini bulunuz. | AB | | AC | , ve | EF | | DE | | DF | Karşılıklı ikişer kenar uzunluğu orantılı ve bu orantılı kenarların oluşturduğu açılarının ölçüleri eşit olan üçgenlerin benzer olup olmadıklarını tartışınız. 97 2. ÜNİTE D A k.c c α α E C a B k.a F Daha genel olarak aşağıda gösterildiği gibi karşılıklı iki kenar uzunluğu orantılı, bu kenarların belirttiği açıları eş olan üçgenler benzerdir. Bu benzerliğe Kenar Açı Kenar (K. A.K.) benzerlik teoremi denir. Yandaki resimde görülen elektrik direğinde m(ABC)=m(DEF) dir. |AB|=2,4m, |BC|=3,2m, |AC|=5,2m, |DE|=3,6m ve |EF|=4,8m ise [DF] bağlantı demirinin kaç metre olduğunu bulalım. A ÇÖZÜM: | AB | | BC | 2,4 3,2 2 = ⇒ = = ve m(ABC)=m(DEF) olduğundan | DE | | EF | 3,6 4,8 3 B ABC DEF dir. (K. A. K. benzerliği). O hâlde, | AB | | BC | | AC | 2,4 3,2 5,2 = = ⇒ = = ⇒ x = 7,8m olur. | DE | | EF | | DF | 3,6 4,8 x C D E F 27 A B H D C E 98 K F Yandaki şekilde birim karelerden oluşan zemin üzerine çizilmiş ABC ile DEF ni inceleyiniz. Pisagor bağıntısını kullanarak |AB|, |AC|, |DE| ve |DF| nu, birim kareleri sayarak |BC| ve |EF| nu bulunuz. Karşılıklı eş açıları bulunuz. | AB | | AC | | BC | oranlarını , ve | DE | | DF | | EF | karşılaştırınız. Karşılıklı üçer kenar uzunluğu orantılı olan üçgenlerin benzer olup olmadıklarını tartışınız. ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR D A k.b k.c b c B a M S F CE F k.a Yandaki resimde görülen teknenin S ve M yelkenlerinin kenar uzunlukları |AB|=15m, |BC|=8m, |DE|=18m ve |EF|=9,6m dir. m(ABC)= m(DEF)=900 olduğuna göre yelkenlerin belirttiği ABC ile DEF nin benzerliğini sorgulayalım. D A B E C Aşağıdaki şekilde de görüldüğü gibi karşılıklı üç kenar uzunluğu orantılı olan üçgenler benzerdir. Bu benzerliğe Kenar Kenar Kenar (K. K. K) benzerlik teoremi denir. ÇÖZÜM: Her iki üçgende Pisagor bağıntısından |AC|=17m ve |DF|=20,4m bulunur. 15 8 17 5 = = = olduğundan K.K.K. benzerlik teoremine göre ABC DEF dir. 18 9,6 20,4 6 28 D A B C H E K F Yanda birbirine benzer olan ABC ile DEF nde kenar uzunluklarını bulunuz. ABC ile DEF nin benzerlik oranını yazınız. ABC nin ve DEF nin alanlarını hesaplayınız. Hesapladığınız alanların oranı ile benzerlik oranını karşılaştırınız. Bu kez farklı oranlarda birbirine benzeyen üçgenler alarak benzer işlemleri yaparak benzerlik oranı ile alanlar oranını karşılaştırınız. Yaptığınız çalışmaları gözden geçirerek benzer üçgenlerde benzerlik oranı ile alanlar oranı arasında bir genelleme yapmaya çalışınız. 99 2. ÜNİTE k ∈ R olmak üzere, ABC DEF için, | AB | | AC | | BC | = = = k ise | DE | | DF | | EF | D A A(ABC) C B E A(DEF) F D A Yanda verilen A(ABC) nde A(ABC)=8cm2 dir. Verilen açı ve uzunluk ölçülerine göre A(DEF) kaç cm2 olduğunu bulalım. 5 cm 2 cm C B E = k2 olur. F ÇÖZÜM: ABC DEF (A. A.) ⇒ A(ABC) = k2 = ( 2 )2 5 A(DEF) ⇒ | AC | 2 = = k (Benzerlik Oranı) | DF | 5 8 A(DEF) = 4 ⇒ A(DEF) = 50 cm2 bulunur. 25 29 B C 100 d1 d2 A D Yandaki şekilde görüldüğü gibi birbirine paralel k1, k2 ve k3 doğruları ile bu doğruları sırasıyla A, B, C ve D, E, F noktalarında kesen d1 ve d2 doğrularını inceleyiniz. k1 k2 E F A ile F noktalarını birleştiren [AF] nı çizelim. k3 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR d1 Çizdiğimiz [AF] ile k2 doğrusunun kesim noktasına G diyelim. d2 A k1 D Oluşan ABG ve ACF nde temel orantı teoremini yazınız. G B k2 E Bu kez FEG ve FDA nde temel orantı teoremini yazınız. k3 F C Bu iki orantıdan çıkarılabilecek sonucu tartışınız. d1 d2 A D B k2 E F C A d1 D d2 B C Birbirine paralel en az üç doğru, verilen iki doğruyu kestiğinde bu iki doğru üzerinde orantılı doğru parçaları ayırır. Bu durum, k1 // k2 // k3 ise | AB | = | DE | | BC | | EF | k1 k3 biçiminde ifade edilir. Bu teoremi bulan kişi Thales (Tales) olduğu için verilen kural 1. Tales Teoremi olarak isimlendirilmektedir. Yandaki resim şövalesi üzerinde B ve C noktaları arasındaki çıta kırılmıştır. Kırık çıta sağlam çıta ile değiştirilecektir. d1//d2//d3, |DE|=60cm, |EF|=40cm ve |AB|=45cm olduğuna göre |BC| nun kaç cm olduğunu bulalım. E d3 F ÇÖZÜM: 1. Tales teoreminden, | AB | | DE | 45 60 = ⇒ = ⇒ x = 30cm olur. | BC | | EF | x 40 101 2. ÜNİTE 30 d2 d1 B E d2 d1 A k1 E B A F C k2 k1 C F 1. Şekil k2 2. Şekil Yukarıdaki şekillerde A noktasında kesişen d1 ve d2 doğrularını kesen birbirine paralel k1 ve k2 doğruları çizilmiştir. Oluşan şekilleri inceleyiniz. Şekillerdeki eş açıları belirleyiniz. Eş açılardan faydalanarak benzer üçgenleri yazınız. Benzer üçgenler arasında benzerlik oranını yazınız. Buradan kenar uzunlukları arasında bir orantı yazmaya çalışınız. Kesişen iki doğruyu, paralel iki doğru kestiğinde oluşan üçgenlerin karşılıklı kenarları orantılıdır. Bu durum, d2 d1 B E A k1 B A C d2 d1 F k2 E C k1 F 1. Şekil 2. Şekil | AB | | AE | | BE | = = | AC | | AF | | CF | | AB | | AE | | BE | = = | AC | | AF | | CF | k2 biçiminde ifade edilir. Bu teoremi bulan kişi Thales (Tales) olduğu için 2. Tales Teoremi olarak isimlendirilir. 102 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR Yandaki resimde 1,6m boyundaki Ömer’in gölgesi zemin üzerinde 2m ölçülmektedir. Aynı anda gölgesi 50m olan Dikilitaş’ın boyunun kaç m olduğunu bulalım. ÇÖZÜM: 2. Tales teoreminden, E B 2 1,6 | DC | | BC | = = ⇒ 50 x | DF | | EF | x 1,6 m A 2m D 48 m C C E F A G L 2|CF|=|FB| ⇒ |CF|=k için |FB|=2k dır. (k ∈ R) D ABC de 2. Tales teoreminden C E F G 14 2k | CD | = | CF | | CB | = 1 olur. 3 ABC de 2. Tales teoreminden, | BK | 6 K | CG | Dolayısıyla, |CG|=m için |GD|=2m dir. (m ∈ R) y m k A Yandaki şekilde [AC]//[KF], [FG]//[BD] ve [GL]//[CE] dır. 2|CF|=|FB|, |AK|=6cm, |GL|=14cm, |KB|=x cm ve |CE|=y cm olduğuna göre x+y toplamının kaç cm olduğunu bulalım. ÇÖZÜM: K B x = 40 m bulunur. F L 2m x | BA | = | BF | | BC | ⇒ x 2k = ⇒ x = 12 cm olur. x + 6 3k CDE de 2. Tales teoreminden, B D | DG | | DC | = | GL | | CE | ⇒ 2m 14 = ⇒ y = 21cm dir. 3m y Buradan x+y = 12+21 = 33 cm bulunur. 103 2. ÜNİTE 31 Yanda A dik olan ABC dik üçgeninde hipotenüse ait [AH] yüksekliği verilmektedir. A b c h B β α p k H C a A α β c b h B β α p k H C a, b, c, h, p ve k gerçek sayılar olmak üzere oluşan üçgenlerin kenar uzunlukları a, b, c, h, p ve k olarak verilsin. m(ABH) = α ve m(ACH) = β olarak alalım. α + β = 900 , m(BAH)= β ve m(CAH)= α olur. Benzer üçgenleri bulunuz. Benzerlik oranından; c nin p ve a cinsinden, b nin k ve a cinsinden, h nin p ve k cinsinden değerlerini bulunuz. a ABC üçgensel bölgesinin alan bağıntılarını kullanarak a, b, c ve h arasında bir ilişki kurunuz. Genel olarak a, b, c, h, p ve k gerçek sayılar, m(A) = 900 olmak üzere kenar uzunlukları yandaki şekilde verilen dik üçgende, b c h c2 = p.a (Dik kenar bağıntısı) b2 = k.a (Dik kenar bağıntısı) B p k h2 = p.k (Yükseklik bağıntısı) H C a b.c = a.h (Alan bağıntısı) dir. Bu bağıntıları bulan kişi Euclide (Öklid) olduğu için Öklid Bağıntıları olarak isimlendirilir. A Yandaki ABC dik üçgeninde [BA] ⊥ [AC], [AH] ⊥ [BC], |BH|=9cm ve |HC|=16cm ise |AH|=x, |AB|=y ve |AC|=z uzunluklarını bulalım. A z y x B 104 9 cm H 16 cm C ÇÖZÜM: Öklid yükseklik bağıntısından, x2 = 9. 16 ise x = 12 cm Öklid dik kenar bağıntılarından, y2 = 9. (9 + 16) ve z2 = 16. (16 + 9) z = 20 cm y = 15 cm bulunur. ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR Yandaki şekilde [BA] ⊥ [AD], |AB|=|AC|=10cm ve |BC|=16cm ise |DC|=x değerini bulalım. A 10 10 ÇÖZÜM: B D x C x C [AH] ⊥ [BC] çizelim. |BH|=|HC|=8cm (ABC ikizkenar üçgen) |HD|=8−x |AH|= 6cm (Pisagor bağıntısı) ABD üçgeninden |AH|2=|BH|.|HD| ⇒ 62=8.(8−x) (Öklid bağıntısı) 7 ⇒ x = cm bulunur. 2 A 10 10 B H D 3. 1. x D C 6 cm E F 6m 4m 10 cm A xm 4m, x m ve 6m uzunluğundaki üç ağaç yukarıdaki şekildeki gibi iplerle bağlanabiliyorsa ortadaki ağacın boyu kaç m olabilir? B [DC] // [EF] // [AB], | DE | = 1 , |EF|=6cm, | DA | 3 |AB|=10cm olduğuna göre |DC| = x kaç cm dir? 2. A x D 4. 3 cm A E 4 cm 6 cm 12 cm y B 12 cm F C 3 cm D ABC ve ADE nde m(ADE) =m(ACB), |AD|=x cm, |DB|=y cm, |BC|=12 cm, |EC|=15cm, |AE|=3cm, |DE|=4cm olduğuna göre x−y farkı kaç cm dir? E x B C ABC nde [DF] // [BE] ve [DE] // [BC], |AF|=6cm, |FE|=3cm olduğuna göre |EC|=x kaç cm dir? 105 2. ÜNİTE 10. 5. A A 4 cm D 6 cm E D 5 cm 8 cm B B E 2 cm C x ABC nde |AD|=4cm, |DE|=5cm, |EA|=6cm, |DB|=14cm, |EC|=4cm olduğuna göre |BC|=x cm dir? 6. C | AD | 4 = , | DB | 5 A(ADE)=16cm2 olduğuna göre BCED dörtgeninin alanı kaç cm2 dir? 11. ABC nde [DE] // [BC], A c D 6 cm D C H h E 4 cm B A C ABC nde [DE] ⊥ [AC], [BC] ⊥ [AC], |AD|=6cm, 10 |DB|=4cm ve |BC|, |DE| ndan cm fazla olduğuna göre |DE| kaç cm dir? 3 7. ABCD dik yamuğunda köşegenler dik kesişiyorsa h uzunluğunu, a ve c cinsinden bulunuz. 12. A x D A x 4 cm B E 4 cm 8 cm H C B ABC nde [AB] ⊥ [AC] ve [AH] ⊥ [BC] dır. |AH|=4cm, |HC|=8cm olduğuna göre |AB|=x kaç cm dir? 8. A ABC nde [DE] // [BC], m(DBE)=m(EBC), |BD|=4cm, |BC|=12cm olduğuna göre |AD|=x kaç cm dir? 13. A 7 cm G D D F 9 cm 3 cm 10 cm B 2 cm E B C ABC nde |AD|=5cm, |DB|=3cm, |BE|=2cm, |EC|=10cm, |AE|=8cm olduğuna göre |DC|=x kaç cm dir? 9. X 20 F E C ABC nde [AB] ⊥ [AC] , DEFG kare, |AG|=7cm, |BD|=9cm olduğuna göre A(DEFG) kaç cm2 dir? 14. A A B C 12 cm 5 cm D B a 3 P 8 E B 9 R C 2 K N D 6 C 2 ABC nde [DE] // [BC], A(APE)=3cm , A(DBRP)=20 cm2, A(PRCE) = 9cm2 olduğuna göre A(ADP)=x kaç cm2 dir? 106 ABD ve BDC nde [AB] ⊥ [AD], [BC] ⊥ [CD], [AN] ⊥ [BD], [KC] ⊥ [BD], |AN|=8cm,|BK|=2cm, |KC|=6cm olduğuna göre |KN| kaç cm dir? ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR PROJE Bir eşkenar üçgen üzerinde aşağıdaki işlemleri yapınız. 1. İşlem 2. İşlem 3. İşlem 4. İşlem Birinci işlem: Bir kenarı üç eşit parçaya ayırınız. İkinci işlem : Ortadaki parça taban olacak şekilde ilk üçgenin dışında bir eşkenar üçgen çiziniz. Üçüncü işlem: Bir önceki işlemdeki eşkenar üçgenin tabanı olan ortadaki parçayı siliniz. Dördüncü işlem: Önceki işlemleri diğer kenarlar üzerinde de yapınız. Bu şekilde elde edilen kenarlar üzerinde aynı işlemler yapıldığında; + = + = 1. Kar Tanesi 2. Kar Tanesi oluşur. Bu biçimde oluşturulan şekle Koch (Koh) Kar Tanesi adı verilir. İşlem sayılarını artırarak değişik boyutlarda Koh kar taneleri oluşturabilirsiniz. Dördüncü işlemde oluşan kar tanesini birinci kar tanesi diye isimlendirirsek n inci kar tanesinin kenar sayısını, çevre uzunluğunu ve alanını veren bir genellemeye ulaşmaya çalışınız. ÜNİTE SONU ÖLÇME SORULARI 1. Eşkenar dörtgen ile kare arasındaki fark nedir? 2. Hangi dörtgenlerde köşegen uzunlukları birbirine eşittir? 3. Hangi dörtgenlerde köşegenler her zaman birbirine diktir? 4. Herhangi bir dörtgenin kenarlarının orta noktaları birleştirilerek hangi dörtgen elde edilir? 5. ABCD paralelkenarında AC köşegenini çiziniz. B ve D noktalarından AC köşegenine indireceğiniz dikme uzunlukları için ne söyleyebilirsiniz? 6. Her bir iç açısının ölçüsü 1800 den küçük olan çokgen ....... bükey çokgendir. 7. En az bir iç açısının ölçüsü 1800 den büyük olan çokgen ........bükey çokgendir. 8. Bir düzgün çokgenin iç açısının ölçüsü en az kaç derece olabilir? 107 2. ÜNİTE 13. 9. C d2 d1 d3 D 1500 6 cm A 1200 d4 x 400 Yukarıdaki şekilde d1, d2, d3 ve d4 doğrularının oluşturduğu bazı açı ölçüleri verilmiştir. x kaç derecedir? A) 45 B) 50 C) 60 D) 75 E) 90 2 cm B 4 cm E ABCD dörtgeninde [DE]//[BC] ve [DA] ⊥ [AB] dir. |DA|=6cm, |AE|=2cm ve |EB|=4cm ise A(AECD) kaç cm2 dir? A) 18 B) 16 C) 14 D) 12 E) 10 14. D C F 10. K A E D x 300 F A B ABCD paralelkenar, A, F ve E doğrusaldır. |EF|=|EC| , m(DAE)=m(EAB) ve m(FCB)=300 ise m(ADE)=x kaç derecedir? A) 120 B) 130 C) 140 D) 150 E) 160 B E C ABCD karesinin bir kenar uzunluğu 8 cm dir. E ve F bulundukları kenarların orta noktaları olduğuna göre A(ADK) kaç cm2 dir? B) 8 C) 16 D) 32 E) 64 A) 4 5 5 5 5 5 15. D P R S T U C 11. D C A K L M N B ABCD paralelkenarında |DP|=|PR|=|RS|=|ST|=|TU|=|UC| ve A B ABCD ikizkenar yamuğunda [AB] // [DC] dir. m(DCB)=2.m(DAB) ise m(ADC) kaç derecedir? A) 110 B) 120 C) 130 D) 140 E) 150 12. A(KNSR) |AK|=|KL|=|LM|=|MN|=|NB| ise A(ABCD) oranı kaçtır? 23 19 17 23 19 A) B) C) D) E) 60 60 30 30 30 16. C D A F E D 2x+3 E A B Yukarıdaki ABCD paralelkenarında [EC] ⊥ [BF] dir. |EC|=16cm, |BF|=2x+3 cm dir. A(ABCD)=176cm2 ise x kaç cm dir? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 108 B F C Şekilde ABD ≅ BCE ≅ CAF olduğuna göre DEF nın ölçüsü kaç derecedir? A) 30 B) 45 C) 60 D) 75 E) 90 ÇOKGENLER VE DÜZLEMDE KAPLAMALAR 17. 21. 6 3 D B A C C 300 D A E B 18 3 Yukarıdaki ABCD ikizkenar yamuğunda |AD|=|BC|, m(DAB)=300, |DC|= 6 3 cm ve |AB|=18 3 cm ise A(ABCD) kaç cm2 dir? A) 36 3 B) 48 3 C) 56 3 D) 60 3 E) 72 3 18. AB // DE, A, C, E ve B, C, D doğrusaldır. | AC | 4 = , |BD|=27cm olduğuna göre |BC|=x | CE | 5 kaç cm dir? A) 3 B) 6 22. C) 9 D) 12 C D 4 F D 300 E E) 15 1100 1200 C E x A B 8 3 Yukarıdaki şekilde ABCD dikdörtgen, A, F ve E noktaları doğrusaldır. m(EFC)=300, |EF|=4cm ve |AB|= 8 3 cm ise A(ABCD) kaç cm2 dir? B) 36 3 C) 48 3 A) 32 3 D) 60 3 E) 72 3 19. A B ABCD dörtgeninde m(ADC) = 1200 m(DCB)=1100 dir. [BE] ve [AE] açıortay ise m(AEB) = x kaç derecedir? A) 100 B)110 C) 115 D) 120 E) 125 23. C D A 1300 3 4 E 6 E x D x 2 B F C y 300 A Yukarıdaki ABC nde m(ADE)=m(ACB), |AD|=4cm, |AE|=3cm, |DB|=2cm, |DE|=6cm, |EC|=x cm ve |BC|=y cm ise x+y kaç cm olur? A) 17 B) 16 C) 15 D) 14 E) 13 20. D E A 6 10 16 C B ABCD dörtgeninde m(DAB) = 300, m(DCB) = 1300, m(ADE) = m(CDE) , m(ABE) = m(CBE) ise m(FEB) = x kaç derecedir? A) 50 B) 60 C) 70 D) 80 E) 90 24. Escher (Eşer) ‘in aşağıdaki eserinde hangi dönüşümler vardır? F B Yukarıdaki ABCD dörtgeninde [AB]//[CD]//[EF] dir. |DC|=6cm, |EF|=10cm ve | CF | |AB|=16cm ise oranı kaçtır? 3 | BF | 4 5 6 2 A) B) C) D) E) 4 5 6 7 3 109 3. ÜNİTE DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER + + + + İzometrik ve Ortografik Çizimler ve Hacimleri Dik Prizma ve Piramit Kavramları Dik Prizma ve Düzgün Piramit Yüzey Alanları Bağıntıları Dik Prizma ve Düzgün Piramit Hacim Bağıntıları Muhteşem yapıları çizerken kullanılan basit geometrik şekilleri inceleyiniz. 5. ÜNİTE Üçgenler DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER İZOMETRİK VE ORTOGRAFİK ÇİZİMLER l2 1.Resim l1 l3 l4 d1 d1 d2 l1 l2 l3 l4 d3 d4 d2 d3 2.Resim d1 d2 l1 d3 l2 d4 l3 3.Resim l4 Yukarıdaki resimlerde görülen yapıların bazı kenarlarını taşıyan ışınlar çizilmiştir Hangi resimdeki d1, d2, d3 ve d4 ışınları kesişmez? Hangi resimdeki d1, d2, d3 ve d4 ışınları kesişir gibi görünürler? Aynı soruları l1, l2, l3 ve l4 ışınları için cevaplayınız. Işınların paralel olmasının veya kesişir gibi görünmesinin resme nasıl bir katkı sağladığını tartışınız. Yapıların veya 3 boyutlu cisimlerin kâğıt üzerindeki çizimlerinde, kenarlarını taşıyan ışınlar daima paralel görünüyorsa bu çizime izometrik çizim, kesişir gibi görünüyorsa bu çizime perspektif çizim adı verilir. İzometrik çizimde perspektif dikkate alınmaz. Çizim bir bütün olarak izometrik kâğıtlar kullanılarak yapılır. 111 5. ÜNİTE 3. ÜNİTE Üçgenler ÖRNEK Aşağıda verilen yapıyı ve yanda verilen izometrik çizimini inceleyelim. 300 300 İzometrik çizimde perspektif olmadığını görebiliriz. Gökyüzündeki bulutu ve yeryüzündeki gölgesini inceleyiniz. Gölgenin görünümünü bulutun görünümüyle karşılaştırınız. 1 Yanda birim küplerden yapılmış L harfine benzeyen yapıyı inceleyelim. Bu yapıya önden baktığınızda gördüğünüz çokgeni çiziniz. Aynı çalışmayı sol yandan ve üstten bakarak yapınız. Bulduğunuz sonuçları aşağıdaki şekillerle karşılaştırınız. 112 5. ÜNİTE DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER Önden görünüm Sol yandan görünüm Üçgenler Üstten görünüm Bu cismin sağ yandan görünümünün nasıl olacağını tartışınız. Üç boyutlu yapılara tek bir yönden bakarak görünümlerin iki boyutlu çizilmesine dik görüntü (ortografik) çizimi denir. Bu çizimde yapının iki boyutlu görüntüsüne ortografik izdüşüm adı verilir. İzdüşüm çiziminde farklı düzlemler düz bir çizgi ile gösterilir. Görünmeyen farklı düzlemler ise kesik bir çizgi ile gösterilir. Yandaki yapının önden, üstten ve sağ yandan ortografik izdüşümlerini çizelim. ÇÖZÜM: Yapının önden, üstten ve sağ yandan görünümleri aşağıdaki gibidir. Önden Görünüm Üstten Görünüm Sağ Yandan Görünüm 113 5. ÜNİTE 3. ÜNİTE Üçgenler Yanda izometrik çizimi verilen şeklin ortografik çizimini yapalım. ÇÖZÜM: Verilen izometrik çizimin ortografik çizimi sağdaki gibidir. Önden görünüm Sağ yandan Üstten görünüm görünüm Yanda ortografik çizimi verilen yapının izometrik çizimini yapalım. Önden görünüm ÇÖZÜM: 114 Sağ yandan görünüm Üstten görünüm 5. ÜNİTE DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER Üçgenler Yanda ortografik olarak üstten, önden ve sağdan görünümleri verilen yapının izometrik çizimini yapalım. Üstten Önden Sağdan ÇÖZÜM : Üstten Verilen ortografik çizimin görünümleri sol tarafta renklendirilmiştir. Buna göre izometrik çizim sağ taraftaki çizim gibidir. Sağdan Önden 2 Yandaki şekillerde verilen ölçü birimlerini karşılaştırınız. 1br 1br 1br 1br 1 br3 1br 1br 1 br2 1 br Yandaki şekillerin boyutlarını karşılaştırınız. Hangisinin hacim kavramı ile ilişkilendirilebileceğini tartışınız. Şimdi de izometrik çizimi yanda verilen eş birim küplerden oluşmuş yapının hacmini bulalım. Cismin hacmi ile birim küplerin sayısını karşılaştırınız. 115 5. ÜNİTE 3. ÜNİTE Üçgenler İzometrik çizimleri verilen yapıların hacminin hesaplanmasında, her bir katta bulunan birim küplerin sayıları bulunur. Bulunan birim küp sayıları toplanarak yapının hacmi hesaplanır. Yanda izometrik çizimi verilen birim küplerden oluşmuş yapının hacminin kaç br3 olduğunu bulalım. ÇÖZÜM: Yapının; 1. katında 4 br3, 2. katında 2 br3, 3. katında 1 br3 vardır. O hâlde yapının hacmi 4 + 2 + 1 = 7 br3 olarak bulunur. 1. Aşağıdaki yapıların izometrik çizimlerini yapınız. a) c) b) ç) 2. İzometrik kağıda altı adet birim küp kullanarak üç farklı yapı oluşturunuz. 116 5. ÜNİTE DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER 3. Aşağıda izometrik çizimi verilen 1. şekildeki yapıdan hangi yapı çıkarılırsa 2. şekildeki yapı elde edilir? 1. Şekil 2. Şekil Üçgenler 5. A, B, C yapılarının her birine aşağıda verilen Ç, D, E, F, G ve Ğ yapılarından hangileri eştir? A 4. Aşağıda izometrik çizimleri verilen yapıların belirtilen ok yönünden ortografik izdüşümlerini çiziniz. a) B B A b) A C C c) B B Ç A 117 5. ÜNİTE 3. ÜNİTE Üçgenler 6. İzometrik çizimi aşağıda verilen yapının ortografik çizimini yapınız. D 7. Ortografik çizimi aşağıdaki şıklarda verilen yapıların izometrik çizimlerini yapınız. E a) Üstten görünüm Önden görünüm Sağdan görünüm b) F Üstten görünüm Önden görünüm Sağdan görünüm G c) Üstten görünüm Ğ Önden görünüm 118 Sağdan görünüm 5. ÜNİTE DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER Üçgenler 8. Aşağıda izometrik çizimleri verilen A ve B yapıları kullanılarak X, Y ve Z yapılarından hangisi oluşturulur? B Y X A Z 9. Aşağıdaki her bir yapı kaç birim küpten oluşmuştur? a) b) c) ç) d) e) f) 119 5. ÜNİTE 3. ÜNİTE Üçgenler DİK PRİZMA VE DİK PİRAMİT Yukarıdaki resimleri inceleyiniz. Resimlerdeki üç boyutlu cisimlerin ya da yapıların birbirine benzer ve farklı yanları sorgulayınız. İlköğretim bilgilerinizden bu cisimlerin hangi isimlerle anıldığını hatırlamaya çalışınız. 3 Yanda verilen kolon resmini inceleyiniz. Kolonun alt ve üst yüzeylerindeki dörtgensel bölgeleri karşılaştırınız. Bu yüzeylerin birbirine göre konumlarını karşılaştırınız. Kolonun yan yüzeylerini geometrik şekillerle ilişkilendiriniz. Kolunu oluşturan demirlerin uzunluklarını ve konumlarını karşılaştırınız. Oluşan kapalı cismin hangi geometrik yapıya dönüştüğünü söyleyiniz. 120 5. ÜNİTE DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER Uzayda bir E düzleminde bulunan bir çokgen (ABCD dörtgeni) ile E düzleminde bulunmayan ve E düzlemini kesen bir l doğrusu alalım. d l Üçgenler l doğrusuna paralel olan ABCD dörtgeninin kenarlarından birini kesen bir d doğrusu çizelim. d doğrusunu ilk konumuna paralel olarak ABCD dörtgeninin kenarları üzerinde kaydıralım. C D Bu biçimde oluşan yüzeye prizmatik yüzey, bu yüzeyin belirlediği uzay parçasına da prizmatik bölge denir. B A E Oluşturulan ve E düzlemindeki ABCD dörtgeni ile alttan A/B/C/D/ dörtgeni ile üstten sınırlanan kapalı prizmatik bölgeye prizma, prizmayı sınırlayan yüzey parçalarına da prizma yüzeyi adı verilir. d l C/ D/ B/ A/ P A E düzlemindeki ABCD dörtgenine prizmanın alt yüzeyi, P düzlemindeki A/B/C/D/ dörtgenine prizmanın üst yüzeyi denir. Ayrıca d doğrusuna prizmanın ana doğrusu denir. C D Şimdi de E düzlemine paralel bir P düzlemi ile prizmatik yüzeyi kesiştirelim. B E da bu Etkinlikte ele alınan masa yüzeyi ve zemindeki KLMN dikdörtgensel bölgesi ile sınırlanan prizmatik bölge prizma, zemindeki dikdörtgensel bölge ve örtülerin kapladığı yüzey prizma yüzeyi ve masa ayaklarından birini taşıyan doğru da prizmanın ana doğrusu olarak alınabilir. 121 5. ÜNİTE Üçgenler 3. ÜNİTE D/ Herhangi bir prizmanın birbirine paralel olan alt ve üst yüzeylerine tabanları, tabanların kenarlarına da taban ayrıtları denir. C/ O/ A/ Yandaki prizmada, tabanlar ABCD ve A/B/C/D/ dikdörtgenleridir. Taban ayrıtları ise [AB], [BC], [CD], [DA], [A/B/], [B/C/], [C/D/], [D/A/] dır. B/ D Tabanların karşılıklı köşelerini birleştiren [AA/], [BB/], [CC/] ve [DD/] na yanal ayrıtlar, C ABB/A/, BCC/B/, CDD/C/ ve DAA/D/ dikdörtgenlerine yanal yüzler adı verilir. O A İki taban arasındaki uzaklığa da |OO/| prizmanın yüksekliği denir. B D/ C D C / Yandaki dik prizma biçimindeki parfüm kutusunun taban ayrıtlarını, yanal yüzlerini ve yüksekliğini yazalım. ÇÖZÜM: Taban ayrıtları: [AB], [BC], [CD], [DA] Yanal yüzleri: ABB/A/ dikdörtgeni BCC/B/ dikdörtgeni CDD/C/ dikdörtgeni DAA/D/ dikdörtgeni A/ A B/ B 122 Yüksekliği: [AA/], [BB/], [CC/], [DD/] 5. ÜNİTE Üçgenler DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER 4 P D/ C B/ A/ P N/ / X/ L/ K/ E D A ABCD KARE 1. Şekil Y/ E N C B P Z/ M/ K KLMN DİKDÖRTGEN 2. Şekil E Z M L X Y XYZ EŞKENAR ÜÇGEN 3. Şekil Yukarıda 1, 2 ve 3. şekillerdeki prizmaları inceleyelim. Prizmaların yanal ayrıtları ile taban düzlemleri arasındaki açıların ölçüsü için ne söyleyebilirsiniz? Prizmaların tabanlarındaki çokgenleri karşılaştırınız. İsimlendirme yapılırken prizmanın hangi özelliklerinin dikkate alınacağını tartışınız. Yanal ayrıtları taban düzlemine dik olan prizmalara dik prizma denir. Prizmalar tabanlarındaki çokgenlere göre isimlendirilir. Tabanları düzgün çokgen olan bir dik prizmaya düzgün prizma denir. Yanda verilen resimlerdeki prizmaları isimlendirelim ve hangilerinin düzgün prizma olduğunu söyleyelim. ÇÖZÜM: 1. şekil : Düzgün altıgen dik prizma 2. şekil : Dikdörtgen dik prizma 3. şekil: Eşkenar üçgen dik prizma 1 ve 3. şekillerdeki prizmaların tabanları düzgün çokgen olduğundan düzgün prizmadırlar. 123 5. ÜNİTE Üçgenler 3. ÜNİTE 5 D T C A B Yanda inşa edilecek bir evin maketi görülmektedir. T noktası ile ABCD karesel bölgesinin içinde bulunduğu düzlemin konumunu karşılaştırınız. Çatının yanal yüzlerindeki çokgenleri söyleyiniz. Çatının yüksekliğini çiziniz. |TB|, |TC|, |TA| ve |TD| nı hesaplamak için hangi yolun izleneceğini tartışınız. Çatının hangi geometrik yapıya dönüştüğünü ve isimlendirme yapılırken yapının hangi özelliklerinin dikkate alınacağını söyleyiniz. Uzayda herhangi bir düzlem ve bu düzlemde bir çokgen verilsin. Verilen düzlemin dışında sabit bir T noktası alalım. T noktası ile çokgenin kenarları üzerindeki her bir noktadan geçen doğruların oluşturduğu yüzeye piramidal yüzey, bu yüzeyin sınırladığı bölgeye de piramidal bölge denir. T T Herhangi bir piramitte, hem tepe noktasından hem de tabandaki çokgensel bölgenin ağırlık merkezinden geçen doğru, taban düzlemine dik ise bu piramide dik piramit, tabanı düzgün çokgensel bölge olan piramide de düzgün piramit denir. T N M O K 124 Verilen çokgenin içinde bulunduğu düzleme paralel bir düzlem ve T noktası arasındaki piramidal bölgeye de piramit adı verilir. L Dolayısıyla her düzgün piramit, dik piramittir. Piramitler de prizmalarda olduğu gibi tabanlarındaki çokgensel bölgeye göre isimlendirilir. Yandaki şekilde verildiği gibi tabanı KLMN karesel bölgesi ve tepe noktası T olan kare dik piramitte yükseklik [TO] dır. 5. ÜNİTE DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER Üçgenler Yandaki şekilde kenar uzunlukları |AB|=8m ve |BC|=6m olan ABCD dikdörtgensel bölgesinin O ağırlık merkezine |TO|=12m olan bir direk dikilerek piramit biçiminde bir çadırda |TB| nu bulunuz. T C D ÇÖZÜM: ABCD dikdörtgeninde, |BD|=10m |DO|=|OB|=5m O A B TOB dik üçgeninde, |TB|=13m bulunur. (Pisagor bağıntısı) (Pisagor bağıntısı) 6 Aşağıda 1. şekilde bir kenar uzunluğu |AB|=10cm ve |TO|=12cm olan düzgün kare piramit verilmektedir. Tabandaki köşegen uzunluklarını |AC|=|BD|= 10 2 cm alarak |AO|, |OC|, |OB|, |OD| nu bulunuz. T 12 cm D C O A 10 cm B 10 cm Yanal yüzlerdeki kenar uzunluklarını göz önüne alarak üçgensel bölgeleri sorgulayınız. 1.Şekil Bu kez tabandaki O noktasından [BC] na [OH] dikmesini çizelim. |OH| ve |TH| uzunluğunu bulunuz. T D 12 cm C O A 10 cm Bu sonuçlara göre, AOT dik üçgeninden |AT|=? BOT dik üçgeninden |TB|=? COT dik üçgeninden |TC|=? DOT dik üçgeninden |TD|=? Bulduğunuz yanal ayrıtları karşılaştırınız. H B TBC nin yükseklik uzunluğunu bulunuz. Benzer işlemleri yaparak O noktasından [AB], [AD] ve [DC] nın orta noktalarına dikmeler çiziniz. Diğer yanal yüz yükseklik uzunluklarını bulunuz. Düzgün piramitlerde yanal yüzlerin özelliklerini söyleyiniz. 2. Şekil 125 5. ÜNİTE 3. ÜNİTE Üçgenler Düzgün piramitlerde yanal yüzler birbirine eş ikizkenar üçgensel bölgelerden oluşur. Dolayısıyla bu ikizkenar üçgensel bölgelerin eş olan kenarları, piramidin yanal ayrıtlarıdır ve uzunlukları birbirine eşittir. Ayrıca yanal yüzlerde bulunan eş ikizkenar üçgensel bölgelerin yükseklikleri de birbirine eşit olur. Aşağıdaki şekillerde verilen piramitlerin hangilerinde yanal yüzlerin birbirine eş ikizkenar üçgenlerden oluştuğunu yazalım. T T T T C D A C D B A D C A B B B A ABCD DİKDÖRTGEN DİK PİRAMİT ABCD İKİZKENAR YAMUK DİK PİRAMİT ABC EŞKENAR ÜÇGEN DİK PİRAMİT ABCD DİK YAMUK DİK PİRAMİT 1. Şekil 2. Şekil 3. Şekil 4. Şekil T T T D C E D E A ABCD PARALELKENAR DİK PİRAMİT 5. Şekil B C A C B D F C A B ABCDE DÜZGEN BEŞGEN DİK PİRAMİT ABCDEF DÜZGÜN ALTIGEN DİK PİRAMİT 6. Şekil 7. Şekil ÇÖZÜM: 3, 6 ve 7 şekillerdeki prizmaların tabanları düzgün çokgen olduğu için bu prizmaların tüm yanal yüzleri eş ikizkenar üçgendir. 126 5. ÜNİTE DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER Üçgenler 1. Aşağıdaki şekillerden hangileri dik prizma veya dik piramittir? ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ 2. Yanal yüzleri eş kareler olan üçgen dik prizma çiziniz. 3. Bir prizmanın en az kaç köşesi vardır? 4. 5. Değişik yüzleri farklı renklerde boyanmış yukarıdaki küpün karşılıklı yüzlerindeki renkleri söyleyiniz. Açınımını çiziniz. Şekildeki eşkenar üçgen dik piramidin diğer bir yüzeyi üzerine yatırılmasıyla oluşan piramit dik piramit midir? Neden? 127 5. ÜNİTE 3. ÜNİTE Üçgenler 6. Aşağıdaki şekilleri isimlendirerek soruları cevaplayınız. A D B E C F Ç G a) Tabanları, aynı çokgensel bölge olan şekiller hangileridir? b) Yan yüzleri dikdörtgen olan şekilller hangileridir? c) Yan yüzleri üçgen olan şekiller hangileridir? d) Yan yüzleri ikizkenar üçgen olan şekiller hangileridir? DİK PRİZMALARIN VE DİK PİRAMİTLERİN YÜZEY ALANLARI Yandaki resimde görülen binanın duvarları sıvanacaktır. Sıvanacak bölgenin alanının nasıl hesaplanabileceğini tartışınız. 128 5. ÜNİTE Üçgenler DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER 7 Çay üreticisi bir firma elma, nane ve limon aromalı üç ürününü aşağıdaki şekillerde verilen kare, dikdörtgen ve eşkenar üçgen tabanlı prizma biçimindeki karton kutulara ambalajlayıp satışa sunmak istemektedir. D/ S/ M/ C/ ELMALI ÇAY A/ R/ LİMONLU ÇAY NANELİ ÇAY B/ K/ P7 Q/ L/ M C D A L K B R S Q P Kutu ambalajı yapan firmaya verilen siparişlerde; Kare dik prizmanın boyutlarının |AB|=|BC|=8cm ve |AA/|=10cm, Eşkenar üçgen dik prizmanın boyutlarının |KL|=|LM|=6cm ve |KK/|=10cm, Dikdörtgen dik prizmanın boyutlarının |PQ|=8cm, |QR|=6cm, |PP/|=10cm olması istenmektedir. Her bir kutu için kaç cm2 karton kullanılacağını bulunuz. Kare prizma biçimindeki kutunun açınımını çiziniz. C/ D/ C/ D/ A/ B/ C/ D A B C D C D/ D/ C/ D/ C/ C/ A/ A/ D C B C B B / / D A A C/ C D C B C Kare prizmanın açınımında hangi geometrik şekiller bulunur? Kare prizmanın yüzey alanını bulunuz ve kutuda kaç cm2 karton kullanılacağını söyleyiniz. Kare dik prizma yüzeyinin alanını veren bir bağıntı oluşturmaya çalışınız. 129 5. ÜNİTE Üçgenler 3. ÜNİTE Eşkenar üçgen, dik prizma ve dikdörtgen dik prizmanın açınımlarını çizelim. Q/ K/ P/ K/ M/ L/ K/ P/ Q/ R/ S/ P/ K M L K P Q R S P Q K Eşkenar üçgen dik prizma açınımı P Dikdörtgen dik prizma açınımı Benzer çalışmalar yaparak eşkenar üçgen dik prizmanın ve dikdörtgen dik prizmanın yüzey alanlarını bularak kaçar cm2 karton gerektiğini hesaplayınız. Eşkenar üçgen dik prizmanın ve dikdörtgen dik prizmanın yüzey alanlarını veren birer bağıntı oluşturmaya çalışınız. 8 Bir oyuncak fabrikasında tabanları paralelkenar, dik yamuk, ikizkenar dik yamuk, düzgün beşgen, düzgün altıgen olan prizmalar ve küp biçiminde oyuncaklar imal edilmektedir. Bu oyuncaklardan açınımı aşağıda gösterilen paralelkenar dik prizma biçimindeki oyuncağı inceleyiniz. A/ D/ C/ A A 7cm 3cm K D / C/ B/ A/ 8cm D C B C D A A Paralelkenar dik prizma Oyuncağın yüzey alanını bulunuz. 130 B/ B/ 8cm A / 7cm 5cm 5cm 5cm / 3cm K B B Paralelkenar dik prizma açınımı A 5. ÜNİTE Üçgenler DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER Şimdi de boyutları ve açınımları verilen dik yamuk tabanlı ve ikizkenar yamuk tabanlı dik ve düzgün çokgen prizma biçimindeki diğer oyuncakları inceleyiniz ve yüzey alanlarını bulunuz. |AB|=6cm A/ / D |AD|=4cm / D C/ B/ A/ / D/ |DC|=3cm A C/ |DD/|=8cm A/ B/ C D C B A D D A Dik yamuk dik prizma A Dik yamuk dik prizma açınımı A/ D/ D/ C/ A/ A B A B/ D/ C / B/ D C C D A B A A/ B/ E D F B/ F/ D/ C/ A A İkizkenar yamuk dik prizma açınımı A/ F/ B D İkizkenar yamuk dik prizma E/ A/ |AB|=9cm |AD|=5cm |DC|=3cm |DD/|=8cm |BC|=5cm |AB| = 4 cm |DD/| = 8 cm C/ A/ B/ C / D/ E/ F/ G/ A B C D E F G C A B Düzgün altıgen dik prizma E B A F Düzgün altıgen dik prizma açınımı 131 5. ÜNİTE Üçgenler 3. ÜNİTE |AB| = 4 cm |DD/| = 8 cm D/ E/ D/ E/ C/ A/ B/ C/ D/ E/ A/ B/ C/ D/ D E A B C D D C E B A D Düzgün beşgen dik prizma D/ Düzgün beşgen dik prizma açınımı C/ B/ A / C E A/ B/ A/ D/ C/ B/ A D C B A B |AB| = 4 cm B/ D C A B B Küp Küp açınımı Her bir prizmada tabanlardaki çokgensel bölgeleri ve yanal yüzlerdeki dikdörtgensel bölgeleri kendi aralarında karşılaştırınız. Her bir prizmada tabandaki çokgenin çevre uzunluğu ve yükseklik uzunluğu ile yan yüzlerdeki dikdörtgensel bölgelerin alanları toplamını ilişkilendiriniz. Dik prizmaların yüzey alanlarını veren bir genelleme yapmaya çalışınız. Son iki etkinlikte yapılan çalışmalar göz önüne alındığında dik prizmalarda yüzey alanı, birbirine eş olan alt ve üst tabandaki çokgensel bölgelerin alanları toplamı ile yan yüzlerdeki dikdörtgensel bölgelerin alanları toplamından oluşur. Yan yüzlerdeki dikdörtgensel bölgelerin alanları toplamı ise taban çevresi ile yükseklik uzunluğu çarpımına eşittir. C/ Yandaki prizmanın yüzey alanı; A/ B/ 2 A(ABC) + Ç(ABC) . |AA/| C biçiminde ifade edilir. A 132 B 5. ÜNİTE DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER Dikdörtgenler prizması biçimindeki bir çikolata kutusunun kapağından, planlanan yeni tasarımı için, yanda verilen resimdeki gibi ABCD dikdörtgensel bölgesi çıkartılıyor. |EF|=12cm, |HF|=8cm, |FG|=8cm, |AB|=4cm ve |CB|=6cm olduğuna göre kutunun yeni tasarımının yüzey alanını bulalım. H D Üçgenler C E A B F G ÇÖZÜM: Prizmanın yüzey alanı = 2 (2.12 + 8.2 + 12.8)=272 cm2 dir. A(ABCD) = 6.4 = 24 cm2 dir. Kalan yüzey y y alanı = Prizma yüzey alanı - A(ABCD) = 272 - 24 = 248 cm2 bulunur. 5m 5m 6m Yanda uzunlukları verilen seranın yüzeyini kaplamak için kaç m2 cam kullanıldığını bulalım. ÇÖZÜM: 7m Cam yüzey ikişer tane S1, S2, S3 dikdörtgensel bölgeden ve ikişer tane S4 ikizkenar üçgensel bölgeden oluşur. 8m S1= 6.7 = 42m2 ise 2S1= 84m2 S2= 7.8 = 56m2 ise 2S2= 112m2 S3= 5.8 = 40m2 ise 2S3= 80m2 A S3 B S2 S4 H S1 C S4 için ABC nde [AH] çizelim. |BH|=|HC|=3m (İkizkenar üçgen) ABH nde |AH|=4m (Pisagor bağıntısı) 6.4 = 12m2 ise 2S4=24m2 S4= 2 Cam yüzeyin y y toplam p alanı= 2S1+ 2S2+ 2S3+ 2S4= 84+112+80+24 = 300m2 bulunur. Ayrıt uzunlukları tam sayı olan ve farklı üç yüzeyinin alanları 20, 24 ve 30cm2 olan dikdörtgen dik prizmanın ayrıt uzunluklarını bulalım. ÇÖZÜM: Ayrıt uzunlukları x, y ve z olmak üzere farklı yüzeyler: x.y=20, y.z=24, x.z=30 ve x, y, z tam sayı olduğundan 5.4=20, 4.6=24 ve 5.6=30 dur. x=5cm, y=4cm ve z=6cm bulunur. 133 5. ÜNİTE Üçgenler 3. ÜNİTE 9 T D C O A B Yukarıdaki resimde yer alan havuzun, bir kenar uzunluğu |AB|=16m ve yükseklik uzunluğu |TO|=15m olan kare piramit biçiminde çatısı vardır. Bu çatının yüzeyi, güneş ışığından yararlanmak için cam ile kaplanacaktır. Kaç m2 cam kullanılacağını bulmaya çalışalım. Tabanın ağırlık merkezi olan O noktasından [BC] nın orta noktası olan H noktasına OH dikmesini çizerek bu dikmenin uzunluğunu bulunuz. T TOH dik üçgeninde |TH| nu bulunuz. TBC ikizkenar üçgeninin yüksekliğini bulunuz. D C 15 H O A Şimdi bu kare piramidin aşağıdaki açınımını inceleyelim. B 16 T T T T T D D C C T 8 B A A B T 134 H 17 T 5. ÜNİTE 3. DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER Üçgenler Kare piramidin yüzeyi hangi geometrik şekillerden oluşmuştur? Taban çevresi ile yanal yüz yükseklik uzunluğunu kullanarak ikizkenar üçgensel bölgelerin alanları toplamını bulunuz. Havuzun piramit biçimindeki çatısında kaç m2 cam kullanılacağını bulunuz. Dik kare piramidin yüzey alanını veren bir bağıntı bulmaya çalışınız. Kare piramitte yüzey alanı, tabandaki karesel bölgenin alanı ile yan yüzlerdeki ikizkenar üçgensel bölgelerin alanları toplamına eşittir. Sözü edilen yan yüzlerdeki ikizkenar üçgensel bölgelerin alanları toplamı, taban çevresi ile yan yüz yükseklik uzunluğunun çarpımının yarısına eşittir. T Genel olarak, yandaki kare piramitte yüzey alanı; h/ D C h A(ABCD) + Ç(ABCD) . |TH| . 1 1 = a2 + 4ah/. 2 2 = a2 + 2ah/ H O A B T M Yandaki kare dik piramitte |TM|=|MN|=|NA| ve [MR]//[NL]//[AB] dir. |AB|=18cm ve piramidin yükseklik uzunluğu 12cm olduğuna göre piramidin yüzeyindeki yeşil şeridin alanını bulalım. R D C L N A B T M R D C L N H 18 9 A eşitliği ile verilir. K B ÇÖZÜM: THK dik üçgenini çizelim. |KH|=9cm (ABCD kare) TKH dik üçgeninde, |TK|=15cm (Pisagor bağıntısı) A(TAB)=135cm2 TAB nde A(TMR)=S ⇒ A(MNLR)=3S ve A(NABL)=5S ⇒ A(TAB)=9S dir. (Benzerlik) A(TAB)=9S ⇒ S=15cm2 ve A(MNLR)= 3.15 = 45cm2 dir. Yeşil şeridin toplam alanı = 4. A(MNLR) = 4. 45 = 180cm2 bulunur. 135 5. ÜNİTE Üçgenler 3. ÜNİTE 10 T Yanda tabanının bir kenar uzunluğu |AB|=12m ve yükseklik uzunluğu |TG|=2m olan eşkenar üçgen dik piramidin yüzey alanını bulmaya çalışalım. C G noktasının ağırlık merkezi olduğunu göz önünde bulundurarak |GE| ve |TE| nu bulunuz. F A G E Ele aldığımız eşkenar üçgen piramidin aşağıdaki açınımını inceleyelim. D B T T T T T 4 4 F 6 A G 6 D C C 6 6 E 6 6 4 B 6 E G A A C F 6 D 6 4 T 6 B B T Yanal yüzeyler hangi geometrik şekillerden oluşur? Piramidin yüzey alanını hesaplayınız. Eşkenar üçgen dik piramidin yanal yüz alanları toplamını taban çevresi ve yanal yüz yüksekliği ile ilişkilendiriniz. Eşkanar üçgen dik piramidin yüzey alanını veren bir bağıntı bulmaya çalışınız. T Yandaki şekilde verildiği gibi tabanı eşkenar üçgen olan dik piramidin yüzey alanı, tabandaki eşkenar üçgensel bölgenin alanı ile birbirine eş olan yan yüzlerdeki üç ikizkenar üçgensel bölgenin C alanı toplanarak bulunur. F Yan yüzlerdeki ikizkenar üçgensel bölgelerin alanları toplamı ise taban çevresi ile piramidin tepe noktasından yan yüzlerA G E den birinin tabanına çizilen yan yüz yüksekliğinin çarpımına eşittir. Genel olarak, bu durum yukarıdaki şekildeki gibi bir eşkenar D üçgen dik piramitin yüzey alanı, B A(ABC) + [ Ç(ABC) . |TE| . 1 ] 2 biçiminde ifade edilir. 136 5. ÜNİTE DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER Üçgenler Tabanının bir kenar uzunluğu 6 3 cm olan eşkenar üçgen dik piramidin yanal yüz yüksekliği taban düzlemi ile 600 lik açı yapmaktadır. Bu piramidin yüzey alanını hesaplayalım. ÇÖZÜM: T [AE] ⊥ [BC], |BE|=|EC|= 3 3 cm, 6 3 3 6 3 3 =9cm ve 2 1 1 |GE|= |AE|= .9=3cm 3 3 |AE|= C F A 3 3 600 G E 3 |TE|=6cm üçgen) Yüzey alanı; 3 3 D (ABC eşkenar üçgen) (TEG, açılarının ölçüleri 300, 600 ve 900 olan 1 (6 3)2 . 3 1 A(ABC) + Ç(ABC).|TE|. = +18 3.6. = 81 3 cm2 2 4 2 olur. B 11 T Yandaki şekilde tabanın bir kenar uzunluğu |BC|=4m ve yükseklik uzunluğu |TO|=6m olan düzgün altıgen dik piramidin yüzey alanını bulalım. E F A D Önce taban alanını oluşturan eşkenar üçgenlerden birinin alanını bulunuz. Toplam taban alanını hesaplayınız. O B C Yandaki AOB nde |OH| nu bulunuz. E F A 4 60 2 A D O B 0 O 300 300 H 4 2 600 C T B TOH dik üçgeninde |TH| uzunluğunu bulunuz. A H B O C 137 5. ÜNİTE Üçgenler 3. ÜNİTE Ele aldığımız düzgün altıgen piramidin açınımını inceleyelim. T T TT T T T T T F F E A D E A D C B T D F T B E C A B T C T Düzgün altıgen dik piramidin yanal yüzleri hangi geometrik şekillerden oluşur? Verilen ve elde ettiğimiz uzunlukları kullanarak düzgün altıgen dik piramitte yanal yüzey alanını ve tüm yüzey alanını bulmaya çalışınız. Yanal yüz alan toplamını taban çevresi ve yanal yüz yükseklik uzunluğu ile ilişkilendiriniz. Düzgün altıgen dik piramidin yüzey alanını veren bir bağıntı bulmaya çalışınız. Yandaki şekilde verildiği gibi tabanı düzgün altıgen olan dik piramitte yüzey alanı, tabandaki düzgün altıgensel bölgenin alanı ile birbirine eş olan yan yüzlerdeki altı ikizkenar üçgensel bölgenin alanı toplanarak bulunur. T E F A D O H B C Yan yüzlerdeki ikizkenar üçgensel bölgelerin alanları toplamı ise tabandaki düzgün altıgenin çevresi ile yan yüzlerdeki eş ikizkenar üçgenlerden birinin tabanına ait yükseklik uzunluğunun çarpımının yarısına eşittir. Genel olarak bu durum yukarıdaki şekildeki gibi bir düzgün altıgen dik piramitte yüzey alanı; A(ABCDEF) + [ Ç(ABCDEF) . |TH| . 1 ] 2 biçiminde ifade edilir. T F Yanda verilen düzgün altıgen dik piramitte piramidin yükseklik uzunluğu |TO|=4cm ve tabanın bir kenar uzunluğu |BC|= 2 3 cm dir. A B 138 D O H Buna göre bu dik piramidin yüzey alanını bulalım. E C 5. ÜNİTE DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER Üçgenler ÇÖZÜM: T |AB|=|BC|= 2 3 cm (Düzgün altıgen) |AH|=|HB|= 3 cm F 4 (TAB ikizkenar üçgen ) 2 3. 3 [HO] ⊥ [AB] ve |HO|= = 3 cm (ABO eşkenar üçgeninde yüksek2 lik uzunluğu) E 5 A 3 D 3 O H 3 B 2 3 [TH] ⊥ [AB] (TAB ikizkenar üçgen) |TH|2=|TO|2+|HO|2 ⇒ |TH|=5cm (TOH dik üçgeninde Pisagor bağıntısı) C Yüzey alanı, A(ABCDEF) + Ç(ABCDEF). |TH|. 1 1 (2 3)2 . 3 = 6. + 6.2 3.5. = 48 3 cm2 bulunur. 2 4 2 1. Aşağıdaki cisimlerin açınımlarını yapmaya çalışınız. Dörtyüzlü Sekizyüzlü 2. Aşağıda açınımları verilen cisimlerin her biri eş şekillerden oluşmuştur. Bu açınımları bir kâğıda çiziniz. Çizdiğiniz açınımları çevrelerinden keserek ve çizgilerden katlayarak kapalı cisimler oluşturmaya çalışınız. Onikiyüzlü açınımı Yirmiyüzlü açınımı 139 5. ÜNİTE 3. ÜNİTE Üçgenler 3. Eş düzgün çokgenlerden oluşan, her bir köşesinde buluşan, yüzey sayısı aynı olan cisimlere düzgün çok yüzlü denir. Düzgün çok yüzlülerden 1 ve 2. sorulardaki dörtyüzlü, küp, sekizyüzlü, onikiyüzlü ve yirmiyüzlü olan cisimlere Platonik Cisimler denir. Buna göre; a) Platonik cisimlerin her bir köşesinde buluşan yüzeylerin oluşturduğu açıların ölçüleri toplamı için ne söyleyebiliriz? b) Platonik cisimlerde her bir köşesinde buluşan yüzeylerin oluşturduğu açıların ölçüleri toplamı 3600 olursa ne olur? 4. Aşağıdaki cisimlerin içbükey ya da dışbükeyliğini tartışınız. 5. Şekildeki 3x3x3 küpün yüzey alanı değişmeyecek şekilde birim küp çıkartmak istersek hangi birim küp çıkarılmalıdır? 6. Aşağıdaki şekillerin her biri, dört eşit küpten oluşmuştur. Bu şekillerin hangisinin yüzey alanı daha büyüktür? 7. Aşağıda ayrıt uzunlukları verilen cisimlerin yüzey alanlarını bulunuz. 17 4 15 5 8 12 15 5 15 3 1 3 3 9 140 1 2 3 6 2 6 8 6 3 10 5. ÜNİTE DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER 8. A B Yanda tabanı verilen ve yan yüksekliği 6 cm olan dik piramidin taban alanını, yanal alanını ve tüm alanını bulunuz. 4cm 4cm 4cm Üçgenler C 9.Taban çevresi 24br, yüksekliği 4br olan kare dik piramidin yüzey alanını bulunuz. 10. Köşegen uzunluğu 8br olan kare piramidin yan yüz yüksekliği 8 3 br ise kare piramidin yüzey alanını bulunuz. 11. Ayrıtlarının uzunlukları toplamı 48br, yükseklik uzunluğu taban uzunluğunun 2 katı olan kare prizmanın yüzey alanını bulunuz. 12. Tabanın bir kenar uzunluğu 8cm ve yan yüzeyinin taban yüzeyi ile yaptığı açının ölçüsü 300 olan eşkenar üçgen dik piramidin yüzey alanını bulunuz. 13. Aşağıda açınımı verilen küp kapalı duşeklinin bulunduğu ruma getirildiğinde kenar hangi şekil ile çakışır? 15. Yandaki şekil 4x4x4 boyutunda bir küptür. a) 4 adet yeşil küp çıkardığımızda geriye kalan cismin yüzey alanı kaç br2 dir? b) 4 adet mavi küp çıkarıldığında geriye kalan cismin yüzey alanı kaç br2 dir? c) a ve b seçeneklerinde her birinde 4 adet küp çıkarılmasına rağmen cevaplarının farklı olmasının nedenini açıklayınız. 14. Cubo-Octahedron (Küp-sekizyüzlü) ayrıt uzunlukları eşit 6 kare ve 8 eşkenar üçgenden oluşmuştur. 16. a) Şeklin açınımını yapmaya çalışınız. b) Her bir kenarı 4 cm olan küp-sekizyüzlünün yüzey alanını bulunuz. Yukarıdaki şekil 5x5x5 boyutunda bir küptür. Kırmızı çizgiler boyunca ayrılıp çıkarılan parçalardan sonra ortada kalan cismin yüzey alanı kaç br2 dir? 141 5. ÜNİTE Üçgenler 3. ÜNİTE 17. 20. G C D H F B A E Yukarıda açınımı verilen piramidin ayrıt uzunlukları eşittir. Bu piramidin tepe noktası hangi noktadadır? Yukarıdaki piramitten tabanı düzgün altıgen olan şekil çıkarıldığında; 18. A b) Geriye kalan piramidin açınımını çiziniz. 6cm 6cm B a) Çıkarılan cismin açınımını, 6cm C 21. F Şekilde ABC eşkenar üçgeninin kenar orta noktalarını işaretleyiniz. Orta noktaların birleşmesiyle oluşan doğrulardan katlayınız. Oluşan piramidin yan yüzey alanı kaç cm2 dir? E A D 19. B C Tabanı ABCDE düzgün beşgen piramit ve yan yüzlerinden biri EDF ikizkenar üçgeni olan bir piramit oluşturulmak isteniyor. Bu piramidin dik piramit olmaması için diğer yan yüzlerin kenar uzunlukları için ne söylenebilir? Kesit yüzeyin ikizkenar yamuk olabilmesi için üstteki piramit nasıl kesilmelidir? 142 5. ÜNİTE Üçgenler DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER DİK PRİZMALARIN VE DİK PİRAMİTLERİN HACİMLERİ 1. Resim 2.Resim 1. resimde verilen lokum paketlerinin ve 2. resimde verilen peynir tenekelerinin hangi prizmalar olduklarını söyleyiniz. Boş bir lokum kutusunun kaç adet lokum alacağını ya da peynir tenekesinin kaç kalıp peynir alacağını bilmek için kutu ve teneke ile ilgili hangi bilgiye ihtiyaç vardır? 12 C/ D/ B/ A/ C D A B Bir şeker fabrikasında bir kenarının uzunluğu 1cm olan küp biçiminde şekerler üretilmektedir. Üretilen şekerler, taban ayrıt uzunlukları |AB|=12cm ve |AD|=7cm, yanal ayrıt uzunluğu |DD/|=4cm olan dikdörtgen dik prizma biçimindeki kutulara konularak satışa sunulacaktır. Her bir kutuya kaç adet küp şeker konulduğunu ve bir kutunun hacmini hesaplayalım. Bunun için şekli inceleyerek aşağıdaki soruları cevaplayınız. [AB] boyunca bir sırada kaç tane küp şeker vardır? [AD] boyunca bir sırada kaç tane küp şeker vardır? ABCD dikdörtgensel bölgesinin üzeri tamamen şekerle kaplandığında kaç adet küp şeker konulduğunu söyleyiniz. Şekerleri üst üstte dizerek kutu kaç kat şeker ile doldurulabilir? Bu kutuda kaç adet 1 cm3 hacminde küp şeker olduğunu bulunuz. Kutunun taban alanı ile yükseklik uzunluğunu ilişkilendirerek dikdörtgen dik prizmanın hacmini veren bir bağıntı bulmaya çalışınız. 143 5. ÜNİTE Üçgenler 3. ÜNİTE C/ D/ B/ A/ C D a A c b Herhangi bir dikdörtgen dik prizmada hacim, tabandaki dikdörtgensel bölgenin alanı ile dikdörtgen dik prizmanın yüksekliğinin çarpımına eşittir. B Daha genel olarak, yukarıdaki şekilde verildiği gibi a, b, c ∈ R olmak üzere taban ayrıtları a br, b br, yanal ayrıt uzunluğu c br olan dikdörtgen dik prizmanın hacmi, V=a.b.c br3 bağıntısı ile hesaplanır. C/ D/ B A/ / Taban ayrıtları 3cm ve 4cm, yanal ayrıt uzunluğu 5cm olan dikdörtgen dik prizmaya 1cm3 lük şekerlerden kaç tane sığdığını bulalım. 5 ÇÖZÜM: C D 3 4 A G H F E D B V = 4.3.5 = 60 cm3 kutunun hacmi olur. Öyleyse kutuya 60 adet küp şeker sığar. Yandaki şekilde verildiği gibi dikdörtgen dik prizma biçimindeki cam bir kapta hacminin beşte biri kadar sıvı vardır. |AB|=10cm, |BC|=16cm ve |CG|=20cm dir. Bu prizma BCGF yüzeyi üzerine yatırılıyor. Bu durumdaki sıvının yükseklik uzunluğunun kaç cm olduğunu bulalım. C ÇÖZÜM : A B İlk durumda, 1 1 Vsıvı = . Vprizma = . 10.16.20 = 640 cm3 olur. 5 5 İkinci durumda, Vsıvı = 16. 20. x 640 = 320. x ⇒ x=2 cm bulunur. 144 5. ÜNİTE Üçgenler DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER 13 C/ D/ N/ R/ S/ M/ D/ E/ M/ C/ F/ B/ A/ L/ X/ P/ Q/ C D 4 2 X B 4 5 M 3 L 4 6 R N 5 4 2. Şekil 1. Şekil S P 7 T 3. Şekil E M 5 4 Q B/ A/ B/ A/ 6 6 6 6 A V/ T/ C/ D/ 7 4. Şekil D C F V D A 3 B 5. Şekil C 5 A 4 B 6. Şekil Yukarıdaki prizmaları isimlendiriniz. Bu prizmaların her birini bir dikdörtgen dik prizmaya tamamlayıp tamamlayamayacağınızı ya da dikdörtgen dik prizmaya dönüştürüp dönüştüremeyeceğinizi tartışınız. Buradan dik prizmaların hacim bağıntısını oluşturmaya çalışınız. C/ A/ Dik prizmalarda hacim, tabandaki çokgensel bölgenin alanı ile prizmanın yükseklik uzunluğunun çarpımına eşittir. B/ Üçgen dik prizmanın hacmi, C V = A(ABC) . |AA/| A B biçiminde verilir. 145 5. ÜNİTE Üçgenler 3. ÜNİTE E Sinem Hanım bahçesindeki ikizkenar yamuk dik prizma biçimindeki saksısının toprağını değiştirmek istiyor. Beton kalınlığı 3cm olan saksıda |AB|=20cm, |DC|=50cm, |CE|=60cm ve |AH|=30cm dir. Saksının tamamen dolması için kaç cm3 toprak satın alacağını bulalım. ÇÖZÜM: D H C 3cm beton kalınlığını göz önüne alarak toprağın hacmini belirleyen prizmanın ayrıtları şöyle olur: İkizkenar yamuğun taban ayrıtları; 20−2.3=14cm ve 50−(2.3)=44cm iken yükseklik uzunluğu da 30−3=27cm olur. Prizmanın yüksekliği ise 60−(2.3)=54cm dir. A V=Taban alanı x yükseklik uzunluğu V= 44 +14 .27.54 = 42282 cm3 bulunur. 2 B E D C Marangoz Burhan usta resimde görülen düzgün altıgen dik prizma biçimindeki keresteyi noktalı çizgiler boyunca keserek ortadaki parçayı kullanmak istemektedir. |DC|=15cm ve |DE|=50cm olduğuna göre kullanılacak parçanın hacmini bulalım. A B ÇÖZÜM: |AD|=|BC|= 15 3 cm m(ADC)= m(DCB)= m(CBA)= m(BAD)=900 (Düzgün altıgen) Vkesilen=A(ABCD).|DE|=15.15 3 .50= 11250 3 cm3 bulunur. 146 5. ÜNİTE Üçgenler DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER 14 D/ A/ D/ C/ H1/ D/ A/ B/ O a B/ a 2 O H2 H1 C a a 2 H3 D a 2 A C/ B/ H2/ D A/ C/ D A A a C a a O H a B B H3/ C B / / / / Yukarıda verilen bir kenarı |AB|=a br olan küpün AC , BD , CA ve DB köşegenleri O noktasında kesişmiştir. İnceleyiniz. Oluşan piramitler kullanılarak bu küpün açınımı aşağıdaki biçimde verilebilir: C/ O D/ H3/ a 2 O H1/ H2 a 2 B/ a 2 O a 2 B a 2 H2/ A a 2 C/ CO H1 D O D/ C/ O A/ H3 B/ A/ B/ Küpün hacmi ile açınımda görülen kare dik piramitlerin hacimlerini ilişkilendiriniz. Küpün hacim bağıntısını kullanarak bir kare dik piramidin hacmini hesaplayınız. Bu sonucu kare piramidin yükseklik uzunluğu ve taban alanı cinsinden bulunuz. Kare dik piramidin hacmini veren bağıntıyı yazmaya çalışınız. Benzer çalışmalar yaparak tabanı farklı çokgenlerden oluşan dik piramitlerin hacim bağıntılarının ne olabileceğini tartışınız. T B C V = A(ABCD) . |TO| . O A Yapılan çalışmalardan dik piramitlerde hacim, tabandaki çokgensel bölgenin alanı ile piramidin yüksekliğinin çarpılıp üçe bölünmesinden bulunur. Bu durumda yandaki piramidin hacmi, 1 biçiminde ifade edilir. 3 B 147 5. ÜNİTE Üçgenler 3. ÜNİTE D 40 80 C O A B 60 Yandaki resimde görülen zeytinyağı şişeleme makinesinde kullanılan dikdörtgen dik piramit biçimindeki sıvı toplama kabında |AD|=40cm, |DC|=80cm ve |OT|=60cm dir. Bu kabın kaç cm3 zeytinyağı toplayabileceğini hesaplayalım. T ÇÖZÜM: 1 V = A(ABCD) . |TO| . 1 = 40.80.60. = 64000 cm3 olur. 3 3 T 6 C 4 A Yanda 1. şekilde eşkenar üçgen dik piramit ve 2. şekilde düzgün altıgen dik piramit verilmiştir. Verilen birim uzunluklara göre her iki piramidin hacimlerini bulmaya çalışalım. K 6 4 O A 4 2 B 1. Şekil B F E 2 2 D M 2 2. Şekil 2 C ÇÖZÜM: 1 42 3 1 .6 = 8 3 br3 V1= A(ABC).|TO|= . 3 4 3 1 22 3 .6 = 12 3 br3 V2= 1 .A(ABCDEF).|KM|= .6. 4 3 3 Yanda açık hâli verilen karton ambalaj kapatılarak kare dik piramit biçiminde çikolata kutusu yapılmak isteniyor. Tüm ayrıt uzunlukları 12cm olan piramidin kaç cm3 çikolata alacağını bulalım. ÇÖZÜM: 12 3 =6 3 2 Piramit yükseklik uzunluğu: 6 2 Yanal yüz yükseklik uzunluğu: (Eşkenar üçgen) (Pisagor bağıntısı) 1 Piramidin hacmi: V=Taban Alanı x Yükseklik Uzunluğu x 3 1 = 122. 6 2 . = 288 2 cm3 bulunur. 3 148 5. ÜNİTE Üçgenler DİK PRİZMALAR VE PİRAMİTLER 1. Aşağıdaki katı cisimlerin hacimlerini hesaplayınız. F E F H D H G E F G D E F 10 20 16 C D 6 D C 5 C C 6 2 B T 6 6 6 E 8 6 A B 5 20 D 8 8 A 10 A B B A 6 B O 8 A 8 B A C 12 C 5 8 8 3 4 B 2. Taban ayrıtları 4cm ile 5cm ve hacmi 180cm3 olan dikdörtgen dik prizmasının yanal alanı kaç cm2 olur? 3. Dik üçgen dik prizmada dik kenarlardan biri %10 azaltılıp diğeri %5 artırılırken, prizmanın yüksekliği %10 artırılıyor. Yeni şeklin hacmi % kaç değişir? 4. Taban ayrıtları tam sayı, hacmi 72cm3, yükseklik uzunluğu 6cm olan kaç farklı dikdörtgen dik piramit vardır? 5. H G Şekildeki ayrıt uzunluğu 10cm olan bir küpten K, L ve M noktaları içeren bir düzlem boyunca kesilerek piramit biçiminde bir parça çıkarılıyor. |KF|=3cm, |FL|=5cm, |FM|=4cm ise; C a) Çıkan piramidin hacminin kaç cm3 olduğunu bulunuz. b) Piramit çıkarıldıktan sonra kalan katı cismin hacminin kaç cm3 olduğunu belirleyiniz. L K F E D A M B 6. Yükseklik uzunluğu değişmeyen tabandaki bir kenar uzunluğu bir gerçek sayıya eşit olan düzgün prizmalarda tabandaki kenar sayısı arttıkça prizmanın hacmindeki değişim için ne söylenebilir? 7. Yanda değişik iki yan yüzü verilmiş küpün 1. yüz konumundayken ok yönünde çevrildiğinde yeni durumunu çiziniz. 1. Yüz 2. Yüz 149 5. ÜNİTE Üçgenler 3. ÜNİTE ÜNİTE SONU ÖLÇME SORULARI 1. Tüm prizma ve piramitlerde köşe sayısı K, yüzey sayısı Y ve ayrıt sayısı A olmak üzere K, Y ve A arasında aşağıdaki bağıntı vardır: K+Y−A=2 Yukarıda verilen açıklamaya göre aşağıdaki soruları cevaplayınız: a) Köşe sayısı 10, yüzey sayısı 7 olan bir prizmanın ayrıt sayısı kaçtır? Bu prizma nasıl isimlendirilir? b) Tabanı kare olan bir piramidin ayrıt sayısı kaçtır? c) K + Y = 20 eşitliğini sağlayan prizmanın tabanı nedir? ç) 4 köşesi olan bir prizma çizilebilir mi? d) 8 köşeli ve 8 yüzlü bir prizma da çizilebilir mi? 2. B A C Şekildeki gibi boyalı ahşap bir küpte A, B ve C noktaları bulundukları ayrıtların orta noktalarıdır.Küp, bu noktaları içeren bir düzlem boyunca kesilerek piramit biçiminde bir parça çıkarılıyor. Piramit önce boyasız yüzey üzerine oturtulup yükseklik uzunluğu ölçülüyor. Daha sonra boyalı yüzlerden biri üzerine oturtulup yeni yükseklik uzunluğu ölçülüyor. Hangi durumda yükseklik daha fazladır? 3. Yan yüz yükseklik uzunluğu 5, tabanının bir kenarının uzunluğu 8cm olan kare dik piramidin hacmi kaç cm3 tür? 4. Bir küpün ayrıtları iki kat artırılırsa hacmi kaç kat artar? A) 2 B) 4 C) 7 D) 26 E) 27 5. Kenarları tam sayı ve yüksekliği tabanının kısa kenar uzunluğunun iki katı olan dikdörtgen dik prizmada ayrıtlarının uzunlukları toplamı 76cm dir. Dikdörtgen dik prizmanın hacminin en büyük değeri kaç cm3 tür? A) 210 B) 216 C) 224 D) 232 E) 240 6. Bir kenarı 8m ve yüksekliği 3m olan kare dik piramit biçiminde çadır için kaç m2 çadır bezi gereklidir? A) 60 B) 64 C) 72 D) 80 E) 92 7. Kare biçimindeki pembe renkli kâğıdın iki köşesi düzgün altıgen dik prizma biçimindeki kalemliğin iki yanal ayrıtını ortalayacak şekilde tüm yan yüzlere yerleştiriliyor. Prizmanın taban ayrıt uzunluğu 8cm, yanal ayrıt uzunluğu 16cm ise prizmanın tüm dış yüzeyinde kullanılan pembe renkli kağıdın kapladığı alan kaç cm2 dir? A) 192 150 B) 196 C) 202 D) 206 E) 212 4. ÜNİTE ÇEMBER VE DAİRE + Çember ve Çemberde Açı + Çemberde Çevre Uzunluğu + Daire ve Daire Diliminin Alanı Maç başlarken topun konulduğu noktayı ve sadece oyunu başlatan futbolcuların bulunabildiği alanı geometrik kavramlarla ilişkilendiriniz. 4. ÜNİTE ÇEMBER VE ÇEMBERDE AÇI 1.Resim 2.Resim 3. Resim Yukarıdaki resimleri inceleyiniz. Üç resimde ortak olan yanları belirleyiniz. Birinci resimdeki basketbol potasında filenin bağlandığı demir halka, ikinci resimdeki alyanslar sizlere hangi geometrik şekli hatırlatmaktadır? Üçüncü resimdeki bir otomobilin hız göstergesindeki ibrenin uzunluğu ve ibrenin bağlantı noktası için ne söylenebilir? 1 Yandaki resimde bir bisiklet tekerleğinin jantı ve bu jantla tekerlek göbeğini birbirine bağlayan jant telleri görülmektedir. Jant tellerinin uzunluklarını karşılaştırınız. Buradan yola çıkarak jant üzerindeki her noktanın tekerleğin göbeğine olan uzaklıkları için ne söylenebilir? Tekerlek hangi geometrik şekle modeldir? Şimdi de yandaki şekilde verilen O merkezli çemberi inceleyiniz. L A K H B O G C F D 152 E Verilen ADH, BOL, EOG ve KCF açılarını, köşelerinin konumuna göre sınıflandırınız. Bu sınıflandırmaya göre çemberdeki açıları isimlendirmeye çalışınız. ÇEMBER VE DAİRE Düzlemde sabit bir noktadan eşit uzaklıkta bulunan noktaların geometrik yerine çember, sabit olan noktaya çemberin merkezi ve eşit olan uzaklığa da bu çemberin yarıçapı adı verilir. r ∈ R olmak üzere r birim yarıçaplı O merkezli çember yandaki gibi gösterilir. r O Köşesi çemberin merkezinde olan ve ışınları çemberde yay ayıran açılara merkez açı, köşesi çemberin üzerinde olan ve ışınları çemberden yay ayıran açılara çevre açı denir. 2 r C A O A O C O A D D 1. Şekil B B B 2. Şekil 3. Şekil C O A D 4. Şekil Yukarıdaki şekillerde O merkezli |OA| = r yarıçaplı çemberler görülmektedir. 1. şekildeki [OA], O noktası etrafında O sabit tutularak bir tam tur attığında A noktasının çizdiği yay ile oluşan merkez açıyı ilişkilendiriniz. 2, 3 ve 4. şekillerde görüldüğü gibi bu çemberi O noktasında kesişen [AC] ve [BD] ile dört eş parçaya ayıralım. 2. şekildeki AB, tam çember yayının kaçta kaçıdır? Bunu gören m(AOB) merkez açısının ölçüsü kaçtır? Benzer yaklaşımla 3 ve 4. şekillerde renklendirilmiş AOC ve AOD merkez açılarının ölçülerini bulunuz. Çemberde merkez açının ölçüsü ile bu açının gördüğü yayın ölçüsü arasında bir bağıntı yazmaya çalışınız. Yandaki şekilde olduğu gibi O merkezli çemberde AXB yayına AOB merkez açısının gördüğü yay denir ve AOB merkez açısının ölçüsü ile AXB nın ölçüsü birbirine eşittir. A X O B Bu durum, m(AOB) = m(AXB) biçiminde ifade edilir. 153 4. ÜNİTE X A Yandaki şekilde O merkezli çemberde verilen AXB, tüm çember 1 yayının üne eşit ise m(AOB) nün kaç derece olduğunu bulalım. 3 B O ÇÖZÜM: Çember yayının ölçüsü 3600 olduğundan; 1 = 1200 dir. Dolayısıyla, m(AXB) = 360 . 3 m(AXB) = m(AOB) = 1200 bulunur. A R Yandaki resimde görülen teker üzerinde eşit aralıklarla A, B, ..., R noktaları işaretlenmiştir. m(AOE) nü bulalım. B C P ÇÖZÜM: D N O M E F L K m(AB)= m(BC)=....= m(RA) = H m(AOB)= m(AB)= 3600 1800 = 7 14 1800 7 G m(AOE)=4. m(AOB) = 7200 bulunur. 7 3 Yandaki O merkezli çemberde verilen BAC çevre açısı ile BOC merkez açısını inceleyiniz. B A O D m(BOC) ile m(BDC) nı karşılaştırınız. m(BAC) ile m(BDC) nı karşılaştırınız. C B A O D C 154 m(BAC) ile m(BOC) arasındaki bağıntıyı, BAO ve AOC nin açı bağıntılarını kullanarak bulmaya çalışınız. Aynı yayı gören BOC ile BAC çevre açısı arasındaki ilişkiyi söyleyiniz. ÇEMBER VE DAİRE B A α O 2α D O merkezli çemberde de görüldüğü gibi bir çevre açının ölçüsü gördüğü yayın ölçüsünün yarısına eşittir. Dolayısı ile bu çevre açının ölçüsü aynı yayı gören merkez açının ölçüsünün de yarısına eşit olur. Bu durum, C m(BAC) = A 1 1 .m(BDC) ve m(BAC) = .m(BOC) biçiminde verilir. 2 2 Yandaki O merkezli çemberde m(AXB) = 560 verilmektedir. m(AOB) ile m(ACB) nü bulalım. X B O ÇÖZÜM: C A m(AOB) = m(AXB) ve m(ACB) = X B O m(AOB) = 560 ve m(ACB) = 1 .560 = 280 bulunur. 2 C D A Yandaki O merkezli [AC] çaplı çemberde m(DAC)=400 dir. Buna göre m(ADC), m(ABC) ve m(ABD) değerlerini hesaplayalım. X Y 400 B 1 . m(AXB) olduğundan 2 C ÇÖZÜM: m(ABC)=1800 (Yarım çember yayının ölçüsü) 1 1 (Çevre açı) m(ADC)= .m(ABC)= .1800=900 2 2 155 4. ÜNİTE m(ADC)=1800 1 1 m(ABC)= .m(ADC)= .1800=900 2 2 (Yarım çember yayının ölçüsü) (Çevre açı) 1 1 .m(DXC) ⇒ 400= .m(DXC) ⇒ m(DXC) =800 2 2 m(ADC)= m(AYD)+m(DXC) ⇒ 1800= m(AYD)+800 ⇒ m(AYD)=1000 1 1 m(ABD)= .m(AYD)= .1000=500 2 2 m(DAC)= (Çevre açı) (Çevre açı) A Şekildeki ABC nde [DE] ⊥ [AC], [DB] ⊥ [BC] ve |DE|=|EC| ise m(DBE) nü bulalım. E C A D ÇÖZÜM: B m(DEC)=900 dir. (A, E, C doğrusal) E m(DEC)= m(DBC)=900 olduğundan D, E, C ve B köşelerinden bir çember geçer ve [DC] da çap olur. C (DEC ikizkenar dik üçgen) m(ECD)=450 m(DE)=900 (m(ECD)=450) 0 m(DBE)=45 bulunur. (m(DE)=900) D B Yandaki resimde lokomotifin çember biçimindeki tekeri üzerinde gösterilen çevre açının ölçüsünü hesaplayalım. ÇÖZÜM: A C B 156 Çember 8 eşit yaydan oluşmuştur. Her bir yayın 0 ölçüsü 360 = 450 dir. ABC nın gördüğü yayın 8 0 ölçüsü 5.450=2250 ise m(ABC)= 225 = 112,50 2 bulunur. ÇEMBER VE DAİRE 4 Şekildeki gibi yarıçap uzunluğu 30m olan çembersel pist üzerinde A ve B noktaları 1200 lik merkez açı ile belirlenmektedir. X A 1200 O A noktasında bulunan Gülcenaz saat yönünde koşacaktır. B r = 30m Gülcenaz, çembersel pist üzerinde tam tur koşarsa ne kadar yol alır? Gülcenaz 1200 lik merkez açının gördüğü AB yolunu koşarsa ne kadar yol alır? Gülcenaz’ın aldığı yolun uzunluğunu, bu yolu gören merkez açının ölçüsü ve yarıçap uzunluğu ile ilişkilendiriniz. AXB nı gören merkez açının ölçüsünü, koşulan yol uzunluğunu ve yarıçap uzunluğunu kullanarak hesaplamaya çalışınız. Bir çemberde yay uzunluğunu, bu yayı gören merkez açı ve yarıçap uzunluğu ile ilişkilendirerek genel bir bağıntı bulmaya çalışınız. Yandaki gibi O merkezli r br yarıçaplı bir çemberin çevre uzunluğu 2πr br dir. A X α O B Ayrıca bu çember üzerindeki AXB nı gören merkez açının ölçüsü α ise AXB nın uzunluğu | AXB | = α .2πr br olur. 3600 Yukarıdaki bağıntıda 3600= 2π radyan olarak alınırsa merkez açının ölçüsü, α = | AXB | radyandır. r 3π cm ve α =450 ise çem4 berin yarıçap uzunluğunun kaç cm olduğunu bulalım. A Yandaki O merkezli çemberde |AXB| = X O α B ÇÖZÜM: α = 450 = π radyan ise, 4 3π | AXB | = π ⇒ 4 = π r 4 r 4 ⇒ r = 3 cm olur. 157 4. ÜNİTE 1. Aşağıda O merkezli çemberdeki verilenlere göre α , a, b, c, d açılarının ölçülerini bulunuz. b) 450 α O C 55 B c) ç) B 0 O O 60 0 d 170 a B α A α F b 46 0 C c E A A B G d) B A 230 α O A C C D C a) D 2. A B Şekildeki tekerlek 24π br uzunluğundaki AB yolunu 3 tur atarak aldığına göre tekerleğin yarıçapı kaç br dir? 3. O merkez olmak üzere aşağıdaki çemberlerde x değerlerini bulunuz. C C (9x+5)0 a) b) c) D C (2x-7)0 (3x+10)0 O (2x−20)0 B A (3x A O -25 )0 B O (4x+5)0 B A 4. D 1250 y A 800 C x B 158 Yandaki şekilde A, B, C, D noktaları çember üzerindedir. x ve y değerlerini bulunuz. ÇEMBER VE DAİRE 5. Aşağıda köşeleri bir çember üzerinde verilen yıldızılların, her birinin köşelerindeki iç açıların ölçüleri birbirine eşittir. Bu köşelerdeki iç açıların ölçüleri toplamını bulunuz. 6. B A M O 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 O noktasında bulunan ve yarıçap uzunluğu 2br olan tekerleğin merkezinde oluşan açıların ölçüleri eşittir. Tekerleği saat yönüne doğru çevirerek ilerlettiğimizde B noktasının cetvel üzerinde değdiği yer hangi iki tam sayı arasındadır? (Cetvelde iki tam sayı arası 1br dir.) 7. Saat 08:00 e en yakın hangi zamanda akrep ile yelkovan doğru açı oluşturur? 8. A 100m B 30m 30m O1 O2 Yandaki şekilde atletizm sahasının krokisi görülmektedir. |AB|=100m, O1 ve O2 yarıçap uzunluğu 30m olan çemberlerin merkezleri olduğuna göre pistin çevresinin uzunluğunu hesaplayınız. 9. C D 4 B A Yandaki şekilde 2br ve 6br yarıçaplı ve O merkezli iki çemberin bir bölümü verilmiştir. m(AOB)=300 olduğuna göre ABCD kapalı bölgesinin çevre uzunluğu kaç br dir? AB yayı uzunluğunun DC yayı uzunluğuna oranını, yarıçapların oranı ile karşılaştırınız. 2 O 10. Akrebinin uzunluğu 0,6cm olan bir saatte, yelkovanının uzunluğu akrebin uzunluğunun 1,5 katıdır. Saat tam 13:00 ü gösteriyorken 45 dakika sonra yelkovanın uç noktasının çizdiği yay uzunluğu kaç cm dir? 159 4. ÜNİTE 12. 13. A C B Yiğit ve Pelin masadaki çember biçimindeki pizzayı L şeklindeki araçla eşit iki parçaya nasıl ayırabilir? Yanlarına iki arkadaş daha gelirse dört eşit parçaya ayırmak için nasıl bir araca ihtiyaç vardır? Şekildeki A, B ve C merkezli dişlilerin attıkları tur sayıları sırasıyla 1, 3 ve 4 sayıları ile orantılıdır. A dişlisinin yarıçap uzunluğu 12cm ise B ve C dişlilerinin yarıçap uzunluklarını bulunuz. 14. Aşağıdaki şeklin çevresi kaç br dir? Pi sayısı için, ilk gerçek değer Archimedes (Arşimet) tarafından kullanılmıştır. Bugünkü değerine çok yakın bir değerdir. Babilliler çok eski zamanlardan beri Pi sayısı için 3 değerini kullanıyorlardı. Mezopotamyalılar ise daha iyi yaklaşık sonuçlar elde etmek istedikleri zaman Pi=3,125 değerini uygularlardı. 15. yüzyıl Türk-İslam dünyası ünlü matematik ve astronomi bilgini Gıyaseddin Cemşid, Pi sayısının değerini, 16 ondalığa kadar doğru hesaplayan ilk kişidir. Cemşid’in Pi sayısı için verdiği değer 3,1415926535898732 dir. Bu değer bugün kabul edilen değere göre doğrudur. Pi sayısının değeri hesaplanmaya devam etmektedir. π sembolünü ilk kez kullanan Euler (Öyler)’dir. Matematik Tarihi ve Türk İslâm Matematikçilerinin Yeri Göker, L. MEB, İstanbul 1997. 160 ÇEMBER VE DAİRE DAİRE VE DAİRE DİLİMİ 1. Resim 2. Resim 3. Resim Yukarıda 1. resimde verilen havuç dilimli baklavayı inceleyiniz. Baklava dilimleri ile tepsi yüzeyinin tamamen kaplandığı görülmektedir. Baklavalar ile kaplanan yüzeyin hangi geometrik şekli oluşturduğunu söyleyiniz. Bu kez 2. resimdeki kasnağı inceleyiniz. Kasnağın iç kısmında kalan yüzeyin kumaş ile tamamen örtüldüğünü gözlemleyiniz. 2 ve 3. resimlerdeki düzlemsel yüzeylerin çember ile sınırlı, kapalı bir düzlem bölgesi olduğu söylenebilir. Öyleyse her iki bölgenin bir alanı vardır. Çember ile sınırlı daire adı verilen bu kapalı bölgelerin alanlarını hesaplamaya çalışalım. 5 Börek yapmak için açılmış daire biçimindeki bir yufkayı aşağıdaki gibi eş parçalara ayıralım: D E A Yarım yufkadan kesilen F K C L şeklindeki parçalar sıralandıkça B şekli daha çok paralelkenarsal bölgeye dönüşmektedir. D C r h A H B 161 4. ÜNİTE DE, EF, ..., AK, KL, ... yaylarının uzunlukları toplamını bulmaya çalışınız. |AB| ve |CD| taban uzunluklarının yaklaşık değerlerini dairenin çevresi ile karşılaştırınız. Dilimlerin sayısı arttıkça h yüksekliği şekildeki hangi uzunluğa yaklaşır? Paralelkenarsal bölgenin alanını bularak dairenin alanını veren bağıntıyı oluşturmaya çalışınız. Bir dairenin alanını veren genel bağıntıyı bulmaya çalışınız. O Yandaki şekilde verildiği gibi yarıçapı r br olan dairenin alanı, r πr 2 br2 olur. Şekildeki radar göstergesinin yarıçap uzunluğu 4cm ise göstergenin alanını hesaplayalım. ÇÖZÜM: 2 Dairenin alanı = πr = π .42 = 16 π cm2 bulunur. D C O 12br Yandaki şekilde verilen ABCD karesinin bir kenar uzunluğu 12br dir. Bu karenin içine, kenarlarına teğet olacak biçimde O merkezli bir daire çiziliyor. Taralı alanın kaç br2 olduğunu bulalım. ÇÖZÜM : A B Taralı Alan = Karenin Alanı − Dairenin Alanı = 122 − π 62 = 144 − 36 π br2 bulunur. 162 ÇEMBER VE DAİRE 6 D E F r=12 Yarıçap uzunluğu r=12cm olan bir metal levha yandaki şekildeki gibi altı eş daire dilimine ayrılarak farklı renklerde boyanacaktır. C O Her bir dilimin alanının kaç cm2 olduğunu bulmaya çalışınız. Bunun için aşağıdaki daire dilimini ele alınız. B A O r=12 r=12 A B m(AOB) nü bulunuz. Dairenin alanının πr 2 olduğunu biliyorsunuz. Bununla beraber m(AOB) ile 3600 arasındaki oranı kullanarak dilimin alanının nasıl bulunacağını tartışınız. Daire dilimlerinin, merkez açılarının ölçüleri 600 yerine 300, 450 ve 1200 olarak alınırsa her bir dilimin alanını bulmaya çalışınız. Daire diliminin alanını veren bir genelleme yapmaya çalışınız. Şekilde verildiği gibi O merkezli r yarıçaplı daireden kesilen ve m(AOB) = α olan daire diliminin alanı, O α r A ∇ A(A O B) = r α .πr 2 dir. 0 360 B O merkezli r=27cm yarıçaplı daireden elde edilen daire diliminde ∇ m(AOB) = 400 ise A(A O B) nın kaç cm2 olduğunu bulalım. O 400 A r=27 B ÇÖZÜM: ∇ A(A O B) = 1 400 .π272 = .π.27.27 = 81π cm2 bulunur. 0 9 360 163 4. ÜNİTE Yandaki şekilde O merkezli ve yarıçap uzunluğu r=6m olan dairedeki B ∇ taralı bölgenin alanı A(A O B) =15π m2 ise m(AOB)= α nın kaç derece olduğunu bulalım. O r=6 α ÇÖZÜM: A α α α .π.62 ⇒ 15π = .π .π.r 2 ⇒ 15π = 0 3600 360 10 ⇒ α = 1500 bulunur. ∇ A(A O B) = E O merkezli çeyrek daire ile OABC dikdörtgeni şekildeki gibi verilmiştir. |EC|=2cm ve |CO|=3cm olduğuna göre taralı bölgelerin alanları toplamını bulalım. 2cm B C 3cm O D A ÇÖZÜM: |EO|=|OB|=5cm |CE|=4cm E 2cm B C Taralı alan = Çeyrek daire alanı − Dikdörtgensel bölgenin alanı 25π 900 π 2 = . 5 - 3.4 = −12 cm2 bulunur. 0 4 360 3cm O (Yarıçap) (OCE dik üçgeninde Pisagor bağıntısı) A D Yanda verilen resimdeki arabanın arka cam sileceğinin uzunluğu 40cm dir. Sileceğin silebileceği en büyük alanı bulalım. (Camın alt kenarı doğrusaldır.) O ÇÖZÜM: Silecek merkezi O noktasında ve yarıçap uzunluğu r=40cm olan yarım daire biçiminde bir alan siler. Yarım dairenin alanı = 164 πr 2 π402 = = 800π cm2 dir. 2 2 ÇEMBER VE DAİRE 1. Çevre uzunluğu 50 π olan bir dairenin alanı kaç cm2 dir? 1 2. Çevre uzunlukları oranı olan dairelerin alanları oranı kaçtır? 3 3. Aşağıda taralı olan daire dilimi alanlarını bulunuz. a) b) r=8br c) ç) r=9 1080 br O O 320 0 O O r=5 r=6 br br 4. Aşağıdaki şekillerde taralı alanları bulunuz. a) b) 6br D 6br 6br A 2br O3 6br B 6br 6br ç) C 6br 6br c) A C O1 2br B 1200 A O2 2br ABC eşkenar üçgen r=6br O B A K 3 3 3 3 O L B C A, K, O, L ve B doğrusal, K, O, L merkez 5. K KLM nin her bir kenarına yarım daireler çizilmiştir. O1, O2 ve O3 yarım dairelerin içinde yazılanlar alanları gösterdiğine göre LKM nın ölçüsü için ne söylenebilir? B A O2 O1 O3 L M A+B 6. A 3 Yanda |AB|=3m, |AD|=|BC|=8m olmak üzere sabit bir noktaya 5m lik iple bağlı olan Sarıkız’ın otlama alanını bulunuz. B 8 D C 165 4. ÜNİTE 7. Aşağıda belirtilen taralı alanları bulunuz. a) b) A c) A ç) D E O C O1 O2 r=6 b r F O r=4br B O r=8br B B r1=r2=12br 10. Kenar uzunluğu 4br olan düzgün altıgenin kenarları üzerine eş yarım daireler çizilmiştir. Buna göre taralı alan kaç br2 dir? 2b r 8. a) Aşağıdaki şekilde verilenlere göre oluşan halkanın alanı kaç br2 dir? A 5b { OO r b) Aynı merkezli iki dairenin yarıçap uzunlukları farkı 7br ise oluşan halkanın alanı kaç br2 dir? 9. Aşağıdaki şekilde verilenlere göre taralı alanı bulunuz. O πbr 12. Bir kare içine karenin kenarlarına teğet olacak biçimde 16br yarıçap uzunluğunda bir daire çiziliyor. İkinci adımda bu kare 4 eşit kareye ayrılıyor. Her bir karenin içine kenarlara teğet olacak biçimde eş daireler çiziliyor. Üçüncü adımda bu kare 16 eş kareye ayrılarak aynı işleme devam ediliyor. a) Her bir adımdaki dairelerin alanları toplamı için ne söylenebilir? Nedenini açıklayınız. 4br b) İlk dört adımdaki daire sayısı kaç tanedir ve dairelerin yarıçap uzunlukları kaç br dir? 2πbr 166 c) Yirminci adımdaki dairenin yarıçap uzunluğunu ve dairelerin sayısını bulunuz. ÇEMBER VE DAİRE ÜNİTE SONU ÖLÇME SORULARI 1. Düzlemde aynı yayı gören kaç tane çevre açı çizilebilir? 2. Düzlemde aynı yayı gören aynı yarıçaplı .............. tane merkez açı çizilebilir. 3. ABCD paralelkenarının köşeleri O merkezli bir çember üzerindedir. Buna göre B açısının ölçüsünü bulunuz. 4. Aşağıdaki dörtgenlerden hangilerinin köşeleri her zaman bir çember üzerindedir? I) Kare II) Paralelkenar III) Yamuk IV) İkizkenar Yamuk V) Eşkenar Dörtgen A) Yalnız I B) II ve V C) III ve IV D) I ve IV E) Yalnız IV 5. Aşağıda verilenlere göre taralı alanları bulunuz. a) b) 8 D c) D C C 12 4 ç) D 20 C 1br 8 B O ABCD Dikdörtgen A 4 A A B ABCD Kare 6. ABCD Kare O Merkez O 8. D E 200 B O O F C A B A Yukarıda bir daire içine düzgün altıgen çizilmiştir. Alınacak bir noktanın taralı bölgeden olma olasılığı kaçtır? 9. B B A C B | AH | O merkezli çemberde [OH] ⊥ [AB] ise | HB | oranı kaçtır? A 7. H O D O merkezli çemberde |AB|=|CD| ise |AB| ve |CD| için ne söylenebilir? C D Yukarıdaki çemberde [AB]//[CD] ise |AB| ve |CD| için ne söylenebilir? 167 5. ÜNİTE DİK DAİRESEL SİLİNDİR KONİ VE KÜRE + Dik Dairesel Silindir, Yüzey Alanı ve Hacmi + Dik Dairesel Koni, Yüzey Alanı ve Hacmi + Küre, Yüzey Alanı ve Hacmi Dünyamızın ve diğer gezegenlerin hangi geometrik yapıya model olabileceğini düşününüz. DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE DİK DAiRESEL SİLİNDİRİN YÜZEY ALANI VE HACMİ Yukarıdaki resimleri inceleyiniz. Resimlerdeki üç boyutlu cisimlerin benzer yanlarını söyleyiniz. İlköğretim bilgilerinizden salça kutusunun, zeytinyağı tenekesinin ve süt tanklarının hangi geometrik yapıyı hatırlattığını söyleyiniz. 1 Yandaki konserve kutusunu inceleyiniz. Tabandaki ve kapaktaki daireleri karşılaştırınız. Bu dairelerin birbirine göre durumlarını tartışınız. Konserve kutusunun şekli hangi geometrik cisme modeldir? l Uzayda herhangi bir E düzleminde bulunan bir s kapalı eğrisi ile E düzleminde bulunmayan ve E düzlemini kesen bir l doğrusu alalım. d s E l doğrusuna paralel olan ve s eğrisini kesen bir d doğrusu çizelim. d doğrusunu ilk konumuna paralel olarak s eğrisi üzerinde kaydıralım. Bu biçimde oluşan yüzeye silindirik yüzey, s eğrisine bu yüzeyin dayanak eğrisi, yüzeyi oluşturan d doğrusuna bu yüzeyin ana doğrusu denir. 169 5. ÜNİTE C L A P M s D K B E Silindir Silindir yüzeyi Şimdi de E düzlemine paralel bir P düzlemi ile yukarıdaki silindirik yüzeyi kesiştirelim. E ve P düzlemleri ile alttan ve üstten sınırlanan kapalı silindirik yüzey parçasına silindir yüzeyi adı verilir. Belli bir alanı sınırlandıran kendini kesmeyen dayanak eğrisine (s) sahip olan silindir yüzeyinin sınırladığı bölgeye silindirik bölge, silindirik bölgenin E ve P düzlemleri ile sınırlı kesitine silindir, E ve P düzlemlerinin sınırladığı ana doğrudan elde edilen [AB] na silindirin elemanı, iki düzlem arasındai uzaklığı veren [CD] na silindirin yüksekliği, K ve L kesitlerine alt ve üst taban yüzeyleri, silindirik yüzey parçasına (M) silindirin yanal yüzeyi ve taban yüzeylerinin merkezlerini birleştiren doğruya da silindirin ekseni denir. Ana doğrusu, dayanak eğrisinin bulunduğu düzleme dik olan silindire dik silindir, alt ve üst tabanları daire olan dik silindire de dik dairesel silindir adı verilir. Şimdi de bu söylediklerimizi silindir biçimindeki konserve kutusu üzerinde gösterelim. d C A L Silindir ekseni O1 L M P Silindir yüksekliği Silindirik bölge M D B O2 K K S E Silindir elemanı 170 Dayanak eğrisi üst taban Yanal yüz alt taban DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE 2 Ahmet Bey, köydeki evinin çatısına metal su deposu yaptıracaktır. Su deposu imal eden işletmeye taban yarıçapı r=60cm, yüksekliği 150cm olan dik dairesel silindir biçiminde su deposu siparişi verir. Deponun imalatında kullanılacak metalin kaç cm2 olacağını kat yerleri ve çıkıntılar ihmal edilerek aşağıdaki açınım yardımıyla hesaplayınız. Su deposu B/ B B r=60 B/ A/ A O r=60 B 150 A O A A/ r=60 r=60 Açınımdaki |AA/| uzunluğunu bulunuz. Dairenin alanı ve dik dairesel bölgenin alanıyla ilgili bilgilerinizi kullanarak dik dairesel silindir biçimindeki deponun yüzey alanını hesaplayınız ve kaç cm2 metal kullanılacağını bulunuz. Dik dairesel silindirin yüzey alanı ile ilgili bağıntı oluşturmaya çalışınız. Taban yarıçapı r br ve yüksekliği h br olan dik dairesel silindirde alan, bir yanal yüz (dikdörtgensel bölge) alanı ile iki tane birbirine eş daire alanının toplamından oluşur. Yanal yüzdeki dikdörtgensel bölgenin bir kenarı h br, diğer kenar uzunluğu ise tabandaki dairenin çevresi olan 2πr br dir. 171 5. ÜNİTE r / B O r B Bu durumda dik dairesel silindirin alanı, h 2πr.h + 2πr 2 h 2πr A A/ r bağıntısı ile hesaplanır. O C B m A 25 Yandaki resimde |OA|=|OB|=10m, |AC|=25m ve m(BOA)=300 dir. Binanın çatısının kaç m2 olduğunu bulalım. ÇÖZÜM: Binanın çatısı silindir yanal yüzeyinin 300 lik kısmıdır. Silindirin yanal alanı : A = 2πr.h = 2π.10.25 = 500π m2 30 O 0 500π m2 ise 3600 silindirin yanal alanı 0 30 silindirin yanal alanı x m2 --------------------------------------------------------------------500π 125π m2 bulunur. x= = 12 3 Taban yarıçapı r=3m olan dik dairesel silindir biçimindeki bir tankın yüzey alanı 60π m2 ise yükseklik uzunluğunun kaç m olduğunu bulalım. ÇÖZÜM: 60π = 2π.r.h + 2π.r 2 ⇒ 60π = 2π.3.h + 2π.32 ⇒ h = 7m bulunur. 172 DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE Yandaki resimde görülen bir asfalt silindirinin yarıçap uzunluğu 40cm dir. Silindir her seferinde 150cm genişliğindeki alanı düzleştiriyor. Bu silindirin 3 tam tur sonunda kaç m2 alanı düzleştireceğini hesaplayalım. 40cm 150cm ÇÖZÜM : Silindir tek bir tam tur attığında yanal alanıyla eşit alana sahip bir bölgeyi düzleştirir. Silindirin yanal alanı: A = 2π.r.h = 2π.40.150 = 12000 cm2 bulunur. 3 tam tur atıldığında 12000.3 = 36000 cm2 = 3,6m2 alan düzleştirilir. Taban yarıçapı r=2m, uzunluğu 8m olan dik dairesel silindir biçimindeki akaryakıt tankının yüzeyi boyanacaktır. Boyanacak yüzeyin kaç m2 olduğunu bulalım. ÇÖZÜM: Yanal yüz alanı: 2πr. h = 2π.2.8 = 32π m2 2 2 2 adet taban yüzeyi alanı: 2πr = 2π.2 = 8π m2 Dik dairesel silindir yüzey alanı : 32π + 8π = 40π m2 bulunur. 173 5. ÜNİTE 3 Beril yaş gününde konuklarına ikram etmek için dik dairesel silindir biçiminde pasta almıştır. Bu pastayı aşağıdaki gibi eş dilimlere ayıralım. Pastanın her bir yarısından kesilerek D şeklinde dilimler sıralandıkça oluşan K C C/ h D/ Ah / A r H h B B/ şekildeki ABCD ve A/B/C/D/ yüzeyleri paralelkenarsal bölgeye dönüşür. Bu bölgelerden birinin alanını bulunuz. Tabanları paralelkenarsal bölge ve yükseklik uzunluğu h olan bu cismin hangi geometrik cisme dönüştüğünü söyleyiniz ve hacmini bulunuz. Bu adımlardan yararlanarak dik dairesel silindirin hacmini veren bağıntıyı yazmaya çalışınız. 174 DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE O/ r A/ h O r Yandaki şekilde verildiği gibi taban yarıçapının uzunluğu r br ve yükseklik uzunluğu h br olan dik dairesel silindirin hacmi, taban dairesinin alanı ile yükseklik uzunluğunun çarpımına eşittir. Bu durumda, dik dairesel silindirin hacmi, V = πr 2 .h br3 A bağıntısıyla hesaplanır. O/ O r r A/ Yandaki şekilde verilen dik dairesel silindirin taban yarıçapı |OA|=4cm ve yükseklik uzunluğu |AA/|=h=5cm ise hacminin kaç cm3 olduğunu bulalım. h ÇÖZÜM : A V = π r2.h = π .42.5 = 80 π cm3 bulunur. Yandaki dik dairesel silindir biçimindeki su tankının taban yarıçapı r=0,8m ve hacmi V = 3,2π m3 ise yükseklik uzunluğunu hesaplayalım. ÇÖZÜM : V = π r2.h 3,2 π = π (0,8)2.h h= 5m bulunur. 175 5. ÜNİTE Sivas Lisesi’nde Geometri Dersi “ Atatürk, Sivas Kongresi’nin toplandığı Sivas Lisesi’ne, Lise Müdürü ve matematik öğretmeni Ömer Beygo ve baş yardımcısı felsefe öğretmeni Faik Dranaz ve öteki ilgililerle kongre salonuna geldiler. Burada önce, 4 Eylül 1919’da tarihi kongrenin toplandığı kongre salonunu ve özel odasını gezdi ve o günkü dekoru aynen korunan bu oda ve salonda o güne ait hatıralarını anlattı. Sonra topluluk halinde lisenin 9-A sınıfında programdaki Hendese (Geometri) dersine girdi. Bu derste bir kız öğrenciyi tahtaya kaldırdı. Öğrenci tahtada çizdiği koşut iki çizginin başka iki koşut çizginin kesişmesinden oluşan açıların Arapça adlarını söylemekte zorluk çekiyor ve yanlışlıklar yapıyordu. Bu durumdan etkilenen Atatürk, tepkisini “Bu anlaşılmaz Arapça terimlerle, öğrencilere bilgi verilemez. Dersler Türkçe yeni terimlerle anlatılmalıdır.” dedi ve tebeşiri eline alıp tahtada çizimlerle “zaviye”nin karşılığı olarak “açı”, “dılı” nın karşılığı olarak “kenar”, “müselles” in karşılığı olarak da “üçgen” gibi Türkçe yeni terimler kullanarak bir takım geometri konularını ve bu arada Pythagoras (Pisagor) teoremini anlattı. Atatürk, dilimize karşılığı “koşut” olan “muvazi” kelimesinin yerine kullandığı “paralel” teriminin kökenini açıklarken Orta Asyadaki Türklerin, kağnının iki tekerleğinin bir dingile bağlı olarak duruş biçimine “para” adını verdiklerini anlattı. Atatürk, bu derste aynı zamanda ders kitaplarının birkaç ay içinde Türkçe terimlerle yazdırılıp bütün okullara ulaştırılmasını emir buyurdu. “ Önerkol: “Tarihsel Bir Anı”, Bilim ve Teknik: Kasım 1981, Sayı:180, s.16 “ Bu kitabı Atatürk, ölümünden bir buçuk yıl kadar önce, III. Türk Dil Kurultayı’ndan hemen sonra 19361937 yılı kış aylarında Dolmabahçe Sarayı’nda kendi eliyle yazmıştır. 1936 sonbaharında bir gün Atatürk beni, Özel Kalem Müdürü Süreyya Anderiman’ın yanına katarak Beyoğlu’ndaki Haşet Kitabevi’ne gönderip uygun gördüğümüz Fransızca geometri kitaplarından birer tane aldırttı. Bunlar Atatürk’le birlikte gözden geçirildikten sonra, yazılacak geometri kitabının genel tasarısı çizildi. Bir süre sonra ben ayrıldım ve kış aylarında bu yapıt üzerinde çalıştı. Bu kitapçık bu emeğin ürünüdür. “ Ön sözden: Türk Dil Kurumu Baş uzmanı A. Dilaçar 176 DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE Yandaki resimde görülen dolabın kapağının eni 55cm ve boyu 120cm dir. Kapak 900 açıldığında, kapağın taradığı bölgenin hacmini hesaplayalım. 55cm ÇÖZÜM: Kapağın 3600 döndürülmesiyle oluşan bölge silindirdir. 900 döndürüldüğünde oluşan şeklin hacmi ise bu silindirin hacminin dörtte biri kadardır. Cismin hacmi : V = bulunur. πr 2 .h π552 .120 = = 1650π cm3 4 4 , 1. Aşağıdaki cisimlerde verilenlere göre yüzey alanlarını ve hacimlerini bulunuz. r=6br 1800 1200 br 1800 15br 12br r=6 8br 10br 18br 15br 4br 5br 10br 6br 1800 r=3br 3br 1br 3br 3br 1br 3br 3br 3br 5br 4br 12br 1800 r=3br 3br 1br 3br 3br 1br 3br 3br 177 5. ÜNİTE 2. Tabanının bir kenar uzunluğu 10cm ve yükseklik uzunluğu 12cm olan kare prizmanın içine çizilebilecek en büyük silindirin yüzey alanını ve hacmini bulunuz. 3. Taban yarıçapı uzunluğu 8cm ve yükseklik uzunluğu 15cm olan silindirin içine çizilebilecek en büyük kare prizmanın yüzey alanını ve hacmini bulunuz. 4. D A 5br C Yandaki şekilde verilenlere göre ABCD dikdörtgeni; 2br a) AB kenarı boyunca, b) BC kenarı boyunca B 3600 döndürüldüğünde oluşan cisimlerin yüzey alanlarını ve hacimlerini bulunuz. 5. 10br 600 8br 5br 8br 5br 20br Yukarıdaki verilenlere göre rampanın boyalı yüzey alanını bulunuz. 6. D C Yarıçap uzunluğu 9br ve yükseklik uzunluğu 20br olan silindir yukarıda verilmiştir. P noktası [AD] nın orta noktasıdır. P 20br a) A noktasından hareket eden bir karınca silindirin yüzeyi üzerinde C noktasına uğradıktan sonra A noktasına, en kısa yolu alarak gelmiştir. A 9br B b) B noktasından hareket eden başka bir karınca silindirin yüzeyi üzerinde P noktasına uğradıktan sonra B noktasına, en kısa yolu alarak gelmiştir. Her bir karıncanın aldığı yol ile silindirin alt tabanının sınırladığı çokgensel bölgenin alanını bulunuz. 178 DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE 7. Pasta yapmak isteyen Derin, taban ayrıt uzunlukları 24 ve 36cm olan dikdörtgen dik prizma biçimindeki tepside bulunan kekin üzerine muhallebi ekleyecektir. Yarıçap uzunluğu 3cm olan dik silindir kap içindeki muhallebinin yükseklik uzunluğu kaç cm olmalıdır ki kekin üzerine 2cm kalınlığında muhallebi ekleyebilsin? 8. Yandaki silindirin yarıçap uzunluğu 12br yükseklik uzunluğu 18br dir. İçinde su bulunan silindirin içine bir kenarı 4br olan bir küp atıldığında suyun yükseklik uzunluğu kaç br artar? 18br 12br 9. Yarıçap uzunluğu 6br ve yükseklik uzunluğu 18br olan silindir üst kısmından şekildeki gibi kesilmiştir. Kalan cismin hacmini bulunuz. 450 18br 6br 10. Yarıçap uzunluğu 5 br olan bir silindirin içi, kenar uzunluğu 1br olan küp şekerlerle doldurulmak isteniyor. Yükseklik uzunluğu 12br olan bu silindirin içine en fazla kaç tane küp şeker sığar? 11. r O A 1. Şekil 1. şekilde içinde su bulunan 16br yükseklik uzunluğu olan silindirde m(AOB)=900 dir. Silindir 1. şekilden 2. şekildeki konuma getirildiğinde suyun yükseklik uzunluğu kaç br olur? B 2. Şekil 179 5. ÜNİTE 12. 10cm 12cm Şekilde iç yarıçap uzunluğu 10cm, dış yarıçap uzunluğu 12cm ve yükseklik uzunluğu 16cm olan borunun yüzey alanını ve hacmini bulunuz. DİK DAiRESEL KONİNİN YÜZEY ALANI VE HACMİ 1. Resim 2. Resim 3. Resim Yukarıdaki resimleri inceleyiniz. 1. resimdeki şakül, 2. resimdeki ada ve 3. resimdeki abajurun hangi geometrik yapıyı hatırlattığını söyleyiniz. 4 Yandaki dondurma külahının içini dondurma ile tamamen doldurup üzerini bir karton ile kapatalım. A noktasının karton üzerindeki iz düşümünün nerede olacağını tartışınız. Şekildeki dondurma külahı hangi geometrik yapıya modeldir. 180 DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE ln l1 l3 l2 Herhangi bir E düzlemindeki kapalı bir s eğrisini kesen ve E düzlemi dışındaki sabit bir T noktasından geçen doğruların oluşturduğu yüzeye konisel yüzey, s eğrisine de bu yüzeyin dayanak eğrisi denir. d T Bu konisel yüzeyi oluştururken çizilen ilk doğruya (d) konisel yüzeyin üreteci, her bir doğruya (l1, l2, ..., ln) da konisel yüzeyin elemanları adı verilir. A (s) E Seçilen sabit T noktasına konisel yüzeyin tepe noktası ve tepe noktasının altında ve üstünde oluşan konisel yüzey parçalarına da konisel yüzeyin kanatları denir. T Konisel yüzey ekseni T s/ P O s s E E 1. Şekil 2. Şekil Dayanak eğrisi s olan konisel yüzeyin tepe noktası T den ve s nin merkezinden geçen doğru, konisel yüzeyin ekseni olarak isimlendirilir. Konisel yüzeyin bir kanadının sınırladığı bölgeyi, s dayanak eğrisinin düzlemine paralel ve tepe noktasından geçmeyen bir P düzlemi ile 2. şekilde görüldüğü gibi keselim. P düzlemi ile sınırlı bu konisel yüzey parçasına koni yüzeyi, P düzlemi ile konisel yüzeyin kesişiminden elde edilen kesite koni yüzeyinin tabanı, diğer kısmına da koni yüzeyinin yanal yüzeyi denir. 181 5. ÜNİTE Koninin ekseni T T T Koni yanal yüzeyi O B s Koni yüzeyinin tabanı s A s E Koni yüzeyi ile sınırlı bölgeye koni adı verilir. Koninin tabanının merkezi ve tepe noktası T den geçen doğruya koninin ekseni denir. Eğer koninin ekseni taban düzlemine dik ise bu koniye dik koni, dik koninin tepe noktası ile taban düzlemi arasındaki [TO] dikme parçasına dik koninin yüksekliği ve tabanı daire olan dik koniye de dik dairesel koni denir. Dik dairesel konide T tepe noktasını, tabandaki dairenin çevresi üzerindeki bir A noktasına birleştiren [TA] na da koninin ana doğru parçası adı verilir. 5 A B Tuzluk imalatı yapan bir atölyede metal malzeme kullanılarak şekildeki gibi dik dairesel koni biçiminde tuzluk üretilecektir. C |BC|=12cm ve |AB|=8cm olacak biçimde üretilen her bir tuzlukta, üst üste gelen yerler ihmal edilerek kaç cm2 metal kullanılacağını bulalım. 182 DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE Bunun için dik dairesel koninin aşağıdaki açınımını inceleyelim. A A A α l l F B F C l l l B l C D E C C B D D E 2. Şekil 1. Şekil r=12 C 3. Şekil Dik dairesel koninin açınımı Dik dairesel koninin açınımında yanal yüz ve taban hangi geometrik şekillerden oluşmaktadır? Yanal yüzdeki |DE| nu bulunuz ve yarıçap uzunluğu r ile ilişkilendiriniz. α Bu ilişkideki oranını r ve l cinsinden yazınız. Bu orandan faydalanarak dik dairesel 360 koninin yanal yüzey alanını veren bağıntıyı r ve l cinsinden yazınız. Verilen ölçülerden, bu tuzlukta kullanılacak metalin kaç cm2 olduğunu söyleyiniz. Dik dairesel koninin yüzey alanı için bir bağıntı yazınız. Bir dik dairesel koninin yanal yüzey alanı, taban çevresinin yarısı ile ana doğru parçasının uzunluğunun çarpımına eşittir. A l h r Bu dik dairesel koninin tüm yüzey alanı ise taban alanı ile yanal yüzey alanının toplamıdır. B D Bu durum, yandaki gibi yüksekliği h br, taban yarıçapı r br ve ana doğru parçası l br olan dik dairesel konide; Yanal yüzey alanı : πrl Taban alanı : πr 2 2 Tüm yüzey alanı : πrl + πr biçiminde ifade edilir. A l α 2πr l Ayrıca, bu koninin açınımındaki yanal yüzeyi oluşturan aşağıdaki daire diliminde merkez açının ölçüsü α0 kullanılarak r ile l arasında, r α = 360 l bağıntısı kurulur. 183 5. ÜNİTE Yandaki dik dairesel koni biçimindeki karton şapkanın tabanının çap uzunluğu 16cm, ana doğru parçasının uzunluğu 10cm dir. Şapkayı yapmak için kaç cm2 karton gerekli olduğunu bulalım. 10cm ÇÖZÜM: r = 16 = 8cm 2 İstenilen bölge, dik dairesel koninin yanal yüzeyine karşılık gelmektedir. Yanal yüzey alanı: π rl = π . 8. 10 = 80 π cm2 bulunur. A Yanda açınımı verilen konide m(BAC)=600 ve taban dairesinin yarıçapı |OD|=r=6cm alındığında koninin alanının kaç cm2 olduğunu bulalım. α B C O r=6 D ÇÖZÜM: |AC|=l alalım. 60 6 α r = ise l=36cm olur. = bağıntısından 360 l 360 l Yanal yüzey alanı : πrl = π6.36 = 216π cm2 Taban dairesnini alanı : πr 2 = π62 = 36π cm2 Koni yüzey alanı : 216π + 36π = 252π cm2 bulunur. 184 DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE 6 O A r A B O D T 1. Şekil B h h h h r r T Yandaki şekilde plastik koni ve silindirin her ikisinin taban yarıçap uzunluğu r br ve yükseklik uzunluğu h br dir. Koni biçimindeki kap kullanılarak silindir biçimindeki kap su ile doldurulacaktır. C 2. Şekil Bu silindir biçimindeki kabın, koni biçimindeki kaç kap ile dolacağını uygulayarak bulunuz. Dik dairesel silindirin hacmi ile ilişkilendirerek dik dairesel koninin hacminin ne olabileceğini tartışınız. Dik dairesel koninin hacim bağıntısını bulmaya çalışınız. Herhangi bir dik dairesel koninin hacmi, taban daire1 üne eşittir. sinin alanı ile yüksekliğinin çarpımının 3 A l h C r B Bu durum yandaki şekilde verilen merkezi O noktası, yarıçapı r br ve yükseklik uzunluğu h br olan dik dairesel koninin hacmi, 1 V = .πr 2 .h br3 3 bağıntısı ile verilir. Yandaki resimde görülen bir deorantın püskürtme düğmesine basıldığı anda havada oluşan cismin ve bir yüzeye sıkıldığında yüzeyde oluşan cismin ne olduğunu bulalım. ÇÖZÜM: Havada oluşan cisim koni, yüzeyde oluşan şekil ise bir koninin tabanı olan dairedir. 185 5. ÜNİTE A O 4cm 6cm Yandaki dik dairesel koni biçimindeki bardağın ağzının yarıçap uzunluğu 4cm ve yükseklik uzunluğu 6cm olduğuna göre bardağın kaç cm3 sıvı alacağını bulalım. T ÇÖZÜM : V= B C 1 1 2 πr h = π42 .6 = 32π cm3 bulunur. 3 3 Yanda açınımı verilen dik dairesel konide r = 6cm ve merkez açının ölçüsü 2160 ise bu koninin hacmini hesaplayalım. A 2160 ÇÖZÜM : |AC| = l diyelim. r=6 2160 r 2160 6 ise = = ise l = 10cm dir. 3600 l 3600 l Bu koninin kapalı biçimi yandaki gibidir. A Pisagor bağıntısından, h2 + r2 = l2 ise h = 8cm bulunur. h C l=10 Bu durumda koninin hacmi: r=6 B 1 2 πr h 3 1 V = π62 8 3 V= V = 96π cm3 olur. 186 DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE 1. Aşağıdaki elemanları verilen konilerin alanlarını ve hacimlerini bulunuz. 4br 1200 600 15br 17br 17br 8br 5br 2 3 br 5br 4br 2br 2. Aşağıda uzunlukları verilen cisimlerin yüzey alanlarını ve hacimlerini bulunuz. içi boş koni 8br içi boş koni 4br 14br 8br 9br 72 0 6br r=15br 3. Aşağıda bulunan 1. şekildeki koninin açınımı 2. şekilde verilmiştir. 2. şekil yan yüzeyi birbirine eş dilimlere ayrılarak daha önce dairenin alanını bulmaya çalışırken kullandığımız yöntemle 3. şekil elde ediliyor. l b a r 1. Şekil 2. Şekil 3. Şekil 187 5. ÜNİTE Buna göre; a) 3. şeklin hangi çokgene benzediğini söyleyiniz. b) a ve b yi r ve l cinsinden bulunuz. c) 3. şekildeki alanı r ve l cinsinden bulunuz. 4. Yanal yüzey alanı 65π br2 ve yarıçap uzunluğu 5br olan silindirin hacmini bulunuz. 5. 5br 18br Günde 50π br3 kedi maması yiyen bir kedinin, koni ve silindirden oluşan yemek makinesinin uzunlukları yanda verilmiştir. Kedi, tamamı doldurulmuş makinedeki mamayı kaç günde bitirir? 13br 6. a) b) c) a seçeneğinde cismin, üç düzlem üzerine düşen gölgeleri çizilmiştir. Sizler de b ve c seçeneğindeki cisimlerin düzlemler üzerine düşen gölgelerini çiziniz. 7. a) b) c) Üç düzlem üzerinde gölgeleri verilen cisimleri çizmeye çalışınız. 188 DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE 8. Aşağıdaki çokgenler şekilde belirtilen kırmızı renkli eksenler etrafında verilen ölçülerde döndürülünce oluşan cisimleri çizmeye çalışınız. 3600 3600 1800 1800 1800 1800 3600 9. Yandaki koni şeklindeki tepenin eğim açısının ölçüsü 300 ve yükseklik uzunluğu 500m dir. Buna göre bu dağın hacmi kaç m3 tür? KÜRENİN YÜZEY ALANI VE HACMİ Yukarıdaki resimleri inceleyiniz. Cisimleri hangi geometrik yapı ile ilişkilendirilebilirsiniz? 7 Bir karpuzu tam ortadan yatay olarak keselim. Kesik parçaların üzerinde hangi geometrik yapıların olduğunu tartışınız. Kabuk üzerindeki her noktanın karpuzun merkezine olan uzaklığı için ne söyleyebilirsiniz? 189 5. ÜNİTE Yandaki şekilde görüldüğü gibi karpuzda, dilim sayıları çoğaltıldığında oluşan kesitlerin büyüklüklerini inceleyiniz. En büyük alan ve çevreye sahip daire hangi kesittedir? Yandaki karpuzun hangi geometrik şekle model olduğunu söyleyiniz. B r r O A Uzayda sabit bir O noktasından eşit uzaklıktaki noktaların belirttiği yüzeye küre yüzeyi, sabit olan o noktasına küre yüzeyinin merkezi, merkezden küre yüzeyine olan eşit uzaklığa da küre yüzeyinin yarıçapı ve küre yüzeyinin sınırladığı bölgeye de küre denir. 8 r r r O2 2r r O1 r O2 r Yarıçap uzunluğu r br olan küre biçimindeki bir kap tam ortadan kesilerek eş yarım kürelere ayrılıyor. Yarım kürelerden birinin içi kızılcık şerbeti ile doldurularak 1. şekildeki r yarıçaplı yükseklik uzunluğu 2r br olan silindir kaba aktarılıyor. r 1. Şekil 2. Şekil Silindirin hacmini bulunuz. Silindir biçimindeki kabın yarım küre biçimindeki kaç kap ile dolacağını uygulayarak bulunuz. Silindirin hacminden yararlanarak kürenin hacmini bulunuz. Kürenin hacmini veren bir bağıntı yazmaya çalışınız. O1 190 r DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE B Şekilde verilen O merkezli r br yarıçaplı kürenin hacmi, r O r A V= 4 3 πr 3 eşitliği ile elde edilir. Yarıçapı r = 30cm olan küre biçimindeki bir deniz topunun içinde kaç cm3 hava olduğunu bulalım. ÇÖZÜM : V= 4 3 4 πr = π30 3 = 36000π cm3 hava bulunur. 3 3 Hacmi 288π cm3 olan küre biçimindeki bir güllenin yarıçap uzunluğunun kaç cm olduğunu bulalım. ÇÖZÜM : 4 3 πr 3 4 288π = πr 3 ise r3=216 ise r=6cm bulunur. 3 V= 191 5. ÜNİTE Yandaki resimde görülen küre biçimindeki yün çileden 2cm kalınlığında dikdörtgen biçiminde bir örtü yapılacaktır. Kürenin yarıçap uzunluğu 12cm ise örtünün yüzünün kaç cm2 yer kaplayacağını bulalım. ÇÖZÜM : Yumağın hacmi ile örülen dikdörtgen dik prizmanın hacmi eşittir. S, dikdörtgen dik prizma biçimindeki örtünün taban alanı olmak üzere; Vyum ak = 4 3 4 πr = π12 3 = 2304π cm3 tür. 3 3 Vörtü = 2.S S Vörtü = Vyum ak ⇒ 2.S = 2304π ⇒ S = 1152π cm2 bulunur. 9 C D r A B r O O 1. Şekil 2. Şekil Yukarıdaki 1. şekilde verilen O merkezli r yarıçaplı bir küre 2. şekilde görüldüğü gibi tabanı ABCD yüzeyi, yüksekliği r olan küre dilimlerinden oluşur. Küre dilimindeki ABCD yüzeyinin küçüldükçe hangi geometrik yapıya dönüştüğünü tartışınız. Bu durumda küre diliminin hangi geometrik cisme dönüştüğünü söyleyiniz. Bu cismin yükseklik uzunluğu ile kürenin yarıçap uzunluğunu karşılaştırınız. 192 DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE Bu cisimlerin hacimleri toplamının kürenin hacmi ile ilişkisini tartışınız. Bu ilişkiyi cisim sayısını n, cisimlerin taban alanını s alarak yazmaya çalışınız. n tane s toplamını küre yüzeyinin alanı ile ilişkilendiriniz. Yazdığınız eşitlikteki hacim bağıntısından küre yüzeyinin alanını veren bir genellemeye ulaşmaya çalışınız. B Yandaki şekilde verilen O merkezli r br yarıçaplı küre yüzeyinin alanı, r O r A Alan = 4πr 2 br2 eşitliği ile elde edilir. Resimdeki gibi çap uzunluğu 46cm olan küre biçimindeki bir mangalın yapımında kaç cm2 sac kullanıldığını bulalım. (Mangalın tutacağı ve ayakları ihmal edilecektir) ÇÖZÜM: A = A = 4πr 2 = 4π232 = 2116 cm2 bulunur. 1 Yarıçapı r = cm olan bir bilyenin yüzey alanının kaç cm2 olduğunu 2 bulalım. ÇÖZÜM : 1 A = 4πr 2 = 4π( )2 = π cm2 bulunur. 2 193 5. ÜNİTE Yüzey alanı 576π cm2 olan basketbol topunun yarıçapının kaç cm olduğunu bulalım. ÇÖZÜM : 2 Alan = 4πr 576π = 4πr 2 ise r2 = 144 ⇒ r= 12cm bulunur. Yanda dört tenis topu üst üste konarak kabın tüm yüzeylerine değecek şekilde yerleştiriliyor. Tenis toplarının kapladığı hacmin silindir biçimindeki kabın hacmine oranını bulalım. ÇÖZÜM: Tenis topunun yarıçap uzunluğu r olduğunda, Silindir kabın yarıçap uzunluğu r, r Silindirin yükseklik uzunluğu 4. 2r = 8r olur. r 4 O hâlde, Vtop = 4. π.r 3 3 r Vtop r 194 Vkap ve Vkap = π.r 2 .h = π.r 2 .8r olur. 4 4. πr 3 2 = 32 = bulunur. πr .8r 3 DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE 1. Kürelerden kesilerek elde edilen aşağıdaki parçaların hacmini bulunuz. 12br 13br 6br 2. Aşağıdaki cisimlerin yüzey alanlarını bulunuz. 3br 14br 13br 20br 5br 14br 4br 4br 4br 3. Bir kenarının uzunluğu 8m olan bir küpün içine yüzeylere teğet olacak biçimde yerleştirilen kürenin hacmini bulunuz. 4. Yükseklik uzunluğu 8cm olan dik dairesel koninin içine yarıçap uzunluğu 3cm olan, tabana ve kenarlara teğet olacak biçimde bir küre çiziliyor. Kürenin hacmini bulunuz. 5. Bir kürenin içine merkezinden 4cm uzaklıkta yarıçap uzunluğu 3cm olacak şekilde çizilebilecek en büyük koninin hacmini bulunuz. 6. 2br 14br İç yarıçap uzunluğu 14br ve kalınlığı 2br olan şekildeki cismin yüzey alanını ve hacmini bulunuz. 195 5. ÜNİTE ÜNİTE SONU ÖLÇME SORULARI 1. Kürenin en büyük dairesinin yarıçap uzunluğu ile kürenin yarıçap uzunluğu arasında nasıl bir ilişki vardır? 2. Yükseklik uzunluğu taban yarıçap uzunluğunun iki katına eşit olan silindir bir kap ile aynı yarıçap uzunluğuna sahip küre biçiminde bir kap veriliyor. Ayran dolu 12 adet küre kap ile kaç adet silindir kabı doldurabilirsiniz? 3. Dik dairesel konide koninin yükseklik uzunluğu, ana doğru uzunluğundan daima küçük müdür? 4. Dik silindirden kesitler alındığında kesit yüzeylerinde hangi geometrik şekiller oluşur? 5. T1 T2 B A L K 1. Şekil Yandaki şekilde koniler kırmızı çizgiler boyunca kesilmektedir. Oluşan kesitleri çiziniz. 2. Şekil 6. Bir dik üçgenin bir dik kenarı etrafında 3600 döndürülmesiyle ................ oluşur. 7. Bir kareyi bir kenarı etrafında 1800 döndürülmesiyle .......................... oluşur. 8. Bir ikizkenar yamuğu alt tabanı etrafında 3600 döndürülmesiyle ................... oluşur. 9. Yarıçap uzunluğu 3br olan kürenin hacmi ile aynı hacimli dik dairesel silindir, yükseklikleri ve yarıçap uzunlukları tam sayı olmak üzere kaç farklı biçimde çizilebilir? A) 2 B) 3 C) 4 D) 6 E) 8 10. 1 kat mesafesi 196 Yükseklik uzunluğu 6 π m olan beş katlı binanın yangın merdiveninden inmek isteyen Haydar’ın merdivenin direğine olan uzaklığı 80cm dir. Haydar’ın yürüyeceği yol uzunluğu kaç metredir? A) 4 π B) 6 π C) 8 π D)10 π E)12 π DİK DAİRESEL SİLİNDİR, DİK DAİRESEL KONİ VE KÜRE 11. Yandaki koni şeklindeki cismin içinde yükseklik uzunluğu 12br olan bir miktar sıvı vardır. Verilenlere göre sıvının hacmini hesaplayınız. Koninin içine yarıçap uzunluğu 61 br ve yükseklik uzunluğu 16 br olan silindir biçimindeki bir cisim atıldığında sıvının yükseklik uzunluğu kaç br artar? 24br 18br A) 1 12 br B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 12. Kurşundan yapılmış bir küre eritilerek 8 eş küre yapılıyor. Eritilen kürenin yarıçap uzunluğunun küçük kürelerden birinin yarıçap uzunluğuna oranı kaçtır? A)1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 8 13. l O Açınımı yanda verilen dik dairesel koninin yanal yüz alanı 60π cm2 ve merkez açısının ölçüsü 2160 dir. Bu dik dairesel koninin hacmi kaç cm3 tür? 2160 60π B) 60π A) 48π C) 72π D) 90π E) 96π r 14. G H E Yandaki şekilde görüldüğü gibi bir kenar uzunluğu 30cm olan küpün içine kenarlarına teğet olacak biçimde bir küre konuyor. Daha sonra küpün içi sıvı ile dolduruluyor. F a) Küpün bir köşesinin küre yüzeyine olan en kısa uzaklığı kaç cm dir? O D C b) Küpün içine doldurulan sıvının hacmi kaç cm3 tür? 30 A 30 B 197 ÜNİTE SONU ÖLÇME SORULARININ CEVAPLARI ÜNİTE 1: 1) a)İki nokta b)Çember c)Küre 2) B(−3,3) 3) C 4) a)m−n=7 5) B 6) C 7) C 8) a) Ordinatı b) Apsisi 9) C 10) A 11) E 12) a) y=2,3+0,002x b) Eğim her 100 metrede ödenen 0,2TL nin 0,01 idir. 13) a) (x−2,y-1)=k.(3,−2) b) u=(3,−2) c) 2x+3y−7=0 14) D 15) D ÜNİTE 2: 1) Tüm iç açıları farklıdır. 3) Eşkenar dörtgen, kare 10) C 7) İç 8) 600 9) B 18) C 19) A 20) A 21) D 3π 6 ÜNİTE 4: 1) Sonsuz 6) 3 3 2π ÜNİTE 5: 1) Eşittir. 6) Koni 12) B 13) E 198 3) 64cm3 2) Bir 4) D 3) 900 4) D 7) Eşittir. c)y=12,3TL 16) B 2) Dikdörtgen, kare, ikizkenar yamuk 4) Paralelkenar 5) Eşittir. 6) Dış 11) B 12) D 13) A 14)E 15) B 16) C 17) E 22) C 23) A 24)Yansıma, ötelemeli yansıma, dönme ÜNİTE 3: 1) a) 15 ayrıtı vardır. Tabanı beşgen olan prizmadır. ç) Çizilemez. d) Çizilemez. 2) b) n−m=3 8) 1 2) 8 3) Evet 7) Yarım silindir 14) a) 15( 3 −1) cm 5) C 6) D 5) a) 64 −16π b) 7 c) Altıgen 7) A b) 50π − 96 c) 200π − 400 ç) 7π 6 9) Eşittir. 4) Daire, Dikdörtgen 5) 8) İki koni ve bir silindir 9) C b) (27000−4500 π )cm3 10) D 11) C SÖZLÜK analitik düzlem: Dik kesişen iki koordinat doğrusunun oluşturduğu yapının belirttiği düzlem. birim çember: Düzlemde sabit bir noktadan 1 birim uzaklıkta olan noktaların kumesi. birim vektör: Uzunluğu 1 birim olan vektör. çember: Düzlemde sabit bir noktadan r birim uzaklıkta olan noktaların kümesi. çevre açı: Köşesi çemberin üzerinde olan ve ışınları çemberden yay ayıran açı. çokgen: n≥3 ve n Doğal sayı olmak üzere aynı düzlemde ardışık üç tanesi doğrusal olmayan A1, A2, ...., An noktalarının oluşturduğu [A1A2], [A2 A3], ..., [An-1 An], [An A1] doğru parçalarının birleşim kümesi. çokgensel bölge: Bir çokgenin sınırladığı bölge. derece: Birim çemberin çevre uzunluğunu 360 eş parçaya ayırarak her bir parçayı gören merkez açının ölçüsü. dışbükey çokgen: Çokgenin iç bölgesinde seçilen herhangi iki noktayı birleştiren doğru parçası daima çokgenin iç bölgesinde kaldığı çokgen. dik görüntü çizimi: Üç boyutlu yapılara tek bir yönden bakarak görünümlerin iki boyutlu çizilmesi. dik yamuk: Yan kenarlarından biri tabanlarına dik olan yamuk. dik prizma: Yanal ayrıtları taban düzlemine dik olan prizma. doğru: Düz ve uzunluğu sürekli iki yöne sınırsız uzatılabilen, kalınlığı bulunmayan geometrik terim. doğru parçası: Bir doğrunun herhangi bir parçası. doğrunun eğimi: Doğrunun x ekseni ile pozitif yönde yaptığı açının tanjantı. düzgün çokgen: Kenar uzunlukları birbirine ve açılarının ölçüleri birbirine eşit olan çokgen. düzgün kaplama: Bir düzlemsel bölgenin boşluk kalmayacak ve figürler üst üste gelmeyecek biçimde yansıma, dönme, öteleme ve ötelemeli yansıma dönüşümleri yardımıyla bir figür kullanılarak örtülmesi. düzgün prizma: Tabanları düzgün çokgen olan bir dik prizma. düzlem:Uzunluğu ve genişliği, düz sınırsız genişletilebilen fakat kalınlığı bulunmayan geometrik terim. eş yönlü doğru parçaları: Yönü aynı olan eş doğru parçaları. ışın: Bir doğrunun belirli bir yerinden başlayıp düz olarak sürekli tek yöne uzatılabilen, uzunluğu sınırsız, kalınlığı bulunmayan geometrik terim. 199 ikizkenar yamuk: Yan kenarlarının uzunluğu birbirine eşit olan yamuk. izometrik çizim: Yapıların veya 3 boyutlu cisimlerin kâğıt üzerindeki çizimlerinde, kenarları taşıyan doğruların daima paralel göründüğü çizim. koni: Koni yüzeyi ile sınırlı bölge. koordinat doğrusu: Gerçek sayıların, bir doğrunun noktaları ile bire bir eşlenmesi ile oluşturulan sayı doğrusu. küre: Küre yüzeyinin sınırlandığı bölge. merkez açı: Köşesi çemberin merkezinde olan ve ışınları çemberde yay ayıran açı. negatif yön: Herhangi bir açının bir kenarından diğer kenarına saat yönünün ters yönünde gidildiğinde oluşan açının yönü. nokta:Herhangi büyüklüğü olmayan ve yer belirten bir geometrik terim. ortografik iz düşüm: Bu çizimde yapının iki boyutlu görüntüsü. perspektif çizim: Yapıların veya 3 boyutlu cisimlerin kâğıt üzerindeki çizimlerinde, kenarları taşıyan doğruların kesişir gibi göründüğü çizim. piramit: Bir çokgenin düzleminin dışındaki sabit bir T noktası ile çokgenin düzlemine paralel T noktasının ait olmadığı bir düzlem arasındaki piramidal bölge. pozitif yön: Herhangi bir açının bir kenarından diğer kenarına saat yönünün ters yönünde gidildiğinde oluşan açının yönü. prizma: İki paralel düzlem ile sınırlanan kapalı prizmatik bölge. radyan: Köşesi birim çemberin merkezinde bulunan açının çember üzerinde ayırdığı 1 br uzunluğundaki yay. sıfır vektörü: Başlangıç ve bitim noktası aynı olan vektör. silindir: Paralel iki düzlem arasında kalan silindirik bölge. uzay: Uzunluğu, genişliği ve yüksekliği, düz sınırsız genişletilebilen geometrik terim. üçgen: Üç kenarlı çokgen. vektör: Koordinat doğrusu üzerinde eş yönlü doğru parçalarının kümesi. yarı düzgün kaplama: Bir düzlemsel bölgenin boşluk kalmayacak ve figürler üst üste gelmeyecek biçimde yansıma, dönme, öteleme ve ötelemeli yansıma dönüşümleri yardımıyla birden fazla figür yardımıyla örtülmesi. yer vektörü: Başlangıç noktası orijinde olan vektör. 200 KAYNAKÇA 1. T.C. Millî Eğitim Bakanlığı Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı Ortaöğretim Geometri Dersi 9-10. Sınıf Öğretim Programı, Ankara, 2010 2. T.C Milli Eğitim Bakanlığı Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı Ortaöğretim Matematik (9,10,11,12.sınıflar) Dersi Öğretim Programı, Ankara, 2005 3. T.C Milli Eğitim Bakanlığı Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı İlköğretim Matematik Dersi 6-8. Sınıflar Öğretim Programı, Ankara, 2005 4. Yazım Kılavuzu, Türk Dil Kurumu, Ankara, 2005 5. Geometry, Larson, R., Boswell, L., Kanold, T. D., Stiff, L., McDougal Littell, 2007. 6. Discovering Geometry An Investigate Approach Key Curriculum, Serra, M., 2008. 7. Geometry, Gantert, X. A., AMCSO, 2008. 8. Geometry Integration Applications Connections, Glencoe, 1998. 9. Mathematics, Billstein, R., Williamson, J., McDougal Littell, 2008. 10. Geometry, Jurgensen, R. C., Brown, R. G., Jurgensen, J. W., Houghton, USA, 1988. 11. Elementary Linear Algebra, Anton, H., John Wiley&Sons, Canada, 1991. 12. Geometri, Atatürk, M. K., Örgün, 2006. 13. The Graphic Work, Escher, M.C., Germany, 1996. 14. Matematik Tarihi ve Türk İslam Matematikçilerinin Yeri, Göker, L., MEB, İstanbul, 1997. 15. Pentapleks Kaplamalar, Arık, M.,Sancak, M., TUBİTAK Popüler Bilim Kitapları, Ankara, 2007. 16. Platon’un ve Arşimet’in Çokyüzlü Cisimleri, Sutton, D., ne Kitaplar, 2004. 17. Matematiksel Düşünme, Yıldırım, C, Remzi, 1996. 18. Geometrinin Gizli Dünyası, Wells, D., Doruk Yayınları, 2002. 201 300 İZOMETRİK KÂĞIT 202